苹果苗木根系土壤振动分离装置设计与试验
土壤的筛分实验报告
一、实验目的1. 了解土壤筛分的基本原理和操作方法。
2. 掌握不同粒径土壤的筛分过程，分析土壤颗粒组成。
3. 为后续土壤物理性质研究提供基础数据。
二、实验原理土壤筛分是土壤物理分析中常用的实验方法，用于分离土壤中的不同粒径颗粒。
实验原理基于不同粒径的土壤颗粒在筛选过程中通过不同孔径的筛子。
通过分析筛分后的土壤颗粒组成，可以了解土壤质地、结构等物理性质。
三、实验材料1. 实验仪器：分析筛（孔径分别为2mm、1mm、0.5mm、0.25mm、0.1mm）、天平、烧杯、毛刷、滴定管等。
2. 实验样品：风干、过筛后的土壤样品。
四、实验步骤1. 样品准备：将风干、过筛后的土壤样品置于烧杯中，搅拌均匀。
2. 筛分：将样品平铺在孔径为2mm的分析筛上，用毛刷轻轻刷动，使土壤颗粒通过筛孔。
将筛下的土壤颗粒收集于另一个烧杯中。
3. 重复步骤2，分别对1mm、0.5mm、0.25mm、0.1mm的分析筛进行筛分，收集筛下的土壤颗粒。
4. 称重：用天平称量各筛分级别土壤样品的质量。
5. 计算土壤颗粒组成：根据各筛分级别土壤样品的质量，计算土壤颗粒组成。
五、实验结果与分析1. 土壤颗粒组成：根据实验结果，土壤颗粒组成如下：- 2mm筛分级别：占土壤总质量的20%- 1mm筛分级别：占土壤总质量的30%- 0.5mm筛分级别：占土壤总质量的25%- 0.25mm筛分级别：占土壤总质量的15%- 0.1mm筛分级别：占土壤总质量的10%2. 分析与讨论：（1）从实验结果可以看出，本实验样品中大于2mm的土壤颗粒含量较高，说明该土壤质地较粗。
（2）随着筛孔孔径的减小，土壤颗粒含量逐渐降低，符合土壤颗粒分布的一般规律。
（3）土壤质地对土壤的保水、保肥、通气等物理性质有重要影响。
本实验结果可为后续土壤物理性质研究提供基础数据。
六、实验总结本次土壤筛分实验，我们成功掌握了土壤筛分的基本原理和操作方法，分析了土壤颗粒组成。
实验结果表明，本实验样品质地较粗，为后续土壤物理性质研究提供了基础数据。
果树苗木起苗机起苗作业质量分析
果树苗木起苗机起苗作业质量分析李建平，刘俊峰(河北农业大学机电工程学院，河北保定071001)摘要：果树苗木起苗机是果树苗木繁育机械中实现起苗作业的一种机具，具有保持苗木根系完整的功能。
通过在矮化中间砧成品苹果苗苗木繁育基地对果树苗木起苗机的入土行程、起苗深度、生产率等方面进行作业质量分析，为优化配备拔苗分级假植等人员数量提供技术依据，达到苹果苗木繁育技术对机具高效作业要求，产出根系完整的优质苗木。
关键词：果树；苹果苗；起苗机；作业质量中图分类号：S617文献标识码：A文章编号：1003—188X(2012)03—0075—040引言苹果、梨、桃等果树的生产作业从育苗、栽培、定植、管理、采摘等环节绝大部分需依靠人工作业，要提高作业劳动生产率，提高林果品质、效益和竞争力，需要发展林果业机械化。
将林果园艺与机械相结合，研制适于果树栽培作业的相应机具…，提高生产效率，优化作业质量，降低劳动力成本，增加果农收入。
果树苗木起苗机是果树苗木繁育机械化中实现起苗作业的一种机具心J，具有保持所起苗木根系完整的功能。
起苗作业质量的优劣，不仅关系到果树苗木繁育机械化的信誉与发展，而且直接影响果树苗木栽植的成活率和果农使用果园机械的积极性。
因此，提高果园机械的生产效率和作业质量，是果园机械化在果树生产中充分发挥作用和促进果树园艺机械化发展的一项重要措施。
1苹果苗圃苗木种植模式河北蠡县苹果苗苗圃基地面积10hm2，土质为沙壤土，地势平坦，排灌自如，育有富士、嘎啦等品种培育所需的普通砧木实生苗、矮化中间砧半成品苗、矮化中间砧成品苗等苹果苗木。
苗木繁育采用促进侧根发育的矮化中间砧苹果苗的单芽嫁接育苗3年出圃苗的培育过程，即第1年春播普通砧木种子，得到收稿日期：2011—05—20基金项目：国家苹果产业技术体系项目(C A R S一28)；河北省科技支撑计划项目(10220615)；河北农业大学非生命学科与新兴学科科研发展基金项目(2010—2012)作者简介：李建平(1978一)，男，河北保定人，讲师，硕士研究生，(E—m ai l)Ij pnd527@126．eom。
毕业设计(论文)-苹果采摘机的设计(全套图纸)
届毕业设计苹果采摘机的设计学生姓名：学号：所属专业：学院：班级：指导老师：日期：机械电气化工程学院制前言苹果原产欧洲中部、东南部，中亚西亚以及中国新疆。
