仿形棉花打顶机的设计研究

康秀生等

摘要：打顶是棉花生产过程中的一项重要农艺要求。针对人工打顶作业劳动强度大、效率低的情况，设计一种小型棉花打顶机。通过仿形控制装置及时反馈棉株高度，控制打顶高度，使打顶前后棉株高度轨迹趋于一致；设计防重复切割罩，解决了高棉株被重复切割的问题。该打顶机结构简单、质量轻、成本低，可满足棉花打顶农艺要求。

关键词：农业机械；棉花；打顶机；仿形；设计

中图分类号：S224 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）10-0016-02

我国棉花主要采取“矮、密、早”栽培模式。棉花的无限生长会造成棉花徒长、蕾铃晚熟、后期二次生长等，影响棉花产量，适时打顶可消除棉株顶端优势，促进大部分养分横向运输到结实器官，从而降低脱落和烂桃，增加铃重，促进吐絮，达到早熟、高产、稳产。每年6月末至7月初的棉花打顶调控是棉花生产的关键环节。目前，国内棉花打顶主要以人工作业为主，劳动强度大，时间紧，成本高，效率低；同时，也有部分大型机械打顶机处于研发试验阶段，但大型机械打顶机不适于种植规模小的农户。为此，研究设计一种小型仿形棉花打顶机。

1 整机结构与工作原理

1.1 整机结构

仿形棉花打顶机的结构组成如图1所示。

1.2 工作原理

升降电机和打顶电机分别与蓄电池连接，继电器与升降电机连接。工作时，打开电源开关，由人力推动机具前进；仿形板一端接触棉株，受到棉株的反作用力和自身重力上、下移动，另一端与下触点开关和上触点开关接触，通过继电器控制升降电机正、反转；升降电机输出轴带动齿轮转动，齿轮作用齿条，齿条带动下端的切割装置上、下运动，实现浮动打顶。

2 主要部件设计

2.1 仿形控制装置

仿形控制装置主要由仿形板、触点开关和继电器组成，如图2所示。

当仿形板一端碰到高棉株，在棉株的反作用力下，仿形板一端向上移动，通过杠杆作用，另一端向下移动，与下接触开关接触，通过继电器控制升降电机正转，带动齿条及切割装置上升；当仿形板一端碰到低棉株，在自身重力作用下，仿形板一端向下移动，通过杠杆作用，另一端向上移动，与上接触开关接触，通过继电器控制升降电机反转，带动齿条及切割装置下降；当仿形板另一端处于上接触开关与下接触开关之间悬空时，升降电机锁定。

2.2 切割装置

切割装置由打顶电机、防重复切割罩和切割刀组成。切割刀由直径1 mm的钢丝制成，其切削力大，切口平整，同时质量轻，可减轻机具震动。切割罩中部为一个矩形槽（如图3所示），此结构可将切割刀的有效切割区域限定为一个矩形，避免切割刀对高棉株进行重复切割。

3 结语

小型仿形棉花打顶机通过继电器有效控制打顶高度，保证打顶后的棉株高度轨迹与打顶前的轨迹相仿，满足棉花打顶农艺要求；同时设有防重复切割罩，解决了切割刀对高棉株进行重复切割的问题。该机结构简单，成本低，可满足小规模种植农户的使用要求。

参考文献

[1] 彭强吉，胡斌，罗听，等.不同打顶时间和高度对北疆高产棉花产量的影响[J].中国棉花，2012，39（5）：23-25.

[2] 何磊，刘向新，周亚立，等.垂直升降式单体仿形棉花打顶机[J].农业机械学报，2013，44（增刊）：62-66.

[3] 焦心舒.单行仿形棉花打顶机结构设计与试验田[D].石河子：石河子大学，2012.

[4] 罗听，胡斌，王维新，等.3MDZK-12型组控式单行仿形棉花打顶机[J].农机化研究，2008（11）：136-138.

[5] 金篆芷，土明时.现代传感器技术[M].北京：电子工业出版社，1995.

[6] 彭强吉，张明辉，胡斌，等.3MDZF-6型垂直升降式单体仿形棉花打顶机的试验研究[J].农机化研究，2014（1）：170-173.

Abstract： Cotton topping is one important technique in cotton production process. Considering high labor intensity and low efficiency by artificial topping， a small cotton topping machine is designed. The profile controlling device timely feedbacks cotton plant height and controls topping height which makes the trajectory of the cotton height consistent before and after topping； the design of preventing repeat cutting shield avoided those high cotton plants repeated cutting. This machine has the feature of simple construction， light weight and low cost， can meet the agronomic requirements of cotton topping.

