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农田除草机的结构设计【优秀毕业课程设计含CAD图纸+说明书论文】

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农田除草机的结构设计【优秀毕业课程设计含CAD图纸+说明书论文】 .zip

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中耕除草机总体结构立面.示意图（A1）.dwg

悬挂结构示意图（A2）.dwg

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关键词：: 农田除草机结构设计优秀优良毕业课程设计 cad 图纸说明书仿单论文

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!【包含文件如下】【机械设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc[17000字，36页]【需要咨询购买全套设计请加QQ97666224】.bat

中耕除草机总体结构立面.示意图（A1）.dwg

悬挂结构示意图（A2）.dwg

除草机单体结构示意图（A2）.dwg

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设计说明书.doc[17000字，36页]

摘要

由于早期研究的的松土锄草机在工作过程中，对中耕作物苗带松土和锄草比较艰难、埋苗率高并且工作速度低、损坏苗严重、苗间草清除不干净而且化学除草对当今大自然造成的污染比较恶劣，并且对动物和植物带来的危害存在着巨大的问题，所以我们研制了一种新型新型除草机械，名为中耕松土梳苗锄草机。该机器是按照组合直立梳齿为主要运作部件，运用作物根茎与杂草根茎发生长差别大的特点，再对作物进行规律的的打理，得到松土锄草的成果，同时要进行规律的中耕。在本文里对此机器的总体设计、梳齿机构的尺寸和传动结构，以及它们的运动规律等惊醒了分析，得到了机器作业质量的分析结果。梳齿式除草装置可以进行的功能有许多。如：它是多动能中耕以及全方位松土除草复式作业机。该机器不仅可以除掉苗间杂草（生长期），并且可以保持土壤水分充足，为农作物的稳定产量起到了决定性的作用。因为生长期的农作物和杂草的根系在土壤内的深度不同，因此梳齿式苗间松土锄草装置的工作原理是利用锄草齿在杂草的根系层做出网格状运动来锄去杂草。为此，从锄草作业的缺陷出发，分析了当今国内外田间锄草技术的研究现状以及化学除草技术与机、电、光等技术的结合情况；通过与美国、德国等西方发达国家先进锄草技术的比较，分析了我国锄草技术的不足之处，并指出了锄草技术的发展趋势。栽植技术是作物争取农时、提高复种指数、提高产量的有效措施。采用机械栽植是提高移植劳动生产率的有效途径。国外已广泛采用机械化移栽方式。国内目前研制出的移栽机具都是人工喂苗的半自动移栽机。我这次毕业设计就是导管式栽植机。通过查阅有关的资料，对国内外旱田移栽机械现状、水平及我国在旱地栽植机械方面的研究进行全面的了解，掌握其工作原理，并针对目前国内现有育苗移栽机械存在的问题,提出了今后发展我国育苗移栽机械的几点建议。同时重点对钵苗移栽机的钵苗喂入机构移载机总体设计等进行分析，实现该机系列化的目的。现在我国的农民趋于老年和妇女，劳动力低，这样发展农业机械化更是事在必行。尽管目前面临着玉米价格低和比较效益差等问题，但是，通过提高种植的机械化水平，进一步改善育苗移栽技术的配套性能，就可以降低种植成本，达到增加产量，提高经济效益的目的。相信随着旱地育苗机械化水平的不断提高，旱地育苗移栽技术将会逐步得到大面积推广应用。我这次的研究是对梳齿式苗间松土锄草装置的仿真优化设计和试验。为获得理想苗间机械松土锄草效果，用UG NX6.0软件对装置进行了三维仿真建模。在建立机械锄草，齿运动轨迹的数学模型的基础上，在试验环境下和老师共同完成了苗间松土锄草机械的松土锄草试验。运用正交设计软件进行了试验数据的处理。最终通过试验验证了仿真结果的有效性，既优化了设计参数，又为大马力复式中耕松土耕除草机的设计提供依据。

关键词：梳齿；动态仿真；中耕松土锄草

Abstract

In the early development of the earth weeding machine in use for intertillage weeding crop plants with loosening soil and digging up weeds difficult to be buried intact seedlings of high speed, and his corn to plant rooms and the hoes not pure and chemical weeding environmentally serious pollution in other plants, and harm for so many questions. Studying a new intertillage weeding loosening soil and seedlings. the mechanism for combined with brush your teeth as the main working parts, the use of the crops with weeds growing disparities the root surface of the property, plant regularly to tease out the loosening soil and digging up weeds, at the same time as necessary. the regular intertillage weeding in the overall design, belts, and the structure and size and the law of motion and carried out and theoretical analysis, and analyze the quality of its work. Brush your teeth in seedlings from loosening soil weeding device is more comprehensive intertillage weeding loosening soil and digging up weeds compound production rig seedlings from loosening soil and digging up weeds can be done in the plant crops of corn in the weeds and soil conservation, to ensure the products of productive and dependaplecrop exert positive role. Through access to information and knowledge of home and abroad. And the state of intertillage weeding machine in seedlings from loosening soil and digging up weeds device is used to grow crops on the surface and weed in the depth of the root of the soil, through weeding in the teeth of the surface layer to the track of a campaign to hoe to weeds. And weeding work from defects, analysis and weeding the fields of research and technology and the chemical weeding, electricity, and light for the combination of circumstances; With the united states, Germany and west developed relatively advanced technology, weeding the weeding a technical deficiencies, and weeding out the technical trend. This time I have been set of teeth between the seedlings for loosening soil weeding of emulation by design and trial for the ideal mechanism strengthens the dirt with a hoe. Pass to check relevant of research that data, move to plant the machine the present condition, level and our country to plant the machine in the dry land to domestic and international dry land to proceed completely of earthen bowl seedling that understanding, control the principle of its work, at the same time the point move to plant the machine to earthen bowl seedling to feed the organization, move to carry the machine the etc.Based on the existing domestic seedling transplanting mechanical problems, and puts forward its development in the transplant seedlings of mechanical several Suggestions.Of total design to proceed the analysis, and realize the machine's series of the ' s purpose.Now China's farmers tend to be older and women, low labor force, so that the development of agricultural mechanization more things in will do.UG NX6.0 software is installed in a 3D simulation model. in establishing a mechanism worked and moves the mathematical models, on the basis of the environment and the teacher finished thin out millet seedlings loosening soil mechanics of the earth to hoe. Hoe the use of software design are carried out tests for data processing. Ultimate test verified by the simulation results, and optimize the effectiveness of the design parameters, and the horsepower compound intertillage weeding loosening soil up weeds in the design basis provide.