苹果（Apple），是常见的水果之一。
苹果树属于蔷薇科，落叶乔木，叶椭圆形，有锯齿。
其果实球形，味甜，口感爽脆，且富含丰富的营养，是世界四大水果之冠。
苹果通常为红色，不过也有黄色和绿色。
苹果是一种低热量食物，每100克只产生60千卡热量。
苹果中营养成份可溶性大，易被人体吸收，故有“活水”之称，其有利于溶解硫元素，使皮肤润滑柔嫩。
中国是世界上最大的苹果生产国和消费国，苹果种植面积和产量均占世界总量的40%以上，在世界苹果产业中占有重要地位。
苹果消费市场主要为鲜果和加工制品,鲜食的比例高达90%,加工制品仅占10%左右。
为保证苹果的品质,适时采摘是我国苹果产业的重中之重。
采摘工作量繁重与劳动力的缺乏使得适时采摘变得越来越困难。
全套图纸加153893706目录1引言-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 2 -1.1题来源及研究的目的和意义 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 2 -1.2本课题国内外研究现状--------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 2 -1.3本课题需要重点研究的关键的问题及解决的思路 --------------------------------------------------------------------------- - 4 -1.4完成本课题需要的工作条件及解决的办法 ------------------------------------------------------------------------------------- - 5 -1.5 方案及进度计划------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ - 5 -2.机械的总体设计------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ - 5 -2.1苹果采摘机工作流程 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ - 6 -2.2机械手臂设计---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 8 -3.苹果采摘机械动力控制机构的设计 ---------------------------------------------------------------------------------------------- - 12 -3.1输送机构传动方式 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 12 -3.2V带传动的失效形式及设计准则-------------------------------------------------------------------------------------------------- - 12 -3.3V带传动设计步骤和传动参数选择 ---------------------------------------------------------------------------------------------- - 12 -3.4齿轮箱齿轮结构----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 13 -4. 苹果采摘机械行走机构的选择 --------------------------------------------------------------------------------------------------- - 17 -4.1行走机构 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 18 -5.苹果采摘机输送装置的选择 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 18 -5.1带式输送机 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 18 -5.2 装筐输送机构 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 18 -6.部位仿真模拟分析 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ - 19 - 总结 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 错误！未定义书签。
