针对现有微耕机在丘陵山区低矮树型果园作业时,存在的机型过高、耕深不稳定以及无法同时施肥的问题,设计了一种由螺旋刀、减速器、耕深控制机构、施肥机构等组成的新型立式微耕机。通过对微耕机减速传动装置的结构优化使机器能适应低矮果树要求;设计了伸缩轴式耕深调节机构使三套立式耕刀在垂直方向相互独立,根据刀具的入土阻力,优选弹簧刚度以解决山区作业耕深不稳定的问题;研制了一套简易施肥机构,工作中施肥滚子角速度与行走轮行进速度同步,实现了均匀施肥。田间试验表明,所研制的新型立式微耕机具有400mm的机型高度、平均耕深为106mm、测定面积内平均施肥量为24g,能够较好适应丘陵山区低矮树型果园的作业需求。

微耕机是山区农村普及推广运用于农田作业的小型微耕机械,它既适用又方便快捷,是农民发展生产和致富的好帮手,也是单缸柴油发动机械。柴油发动机相比汽油发动机的点火系统要简单的多。单缸柴油发动机的点火主要是通过人力拉动启动盘带动飞轮高速旋转,将气缸体内雾化混合燃料通过高压压缩达到气体燃烧点形成点火,气缸压力不足是造成柴油发动机无法点火的主要原因之一,也是微耕机无法启动运转的主要故障之一。

微耕机体积小、质量轻,多用于丘陵山地,但其操作要求人跟机具共同行走,操作人员劳动强度大。为此,设计了一种适宜水田耕作的遥控微耕机,采用STC608AD单片机为核心控制器,利用气动阀门工作原理控制离合器,实现遥控作业。田间试验结果表明:在距离机具100m的范围内遥控机具,可以完成直线行驶、自动转向和田间原地掉头等作业,操作平稳,耕后地表平整,满足耕作要求。南方双季稻区丘陵多、地块小,遥控微耕机不需要人直接操作机具,提高了操作安全性,在该地区有着广阔的市场前景和应用价值。

针对微耕机作业时振动剧烈、操控舒适性差等缺陷开展研究。以南方丘陵地区常用的某型自走式微耕机为对象,依据结构分析及非作业状态下微耕机振动测试结果,结合多体动力学方法,考虑保险杠、发动机托架和扶手架(手柄)为空间柔性体,建立了基于约束的微耕机刚柔耦合动力学模型,并进行了整机系统动力学仿真。同时,开展了微耕机作业工况下振动特性的土槽测试试验。对比分析结果表明仿真所得到的该型微耕机典型转速工况下手柄处的振动特性曲线与试验曲线吻合,加速度有效值误差小于5.4%,频谱成分接近,这说明所建立的微耕机刚柔耦合动力学模型是有效的,运用多体系统刚柔耦合动力学建模理论与有限元相结合的方法研究微耕机整机振动特性是可行的。研究结论对于微耕机振动特性研究有一定的参考价值。