棉花打頂機(jī)研發(fā)歷程及其研發(fā)重點(diǎn)探析

陳昭陽(yáng)，石　磊

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 研究生院， 北京　100081；2.農(nóng)業(yè)部 南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所， 南京　210045)

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棉花打頂機(jī)研發(fā)歷程及其研發(fā)重點(diǎn)探析

陳昭陽(yáng)1，石磊2

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 研究生院， 北京100081；2.農(nóng)業(yè)部 南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所， 南京210045)

摘要：通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外棉花打頂機(jī)發(fā)展的歷程與現(xiàn)狀，對(duì)地面仿形、整體仿形和單株仿形3種現(xiàn)有主要棉花機(jī)械打頂機(jī)存在的總體仿形精度不高和單株仿形技術(shù)難度大等問(wèn)題，分別進(jìn)行了剖析，并提出了棉花打頂機(jī)械單株高度仿形的研究重點(diǎn)和發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：棉花打頂機(jī)；發(fā)展現(xiàn)狀；研究重點(diǎn)

0引言

棉花打頂是指在棉花生長(zhǎng)到預(yù)定高度時(shí)切掉主枝上的生長(zhǎng)點(diǎn)，以達(dá)到抑制棉花瘋長(zhǎng)、促進(jìn)側(cè)枝發(fā)育、保證結(jié)鈴所需養(yǎng)分及有效促進(jìn)棉花高產(chǎn)的目的。目前，棉花打頂主要有人工打頂、化學(xué)打頂和機(jī)械打頂3種方式。機(jī)械打頂生產(chǎn)效率高，可與化學(xué)打頂相當(dāng)，且環(huán)境污染少，能促進(jìn)作物高產(chǎn)，所以成為棉花打頂?shù)难芯恐攸c(diǎn)。

棉花打頂?shù)霓r(nóng)藝要求是切掉距離頂尖3～7cm的芽尖。棉花打頂機(jī)能否隨棉花高度變化有效調(diào)整割刀高度來(lái)實(shí)現(xiàn)這一要求，成為設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵。為此，本文通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外棉花打頂機(jī)的發(fā)展歷程和目前未能投入使用的主要原因，提出了解決仿形問(wèn)題的建議。

1國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

1.1國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

歐美發(fā)達(dá)國(guó)家在19世紀(jì)初就開(kāi)始了棉花打頂機(jī)的研究，經(jīng)歷了最初的畜力牽引和后來(lái)的拖拉機(jī)機(jī)械動(dòng)力驅(qū)動(dòng)及液壓驅(qū)動(dòng)的發(fā)展過(guò)程。

1919年，美國(guó)德克薩斯州的Alex Marquis 和Willie Sprott研究出了如圖1所示的馬拉式機(jī)械打頂裝置。其由地輪帶動(dòng)往復(fù)式切刀切割，機(jī)架上兩個(gè)回轉(zhuǎn)輪用于拍掉棉花枝葉上的象鼻蟲[1]。這是目前所知的世界上最早的棉花打頂機(jī)。

1.地輪　2.傳動(dòng)傘齒輪　3.座位　4.回轉(zhuǎn)輪　5.往復(fù)切刀

1931年，美國(guó)俄克拉荷馬州Jay.A.Smith研究出了人工調(diào)整切割高度的打頂機(jī)，如圖2所示。其由駕駛員根據(jù)棉花長(zhǎng)勢(shì)，通過(guò)上下提壓手柄調(diào)節(jié)切頂高度[2]。從此，打頂機(jī)向著高度浮動(dòng)發(fā)展。

1.力平衡拉桿　2.往復(fù)式切刀　3.機(jī)架　4.打頂高度調(diào)節(jié)杠桿

1951年，美國(guó)Joseph.W.Bell發(fā)明了螺栓調(diào)高的棉花打頂機(jī)，如圖3所示。將打頂機(jī)掛接在拖拉機(jī)前部，由皮帶帶動(dòng)一字型甩刀高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切割，切頂?shù)陡叨雀鶕?jù)棉株高度預(yù)先通過(guò)門字型高度鎖定裝置調(diào)整[3]。該打頂機(jī)一次能切兩行，打頂?shù)锻庥姓志W(wǎng)以防割下頂芽飛濺。

1.地輪2.機(jī)架3.傳動(dòng)皮帶4.門形螺栓調(diào)高裝置5.一字型甩刀

圖3螺栓調(diào)高的棉花打頂機(jī)