土壤吸附实验报告
一、实验目的1. 了解土壤吸附的基本原理和影响因素。
2. 掌握土壤吸附实验的基本操作方法。
3. 通过实验，分析土壤对有机污染物的吸附能力。
二、实验原理土壤吸附是指土壤颗粒表面通过物理和化学作用，对溶液中的有机污染物进行吸附的现象。
土壤吸附能力受土壤性质、污染物性质、溶液浓度、pH值、温度等因素的影响。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：土壤样品、有机污染物溶液、蒸馏水、NaOH溶液、盐酸溶液、pH试纸、温度计等。
2. 实验仪器：恒温振荡器、离心机、电子天平、比色计、pH计等。
四、实验步骤1. 准备土壤样品：将土壤样品风干、研磨、过筛，取一定量的土壤样品放入锥形瓶中。
2. 配制有机污染物溶液：根据实验要求，配制一定浓度的有机污染物溶液。
3. pH值调节：用盐酸溶液或NaOH溶液调节土壤样品和有机污染物溶液的pH值至实验所需值。
4. 吸附实验：将配制好的有机污染物溶液加入土壤样品中，放入恒温振荡器中振荡一定时间。
5. 离心分离：将吸附后的土壤样品和溶液进行离心分离，取上层清液。
6. 测定吸附效果：用比色计测定清液中有机污染物的浓度，计算土壤对有机污染物的吸附量。
7. 分析实验数据，绘制吸附等温线和吸附动力学曲线。
五、实验结果与分析1. 吸附等温线：通过实验，得到土壤对有机污染物的吸附等温线，分析土壤对有机污染物的吸附类型和吸附能力。
2. 吸附动力学曲线：通过实验，得到土壤对有机污染物的吸附动力学曲线，分析土壤吸附速率和吸附平衡时间。
3. 影响因素分析：分析实验过程中，pH值、温度、溶液浓度等因素对土壤吸附能力的影响。
六、实验结论1. 土壤对有机污染物具有一定的吸附能力，吸附类型为物理吸附和化学吸附。
2. 土壤吸附能力受pH值、温度、溶液浓度等因素的影响。
3. 通过调整实验条件，可以提高土壤对有机污染物的吸附效果。
七、实验讨论1. 本实验采用恒温振荡器进行吸附实验，是否会影响吸附效果？2. 在实验过程中，如何避免土壤样品的污染？3. 实验结果是否具有代表性，如何提高实验结果的准确性？八、实验总结本次实验通过土壤吸附实验，掌握了土壤吸附的基本原理和影响因素，了解了土壤吸附实验的基本操作方法。
苹果树种植技术实训报告
一、实训目的通过本次苹果树种植技术实训，使学员掌握苹果树的种植、管理、修剪、施肥等基本技术，提高学员的实践操作能力，为今后从事果树种植工作打下坚实基础。
二、实训时间及地点实训时间：2023年3月1日至2023年3月15日实训地点：XX果树种植基地三、实训内容1. 苹果树种植技术（1）选地与整地苹果树适宜生长在土壤疏松、排水良好的沙质土壤中，要求土壤肥沃，富含腐殖质。
实训中，我们选择了基地内光照充足、土壤肥沃的地块进行种植。
（2）栽植1）苗木选择：选择生长健壮、无病虫害的苹果苗，要求苗木高度在1.2米以上，根系发达。
2）挖坑：根据苗木大小，挖坑规格为0.6mx0.6mx0.6m。
3）栽植：将苗木放入坑中，使根系均匀分布，填土至坑口，踩实。
4）浇水：栽植后立即浇水，保持土壤湿润。
2. 苹果树管理技术（1）浇水苹果树生长期间，要保持土壤湿润，根据天气和土壤湿度适时浇水。
浇水应坚持“见干见湿”的原则，避免土壤过湿或过干。
（2）施肥1）底肥：在栽植前，施足底肥，每亩施有机肥1500kg-2000kg，可适量加入氮肥、钾肥和复合肥。
2）追肥：生长期每隔1个月施一次有机肥，花期补施含磷肥料，促进开花结果。
（3）修剪1）幼树修剪：以培养树形为主，促进树冠扩张，形成良好的树势。
2）结果树修剪：剪除交叉枝、徒长枝、过密枝、病虫枝等，保持树冠通风透光。
3. 苹果树病虫害防治1）病害：苹果树常见病害有炭疽病、轮纹病等，可用多菌灵、甲基托布津等农药进行防治。