Key words： agricultural machinery； cotton； topping machine； profile； design

摘要：打顶是棉花生产过程中的一项重要农艺要求。针对人工打顶作业劳动强度大、效率低的情况，设计一种小型棉花打顶机。通过仿形控制装置及时反馈棉株高度，控制打顶高度，使打顶前后棉株高度轨迹趋于一致；设计防重复切割罩，解决了高棉株被重复切割的问题。该打顶机结构简单、质量轻、成本低，可满足棉花打顶农艺要求。

关键词：农业机械；棉花；打顶机；仿形；设计

中图分类号：S224 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）10-0016-02

我国棉花主要采取“矮、密、早”栽培模式。棉花的无限生长会造成棉花徒长、蕾铃晚熟、后期二次生长等，影响棉花产量，适时打顶可消除棉株顶端优势，促进大部分养分横向运输到结实器官，从而降低脱落和烂桃，增加铃重，促进吐絮，达到早熟、高产、稳产。每年6月末至7月初的棉花打顶调控是棉花生产的关键环节。目前，国内棉花打顶主要以人工作业为主，劳动强度大，时间紧，成本高，效率低；同时，也有部分大型机械打顶机处于研发试验阶段，但大型机械打顶机不适于种植规模小的农户。为此，研究设计一种小型仿形棉花打顶机。

1 整机结构与工作原理

1.1 整机结构

仿形棉花打顶机的结构组成如图1所示。

1.2 工作原理

升降电机和打顶电机分别与蓄电池连接，继电器与升降电机连接。工作时，打开电源开关，由人力推动机具前进；仿形板一端接触棉株，受到棉株的反作用力和自身重力上、下移动，另一端与下触点开关和上触点开关接触，通过继电器控制升降电机正、反转；升降电机输出轴带动齿轮转动，齿轮作用齿条，齿条带动下端的切割装置上、下运动，实现浮动打顶。

2 主要部件设计

2.1 仿形控制装置

仿形控制装置主要由仿形板、触点开关和继电器组成，如图2所示。

当仿形板一端碰到高棉株，在棉株的反作用力下，仿形板一端向上移动，通过杠杆作用，另一端向下移动，与下接触开关接触，通过继电器控制升降电机正转，带动齿条及切割装置上升；当仿形板一端碰到低棉株，在自身重力作用下，仿形板一端向下移动，通过杠杆作用，另一端向上移动，与上接触开关接触，通过继电器控制升降电机反转，带动齿条及切割装置下降；当仿形板另一端处于上接触开关与下接触开关之间悬空时，升降电机锁定。

2.2 切割装置

切割装置由打顶电机、防重复切割罩和切割刀组成。切割刀由直径1 mm的钢丝制成，其切削力大，切口平整，同时质量轻，可减轻机具震动。切割罩中部为一个矩形槽（如图3所示），此结构可将切割刀的有效切割区域限定为一个矩形，避免切割刀对高棉株进行重复切割。

3 结语

小型仿形棉花打顶机通过继电器有效控制打顶高度，保证打顶后的棉株高度轨迹与打顶前的轨迹相仿，满足棉花打顶农艺要求；同时设有防重复切割罩，解决了切割刀对高棉株进行重复切割的问题。该机结构简单，成本低，可满足小规模种植农户的使用要求。

参考文献

[1] 彭强吉，胡斌，罗听，等.不同打顶时间和高度对北疆高产棉花产量的影响[J].中国棉花，2012，39（5）：23-25.

[2] 何磊，刘向新，周亚立，等.垂直升降式单体仿形棉花打顶机[J].农业机械学报，2013，44（增刊）：62-66.

[3] 焦心舒.单行仿形棉花打顶机结构设计与试验田[D].石河子：石河子大学，2012.

[4] 罗听，胡斌，王维新，等.3MDZK-12型组控式单行仿形棉花打顶机[J].农机化研究，2008（11）：136-138.

[5] 金篆芷，土明时.现代传感器技术[M].北京：电子工业出版社，1995.

[6] 彭强吉，张明辉，胡斌，等.3MDZF-6型垂直升降式单体仿形棉花打顶机的试验研究[J].农机化研究，2014（1）：170-173.

Abstract： Cotton topping is one important technique in cotton production process. Considering high labor intensity and low efficiency by artificial topping， a small cotton topping machine is designed. The profile controlling device timely feedbacks cotton plant height and controls topping height which makes the trajectory of the cotton height consistent before and after topping； the design of preventing repeat cutting shield avoided those high cotton plants repeated cutting. This machine has the feature of simple construction， light weight and low cost， can meet the agronomic requirements of cotton topping.