Keywords: Elastic comb; Motion simulation; Cultivation uproot

第一章前言 1

1.1 研究的目的意义 1

1.2 国内外研究开发现状 3

1.2.1 国内松土除草技术的发展 3

1.2.2 国内中耕除草机简介 5

1.2.3 国外松土除草技术的发展 7

第二章总体设计方案 9

2.1 中耕机的作用及特点 9

2.2 中耕机的技术要求 9

2.3 农艺要求 10

2.3.1 耕深 10

2.3.2 碎土 10

2.3.3 够地图其高度h 10

2.3.4 除草率 10

2.4 总体结构及其工作原理 11

2.4.1 总体结构 11

2.4.2 工作原理 12

2.4.3 主要技术指标 13

2.5 关键部件设计 13

2.5.1 机架的设计 13

2.5.2 株间除草单体的设计 14

2.5.3 株间除草部件设计 15

2.5.4 传动系统的设计 16

2.5.5 苗间除草机构的仿真配图 17

第三章试验方案的确立及数据分析处理 19

3.1 试验的内容、设备与材料 19

3.1.1 试验设备 19

3.2 单因素试验 20

3.2.1 锄齿均布半径的大小对锄草性能的影响的试验 20

3.2.2 梳齿的转速对锄草性能的制约试验 20

3.2.3 梳齿间距对伤苗率和锄草率两指标的影响试验 21

3.2.4 机车前进速度对伤苗率和锄草率的影响的试验 21

3.3 多因素试验 21

3.4 多因素试验方案的选择 22

3.5 多因素试验结果与分析 23

第四章结论 25

参考文献 26

致谢 27

除草机单体结构示意图（A2）.jpg

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悬挂结构示意图（A2）.jpg

中耕除草机总体结构立面.示意图.jpg

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内容简介：: 沈阳化工大学科亚学院 2012 届本科毕业生毕业论文（设计）开题任务书论文（设计）题目农田除草机的结构设计姓名徐鹏达专业班级机制 1204 班学号 3122020529 课题的目的与要求：田间松土除草追肥是我国农业精耕细作的重要环节之一。并且影响农业生产最大问题的是田间杂草。如果不加以管理将会使病害虫肆意蔓延，更加严重影响农作物的生长发育，也危害着大自然的生态环境。所以寻找一种除去田间杂草的方法迫在眉睫，而应运而生的中耕除草技术可以满足这一需求，从而降低因杂草造成的粮食损失。具体要求包括：（ 1）研究国内外的除草技术的发展（ 2）对于中耕机的特点及技术、农艺要求做出总体设计方案（ 3）进行多方面的试验进行探究，对于试验后的结果进行数据分析处理（ 4）总结出自行研制的除草机的概况论文的主要内容（或设计的技术要求与数据）：对国内外现有的农田除草机的技术进行探究，总结出特点。在这些特点的基础上再进行研制更有效率的中耕除草机，设计出总体设计方案，并进行试验方案的确立及数据分析处理。试验包括单因素试验及多因素试验，试验结束后得出总体结论。（还包括 1 张中耕除草机总体结构立面示意图和 2 张挂架结构示意图）查阅参考文献、资料要求： 1、李东升 ,张莲洁 ,盖志武等森程 ,2002,18(1):172、张惠友 ,侯书林，董欣 . 驱动式中耕除草复式作业机 1998（ 29） :623、郭占斌 ,段宝林 ,赵妍等列偏心弹齿式苗间锄草机的研究与设计 . 农机化研究 ,2001（ 2） :614、中国农业机械化科学研究院编 ,农业机械设计手册械工业出版社 ,北京 ,2005、任晓东术在黑龙江省农业生产中的作用与实践 2000(1):79进度计划：（ 1 周：老师下达毕业设计任务书：农田除草机的结构设计。了解除草机的种类结构和作用。（ 2 6 周：查阅文献搜集国内外农田除草机的现状，对于我国的农田除草的现状做出新的更有效率的农田除草机中耕机的总体设计方案。（ 7 周：学校进行中期检查。老师将我论文不足的地方和需要改进的地方加以标注和告知，让我的中期论文更加的完整和充实。并且为论文的后半部分搜集资料加以研究。（ 8 12 周：对中耕机的总体设计方案设计试验，进行试验方案的确立及数据分析出理，试验包括单因素试验及多因素试验，将试验的结果进行处理与分析，并在最后得出最终结论。（ 13 周：论文的后期检查。将我的论文仔细检查完成初定稿。等指导老师审阅。（前）第 14 周：论文评阅。（ 15 周：毕业论文答辩。论文 (设计 )工作起止日期：务下达人（签字）：年月日任务接受人（签字）：年月日年月日中国地质大学长城学院本科毕业设计外文资料翻译系别：工程技术系专业：机械设计制造及其自动化姓名：李萌学号： 05211530 2015年 3 月 1 日外文翻译译文机械设计基础机械设计基础是指机械的装置和机械系统机器、产品、结构、设备与仪器的设计。大部分机械设计需要利用的数学、材料科学和工程力学的知识。我们对整个设计过程感兴趣。它是怎样开始的呢？工程师是不是仅仅坐在铺着白纸的桌旁就可以开始设计了呢？当他记下一些设想后，下一步应该做些什么？什么因会影影响或者控制着应该做出的决定？最后，这一设计过程是怎样结束的呢？有时，虽然并不总是如此，工程师认识到一种需要并且决定对此做一些工作时，设计就开始了。认识到这种需要，并用语言将其清楚地叙述出来，常常是一种高度创造性的工作。因为这种需要可能只是一个模糊的不满，一种不舒服的感觉，或者是感觉到了某些东西是不正确的。这种需要往往不是很明显的。例如，对食品包装机械进行改进的需要，可能是由于噪音过大、包装重量的变化、包装质量的微小的但是能够察觉得出来的变化等表现出来的。叙述某种需要和随后要解决的问题之间有着明显的区别。要解决的问题是比较具体的。如果需要干净的空气，要解决的问题可能是降低发电厂烟囱的排尘量，或者是降低汽车排除的有害气体。确定问题阶段应该制订设计对象所有的要求。这些设计要求包括输入量、输出两特性、设计对象所占据的空间尺寸以及这些参量的所有制约因素。我们可以把设计对象看作是黑箱中的某种东西。