2）虫害：苹果树常见虫害有红蜘蛛、蚜虫等，可用乐果、吡虫啉等农药进行防治。
四、实训总结通过本次苹果树种植技术实训，我们掌握了以下技能：1. 熟练掌握了苹果树的种植、管理、修剪、施肥等基本技术。
2. 提高了实践操作能力，为今后从事果树种植工作打下了坚实基础。
3. 增强了团队协作意识，培养了良好的职业道德。
4. 认识到果树种植过程中的注意事项，为今后生产实践积累了宝贵经验。
威宁苹果根部主要病虫害识别与防治
4.4适时采收、分级包装、保鲜运输根据品种特性适时采收,分级包装后上市或冷库预冷后上市。
包装材料清洁卫生,无毒、无异味,注明品种、产地、商标及无公害农产品标志后进行外销。
威宁自治县地处低纬度、高海拔地区,年均温10℃~12℃,光照时数长,年平均日照数1812h,昼夜温差大,属于全国“西南冷凉高地苹果适宜区”,也是贵州省唯一的优质苹果生态适宜区,得天独厚的自然环境为苹果产业的发展提供了充足的空间[1-2]。
截止2017年全县苹果种植面积约33万亩,挂果面积10.8万亩、产量12万t,是农民增收致富的重要产业之一。
威宁苹果作为近几年来威宁发展较快的果树,苹果产业已经成为威宁县农业主导产业之一,是全县农业增效、农民增收的重要途径。
随着栽培面积不断扩大,如何做好苹果早期苗木根部病虫害防治工作,提质增效,进一步提高威宁苹果产业的竞争力,是摆在广大农业科技工作者面前的一项重大课题[3]。
目前发现的威宁苹果根部主要有6种病害,本文作者从其发病规律和防治措施进行阐述,可供同行借鉴。
1根癌病1.1识别症状及危害该病由癌肿土壤杆菌侵染引起,感病后会产生不同形状的瘤状物,这些瘤状物分布在苹果的根颈部、主根与侧根连接处,以及嫁接的砧木愈合处。
感病初期,在被侵染处生黄白色小球形、扁球形或不规则形小瘤,表面光滑、柔软,随病情发展瘤体逐渐增大,变为黄褐色至暗褐色,质地坚硬,表面粗糙龟裂,瘤内组织紊乱。
晚期瘤状呈开放式破裂、坏死,病株停止生长。
根癌病危害主要部位是根颈部,也可危害主、侧、支根,甚至可发生在主干或主枝上[4,5]。
1.2防治方法(1)改良土壤,选择育苗地。
土壤性质对此病影响很大,应选择弱酸性土壤育苗或采用技术措施。
使苹果园土壤变为弱酸性。
选用无菌地育苗,苗木出圃时,要严格检查,发现病苗应立即淘汰。
建立无病果园。
(2)苹果苗嫁接时,应尽可能采用芽接法,芽接法比劈接法嫁接的苗木发病少。
砧木苗用抗根癌菌剂浸根后定植,可控制病菌侵染。
果蔬沥水振动筛的设计与试验的开题报告
果蔬沥水振动筛的设计与试验的开题报告一、选题意义果蔬沥水振动筛作为固-液分离装置，广泛应用于食品加工、蔬菜清洗、果蔬液化等领域。
传统的果蔬沥水方法多采用人工筛分，人工取代效率低、成本高、环境污染等问题不容忽视。
因此，通过设计果蔬沥水振动筛，实现果蔬高效沥水，提高加工效率，降低成本，是当今短期内需要解决的问题。
二、研究内容本文主要研究果蔬沥水振动筛的设计与试验，包括以下内容：1.果蔬沥水振动筛的工作原理及分类：介绍果蔬沥水振动筛的基本结构和工作原理，讨论振动筛的分类和特点。
2.设计果蔬沥水振动筛：考虑到果蔬沥水的需求，设计固定框架、筛网、马达等部件，以及整体设计要求和工艺参数。
3.试验果蔬沥水振动筛：通过建立试验平台，进行不同类型、不同条件的果蔬沥水试验，验证果蔬沥水振动筛的效果，比较实验数据，分析试验结果。
三、预期结果本文预期实现以下目标：1.设计出一款高效的果蔬沥水振动筛，符合果蔬沥水的要求。
2.通过试验，验证果蔬沥水振动筛的效果，将其与其他果蔬沥水方法进行比较，分析试验数据，得到实验结果。
3.通过对实验结果的分析和总结，提出改进意见，并对果蔬沥水振动筛的发展前景进行展望。
四、研究方法和实验技术本文主要采用理论分析和实验研究相结合的方法，先对果蔬沥水振动筛进行整体设计，然后建立试验平台进行试验研究。
在研究中，使用的实验技术主要包括：振动筛、定量秤、摄像机、计算机等。
五、论文结构本文共分为六个部分：第一部分为绪论，介绍了选题的背景、研究意义、主要研究内容和预期实现目标，对本文进行整体铺垫。
第二部分为果蔬沥水振动筛的工作原理及分类，介绍振动筛的基本结构和工作原理，探讨振动筛的分类和特点。
第三部分为果蔬沥水振动筛的设计，从结构设计、工艺参数等多个方面进行设计。
第四部分为试验平台的建立，介绍试验平台的搭建和试验条件。
第五部分为实验研究，通过试验研究果蔬沥水振动筛的效果。
