目前,中国已经成为世界第一大马铃薯生产大国,我国马铃薯总产量位于全球首位,但单产水平却较低,合理的中耕管理施肥能有效提高马铃薯产量和质量,避免长期施肥不当造成的土壤酸碱不平衡、水土流失严重等一系列的环境问题。近年来,国外大多数采用圆盘式撒肥机进行撒肥作业,采用水平或锥形撒肥盘并安装若干个甩供应抛粪机肥叶片调节撒肥宽幅,但国外的撒肥机械相对价格昂贵,配件供应不及时,撒肥均匀性有待提高；我国对撒肥机械的研究较晚,现处于初步阶段,现有的机具存在施肥精度不高、肥料抛撒均匀性差等问题,我国大多数变量撒肥机都是圆盘式撒肥机构,且多以水平圆盘为主,对锥盘式撒肥机抛粪机的结构和相关的理论研究较少。针对现阶段中国大多数撒肥机械在作业过程中存在抛撒不均匀和施肥量调节精度较差、调节时间较长等问题,本文针对锥盘式撒肥机进行研究,并对其关键部件进行了设计与试验研究。

有机肥料亦称“农家肥料”。凡以有机物质(含有碳元素的化合物) 作为肥料的均称为有机肥料。包括人粪尿、厩肥、堆肥、绿肥、饼肥、沼气肥等。具有种类多、来源广、肥效较长等特点。有机肥料所含的营养元素多呈有机状态，作物难以直接利用，经微生物作用，缓慢释放出多种营养元素，源源不断地将养分供给作物。施用有机肥料能改善土壤结构，协调土壤中的水、肥、气、热，提高土壤肥力和土地生产力。有机肥料是指由动物的排泄物或动植物残体等富含有机质的副产品资源为主要原料,经发酵腐熟后而成的肥料。有机肥有改良土壤、培肥地力、提高土壤养分活力、净化土壤生态环境、保障蔬菜优质高产高效益等特点,是设施蔬菜栽培不可替代的肥料。设施蔬菜栽培常用的有机肥料主要有商品有机肥料和农家肥。

现代农业中,绿色、环保、高效是人们追求的种植目标。而在化工行业飞速发展的今天,许多农民朋友对传统的农家肥认识不高。其实,将化肥与农家肥混合在一起施用,能起到不少好的作用。1农家肥的特点和作用农家肥大多数是指人和动物的排泄物及其他肥料。如人粪尿,猪、牛、羊、马粪尿,禽类粪尿及厩肥、堆肥、沼气肥、熏土、炕土、草木灰等。其特点主要有以下几方面:(1)农家肥的来源比较广泛,成本较低。农家肥基本都是在农村中就地取材,就地积制,因此其来源广且成本低。(2)农家肥所含的养分比较全面,肥效稳定而持久。农家肥料除了含有氮、磷、钾三大营养元素外,还含有钙、镁、硫、铁和各种微量元素以及一些能刺激根系生长的物质以及各种有益土壤微生物。(3)农家肥能够改善土壤结构。农家肥中含有丰富的腐植酸,它能促进土壤团粒结构的形成,使土壤变得松软,改善土壤中的水分和空气条件,利于根系的生长;能增加土壤保肥保水性能,提高地温,还能促进土壤中有益微生物的活动和繁殖等。

我国农家肥资源十分丰富,但目前我国农家肥使用率不足10%,由于传统农业对于化肥有很强的依赖性,又得不到科学的施用,使得农业生态环境进一步恶化。农家肥不但可以减少化肥用量、丰富土壤的营养成分,还可防止土壤有机质下降。对于像堆肥或农家肥这样的原始农家肥,还缺乏机械化施肥的手段,制约了原始农家肥的大面积应用。国内外传统的农家肥抛撒机输肥机构和抛撒机构都是依赖拖拉机输出动力传动,对于其输肥机构需要的转速很低,需要复杂的减速和调速机构,才能实现输肥机构按照需要的输肥速度进行作业。而现有的地轮驱动农家肥抛撒机左右两侧从动轮靠通轴连接,动力传递给中间轴,经过棘轮传递给输肥机构,这种传动方式不能实现从动轮分动,影响转向灵活,同时棘轮噪声大,易磨损,寿命短。还有一种地轮驱动方式是在从动轮外侧连接链轮,这种方式施肥左右从动轮受力不均衡,影响作业效果。因此,在农家肥抛撒机上实现地轮驱动输肥稳定、不影响转向灵活是地轮驱动的关键。本研究从刚性车轮的行驶阻力的角度出发,充分考虑地面和农家肥抛撒机作业的相互关系的基础上,详细阐述了地轮驱动输肥的基本理论,建立了刚性车轮的行驶阻力和输肥机构链条所需张力数学模型,从而揭示了地轮驱动输肥的可行性条件,为后续进行农家肥抛撒机地轮输肥机构仿真计算奠定基础。