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摘要
针对果树株间除草作业复杂、杂草除净率低等问题，基于机构往复式伸缩运动思想，设计了一种用于清理果树株间杂草的自动避障除草机。通过对除草机各部件进行理论分析，确定了工作幅宽调节机构、信号采集机构、自动避障机构和除草刀等关键部件的结构及参数。利用弧形触杆和液压系统的协同作用，构建了自动避障控制系统，可根据触杆的不同位置状态，动态控制除草刀避开果树植株。在ADAMS中建立了虚拟样机模型，并进行了单因素仿真试验，确定了影响株间避障除草的关键因素。以避障液压缸速度、机器前进速度和复位弹簧弹性系数作为主要影响因素，杂草除净比为评价指标，利用Box-Benhnken试验设计原理，采用三因素三水平响应面分析方法，设计了二次回归组合试验，建立了杂草除净比的回归模型，得到最优参数分别为：避障液压缸速度126 mm/s，机器前进速度1.57km/h，弹性系数21，以最优参数进行了田间验证试验，结果表明，所设计除草机平均杂草除净率为92.65%，达到了果园除草农艺要求。研究结果为果园及其他作物株间除草机的进一步优化提供了参考。
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单位山东省农业机械科学研究院; 山东省农业科学院