在这种情况下，我们必须具体确定黑箱的输入和输出，以及它们的特性和制约因素。这些设计要求将规定生产成本、产量、预期寿命、工作范围、操作温度和可靠性。还存在着许多由于设计人员所处的特定环境或者由于问题本身的性质所产生的隐含设计要求。某个工厂中可利用的制造工艺和设备会对设计人员的工作有所限制，因而成为隐含的设计要求的一部分。例如，一个小工厂中可能没有冷变形加工机械设备。因此，设计人员就必须选择这个工厂中能够进行的其他的金属加工方法。工人的技术水平和市场上的竞争情况也是隐含的设计要求的组成部分。在确定了要解决的问题，并且形成了一系列的书面的和隐含的设计要求之后，设计工作的下一阶段是进行综合以获得最优的结果。因为只有通过对所设计的系统进行分析，才能确定其性能是否满足设计要求。因此，不进行分析和优化就不能进行综合。设计工作是一个反复进行的过程。在这个过程中，我们要经历几个阶段，在对结果进行评价后，再返回到前面的阶段。因此，我们可以先综合系统中的几个零件，对它们进行分析和优化，然后再进行综合，看它们对系统的其他部分有时么影响。分析和优化都要求我们建立或者做出系统的抽象模型，以便对此进行数学分析。我们将这些模型称为数学模型。在建立数学模型时，我们希望能够找到一个可以很好地模拟实际物理系统的数学模型。评价是整个设计过程中的一个重要阶段。评价是对一个成功的设计的最后检验，通常包括样机的实验室实验。在此阶段我们希望弄清楚设计能否真正满足所有的要求。它是否可靠？在与类似的产品的竞争中它能否获胜？制造和使用这种产品是否经济？它是否易于维护和调整？能否从它的销售或使用中获得利润？与其他人就设计方案进行交流和沟通是设计过程的最后和关键阶段。毫无疑问，有许多伟大的设计、发明或创造之所以没有为人类所利用，就是因为创造者不善于或者不愿意向其他人介绍自己的成果。提出方案是一种说服别人的工作。当一个工程师向经营、管理部门或者其主管人员提出自己的新方案时，就是希望向他们说明或者证明自己的方案是比较好的。只有成功地完成这项工作，为得出这个方案所花费的大量时间和精力才不会被浪费掉。人们基本上只有三种表达自己思想的方式，即文字材料、口头表述和绘图。因此，一个优秀的工程师除了掌握技术之外，还应该精通这三种表达方式。如果一个技术能力很强的人在上述三种表达方式中的某一种的能力较差，他就会遇到很大的困难。如果上述三种能力都很差，那将永远没有人知道他是一个多么能干的人！一个有能力的工程师不应该害怕在提出自己的方案时遭到失败的可能性。事实上，偶然的失败肯定会发生的，因为每一个真正有创造性的设想似乎总是有失败或批评伴随着它。从一次失败中可以学到很多东西，只有不怕遭受失败的人们才能取得最大的收获。总之，决定不把方案提交出来，才是真正的失败。机械设计概论机械设计是一门通过设计新产品或者改进产品来满足人类需求的应用技术科学。它是一个广阔的工程技术领域，不仅要研究产品在尺寸、形状和详细结构等方面的基本构思，还要考虑产品在制造、销售和使用等方面的有关问题。进行各种机械设计工作的人员通常被称为设计人员或者设计工程师。机械设计是一项创造性的工作。设计工程师不仅在工作上要有创新性，还必须在机械制图、运动学、工程材料、材料力学和机械制造工艺等方面具有深厚的基础知识。如前面所述，机械设计的目的是生产能够满足人类需求的产品。发明、发现和科学知识本身并不一定能给人类带来益处，只有当它们被用在产品上才能产生效益。因而，应该认识到再一个特定产品进行设计之前，必须先确定人们是否需要这种产品。应当把机械设计看成是设计人员运用创造性的才能进行产品设计、系统分析和制订产品的制造工艺的一个良机。掌握工程基础知识要比熟记一些数据和公式更为重要。仅仅使用数据和公式是不足以再一个好的设计中做出所需的全部决定。另一方面，应该认真精确地进行所有运算。例如，即使将一个小数点的位置放错，也会使正确的设计变成错误的。一个好的设计人员应该勇于提出新的想法，而且愿意承担一定的风险，当新的方法不适用时，就恢复采用原来的方法。因此，设计人员必须要有耐心，因为所花费的时间和努力并不能保证带来成功。一个全新的设计，要求屏弃许多陈旧的，为人们所熟知的方法。由于许多人易于墨守成规，这样做并不是一件容易的事情。以为设计工程师应该不断的探索改进现有产品的办法，在此过程中应该认真选择原有的、经过验证的设计原理，将其与未经过验证的新观念结合起来。新设计本身会有许多缺陷和未能预料的问题发生，只有当这些缺陷和问题被解决之后，才能体现出新产品的优越性。因此，一个性能优越的产品诞生的同时，也伴随着较高的风险。应该强调的是，如果设计本身不要求采用全新的办法，就没有必要仅仅为了变革的目的而采用新办法。在设计的初始阶段，应该允许设计人员充分发挥创造性，不受各种约束。即使产生了许多不切合实际的想法，也会在设计的早期，即绘制生产图纸之前被改正掉。只有这样，才不至于堵塞创新得思路。通常要提出几套设计方案然后加以比较。很有可能在最后选定的方案中采用了某些未被接受的方案中的一些想法。心理学家经常谈论如何使人们适应他们所操作的机器。设计人员的基本职责是努力使机器来适应人们。这并不是一项容易的工作，因为实际上并不存在着一个对所有人来说都是最优的操作范围和操作过程。另一个应该被认识到的重要问题是，设计工程师必须能够同其他有关人员进行交流和沟通。在开始阶段，设计人员必须就初步设计同管理人员进行交流和沟通，并得到批准。这一般是通过口头讨论，草图和文字材料进行的。为了有效地进行交流，需要解决下列问题 : （ 1）所要设计的这个产品是否真正为人们所需要？（ 2）此产品与其他公司的现有产品相比有无竞争能力？（ 3）生产这种产品是否经济？（ 4）产品的维修是否方便？（ 5）产品有无销路？是否可以盈利？只有时间才能对上述问题给出正确的答案。但是，产品的设计、制造和销售只能在对上述问题的初步肯定答案的基础上进行。设计工程师还应该通过零件图和装配图，与制造部门一起对最终设计方案进行沟通。通常，在制造过程中会出现某个问题。可能会要求对某个零件尺寸或公差作一些修改，使零件的生产变得容易。但是，工程上的修改必须要经过设计人员批准，以保证不会损伤产品的功能。有时，在产品的装配时或者装配外运前的试验中才发现设计中的某些缺陷。