【正文】 (53) (54)上述式（51）、（52）中、—支持力，G—重力，F(xiàn)—牽引力，—總的牽引阻力，α—起膜角，γ—摟耙齒與水平夾角，、—機(jī)架結(jié)構(gòu)尺寸，、分別為對應(yīng)作用力關(guān)于0點(diǎn)的力矩。范圍內(nèi)起膜角的調(diào)整，單位最小調(diào)整量為5176。起膜部件主要由可調(diào)的起膜桿齒組組成，根據(jù)鋪膜植棉特點(diǎn)，膜寬范圍內(nèi)呈現(xiàn)中間略高的地形狀況，此外由于地膜兩邊覆土相對緊實(shí)，為達(dá)到較好起膜效果，采取齒間寬度平均為b=9mm排布方式。起膜集膜機(jī)構(gòu)主要由起膜齒、限位裝置、托膜板組成（圖 51），摟膜機(jī)構(gòu)由摟膜耙、橫向連接桿、V型多位連接架等組成（圖52），工作時(shí)機(jī)具由拖拉機(jī)牽引前進(jìn)，起膜齒入土將地膜鏟起并提升到一定高度，輸送到托膜板上，進(jìn)過摟膜機(jī)構(gòu)軌跡運(yùn)動(dòng)，完成挑膜和輸膜，最終殘膜被帶進(jìn)回收箱內(nèi)，摟膜機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度與機(jī)具起膜速度相匹配，從而確保殘膜回收作業(yè)的連續(xù)性。通過建立起、輸膜作業(yè)過程的動(dòng)力學(xué)模型，應(yīng)用 MATLAB 軟件生成機(jī)具關(guān)鍵點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，通過分析軌跡與收膜作業(yè)間的相互關(guān)系，確定了機(jī)具相關(guān)關(guān)鍵作業(yè)參數(shù)。5 殘膜回收機(jī)起輸膜分析 起輸膜存在的問題及研究方法 起膜齒對松軟土質(zhì)地膜撿拾能力較好，如果土質(zhì)較硬，地膜緊貼地面，起膜齒僅從地表劃過難以入土，這不僅影響殘膜收凈率，出現(xiàn)漏收現(xiàn)象，而且所收地膜破損嚴(yán)重。 (3)合理選取和設(shè)計(jì)摟膜彈齒的材料及結(jié)構(gòu),以保證彈齒有良好的彈性。所以在滿足殘膜回收機(jī)總的殘膜回收率條件下,可以適當(dāng)降低曲柄轉(zhuǎn)速以減少磨損和機(jī)械振動(dòng)。此次設(shè)計(jì)打破了以往求四桿機(jī)構(gòu)處于特殊位置時(shí)作直線運(yùn)動(dòng)的解、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)公式等求取四桿機(jī)構(gòu)的尺寸的傳統(tǒng)方法,采用COSMOS Motion運(yùn)動(dòng)軌跡模擬點(diǎn)附近的軌跡曲線來逼近直線的方法,綜合出滿意的四桿直線導(dǎo)向機(jī)構(gòu)如47圖兩套方案，最終選擇a方案。另一段時(shí)弧線段，來完成摟耙抬起來卸膜的過程。用所編制的可視化軟件綜合表41中給定條件的機(jī)構(gòu),其綜合仿真圖見圖46。當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加時(shí),曲線趨于平緩,殘膜摟凈率逐漸達(dá)到極限。在不同曲柄轉(zhuǎn)速下,殘膜摟凈率如圖45所示。 四桿驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果及分析 摟膜連桿機(jī)構(gòu)安裝在殘膜回收機(jī)后部,將分離篩篩面上殘膜摟入集膜箱。仿真前要對仿真運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，如力的單位、時(shí)間單位、重力加速度以及與動(dòng)畫有關(guān)的幀時(shí)間、幀時(shí)間間隔等。