Fig.3The structure of the cotton topper adjusted by nuts and bolts

1954年，美國(guó)德克薩斯州Howell.J.Price研發(fā)的連環(huán)帶輪用于打頂機(jī)，使得打頂機(jī)的行數(shù)大幅擴(kuò)展[4]，如圖4所示。這個(gè)結(jié)構(gòu)目前仍是主流多行打頂機(jī)動(dòng)力傳輸?shù)闹饕绞健?/p>

圖4　皮帶傳動(dòng)多行打頂機(jī)

1961年，喀麥隆的Lawrence.E.strongman研制了棉花疏枝切頂機(jī)，如圖5所示。該機(jī)型帶分禾器和殘葉排除導(dǎo)向裝置，側(cè)面設(shè)有排葉風(fēng)道，將切下的頂芽排入分禾器打開(kāi)的棉花行間空當(dāng)中，減少了殘葉掛枝遮光和病蟲害的傳播[5]。

1962年，美國(guó)德克薩斯州Andy.A.Keyes研發(fā)出了掛接在拖拉機(jī)前端、用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的打頂機(jī)，如圖6所示。這種前掛接結(jié)構(gòu)可視性更好，操作者可以根據(jù)棉株高度調(diào)整打頂高度[6]。

美國(guó)在打頂機(jī)方面的研發(fā)，為棉花打頂機(jī)切割形式和動(dòng)力傳遞方式奠定了基礎(chǔ)，也為日后我國(guó)研發(fā)棉花打頂機(jī)提供了有效借鑒。但因機(jī)械打頂仿形問(wèn)題始終未得到有效解決，致使歐美各國(guó)20世紀(jì)60年代以后，就沒(méi)有繼續(xù)進(jìn)行棉花打頂機(jī)的研究。

1.液壓馬達(dá)

1.2國(guó)內(nèi)打頂機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)棉花打頂機(jī)研發(fā)始于20世紀(jì)60年代初期，從蓄力牽引機(jī)械研究開(kāi)始，逐漸發(fā)展為機(jī)械動(dòng)力、液壓驅(qū)動(dòng)，并逐漸向自動(dòng)化方向發(fā)展。

1.2.1簡(jiǎn)單的棉花打頂裝置

我國(guó)從解放初期開(kāi)始棉花打頂機(jī)的研究，研制出了馬拉打頂機(jī)等簡(jiǎn)單的打頂裝置；但因生產(chǎn)效率低、作業(yè)質(zhì)量差等問(wèn)題，未投入生產(chǎn)應(yīng)用。

1961年，我國(guó)第一臺(tái)馬拉打頂機(jī)，由地輪傳遞動(dòng)力，利用兩套齒輪對(duì)滾筒切刀加速，切刀回轉(zhuǎn)切去棉頂[7]，如圖7所示。但是，由于入地后打頂高度不變，造成漏切率和傷枝率高，作業(yè)質(zhì)量差。

隨后，出現(xiàn)了人工打頂?shù)妮o助裝置，如用于輔助人工打頂?shù)拇蝽斨柑住畎l(fā)展提出了手推棉花打頂機(jī)，是一種以蓄電池為動(dòng)力，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)刀片，模仿人手掐頂動(dòng)作的手推、手提平臺(tái)[8]。陳延陽(yáng)提出了手提式棉花打頂機(jī)，由人工背負(fù)電池，手提旋轉(zhuǎn)切刀剪枝打頂[9]。

1.打頂高度調(diào)節(jié)裝置　2.打頂?shù)遁S　3.滾筒式打頂?shù)丁?.傳動(dòng)鏈條

簡(jiǎn)易打頂機(jī)構(gòu)種類繁多，但沒(méi)有從根本上改變打頂現(xiàn)狀，這里只介紹了部分有代表性的裝置。

1.2.2大型懸掛式棉花打頂機(jī)

20世紀(jì)以來(lái),出現(xiàn)了拖拉機(jī)掛接的多行棉花打頂機(jī)，打頂機(jī)進(jìn)入機(jī)械動(dòng)力階段，并逐步向大型化和自動(dòng)化方向發(fā)展。懸掛式棉花打頂機(jī)按高度仿形原理劃分，主要有地面仿形、整體高度仿形和單株高度仿形3種型式。

1.2.2.1地面仿形棉花打頂機(jī)