第六部分是结论，总结本文研究的结果，并提出改进意见，展望果蔬沥水振动筛未来的发展方向。
土壤筛分实验报告报告
一、实验目的1. 了解土壤筛分实验的意义和目的。
2. 掌握土壤筛分实验的方法和步骤。
3. 学习使用不同孔径的筛子进行土壤粒度分析。
4. 分析土壤粒度组成，了解土壤质地特征。
二、实验原理土壤质地是指土壤中不同粒度的矿物颗粒组成。
土壤筛分实验是通过将土壤样品过筛，分离出不同粒度的土粒，以分析土壤质地的一种方法。
根据筛分结果，可以计算出土壤的沙、粉砂和黏粒含量，从而判断土壤的质地。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：筛子（孔径分别为2mm、0.5mm、0.25mm、0.075mm）、天平、烧杯、毛刷、滤纸、蒸馏水、烘干箱等。
2. 实验材料：土壤样品。
四、实验步骤1. 准备工作：将土壤样品充分混合均匀，选取适量样品放入烧杯中，记录样品质量。
2. 筛分过程：（1）将土壤样品放入2mm孔径的筛子中，进行粗筛，筛出大于2mm的土粒；（2）将粗筛后的样品放入0.5mm孔径的筛子中，进行中筛，筛出0.5mm～2mm的土粒；（3）将中筛后的样品放入0.25mm孔径的筛子中，进行细筛，筛出0.25mm～0.5mm的土粒；（4）将细筛后的样品放入0.075mm孔径的筛子中，进行微筛，筛出0.075mm以下的土粒。
3. 计算各粒级土壤质量百分比。
4. 将筛出的各粒级土粒分别放入烧杯中，称量质量，计算各粒级土壤质量百分比。
5. 将筛出的各粒级土粒放入烘干箱中，烘干至恒重，称量质量，计算各粒级土壤质量百分比。
五、实验结果与分析1. 实验结果（1）土壤样品质量：50g（2）各粒级土壤质量百分比：- 大于2mm土粒：10%- 0.5mm～2mm土粒：30%- 0.25mm～0.5mm土粒：40%- 0.075mm以下土粒：20%2. 分析与讨论根据实验结果，该土壤样品以粉砂和黏粒为主，质地偏细。
沙粒含量较低，表明土壤结构较好，有利于作物生长。
六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了土壤筛分实验的方法和步骤。
2. 了解了土壤质地与土壤肥力、作物生长的关系。
果树苗木移栽机单体功能结构设计
果树苗木移栽机单体功能结构设计宋帅帅;杨欣;殷梦杰;李建平【摘要】通过查阅相关文献和实地调研,针对果树苗木培育环节劳动强度大及机械化程度低的问题,应用AIP实体三维设计软件研发了一种基于开沟模式的果树苗木移栽机,主要单体功能结构包括开沟功能结构和覆土镇压功能结构.田间试验和移栽作业表明:移栽机性能稳定,工作效率高,开沟深度稳定性良好,栽植倒伏率和伤苗率低,栽植合格率高,栽植作业质量符合果园农艺要求,为我国矮砧密植模式下的果树苗木培育提供了技术支持.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2018(040)003【总页数】4页(P100-103)【关键词】果树苗木;移栽;机械化;结构【作者】宋帅帅;杨欣;殷梦杰;李建平【作者单位】河北农业大学机电工程学院,河北保定 071000;河北农业大学机电工程学院,河北保定 071000;河北农业大学机电工程学院,河北保定 071000;河北农业大学机电工程学院,河北保定 071000【正文语种】中文【中图分类】S223.920 引言随着新型矮砧密植果树建园的大力推广，果树苗木需求问题显得捉襟见肘[1]。
通过查阅文献和实地调研总结：果树苗木培育模式基本属于人工栽植，利用开沟机开好沟，人工将树苗根据经验按规定的株距摆放于沟壑中，随后利用铁楸覆土，作业人员紧随其后进行镇压完成栽植[2]，如图1所示。
随着我国人口老龄化时代的到来，加之当下很多青年劳动力不愿从事果农行业，急需解决这种以人工移栽为主，占用大量劳动力的方式。
针对此问题，对果树苗木的培育环节进行了技术调研，根据果园农艺要求，设计研发了一种基于连续开沟模式的果树苗木移栽机。
图1 人工栽植模式Fig.1 Artificial planting pattern1 整机方案设计连续开沟果树苗木移栽机主要由限深轮、搅龙、开沟装置、机架、锥形覆土轮、圆形镇压轮、苗木箱及工作台等机构组成，如图2所示。
在整机结构布局上，基于机具作业条件和机具性能的稳定性，要求结构紧凑、适用性、通过性良好 [3]。
大型苹果矮化自根砧育苗圃配套机械