COSMOS Motion的機(jī)構(gòu)仿真一般步驟如圖44所示。 圖43 機(jī)構(gòu)極限位置分析 COSMOS Motion機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡模擬 Solid Works 是參數(shù)化三維實(shí)體造型軟件,COSMOSMotion是該軟件的一個(gè)全功能運(yùn)動(dòng)仿真插件,它可以對復(fù)雜機(jī)構(gòu)進(jìn)行完整的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真,得到系統(tǒng)中各個(gè)零部件的運(yùn)動(dòng)情況,包括能量、動(dòng)量、位移、速度、加速度、作用力與反作用力等結(jié)果，并能以動(dòng)畫、圖表及曲線等形式輸出；還可將零部件在復(fù)雜運(yùn)動(dòng)情況下的載荷情況直接輸出到主流有限元軟件中，從而進(jìn)行正確的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)分析。第2項(xiàng)是E點(diǎn)在曲柄轉(zhuǎn)至與y軸重合位置時(shí)縱坐標(biāo)之差的平方,相當(dāng)于E點(diǎn)在y軸方向最大值和最小值差值最小。 但是,值越大消耗的無用功也越大,機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸亦增大,所以在滿足不回帶殘膜的條件下應(yīng)該取小值。彈齒E點(diǎn)的軌跡是封閉的曲線,其運(yùn)動(dòng)方程為： （41）為了使殘膜輸送有較高的效率并且回程中不回帶殘膜,摟耙齒E點(diǎn)的理想運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)該是:工作行程弧線近似為直線,并且|MN|的距離最大。工作時(shí)在不斷變化的阻力作用下產(chǎn)生彈性振動(dòng),可以有效地避免殘膜纏繞和粘附在摟耙齒上。 圖42　摟膜連桿機(jī)構(gòu)簡圖摟耙齒固定在連桿上,橫向排列間距取20～30mm。 圖41 Hoeken 型四桿機(jī)構(gòu)示意圖　摟膜連桿機(jī)構(gòu)的工作原理和結(jié)構(gòu) 如圖42所示,該機(jī)構(gòu)由橫向排列的彈齒和四連桿機(jī)構(gòu)組成。如果曲柄為驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，角速度是常數(shù)，沿著桿件軌跡的直線部分的線速度將非常接近勻速，通過的曲柄角度為。它的幾何配置、尺寸和連桿軌跡如41圖所示。本著以摟膜齒的理想運(yùn)動(dòng)軌跡為最優(yōu)目標(biāo),建立連桿機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型,因其技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)具有“模糊性”,所以運(yùn)用模糊優(yōu)化原理和方法對機(jī)構(gòu)進(jìn)行模糊優(yōu)化設(shè)計(jì),以得到更加符合工作實(shí)際的最優(yōu)設(shè)計(jì)結(jié)果，從而進(jìn)一步提高機(jī)構(gòu)的綜合性能。⑥確定齒與齒之間的距離b。④確定起膜集膜齒的入土角度a。②確定集膜箱的位置，考慮整機(jī)的重心。(2)通過調(diào)研,借鑒其它機(jī)械產(chǎn)品(包括土豆挖掘機(jī)等)及各型地膜回收機(jī)的優(yōu)點(diǎn),將合理先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到即將研制的摟耙式殘膜回收機(jī)上。