地面仿形是指用打頂機(jī)地輪等裝置依據(jù)地面高度改變切頂高度的高度控制方法。

新疆大學(xué)王春耀、蔣永新等研制的3DDF-8型棉花打頂機(jī)，在機(jī)架的兩側(cè)采用地輪對(duì)地整體仿形，每行又有仿形靴進(jìn)行單行對(duì)地仿形；在地輪上裝有減震器以消減拖拉機(jī)越障帶來(lái)的震動(dòng)和沖擊；打頂?shù)恫捎脻L筒式切刀，雖切刀切凈率高，但位置精度不容易控制[10]。

對(duì)地仿形很難達(dá)到滿意結(jié)果。于是，研究了轉(zhuǎn)向直接針對(duì)棉花頂芽高度改變打頂高度的仿形方法。

1.2.2.2整體高度仿形棉花打頂機(jī)

整體高度仿形是指根據(jù)作業(yè)幅寬內(nèi)所有棉花頂尖的位置，由人工判斷較合適的平均打頂位置，然后利用液壓機(jī)構(gòu)等裝置將多行機(jī)組整體升降的高度控制方法。整體高度仿形棉花打頂機(jī)具有粗略仿形的功能。

新疆石河子大學(xué)胡斌等研制了3MD-12型后掛接棉花打頂機(jī)(如圖8所示)。該機(jī)型動(dòng)力由拖拉機(jī)輸出軸經(jīng)變速箱變速后帶動(dòng)甩刀回轉(zhuǎn)。打頂高度以螺栓調(diào)節(jié)機(jī)架的基準(zhǔn)位置后，人工操縱液壓系統(tǒng)帶動(dòng)切刀和變速箱一起升降，實(shí)現(xiàn)整體仿形[11]。

1.扶禾器　2.變速箱　3.固定機(jī)架　4.浮動(dòng)機(jī)架　5.液壓油缸

在此基礎(chǔ)上，胡斌等研制了3MDY-12型前懸掛棉花打頂機(jī)，以液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)，解決打頂機(jī)構(gòu)前懸掛動(dòng)力的問(wèn)題；采用平行四邊形機(jī)架，以提升油缸確定打頂機(jī)的工作基準(zhǔn)位置后入地工作；駕駛員根據(jù)棉田局部長(zhǎng)勢(shì)，操縱舉升油缸升降整排12行打頂裝置[12]。

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)周桂鵬等研制的基于高地隙通用底盤的棉花打頂機(jī)，也屬整體高度仿形棉花打頂機(jī)。駕駛員根據(jù)棉田狀況，通過(guò)液壓系統(tǒng)同時(shí)升降裝有若干行打頂裝置的機(jī)架，達(dá)到整體仿形的目的[13]。這個(gè)機(jī)型同時(shí)還有噴藥的附加功能。

1.2.2.3單株仿形棉花打頂機(jī)

單株仿形棉花打頂機(jī)通過(guò)檢測(cè)各行中每株棉花高度，分別調(diào)節(jié)單株打頂高度，力求對(duì)不同高度的棉花切除相同長(zhǎng)度的頂芽。單株仿形打頂機(jī)經(jīng)歷了從人工調(diào)高到自動(dòng)測(cè)高和仿形的發(fā)展過(guò)程。

新疆建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)機(jī)推廣站唐軍等研制的3MDZK-12型單體仿形棉花打頂機(jī)，以拖拉機(jī)輸出軸驅(qū)動(dòng)滾筒切刀回轉(zhuǎn)，由人工通過(guò)調(diào)節(jié)手柄1調(diào)整打頂高度，實(shí)現(xiàn)單株仿形[14]，如圖9所示。

新疆石河子大學(xué)楊旭海等人對(duì)該打頂機(jī)進(jìn)行了數(shù)控改造。采用超聲波測(cè)量棉株高度，回轉(zhuǎn)電位器間接測(cè)量刀具位置，根據(jù)兩者位置差通過(guò)PID算法計(jì)算后，控制刀具升降[15]。

從此，自動(dòng)檢測(cè)棉花高度，規(guī)劃打頂?shù)秳?dòng)作路線，液壓控制打頂?shù)渡档目刂屏鞒叹托纬闪耍鐖D10所示。

1.齒帶組合的傳動(dòng)系統(tǒng)　2.升降控制機(jī)構(gòu)　3.套筒式平衡機(jī)架

圖10　控制流程圖

基于此控制流程，中國(guó)農(nóng)機(jī)化研究院周海燕等設(shè)計(jì)完善了液壓控制的3WDZ-6型自走式棉花打頂機(jī)[16]。石河子大學(xué)何磊等人設(shè)計(jì)了采用仿形板浮動(dòng)推動(dòng)電磁閥通斷開(kāi)關(guān)液壓系統(tǒng)，分檔控制高度位置的垂直升降式棉花打頂機(jī)。這種分級(jí)控制辦法，是除了PID控制之外，一種新的高度控制思路[17]。