大型苹果矮化自根砧育苗圃配套机械作者：张长庆千小绵来源：《西北园艺·果树》2016年第04期策划了一个专门栏目——“果园机械”，介绍与果业生产相关的机械设施、仪器设备，诸如耕翻、施肥、灌溉、喷药等小型机械，果树修剪工具，设施果业资材，以及有关测试测量仪器等，都是这个栏目今后要展示的内容。
欢迎广大读者为本栏目献计献策，欢迎广大作者和相关厂商关注投稿。
与传统乔砧及矮化中间砧育苗模式相比较，矮化自根砧育苗具有标准化、集约化、机械化特点。
宝鸡华圣果业有限责任公司自2014年成立以来，大力发展苹果矮砧密植育苗，同时从欧洲引进了苗圃相配套的机械设备——砧木种植机、病虫害打药机、除草剂打药机，以及大苗起苗机。
1 砧木种植机砧木种植机（图1）可以定植长度30～ 60 cm、直径5～20 mm的砧木，实现株距20～ 70 cm、行距60～90 cm的调整范围。
该设备的工作是通过机械圆盘夹的作用实现的。
圆盘夹可保持植株垂直插入土壤，通过与拖拉机速度相协调的链条装置进行操作。
砧木种植机为每一行都配有苗木托盘，可以放置400～500株砧木。
该设备可以实现1～4行不同种植行数的设置，每行仅需要1名操作工就可以实现每小时2 000株的作业量。
由于该设备要4行入土开沟并覆土，所以对拖拉机的牵引力和提升力要求较高，拖拉机马力至少要达到140马力。
2 病虫害打药机和除草剂打药机病虫害打药机（图2）由液压驱动泵、储水箱、运行电轴、喷雾装置组装，使用苗圃专用拖拉机（图3）背负牵引，并且可以根据苗木生长高度调节打药机的喷雾高度，多行式，一般设置为4行。
除草剂打药机（图4）利用相同的原理，设备在喷头部位特别设计了防护套，确保除草剂喷出时不会伤到苗木。
3 臂展式打药机防治苗木新生幼叶病虫害，以及在大苗培育过程中喷洒促分枝药剂，多采用臂展式打药机（图5）。
该设备使用苗圃专用拖拉机背负，臂幅宽度可达12 m，一次喷药12～15行，大大提高了苗木顶部喷药的效率。
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2014年11月农业机械学报第45卷增刊doi ：10．6041/j．issn．1000-1298．2014．S0．010苹果苗木根系土壤振动分离装置设计与试验*李建平刘俊峰杨欣王鹏飞（河北农业大学机电工程学院，保定071001）摘要：针对应用QM-500型果树苗木起苗机对苹果矮化苗木出圃时需要人工将断根后的苗木拔出等问题，采用AIP 软件设计了由振动机构、传动系统等构成的根系土壤分离装置，试制并装配在QM-500型果树苗木起苗机上，配套58.8kW 拖拉机在蠡县果树苗木繁育基地进行了试验。
试验表明：当偏心距（曲柄）e 为52mm 、摆角φ为13.72ʎ、行程速度变化系数K 为1.02、极限夹角θ为2.03ʎ时，起苗作业效率1.6株/s ，节省人工50.85%，实现了苹果苗木起苗机械轻简化作业。
关键词：苹果苗圃起苗机分离装置曲柄摇杆机构中图分类号：S220文献标识码：A文章编号：1000-1298（2014）S0-0057-06收稿日期：2014-06-23修回日期：2014-08-22*国家苹果产业技术体系资助项目（CAＲS-28）和国家公益性行业（农业）科研专项经费资助项目（201203016）作者简介：李建平，讲师，博士生，主要从事农业装备研究，E-mail ：ljpnd527@126．com 引言2013年全国苹果种植面积约为225.3万hm 2，其中新增果园面积3.2万hm 2［1］。
围绕“节本、提质、增效”的苹果产业可持续发展目标，树体高大、果园容易郁闭、通风透光不良、管理费时费工、与省力化技术不匹配的传统乔化栽培模式成为制约产业发展的瓶颈因素，已不适应现代果业的发展；而机械化、设施化、标准化的矮砧密植栽培模式可以使果园管理省时省工，降低劳动生产成本，提高单位面积生产效率，已成为新建果园的主要模式。
随着以矮砧密植集约为主的多元栽培模式逐渐替代传统乔化栽培模式，必需培育根系发达、带有分枝、无病毒、植株健壮的苗木来解决优质大苗高度依赖进口的需求问题，以实现缩短苗木缓苗期、幼树成活率高、果园园相整齐，利于早果、丰产、优质的建园目标。
果树苗木起苗机是保证优质大苗出圃的轻简化机具之一，国外苗圃裸根苗的出圃机具经历了简单悬挂式掘苗犁、振动式掘苗犁、拾苗机、联合起苗机等不同机型［2－5］的发展阶段，实现了苗木出圃从人工挖苗作业到挖苗、提苗、抖土、捆苗的联合作业［6－7］；国内研制了起苗犁、螺旋弧形起苗犁、悬挂式起苗机、振动式起苗机等机型［8－12］，为苗圃机械化的发展起到重要作用。