Key words： agricultural machinery； cotton； topping machine； profile； design

摘要：打顶是棉花生产过程中的一项重要农艺要求。针对人工打顶作业劳动强度大、效率低的情况，设计一种小型棉花打顶机。通过仿形控制装置及时反馈棉株高度，控制打顶高度，使打顶前后棉株高度轨迹趋于一致；设计防重复切割罩，解决了高棉株被重复切割的问题。该打顶机结构简单、质量轻、成本低，可满足棉花打顶农艺要求。

关键词：农业机械；棉花；打顶机；仿形；设计

中图分类号：S224 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）10-0016-02

我国棉花主要采取“矮、密、早”栽培模式。棉花的无限生长会造成棉花徒长、蕾铃晚熟、后期二次生长等，影响棉花产量，适时打顶可消除棉株顶端优势，促进大部分养分横向运输到结实器官，从而降低脱落和烂桃，增加铃重，促进吐絮，达到早熟、高产、稳产。每年6月末至7月初的棉花打顶调控是棉花生产的关键环节。目前，国内棉花打顶主要以人工作业为主，劳动强度大，时间紧，成本高，效率低；同时，也有部分大型机械打顶机处于研发试验阶段，但大型机械打顶机不适于种植规模小的农户。为此，研究设计一种小型仿形棉花打顶机。

1 整机结构与工作原理

1.1 整机结构

仿形棉花打顶机的结构组成如图1所示。

1.2 工作原理

升降电机和打顶电机分别与蓄电池连接，继电器与升降电机连接。工作时，打开电源开关，由人力推动机具前进；仿形板一端接触棉株，受到棉株的反作用力和自身重力上、下移动，另一端与下触点开关和上触点开关接触，通过继电器控制升降电机正、反转；升降电机输出轴带动齿轮转动，齿轮作用齿条，齿条带动下端的切割装置上、下运动，实现浮动打顶。

2 主要部件设计

2.1 仿形控制装置

仿形控制装置主要由仿形板、触点开关和继电器组成，如图2所示。

当仿形板一端碰到高棉株，在棉株的反作用力下，仿形板一端向上移动，通过杠杆作用，另一端向下移动，与下接触开关接触，通过继电器控制升降电机正转，带动齿条及切割装置上升；当仿形板一端碰到低棉株，在自身重力作用下，仿形板一端向下移动，通过杠杆作用，另一端向上移动，与上接触开关接触，通过继电器控制升降电机反转，带动齿条及切割装置下降；当仿形板另一端处于上接触开关与下接触开关之间悬空时，升降电机锁定。

2.2 切割装置

切割装置由打顶电机、防重复切割罩和切割刀组成。切割刀由直径1 mm的钢丝制成，其切削力大，切口平整，同时质量轻，可减轻机具震动。切割罩中部为一个矩形槽（如图3所示），此结构可将切割刀的有效切割区域限定为一个矩形，避免切割刀对高棉株进行重复切割。

3 结语

小型仿形棉花打顶机通过继电器有效控制打顶高度，保证打顶后的棉株高度轨迹与打顶前的轨迹相仿，满足棉花打顶农艺要求；同时设有防重复切割罩，解决了切割刀对高棉株进行重复切割的问题。该机结构简单，成本低，可满足小规模种植农户的使用要求。

参考文献

[1] 彭强吉，胡斌，罗听，等.不同打顶时间和高度对北疆高产棉花产量的影响[J].中国棉花，2012，39（5）：23-25.

[2] 何磊，刘向新，周亚立，等.垂直升降式单体仿形棉花打顶机[J].农业机械学报，2013，44（增刊）：62-66.

[3] 焦心舒.单行仿形棉花打顶机结构设计与试验田[D].石河子：石河子大学，2012.

[4] 罗听，胡斌，王维新，等.3MDZK-12型组控式单行仿形棉花打顶机[J].农机化研究，2008（11）：136-138.

[5] 金篆芷，土明时.现代传感器技术[M].北京：电子工业出版社，1995.

[6] 彭强吉，张明辉，胡斌，等.3MDZF-6型垂直升降式单体仿形棉花打顶机的试验研究[J].农机化研究，2014（1）：170-173.

Abstract： Cotton topping is one important technique in cotton production process. Considering high labor intensity and low efficiency by artificial topping， a small cotton topping machine is designed. The profile controlling device timely feedbacks cotton plant height and controls topping height which makes the trajectory of the cotton height consistent before and after topping； the design of preventing repeat cutting shield avoided those high cotton plants repeated cutting. This machine has the feature of simple construction， light weight and low cost， can meet the agronomic requirements of cotton topping.

Key words： agricultural machinery； cotton； topping machine； profile； design