这些事例恰好说明了设计是一个动态过程。总是存在着更好的方法来完成设计工作，设计人员应该不断努力，寻找这些更好的方法。机械加工车削普通车床作为最早的金属切削机床中的一种，目前仍然有许多有用的和为人们所需要的特性。现在，这些机床主要用在规模较小的工厂中，进行小批量的生产，而不是进行大批量的生产。在现在的生产车间中，普通车床已经被种类繁多的自动车床所取代，诸如自动仿形车床，六角车床和自动螺丝车床。现在，设计人员已经熟知先利用单刃刀具去除大量的金属余量，然后利用成型刀具获得表面光洁度和精度这种加工方法的优点。这种加工方法的生产速度与现在工厂中使用的最快的加工设备的速度相等。普通车床的加工偏差主要依赖于操作者的技术熟练程度。设计工程师应该认真地确定由熟练工人在普通车床上加工的试验零件的公差。在把试验零件重新设计为生产零件时，应该选用经济的公差。六角车床对生产加工设备来说，目前比过去更着重评价其是否具有精确的和快速的重复加工能力。应用这个标准来评价具体的加工方法，六角车床可以获得较高的质量评定。在为小批量的零件（ 100 200 件）设计加工方法时，采用六角车床时最经济的。为了在六角车床上获得尽可能小的公差值，设计人员应该尽量将加工工序的数目减至最少。自动螺丝车床自动螺丝车床通常被分为以下几种类型：单轴自动、多轴自动和自动夹紧车床。自动螺丝车床最初是被用来对螺钉和类似的带有螺纹的零件进行自动化和快速加工的。但是，这种车床的用途早就超过了这个狭窄的范围。现在，它在许多种类的精密零件的大批量生产中起者重要的作用。工件的数量对采用自动螺丝车床所加工零件的经济性有较大的影响。如果工件的数量少于 1000 件，在六角车床上进行加工比在自动螺丝车床上加工要经济得多。如果计算出最小经济批量，并且针对工件批量正确地选择机床，就会降低零件的加工成本。自动仿形车床因为零件的表面粗糙度在很大程度上取决于工件材料、刀具、进给量和切削速度，采用自动仿形车床加工得到的最小公差不一定是最经济的公差。在某种情况下，在连续生产过程中，只进行一次切削加工时的公差可以达到于某些零件，槽宽的公差可以达到孔和采用单刃刀具进行精加工时，公差可达到希望获得最大产量的大批量生产中，进行直径和长度的车削时的最小公差值为是最经济的。铣削除了车削和钻削，铣削无疑是应用最广泛的金属切削方法。铣削非常适合于而且也易于应用在任何数量的零件的经济生产中。在产品制造过程中，许许多多种类的铣削加工是值得设计人员认真考虑和选择的。与其他种类的加工一样，对于进行铣削加工的零件，其公差应该被设计或铣削生产所能达到的经济公差。如果零件的公差设计得比需要的要小，就需要增加额外的工序，以保证获得这些公差这将增加零件的成本。磨削磨削是一种应用最广泛的零件精加工方法，用来获得非常小的公差和非常低的表面粗糙度。目前，几乎存在着适合于各种磨削工序的磨削。零件的设计特征在很大程度上决定了需要采用的磨削的种类。当加工成本太高时，就值得对零件进行重新设计，使其能够通过采用既便宜又具有高生产率的磨削方法加工出来，以获得经济效益。尽管通常认为磨削适用于精加工工序，对那些适合于采用磨削来完成粗、精加工工序的工件，也经常采用磨削方法完成全部加工工作，而不采用车削或者其他加工方法。因此，许多种类的锻件和其他零件，可以采用磨削的方法完成其从毛坯到成品的全部加工，这可以显著地节约时间和费用。磨床有以下几种类型：外圆磨床、无心磨床、内圆磨床、平面磨床和工具磨床。外圆磨床和无心磨床是用来磨削圆柱形工件或者圆锥形工件的。因此，花键轴、轴和其他类似的零件是采用普通的外圆磨床，或者采用无心磨床进行加工的。螺纹磨床用来磨削螺纹量规上的精密螺纹和用来磨削螺纹的中径与轴的同心度公差很小的精密件上的螺纹。内圆磨床用来磨削精密的孔、汽缸孔以及各种类似的，需要进行精加工的孔。平面磨床用来对各种平面工件，或者带有平面的工件进行精加工。可以采用砂轮的边或者砂轮的端面进行磨削。这类机床上装有往复式工作台或者回转式。外文原文 of of a is of to it at a of as he or to be an a to do of it in so a be a a of of a is is at to do a be by by in by in of or is a of of is If is be of or of of is to be of on We to be as in a In we of to be s or of of a on a s a of A be in a of in is of an be to is an in we to an of we of a to to on of we or of of We In it is we is a of is of a of a in we to if or Is it it Is it to to Is it a be or to is in to or to to is a a to or is to or to to is a be on of to be in of A in of is If in is no be of of in a In be or to is a to be a by to In in to at is of to or of It is a of of in of in of of or is a in to a a in of of As of is to a a by do if a a be It be a be a is be to be an to to a of a is to be It is to of no or be to to a On be if a is an to a of is be a is no of a be is to A to an be be or be of be is a a at It be if a be of of be to a of it is to in of by In is up to be It is in of as to to It is of to to to is an