2棉花打頂機(jī)存在問(wèn)題分析及發(fā)展方向

通過(guò)對(duì)已有機(jī)型的分析可知，以拖拉機(jī)為動(dòng)力平臺(tái)的多行打頂機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)已基本定型，并被普遍認(rèn)可。但是，目前的打頂機(jī)不能根據(jù)棉花高度實(shí)時(shí)改變刀具高度，高度仿形的技術(shù)瓶頸未能完全突破，從而造成高漏切率和傷枝率。現(xiàn)對(duì)打頂機(jī)存在的問(wèn)題與今后的發(fā)展方向予以分析。

2.1仿形型式的分析

棉花打頂機(jī)主要有對(duì)地仿形、整體仿形和單株仿形的3種仿形型式。

1)對(duì)地仿形。因棉花高度(頂尖的位置)隨地面的起伏，足可以被30cm左右的棉花植株高度差異所淹沒(méi)，所以對(duì)地仿形不能有效實(shí)現(xiàn)棉花高度仿形。

2)整體仿形。整體仿形棉花打頂機(jī)通常作業(yè)幅寬在6行左右，是依據(jù)駕駛員對(duì)棉株平均高度的基本判定確定打頂高度。雖然效果明顯優(yōu)于對(duì)地仿形，但是各行棉花長(zhǎng)勢(shì)不同，難以統(tǒng)一打頂高度，同樣會(huì)導(dǎo)致漏切和傷枝。打頂時(shí)駕駛員既要控制前進(jìn)速度，又要調(diào)整打頂高度，難以兼顧；若打頂機(jī)后置懸掛，還需專人負(fù)責(zé)高度調(diào)節(jié)。

3)單株仿形。單株仿形克服了對(duì)地仿形和整體仿形的缺點(diǎn)，能對(duì)每一株棉花進(jìn)行高度仿形,理論上可以實(shí)現(xiàn)0漏切率和傷枝率。智能化單株浮動(dòng)棉花打頂機(jī)以固定在打頂機(jī)構(gòu)前端的高度傳感器采集棉株高度信號(hào)，以固定在拖拉機(jī)輪子上的測(cè)速器采集前進(jìn)速度信號(hào)，高度與速度信號(hào)輸入控制中心，控制中心指揮驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)打頂?shù)渡怠Ｄ壳埃拗旮叨葴y(cè)量精度和仿形執(zhí)行速度是智能化單株仿形打頂機(jī)尚未有效解決的問(wèn)題。

2.2棉株高度測(cè)量精度

棉株高度測(cè)量是智能化單株仿形打頂機(jī)準(zhǔn)確打頂?shù)那疤帷Ｄ壳埃仓隃y(cè)高傳感器主要有超聲波測(cè)距、光學(xué)傳感器和機(jī)械式接觸傳感器等。其中，三維激光掃描精度可高于1mm，但價(jià)格昂貴；計(jì)算機(jī)視覺(jué)測(cè)高方法因?yàn)閳D像處理數(shù)據(jù)量大，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)化；機(jī)械式接觸傳感器或因仿形板過(guò)輕受田間不確定因素干擾，或因仿形板過(guò)重壓彎棉花頂尖造成誤差；激光光幕的抗干擾性優(yōu)于紅外線和超聲波，精度較高；超聲波的精度在2cm以上，如果能解決定向性的問(wèn)題也是成本低廉的解決方法。

2.3仿形執(zhí)行器的升降速度

高度仿形要經(jīng)歷高度檢測(cè)、路徑計(jì)算及打頂?shù)渡?個(gè)主要環(huán)節(jié)。單株仿形不成功的關(guān)鍵在于執(zhí)行器的速度不夠。棉花打頂對(duì)于執(zhí)行器速度的要求為

現(xiàn)有的液壓升降驅(qū)動(dòng)一般達(dá)不到這個(gè)執(zhí)行速度，且棉花打頂機(jī)的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜容易損壞，不易維修。氣動(dòng)系統(tǒng)可以達(dá)到速度要求，但是位置難以精確控制。電動(dòng)機(jī)響應(yīng)速度和轉(zhuǎn)速都比較快，理論上可以滿足仿形要求。在煙草打頂機(jī)上曾使用電動(dòng)機(jī)升降系統(tǒng)，收到了比較好的效果。