⑤解決之前許多收膜機(jī)一貫用的卷膜輥在卷膜過程中殘膜纏繞問題,我們打破常規(guī)， 采用了摟耙式齒形收膜機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方便集膜和卸膜。如圖所示調(diào)深時(shí)只需調(diào)節(jié)限深螺母即可,不需要把機(jī)具抬起拆卸起膜鏟的方法進(jìn)行調(diào)深。針對現(xiàn)有機(jī)型的起膜、集膜、卸膜效果不理想的現(xiàn)狀,課題設(shè)計(jì)的新型殘膜回收機(jī)對起膜及集膜機(jī)構(gòu)作如下改進(jìn):①借鑒早期的殘膜回收機(jī)的一些成熟技術(shù),將起膜部分改為起膜鏟來集膜,起膜扶膜鏟在機(jī)具前方對稱放置,起膜鏟后方帶有摟耙以便使被鏟起的殘膜順利的輸送到托膜板上,從而提高起膜回收率。在輸送的過程中經(jīng)過托膜板上將膜土進(jìn)行有效的分離,最后經(jīng)過摟耙把雜質(zhì)較為純凈的殘膜落入集膜箱,在地頭等指定地點(diǎn)卸膜。為此加工設(shè)計(jì)一種新型殘膜回收機(jī)——摟耙式殘膜回收機(jī)。因此,研究一種摟耙式地膜回收機(jī),克服己有地膜回收機(jī)的缺點(diǎn)和不足,著重解決遺留碎膜和卷膜式造成的殘膜纏繞難以卸膜問題。根據(jù)上述分析，從數(shù)量上表層殘膜量最大，從回收難度上分析，表層殘膜，尤其是當(dāng)年所用殘膜風(fēng)化程度小，面積較大，有相對較強(qiáng)的韌性，便于進(jìn)行機(jī)械化回收作業(yè)，因此對耕作表層 10cm 內(nèi)的殘膜進(jìn)行有效回收是機(jī)械化殘膜回收的關(guān)鍵。不同的種植模式將影響到殘膜回收作業(yè)機(jī)具的橫向布置，根據(jù)上述要求，綜合考慮機(jī)具作業(yè)效率。地膜不同的存在形態(tài)直接影響機(jī)具作業(yè)收膜機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和形狀，因此具有重要意義。從單位面積的殘膜增量上分析，前 10 年單位面積的殘膜累積量約為 6，近 10 年累積量為 25，從增長速度上看近 10 年為前 10 年的 倍。對所選樣方進(jìn)行處理，經(jīng)過除雜、清洗、烘干等程序處理，根據(jù)其殘膜面積大小，按照0～4，4～25，大于 25對殘膜進(jìn)行分類，使用精度為 的電子天平進(jìn)行承重，測定結(jié)果見表 21。因此,研制一種性能可靠、效率高的回收機(jī)具,使殘膜能夠有效的回收已成為我們當(dāng)前急待解決的問題。(7)薄膜理在土壤里過深,在起膜的過程中不能完全起出,起膜率達(dá)不到預(yù)定的要求。(5)卷膜輥的線速度與機(jī)具的前進(jìn)速度不同步,殘膜被卷起時(shí)卷膜輥外徑逐漸增大,而角速度不變所以線速度增大,使殘膜很容易拉斷,卸膜次數(shù)多,收膜效率較低。(2)殘膜對工作部件有較強(qiáng)的吸附能力,易纏掛工作部件,從而使機(jī)器無法正常工作:(3)在作物生長期間回收殘膜,雖比較容易回一收,回收率較高,但地膜利用效果會(huì)降低。④氣吸式殘膜回收機(jī),該機(jī)回收率較高一巨不傷苗,但需要用四輪拖拉機(jī)輸出動(dòng)力帶動(dòng)風(fēng)機(jī)及一些關(guān)鍵部件成本較高,農(nóng)民無法接受,不符合中國國情。③彈齒式地膜回收機(jī),如3JM一100型,該機(jī)與小四輪拖拉機(jī)配套,該類地膜回收機(jī)的特點(diǎn)是依靠固定在皮帶上的彈齒撿膜,但彈齒式地膜回收機(jī)制造困難。工作中大多在地頭需要人工將地膜卷上卷膜輥和人工卸膜,因此收膜效率較低。其收膜工作部件不需動(dòng)力驅(qū)動(dòng),結(jié)構(gòu)簡單、使用調(diào)整方便、工作可靠、傷苗率低。兩種機(jī)具殘膜回收率