is no be is a be to to if to be a to is by in To be (1) a (2) it be of (3) Is it to (4) it be (5) it a to be to of a It be a is in or of a so it be in of be by so be In a in or to is a is a to do it he of a of in in s by a of as of of at s on a on on of be in of an on by a In an be be in of to of a a In 00 00 it is to In on a of of of a in of a of an in of on to up on on 000 be to up on on of be if is is be on Is in be on be On is a is on of of is of to of of of of of As in to be be be in If is to be to of is of of to 沈阳化工大学科亚学院本科毕业设计题目：农田除草机的结构设计专业：机械设计制造及其自动化班级： 1204 学生姓名：徐鹏达指导教师：侯志敏论文提交日期： 2016 年 5 月 23 日论文答辩日期： 2016 年 6 月 8 日沈阳化工大学科亚学院 2012 届本科毕业生毕业论文（设计）开题任务书论文（设计）题目农田除草机的结构设计姓名徐鹏达专业班级机制 1204 班学号 3122020529 课题的目的与要求：田间松土除草追肥是我国农业精耕细作的重要环节之一。并且影响农业生产最大问题的是田间杂草。如果不加以管理将会使病害虫肆意蔓延，更加严重影响农作物的生长发育，也危害着大自然的生态环境。所以寻找一种除去田间杂草的方法迫在眉睫，而应运而生的中耕除草技术可以满足这一需求，从而降低因杂草造成的粮食损失。具体要求包括：（ 1）研究国内外的除草技术的发展（ 2）对于中耕机的特点及技术、农艺要求做出总体设计方案（ 3）进行多方面的试验进行探究，对于试验后的结果进行数据分析处理（ 4）总结出自行研制的除草机的概况论文的主要内容（或设计的技术要求与数据）：对国内外现有的农田除草机的技术进行探究，总结出特点。在这些特点的基础上再进行研制更有效率的中耕除草机，设计出总体设计方案，并进行试验方案的确立及数据分析处理。试验包括单因素试验及多因素试验，试验结束后得出总体结论。（还包括 1 张中耕除草机总体结构立面示意图和 2 张除草单体结构示意图、悬挂架结构示意图）查阅参考文献、资料要求： 1、李东升 ,张莲洁 ,盖志武等森程 ,2002,18(1):172、张惠友 ,侯书林，董欣 . 驱动式中耕除草复式作业机 1998（ 29） :623、郭占斌 ,段宝林 ,赵妍等列偏心弹齿式苗间锄草机的研究与设计 . 农机化研究 ,2001（ 2） :614、中国农业机械化科学研究院编 ,农业机械设计手册械工业出版社 ,北京 ,2005、任晓东农机化研究 ,2000(1):79进度计划：（ 1 周：老师下达毕业设计任务书：农田除草机的结构设计。了解除草机的种类结构和作用。（ 2 6 周：查阅文献搜集国内外农田除草机的现状，对于我国的农田除草的现状做出新的更有效率的农田除草机中耕机的总体设计方案。（ 7 周：学校进行中期检查。老师将我论文不足的地方和需要改进的地方加以标注和告知，让我的中期论文更加的完整和充实。并且为论文的后半部分搜集资料加以研究。（ 8 12 周：对中耕机的总体设计方案设计试验，进行试验方案的确立及数据分析出理，试验包括单因素试验及多因素试验，将试验的结果进行处理与分析，并在最后得出最终结论。（ 13 周：论文的后期检查。将我的论文仔细检查完成初定稿。等指导老师审阅。（前）第 14 周：论文评阅。（ 15 周：毕业论文答辩。论文 (设计 )工作起止日期：务下达人（签字）：年月日任务接受人（签字）：年月日年月日摘要由于早期研究的的松土锄草机在工作过程中，对中耕作物苗带松土和锄草比较艰难、埋苗率高并且工作速度低、损坏苗严重、苗间草清除不干净而且化学除草对当今大自然造成的污染比较恶劣，并且对动物和植物带来的危害存在着巨大的问题，所以我们研制了一种新型新型除草机械，名为中耕松土梳苗锄草机。该机器是按照组合直立梳齿为主要运作部件，运用作物根茎与杂草根茎发生长差别大的特点，再对作物进行规律的的打理，得到松土锄草的成果，同时要进行规律的中耕。在本文里对此机器的总体设计、梳齿机构的尺寸和传动结构，以及它们的运动规律等惊醒了分析，得到了机器作业质量的分析结果。梳齿式除草装置可以进行的功能有许多。如：它是多动能中耕以及全方位松土除草复式作业机。该机器不仅可以除掉苗间杂草（生长期），并且可以保持土壤水分充足，为农作物的稳定产量起到了决定性的作用。因为生长期的农作物和杂草的根系在土壤内的深度不同，因此梳齿式苗间松土锄草装置的工作原理是利用锄草齿在杂草的根系层做出网格状运动来锄去杂草。为此，从锄草作业的缺陷出发，分析了当今国内外田间锄草技术的研究现状以及化学除草技术与机、电、光等技术的结合情况；通过与美国、德国等西方发达国家先进锄草技术的比较，分析了我国锄草技术的不足之处，并指出了锄草技术的发展趋势。栽植技术是作物争取农时、提高复种指数、提高产量的有效措施。采用机械栽植是提高移植劳动生产率的有效途径。国外已广泛采用机械化移栽方式。国内目前研制出的移栽机具都是人工喂苗的半自动移栽机。我这次毕业设计就是导管式栽植机。通过查阅有关的资料，对国内外旱田移栽机械现状、水平及我国在旱地栽植机械方面的研究进行全面的了解，掌握其工作原理，并针对目前国内现有育苗移栽机械存在的问题 ,提出了今后发展我国育苗移栽机械的几点建议。同时重点对钵苗移栽机的钵苗喂入机构移载机总体设计等进行分析，实现该机系列化的目的。现在我国的农民趋于老年和妇女，劳动力低，这样发展农业机械化更是事在必行。尽管目前面临着玉米价格低和比较效益差等问题，但是，通过提高种植的机械化水平，进一步改善育苗移栽技术的配套性能，就可以降低种植成本，达到增加产量，提高经济效益的目的。