2.4打頂?shù)缎褪竭x擇的分析

以往的打頂?shù)吨饕型鶑?fù)式切刀、滾筒式切刀和甩刀等型式。往復(fù)式切刀因體積大、仿形難已被淘汰。甩刀和滾筒式切刀由于采用無(wú)支撐切割會(huì)導(dǎo)致棉稈退讓，且甩刀會(huì)因高旋轉(zhuǎn)造成風(fēng)壓導(dǎo)致棉花晃動(dòng)，影響切割精度。滾筒式切刀或因刀盤上切刀數(shù)量過(guò)少導(dǎo)致切割路徑不是直線，或因刀盤上切刀數(shù)過(guò)多造成被切割物料難以喂入。

總之，無(wú)支撐切割不是一種可靠的切割方式，因物料退讓造成切割點(diǎn)不易固定，難以實(shí)現(xiàn)精確切割。剪切不僅能確定切割點(diǎn)，且因有支撐切割對(duì)切割速度要求低、節(jié)省能耗，是設(shè)計(jì)者應(yīng)優(yōu)先選擇的方案。

2.5打頂機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析

1)打頂機(jī)的機(jī)架設(shè)計(jì)。機(jī)架設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于如何減少拖拉機(jī)的地面振動(dòng)與機(jī)械振動(dòng)對(duì)打頂精度的影響。石河子農(nóng)機(jī)培訓(xùn)站徐振宇，用ADAMS分析3MDZK-12型棉花打頂機(jī)越障機(jī)架跳動(dòng)情況時(shí)指出，當(dāng)拖拉機(jī)后輪跳動(dòng)7cm時(shí)，機(jī)架跳動(dòng)可達(dá)17.4cm，會(huì)導(dǎo)致打頂?shù)哆h(yuǎn)遠(yuǎn)超出打頂范圍[18]。拖拉機(jī)的顛簸對(duì)打頂?shù)毒鹊挠绊懀c打頂?shù)兜綊旖狱c(diǎn)之間的距離成正比。這指引棉花打頂機(jī)的設(shè)計(jì)者認(rèn)真考慮在滿足控制系統(tǒng)處理時(shí)間的前提下，縮短打頂機(jī)的縱向長(zhǎng)度。

2)打頂機(jī)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。打頂機(jī)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)通常有兩種形式：①回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)隨刀軸一起升降。優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)關(guān)系簡(jiǎn)單，刀軸和回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相對(duì)位置不變，故不必做的很長(zhǎng)。不足是回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)隨刀軸升降會(huì)造成結(jié)構(gòu)沉重，慣性大，振動(dòng)大。②回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)固定，僅刀軸上下運(yùn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)是升降穩(wěn)定、慣性小，缺點(diǎn)是升降需要克服刀軸回轉(zhuǎn)的干涉力，處理不好會(huì)造成升降卡滯。打頂機(jī)的刀軸等浮動(dòng)裝置應(yīng)該盡量減小質(zhì)量，以減小慣性引起的遲滯。打頂機(jī)的刀盤大小、前進(jìn)速度和控制算法PID參數(shù)都有待試驗(yàn)測(cè)得最佳參數(shù)。

2.6打頂機(jī)功能的延伸

①碎葉處理功能。棉花頂芽是棉鈴蟲和象鼻蟲的聚集地，丟棄在田間會(huì)加速病蟲害傳播。以氣吸裝置等收集頂芽殘葉是可取的辦法。②植保、中耕功能。打頂機(jī)可以和中耕、植保機(jī)具搭載在同一底盤上，如能解決振動(dòng)等問(wèn)題對(duì)打頂精度的干擾，實(shí)現(xiàn)合并作業(yè)可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，不僅減少入地次數(shù)，且節(jié)省動(dòng)力。