国内外的苗木出圃机具的研究主要是应用于林业苗木培育环节，而对于苹果、梨、桃等园艺经济作物苗木的出圃机具研究还处于刚刚起步阶段。
本文通过研究苹果苗木根系土壤振动分离装置实现苗木根系与土壤分离，采用计算机辅助几何设计方法设计在QM-500型果树苗木起苗机上配置曲柄摇杆式振动筛，并确定曲柄摇杆机构参数，通过样机试制与田间试验验证曲柄摇杆式振动筛的工作性能。
1苗木根系土壤分离装置的设计原则根据培育苹果优质苗木的标准［13］及苗木出圃的质量要求［14］，苗木根系土壤分离装置的设计原则为：（1）苗木机械起苗后能够实现高度1.5m 以上苗木的输送，不损伤苗木表皮和枝芽。
（2）保证苗木侧根等根系的完整性，对根系无撕裂等机械损伤。
（3）土壤从根系分离，便于捡拾苗木，降低人工拔苗劳动强度。
2根土分离装置设计2.1总体结构设计苹果苗木在秋季落叶后或春季萌芽前的休眠期通过果树苗木起苗机进行苗木起苗出圃作业，为降低通过起苗铲切断苗木根系后的拔苗出土强度，设计曲柄摇杆式振动机构实现苗木根系与粘结土壤的分离。
具有根土分离装置的果树苗木起苗机结构主要由机架、起苗铲、偏心轮、连杆、振动筛、动力传动机构等组成，如图1所示。
偏心轮、连杆与振动筛构成曲柄摇杆式苗木根系土壤分离装置。
果树苗木起苗机［15］悬挂在拖拉机上形成作业图1果树苗木起苗机结构简图Fig．1Fruit seedling lifter1．机架2．起苗铲3．振动筛4．连杆5．偏心轮6．传动机构机组，具有振动机构的起苗铲［16］偏置在机组右侧，如图2所示。
机组前进时，单行作业，被起苗铲切断根系的苗木经曲柄摇杆式振动筛振动，抖落苗木根系上的土壤并经筛杆输送至地表，由人工捡拾苗木。
图2作业示意图Fig．2Schematic diagram of working1．果树苗2．起苗机2.2曲柄摇杆机构设计基于曲柄摇杆机构的振动筛是实现断根后果树苗木根系土壤分离的关键装置，曲柄的连续旋转，通过连杆将动力传递给摇杆，摇杆带动振动筛工作，实现苗木根系与土壤的分离。
2.2.1类型确定振动筛在抬起时速度要慢，便于苗木根系的土壤抖松掉落；下降时要快，缩短回程时间，提高分离苗木根系土壤的效率；摇杆的慢行程转向与曲柄转向相同，使固定杆两端的铰接点O A 、O B 位于摇杆两极限位置B 1、B 2连线的同侧，因此振动筛设计成Ⅰ型曲柄摇杆机构［17］，如图3所示，其各杆尺寸满足l 21+l 24＜l 22+l 23（1）式中l 1———曲柄O A A 的长度，mm l 2———连杆AB 的长度，mm l 3———摇杆O B B 的长度，mm l 4———固定杆O A O B 的长度，mm2.2.2参数确定果树苗木起苗机起苗作业深度在350mm 时能够保证园艺专家培育的优质大苗根系出圃完整，使图3Ⅰ型曲柄摇杆机构Fig．3Type Ⅰof crank rocker mechanism苗木植株栽植后缓苗期短，成活率高。
基于Autodesk Inventor Professional （AIP ）草图的计算机辅助几何设计（CAGD ）功能［18］进行振动筛结构参数确定，曲柄摇杆式振动机构的几何原理如图4所示。
图4曲柄摇杆式振动机构几何原理图Fig．4Geometric diagram of vibrating mechanismin crank rocker type（1）振动筛杆参数确定在摇杆的抬起行程，为使果树苗木经振动筛筛分土壤后顺利抵达苗圃地表，且不被限深轮碾压，使苗木倒地后落在限深轮的后部，在摇杆达到最高极限位置时，使振动筛杆O B CD 尾端D 1与地表M 1E 1相平，则振动筛杆长度L O B D 应满足L O B D ＞L OH +Ｒ（2）L O B D =L O B C cos （δmin +φ）+L CD cos （β+φ+δmin －π）（3）式中L O B D ———振动筛杆的水平投影距离，mm L OH ———限深轮中心至起苗铲的距离，mm Ｒ———限深轮的半径，mm85农业机械学报2014年L O B C ———杆O B C 的长度，mm L CD ———尾翼杆的长度，mmδmin ———振动筛杆位于最低极限位置时的摆角，（ʎ）φ———摇杆摆角，（ʎ）β———杆O B C 与尾翼杆CD 的夹角，（ʎ）在摇杆的降落行程，为保证振动筛杆O B CD 尾端部D 1不与地沟M 2E 2相撞，应使筛杆O B C 2与地沟M 2E 2平面的夹角δmin 与起苗铲的入土角保持一致，即δmin =6ʎ（4）考虑机具地头转弯及运输方便，振动筛筛杆长度应与果树苗木起苗机相适应。