相信随着旱地育苗机械化水平的不断提高，旱地育苗移栽技术将会逐步得到大面积推广应用。我这次的研究是对梳齿式苗间松土锄草装置的仿真优化设计和试验。为获得理想苗间机械松土锄草效果，用件对装置进行了三维仿真建模。在建立机械锄草，齿运动轨迹的数学模型的基础上，在试验环境下和老师共同完成了苗间松土锄草机械的松土锄草试验。运用正交设计软件进行了试验数据的处理。最终通过试验验证了仿真结果的有效性，既优化了设计参数，又为大马力复式中耕松土耕除草机的设计提供依据。关键词：梳齿；动态仿真；中耕松土锄草 n of in up to be of to in so a as of of to up at as in of of in is up up be in of in to of to of of in up is to on in of in of to of a to to of of a of of by a to of to to in to to of of at to to to to on in of to s of s s to be so of in is in a 3D in a on of of to of by of up in 目录第一章前言 . 1 究的目的意义 . 1 内外研究开发现状 . 3 内松土除草技术的发展 . 3 内中耕除草机简介 . 5 外松土除草技术的发展 . 7 第二章总体设计方案 . 9 耕机的作用及特点 . 9 耕机的技术要求 . 9 艺要求 . 10 深 . 10 土 . 10 地图其高度 h . 10 草率 . 10 体结构及其工作原理 . 11 体结构 . 11 作原理 . 12 要技术指标 . 13 键部件设计 . 13 架的设计 . 13 间除草单体的设计 . 14 间除草部件设计 . 15 动系统的设计 . 16 间除草机构的仿真配图 . 17 第三章试验方案的确立及数据分析处理 . 19 验的内容、设备与材料 . 19 验设备 . 19 因素试验 . 20 齿均布半径的大小对锄草性能的影响的试验 . 20 齿的转速对锄草性能的制约试验 . 20 齿间距对伤苗率和锄草率两指标的影响试验 . 21 车前进速度对伤苗率和锄草率的影响的试验 . 21 因素试验 . 21 因素试验方案的选择 . 22 因素试验结果与分析 . 23 第四章结论 . 25 参考文献 . 26 致谢 . 27 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章前言 1 第一章前言究的目的意义田间松土除草追肥是我国农业精耕细作的重要环节之一。将地表锄松、翻土壤、消灭行间与苗间杂草，地表温度使有机肥料加速分解，也可以剪断土壤的毛细管，尽量使水分的蒸发降低，才能起到储水水保持的作用。这样既保证了地表松散干燥，增加树木植物周边空气的干燥程度，增加了树木植物的病害免疫能力，又可以让地面土壤下层相对潮湿；除此之外，消除土壤板结，改善士地的物理性质，减少土壤的密封性，这样就能使农作物有着良好的生长发育空间。尽快地进行的锄草是保证丰产丰收必要条件，对于保证农民收入，稳定粮食供应也是是十分重要的。在此基础上加以追肥，让农作物有着更好的生长，这样不仅降低了农民的劳动强度，也使得生产效率得到了提高。影响农业生产最大问题的是田间杂草。农田杂草对农作物的上涨有着聚打的危害，据统计中国的农田杂草的数量有着 1500 种之多，农田杂草在农作物生长时期与农作物争抢水分、肥料、阳光，因此对农作物的生长极为不利，影响着农作物根系的生长，增加了后期维护农作物生长的的费用，使农作物的产量及质量巨大的降低，降低了农产品的质量和品质。而且杂草中掺杂生长着数量巨大的病害虫，如果不加以管理将会使病害虫肆意蔓延，更加严重影响农作物的生长发育，也危害着大自然的生态环境。在各个国家粮农组织报导中提到，每个国家农作物都由于杂草和病害虫受到危害，这样导致了农作物前生产前质量损失了 33%左右，最重要的是由于杂草损失的农作物占 8 至更大，受到迫害的农作物达到了吨。中国由于杂草二引发的损害也约占粮食总产 10%，每年因杂草造成的粮食损失就有上百亿公斤。农业精耕细作是中国中耕除草不可或缺的结构之一。让农作物拥有有利的生长条件是对农作物的高度生产以及其稳定生产有着良好的巨大作用。棉区的中耕作业由于工作强度和工作时间比较巨大，所以棉区的工作量在总总工作量中有着相对较大的比例。比如甘蔗的培育土壤就需要三次的实验研究。为了提高农作物的生产效和生产的质量我们应在农作物之间进行运用机械中耕的方法来种植农作物。由于人和蓄力进行的中耕深度沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章前言 2 和培育土壤，以及施加肥料等没有能力达到农作物的高产和增产并且无法有效地提高农作物的质量。所以我们要进行研究中耕施肥机，从而进一步达到农业生产的高产和效率的提高的需求。因此寻找一种除去田间杂草的方法迫在眉睫，而应运而生的中耕除草技术可以满足这一需求，从而降低因杂草造成的粮食损失。当今时代社会正在飞速的发展，殊不知古时候早已有中耕机械来务农，比如铁锄，耧锄。前者在战国时期就已经在中耕中使用（ 2000 多年前），后者也已经有了 700年的历史，它也是蓄力中耕锄的在开始的原型。早在元代和宋代已经有古人的名著中提到了古时候务农耕种的迹象，在前者王祯农书中提到了耕荡，是用来去除水田中的杂草和松土的工具，后者在天工开物则是提到了水田中耕器，它的结构相对于前者比较复杂是由多排钉齿和轧辊组成的，并且这种中耕器在当今社会还有在个别的亚洲水稻国家如：中国等，依然在使用可想而知这个中耕器的实用之处和它的必不可缺。早在十八世纪的欧洲就已经出现了马拉锄。再后来慢慢发展除了拖拉机牵引头来进行运作的中耕机，弧形齿的六面体除草轮在当时被誉为最好的中耕机结构。中国在 1950 年间又研发了新型的中耕除草机，这款中耕除草机分为蓄力和机力。后来中国在 1960 年 1970 年间分别研发了垄作中耕机、通用机架中耕机和汽油机带动工作的水稻中耕机。