3結(jié)論

綜上所述，可以看出：①智能化單株仿形打頂機(jī)應(yīng)為棉花機(jī)械打頂機(jī)的主要發(fā)展方向。②其傳感器可以采用激光光幕傳感器，加導(dǎo)向裝置的超聲波傳感器和壓力適當(dāng)?shù)臋C(jī)械式傳感器。③采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)是提高仿形執(zhí)行速度的有效措施。④應(yīng)采用有支撐切割。有支撐切割可以克服甩刀高速旋轉(zhuǎn)造成的風(fēng)壓和滾筒式切割器的振動(dòng)問(wèn)題，提高切割精度。⑤盡量縮短割刀與懸掛點(diǎn)之間的距離，以減小拖拉機(jī)越障跳動(dòng)造成的切割高度誤差。⑥宜采用切刀獨(dú)立升降機(jī)構(gòu)，以減少運(yùn)動(dòng)部件的慣性。⑦拖拉機(jī)需增加頂芽回收裝置，以減少病蟲害傳播。⑧打頂機(jī)可增加附加功能，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。

參考文獻(xiàn)：

[1]Alex Marquis，Willie Sprott． Cotton topper and boll weevil catcher: United States，1325406 [P]．1919-12-16．

[2]J A SMITH.Cotton topper: United States，1833001[P]．1928-05-05．

[3]Joseph W Bell.Augusta,Ca,Cotton topper: United States，2578963[P].1951-10-18．

[4]Howell Judson Prcie，Canyo Tex． Rotary cotton topper:United States，2720740[P].1955-10-18.

[5]L E STROMAN.Machinical Cotton Defoliator and Topper: United States，2977741[P].1959-11-10.

[6]Andy A K.Cotton topper: US，3017732[P]． 1962-01-23．

[7]八一農(nóng)學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械系.馬拉棉花打頂機(jī)[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),1961(2):141-142.

[8]楊發(fā)展.棉花打頂機(jī)：中國(guó)，CN01224993[P].2002-05-08.

[9]陳延陽(yáng).手提式棉花打頂機(jī)：中國(guó)，CN200720127132[P].2007-07-28.

[10]蔣永新,陳發(fā),王春耀,等.3FDD-6型后懸掛滾筒式棉花打頂機(jī)[J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2012(1):126-128.

[11]胡斌，羅昕，畢新勝，等．3MD-12 型棉花打頂機(jī)的研究設(shè)計(jì)[J]．農(nóng)機(jī)化研究，2003(1) : 88 - 90．

[12]胡斌，羅昕，李明志，等.3MDY-12 型前懸掛液壓驅(qū)動(dòng)式棉花打頂機(jī)[J].新疆農(nóng)機(jī)化，2006(2):26-27．

[13]周桂鵬.基于高地隙通用底盤的棉花打頂機(jī)設(shè)計(jì)[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013.

[14]唐軍,羅昕,胡斌,等．3MDZK-12 型單行仿形棉花打頂機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能試驗(yàn)研究[J].石河子大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版，2008,26(8):511-514.

[15]楊旭海,張茜，胡斌，等.棉花打頂機(jī)打定高度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2009，31(7)：129-135.

[16]周海燕,尹素珍,朱立成,等.3WDZ-6型自走式棉花頂機(jī)設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2010，41(增刊):86-89.

[17]何磊,劉向新，周亞立，等.垂直升降式單體仿形棉花打頂機(jī)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2013，10(增2)：62-67.

[18]徐振宇，李庭，胡斌，等.棉花打頂機(jī)寬幅仿形機(jī)架的越障仿真試驗(yàn)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2013，35(12)：150-154.

Development and Prospect of Cotton Topper

Chen Zhaoyang1, Shi Lei2

(1.Graduate School,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081,China; 2.Nanjing Research Institute of Agricultural Mechanisation, Nanjing 210014,China)

Abstract：This paper explains of the development of cotton topper and analyses the mainstream cotton topper. The 3 main types of cotton topper including field surface fluctuating tracking topper(FTM) and top shoots height tracking topper, the latter including the topper that multi-cutters taking a body and tracking all together(HTM) and the topper that each cutter tracking one the height of top shoots of one row and tracking independently(HTE). FTM is not a validity way of tracking. HTM cannot track the height of each row precisely. HTE is a correct way of tracking, but complicated in structure. This paper point out HTE is a prospective way of tracking and toppers is expected to modify in the sensors, cutters, actuators and racks.

Key words：cotton topper; development; research emphasis

文章編號(hào)：1003-188X(2016)01-0251-06

中圖分類號(hào)：S224.9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作者簡(jiǎn)介：陳昭陽(yáng)(1990-)，女，濟(jì)南人，碩士研究生，(E-mail)czyjinan@163.com。通訊作者：石磊(1963-),男，南京人，研究員，碩士生導(dǎo)師，(E-mail)623435554@qq.com。

基金項(xiàng)目：公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201203057)；“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2013BAD08B00)

收稿日期：2015-04-15