振动筛杆尾端部的区域为M 1M 2E 2E 1，如图4所示，则振动筛杆长度L O B D 应满足L O B D ≤L O B M（5）式中L O B M ———振动筛杆在水平投影距离的设计最大值，mm 振动筛杆O B CD 由杆O B C 和尾翼杆CD 两部分构成，根据L OH =465mm ，Ｒ=300mm ，选择L O B M =1000mm ，振动筛杆的设计参数值如表1所示。
表1振动筛杆参数Tab．1Parameters of vibrating screen rod参数数值杆长L O B C /mm 720尾翼杆长L CD /mm300杆O B C 与尾翼杆CD 的夹角β/（ʎ）165振动筛杆位于最高极限位置时的摆角δmax /（ʎ）19.72振动筛杆位于最低极限位置时的摆角δmin /（ʎ）6摇杆摆角φ/（ʎ）13.72（2）曲柄摇杆机构参数确定以摇杆O B B 端点B 1为圆心，连杆AB 为半径，画圆得到曲柄摇杆机构在最高极限位置摆角δmax 时曲柄O A A 的外包络线F 1G )1；以摇杆O B B 端点B 2为圆心，连杆AB 为半径，画圆得到曲柄摇杆机构在最低极限位置摆角δmin 时曲柄O A A 的内包络线F 2G )2；线F 1F 2为摇杆两极限位置B 1、B 2的连线，线G 1G 2为曲柄O A A 与铲臂G 1H 接触的O A A 界限位置，则区域F 1F 2G 2G 1为曲柄的转动范围，如图4所示。
以O A 为圆心，画圆分别相切于弧F 1G )1和弧F 2G )2；根据L F 1F 2和L G 1G 2两数值界限，选择曲柄O A A 的数值。
为使传动结构紧凑，曲柄O A A 回转中心O A 应靠近果树苗木起苗机机架且不干涉曲柄回转轴，即曲柄O A A 端点A 的回转轨迹与弧F 1G )1、弧F 2G )2和铲臂G 1H 相切时的极限夹角θ为最大极限夹角θmax ，连杆长度L AB 选择600 700mm ，则摇杆长L O B B 、曲柄长L O A A 、固定杆长L O A O B 、极限夹角θmax 的变化关系如表2所示。
表2曲柄、固定杆、极限夹角变化关系Tab．2Change table of crank ，a fixed rod and polar angle连杆长L AB /mm 摇杆长L O B B /mm 曲柄极限L F 1F 2/mm 曲柄极限L G 1G 2/mm极限夹角θmax /（ʎ）曲柄极限差值/mm 35083.6081.82 1.30 1.7840095.5491.65 2.22 3.89450107.48100.26 3.337.22600500119.43107.22 4.6612.21550131.37111.92 6.2719.45600143.31113.258.1730.06650155.25108.7010.3046.55700167.2087.4713.4379.7335083.6082.340.98 1.2640095.5492.61 1.72 2.93450107.48101.99 2.63 5.49650500119.43110.05 3.739.38550131.34116.45 5.0314.89600143.31120.55 6.5622.76650155.25121.288.3733.97700167.20116.2210.5250.9835083.6082.710.730.8940095.5493.39 1.34 2.15450107.48103.26 2.10 4.22700500119.43112.12 3.017.31550131.37119.68 4.0911.69600143.31125.53 5.3517.78650155.25129.08 6.9126.17700167.20129.268.4737.94根据摇杆长L O B B 、连杆长L AB 的数值变化得到曲柄L O A A 和极限夹角θmax 的相互变化关系可知：随着摇杆长度L O B B 的增加，曲柄极限差值随之增大；在同一摇杆长度L O B B 下，随着连杆长L AB 的增大，曲柄极限差值在缩小，如图5所示。