在最开始人类去除杂草只能用人力物力来进行除草工作，可是这种人力除草耗费的时间和金钱劳动力远远超过了人类付出的劳动力，使得去除杂草工作也变得事倍功半。所以人们开始研发机械类除草机得到了显著提升，后来又有人开始研发化学药剂来除草，虽然化学药剂除草相对于而言有着明显的除草效果，可是这种除草方式又将人们固定在农田中耗费劳动力、金钱等，并且这种除草方式在后期的土壤会有毒性物质的残留，及其危害土壤使得再进行播种的农作物具有毒性甚至被土壤中的毒性物质污染导致大面积死亡。在 1980 年期间人有研发出仿真技术，仿真技术一门多学科的综合性技术，仿真技术是将虚拟现实与计算机技术相结合的一种技术，这种仿真技术是利用计算机技术将要生产制造的物品和活动先进性优先级建模，再进行仿真。所以仿真技术在未来的发展中有着绝对性的地位，对未来的各项发展有着深远的影响。它的重大作用主要表现为：沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章前言 3 （ 1）应用软件的技术日益增强，其技术是对制造系统中的五大要素进行高度仿真，这五大要素包括：组织管理、物流、人、信息流、能量流。这种技术对于制造业的发展有着前所未有的提高，为后期的技术发展提供了更大的空间，并且更进一步实现了相关制造技术的发展和提高。（ 2）仿真技术既可以加深人们对生产制造过程的认识，又可以嫁人们对它的理解。这样就可以让人们对生产制造业的认识的以加深，对其理论进行高度的升华。所以这种技术可以更大的提高生产制造系统的整体化优化，大幅度的提高生产力。（ 3）仿真制造在企业组织管理工作中也起到了决定性的作用，它与现实制造业相辅相成相互影响，如果企业加以研究并研发出一套正确的决策对后期的企业生产有着大幅度的产量提高，并且对生产产量可以进行预先预测，又可以在最早的时间对生产中的问题加以更改实现现实制造的进步与仿真制造的融合。（ 4）仿真技术在未来的产业中也会加快人才的培养，因为现实生活中飞行员的培养是非常困难的，国家每培养一个飞行员都是花以重金培养，模拟飞机驾驶室是一个很重要的机器，对于飞行员的培养具有重要的作用。所以仿真技术也与其相似。可以在企业中培养人才，让生产人员运用仿真技术来进行训练操作、处理应急事件等。从根本意义上来说仿真技术改变了现实制造中的繁琐程序，实现了从虚拟到现实的制造模式，并且让这种模式成为了当今世界企业不可获取的技术，不仅加快了生产业的发展，并且也让重要的化工生产业的污染事件得意控制，维护了环境的良好，实现了决定性、适用性、先进性、经济性及与保护世界环境为一体的统一化。并用这种仿真技术将生产制造业以模拟仿真的形式表现出来。展现了模拟仿真技术的优缺点，让世界认识到技术的发展程度。内外研究开发现状内松土除草技术的发展自 1960 年以来中国开始研究苗之间的机械除草器，在 70 代得到了很大程度的发展了苗之间的机械除草技术。它的工作部件分为旋转锄式、弹齿、立盘、水平圆盘、圆锥板、链条、和其他多种形式。黑龙江省农业科学院研制机械工程中的机器： 3一个小工具型农用耕作机机架式框架为主。为了提高沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章前言 4 查杀垂直双盘除草的概率，沟垄选用了单翼铲除草，沟帮选择了双翼铲除草，铲部分，这样既提高了了全面除草的效率，又能让土质变得松软。东北农业大学工程学院研制的驱动锄草全双工操作的作业机器，即中耕除草复式作业机。东北垦殖场大田作物机械化除草主要用于全面诱草、封闭除草、土壤蒙头、苗耙、以及三杆尺深而窄的松苗带中耕培土的技术。近年来，引进美国垦区旋转锄除草技术，以促进更好推广效果。但是，由于旋转锄与中耕作业两个操作分开进行单独工作时，还是有一些不足之处，因为美国的旋转锄除草机器需要高速（ 16 公里每小时以上）的工作状态。在松散的土壤条件下，实现第一遍轮式拖拉机速度的要求是很难达到的 ;作业的次数过多会破坏土壤的结构，造成运行效率低、成本比较高。基于以上问题，黑龙江省红兴隆管理局的国有农场开发出 3旋转中耕联合除草机，让旋转锄和中耕深松除草机有效地合并起在一起，实现优势互补，达到了及时、高效、高品质、低消费的目的。中国的除草机主要形式为中耕除草机，工作部件大多都分别为单翼和双翼铲，有盘割除草机和弹齿式除草机，但数量不多，还需要进一步的研制开发。因为该早期研制的除草机在工作时严重毁坏幼苗，并且清除不净苗间的杂草并且药物除草本身具有毒性会给动物和植物带来巨大的影响与伤害，所以黑龙江八一农垦工程大学开发了一种新型苗间中耕弹齿式锄草机。该款锄草机的主要工作零件为偏心弹性梳齿，该机器使用的工作原理是作物与杂草根系生长差别大来进行除草，这样既可以进行农作物苗期的除草，又可以边除草边完成中耕工作。这款除草机的结构如图1 所示：沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章前言 5 图 1 弹齿式苗间中耕锄草机中国的除草机外形和质量都比较小，其主要原因在于中国的人口众多人均占有土地面积小。而且中国的除草技术相对于许多发达的国家要差得多。当今社会电子技术已经步入成熟稳重的地步并且有众多的外国人员正在研究电子灭草等技术，相信会为以后的农业生产中会有着巨大的贡献。如果能够对其相关的结论进行研究，并且贯彻进行电场中电磁场对植物机理的生长研究，研制一台新一代电子除草机的主要数据来源于杂草在不同的发育时期对植物的生长的影响，如果成功这将在除草机技术领域达到最高点，并且中国的农业生产也将变得更有意义。内中耕除草机简介旱作、水稻中耕机是中耕除草机的主要类型。其中旱作中耕机的分类主要区别于蓄力与机力。并且这种中耕机可以自行安装各种工作元件来为农作物的不同发育时期工作。其主要类别有：（一）除草铲除草铲也可以用播种和施肥部件进行换装，其主要用途为第一或者第二次的松土除草的工作。通用机架中耕机主要分为单翼、双翼铲两种，它的组装工序是用中耕单组安装在一根主横梁上的机器。倾斜铲刀和垂直护板是构成单翼铲的主要两个元件。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章前言 6 铲刀的刃口和前进的方向为三十度角，铲刀的平面和地面的倾角在十五度上下，这些都是用来清除农作物间杂草和地面表面上的松软碎土。