在我国广大一年两熟地区大力推广保护性耕作是目前该地区农机工作者的重要任务之一,其意义深远。目前,我国主要的杂草控制方法就是采用化学或机械化学方法来灭草,少数地区仍采用人工除草。人工除草劳动强度大、耗时费力、作业效率低;化学或机械化学方法除草所用化学除草剂的残留毒性,给作物和土壤造成一定的化学污染、环境污染,这与农业可持续性发展宗旨相违背。本文在认真体会保护性耕作技术的原理与要求后,为了解决好除草作业,减轻劳动强度,提高劳动生产力同时降低环境污染,研究并设计了一种机械除草装置——滚切式除草机。在以下几个方面进行了较为深入的研究: (1) 通过理论分析和对比试验,设计出一种具有良好除草性能的滚切式除草机的滚切刀,并对它的各个技术参数进行了相关研究。建立了滚切刀在刚性土壤和塑性土壤中运动的模型,分析了滚切刀的运动规律和除草作业原理,初步探索了滚切刀与土体相互作用的理论。 (2) 在理论分析的基础上,对滚切刀进行了田间试验。试验结果表明由薄钢板切制而成的齿式圆盘刀除草效果较好,进而分析了土壤含水率、相邻两个滚切刀间距和除草机配重对除草率的影响。 (3) 围绕滚切式除草机的关键部件——滚切刀,设计了机架、地面仿形装置、前后刀轴和滚切刀组等部件。根据运动学的原理,对整机在水平面内的运动稳定性和垂直面内的运动稳定性进行了分析,找出影响因素并对其改进,提高了运动稳定性。 滚切式除草机样机于2005年5月底制造完成后,在河北省深泽县进行了实验,得出不同土壤含水率及其滚切刀入土深度对杂草翻出率的影响。实验表明该机已实现设计的主要目标:结构简单;工作速度快,除草效率高;代替人工除草和化学除草,把对环境的污染降到了最低的限度;在除草作业的同时,滚切刀的刀齿结构还可以有效的破碎土块;地块的土壤容重减少,提高土壤膨松度,增强土壤透气性。