而垂直护板是用来保证幼苗不被土壤大面积覆盖致死；护板前端刀刃口使用来垂直的切开土的刃口。单翼铲有着左翼、右翼铲之分，工作的最小深度为 4 厘米，最大深度为 6 厘米。虽然双翼铲是双翼铲刀与铲柄构成，并且除草的作用很厉害但是它的粉碎土壤的能力比较差。（二）通用铲框架铰链式通用铲框架铰链式在当今时代应用的要比除草铲多，其原因在于它的粉碎土壤的能力要更加强。所以它拥有除草、碎土的能力，但是由于它的工作后很容易形成浅沟，所以造成土壤的横向移动增大。虽然这个机器的入土角没有变动，但是也分为双翼和单翼两个类别。双翼铲工作在农作物之间；而单翼铲在于幼苗两边缘工作，因此他可以防止土壤发生的横向移动而破坏农作物苗。（三）凿形松土铲凿形松土铲的作用为在农作物间工作但不会翻开土层，这样就可以更好地保证水分充足让幼苗更好地发育。它的工作环境也是在农作物的中央。该机器的上半部分是矩形断面铲柄，单独的单组组成部分是由一个甚至最多为五个工作元件构成的；下半部分是向前弯曲的， “中耕单组 ”可以由它用工作元件来组成，旱作中耕机的工作深度一般在十一厘米左右，最深在十九厘米左右。这是由农作物间的间距和中耕作业的要求计算的。（四）农田培育土壤机用于玉米、棉花等农作物的种植和灌溉对地的根排沟。铲头和土壤分板及成型板。将切开的下的土壤，使其破碎，而且沿着铲面向分土板上行进，工作深度为八厘米至十二厘米。推向左右两侧的土壤能顺利覆盖到幼苗上。土壤肥力的幼苗板成型线。打破文化的一部分在岭后，培土板一般可调整。适应株高、间距和大小的原始脊形变化。对希勒岭地区是在垄作铧加土板、模板和基础， 11 至 14 厘米深的耕作，从沟里， 16至 25 厘米，垄高顶用于玉米、棉等中耕作物的培土壅根和灌溉地的行间开沟。由铲尖、分土板和培土板组成。铲尖切开土壤，使之破碎并沿铲面升至分土板上，耕深可达 8 12 厘米。被推向两侧，由左、右培土板将土壤培到苗行上。破碎后一部分培于垄上，培土板一般可以调节，以适应植株高矮、行距大小及原有垄形的变化。垄作沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章前言 7 地区的培土器是在垄作铧子的基础上加分土板和培土板而成，耕深为 11 14 厘米，由沟底至垄顶高度为 16 25 厘米。（五）垄作铧子垄作铧子的用途是在中国东北垄作地区进行行间的疏松土壤，并且进行去除杂草和培育土壤的工作。耕深可达到十一至十四厘米，它的工作铲的尖端类似于三角形的形状，表面的形状是凸曲面型。工作时土壤会顺着曲面进行攀升，破碎后一部分培育于垄上，另一部分从尾部掉入垄沟。耕深为八至十二厘米。（六）星轮松土器由前后两排串装在水平横轴上的星形针轮组成星轮单组，作业时在土壤反力作用下转动前进，可有效地破碎地表板结层，起松土保墒作用。由许多个星轮组成的宽幅机组用于北方早春麦田或休闲地松土。旱作中耕机的工作环境是按照作物的行间距离的大小与中耕的要求决定的，它的尖端为凿形，它的工作原理是将多种工作元件配置成为 “中耕单组 ”，每一个单组都是由一至五个个工作元件来组合而成的，它的上半部分为矩形断面铲柄，在两行作物的中间地带来进行工作的。每个中耕单组都是由一个能随地面起伏并且能上下运动的仿形机构与机架横梁相接通，用来保证深度的一样。外松土除草技术的发展机械除草技术的研究早在 1950 年国外就已经开始了。经过了漫长的时间以及研究，现在大概已经形成了较为成熟的保护耕作农机具。并且这些研究出来的农机具能够较好地完成工作并能满足工作的需求。化学除草与非化学除草的方法在资料中介绍到的以国外居多。并且已经有化学家和生物学家开始认识到虽然化学除草能够有效地控制草害，但是也破坏了现有的生态环境，给生物们带来了灭绝的危害，植物大面积变迁，甚至是环境的大面积污染及有害物质在土壤的残留对未来的侵害。所以在国外已经对化学除草警惕起来，并提倡非化学除草。生物除草技术、电力除草技术、热力除草技术、光化学除草技术是国外主要研究的非化学除草技术的类别。当中生物防治在非化学除草技术中有着巨大的进步，是运用杂草自身具有天敌，并进行引进天敌来去除杂草并且不伤害幼苗，但是该方法的技术还不成熟很容易造成引进的物种生态泛滥，从而发生生态污染。热力和电沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章前言 8 力锄草是使细胞液受热膨胀，胀破细胞壁，蛋白质凝固，使杂草枯萎，除草效果非常好，但是由于成本过高，不容易大面积的推广。在机械除草机方面，美国的刀锄草机，除草效率高，消耗动力小，机式锄草耙，它的工作元件随着机器的前进，带动刀轴转动，滚切刀外缘的刀刃切断草根，从而实现除草耙具的作业元件为滚动部件，所以不会发生秸秆的堵塞；美国的行间管理除草机具有可调整的护苗板，进行喷药除草治虫或机械除草时可以很好地保护农作物，离地间隙比较高，非常适合在秸秆覆盖的田间进行行间工作。加拿大研制出适合不同土壤的多种类型农机具，玉米、大豆和禾谷类作物的机械除草占百分之二十，百分之三十和百分之四十。德国已经研发出一种除匍根冰草机械，用钢爪抓耙 20地表，把匍根冰草连根拔起堆放喂猪或腐化成肥料。日本的除草机械的类别比较繁杂，按切割器类型区别有圆盘式、甩刀式和往复式；按与拖拉机挂接方式区别有前置式、侧置式和后置式；按与拖拉机配套方式区别手扶式和乘坐式。因为种植方式、土地条件以及经济发展等多种因素的不同，所以国外的除草机械多数是牵引式，工作幅面比较大，效率很高。我国的国情对于这种国外的机械不太适合。电力灭草技术在未来的农业生产中有着巨大的作用。如果能够得到相关结论的研究，钻研开发电场对植物生长影响机理的研究项目，对农业生产中主要除草在不同生长时期的物理参数进行测试分析，并且研制出新一代电子除草机，将会在这一具有巨大市场前景技术的占领绝对的顶峰，我国农业的生产会因此变得非常有意义。但没有推广的主要原因是苗间杂草难以防锄和除净率过低，伤苗率比较高当下对于作物间除

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