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水稻田间机械除草装备与技术研究现状及发展趋势水稻田间机械除草装备与技术研究现状及发展趋势随着社会经济的发展和科技的进步，农业领域也在不断进行改革和创新。
作为世界上主要粮食作物之一的水稻，其生产中的除草工作一直是农民们头痛的问题。
传统的人工除草方式效率低下，成本高，对劳动力的需求大。
而水稻田间机械除草装备与技术的应用，正是为了解决这一难题，提高水稻生产的效率和质量。
本文将从多个角度深入探讨水稻田间机械除草装备与技术的现状及发展趋势。
一、水稻田间机械除草装备的类型1. 拖拉式除草机2. 自走式除草机3. 飞阻式除草机4. 立体式除草机以上列举的是目前常见的水稻田间机械除草装备的类型，它们在不同的地区和种植方式下有着各自的优势和适用范围。
随着农机化水平的提高，除草机的类型和技术也在不断更新和完善，以适应不同水稻种植环境和需求。
二、水稻田间机械除草技术研究现状目前国内外已经有许多专家学者和科研机构对水稻田间机械除草技术进行了深入的研究和探索。
他们从机械结构、作业原理、除草效果等方面进行了系统性的分析和实验，推动了水稻田间机械除草技术的不断进步和改善。
一些农机企业也加大了对除草机械的研发投入，推出了一系列高效、节能、环保的新型水稻田间机械除草装备。
三、水稻田间机械除草技术研究发展趋势随着农业现代化的推进和人工智能技术的应用，水稻田间机械除草技术也呈现出一些明显的发展趋势。
1. 智能化：未来的水稻田间机械除草装备将更加智能化，具备自动导航、智能识别和自主作业等功能。
2. 高效化：新型除草机将更注重除草效果和作业效率，减少能源消耗，降低生产成本。
3. 多元化：除草技术将向多元化方向发展，整合农药、生物除草等多种手段，形成综合除草系统。
4. 环保化：新型水稻田间机械除草技术将更加注重环保和可持续发展，减少化学农药的使用，减少农业对环境的影响。
总结回顾水稻田间机械除草装备与技术在水稻生产中起到了至关重要的作用，它不仅提高了水稻的产量和质量，减少了农民的劳动强度，也为农业现代化、可持续发展打下了坚实的基础。
激光诱导草地杂草消除机器人的研制近年来，随着城市化进程的加速和人们对生态环境的不断关注，草地的保护和管理问题已经成为一个日益重要的课题。
草地杂草是种植草地的一大威胁，传统的人工除草方法效率低，成本高，而且往往会破坏草地本身。
因此，研发一种高效且环保的杂草清除机器人具有重要意义。
激光诱导草地杂草消除机器人的研制，不仅可以实现无人操作、低噪音、高效率、无污染的杂草清除，还能为城市绿化事业做出贡献。
一、简述激光诱导消除杂草的原理激光诱导消除杂草是利用光能量将草地杂草完全消除的一种无污染、节能的方式。
该技术主要通过激光束在杂草的生长点上进行定向照射，达到焚烧杂草的目的。
激光束直接作用于杂草的叶片，将草叶加热到燃点，引起杂草燃烧自然灭亡。
整个过程中，机器人可以根据激光束发出受到的反射光信号，自动调整激光束的角度，使其不断照射杂草生长点，从而实现自主清除杂草的功能。
二、机器人的构成和设计为了实现激光诱导消除杂草的方法，机器人需要配备多种设备。
首先，机器人需要搭载激光系统，包括激光发生器、光路器、反射镜等，用于发射激光束。
其次，机器人需要搭载导航和控制设备，包括传感器、控制芯片等，用于自主行走、寻找杂草、调节激光角度等操作。
最后，机器人需要搭载供电和稳定系统，保证机器人能够稳定运行。
同时，在设计机器人时还要考虑机器的体积、材料、质量等因素，保证机器的可携带性和安全性。
三、机器人的技术难点和解决方法虽然激光诱导消除杂草的方法看起来简单，但是在实际应用中还存在一些技术难点。
其中一个困难是如何对不同种类的杂草进行识别和区分，避免对植物本身造成损害。
针对这一问题，可以采用高精度的视觉识别技术和机器学习算法，识别杂草的种类、生长状态和位置，从而实现对杂草的精确处理。
另一个难点是机器人如何自主寻找和除去杂草的过程中不伤人伤物。
这方面可以通过对机器人的导航和控制设备进行改进，使其能够充分考虑周围环境和人员安全等因素，尽量避免风险。
１８ 农 机 使 用 与 维 修 ２０１３年第１０期 １ ＧＳ一１ ４Ｏ型水田整地机的研究设计 黑龙江省水田机械化研究所孙涛 申庆双孙毅张佰阳 水田耕整地是水稻生产的初始环节，水田耕整地质 量直接影响到水稻生产其它后续环节的作业。当前市 场销售的水田整地机，虽然也能进行水田整地作业，但 与水稻现代化生产的农艺要求不配套，需要研制适合我 省实际情况的先进的水田整地装备。１ ＧＳ一１４０型水田 整地机是在深入调查我省东部山区水、旱兼作生产方式 特点的基础上研制开发的，具有粉碎杂草、稻茬，平整田 块，细碎土壤等特点，省工、省时、省力，提高劳动生产 率，降低劳动强度，促进农民增产增收，还能更好地适应 水稻插秧作业的农艺要求，对促进我省水稻生产机械 化、规模化、标准化具有重要意义。 一、
设计方案与技术参数
１．设计方案 根据我省水稻生产的农艺要求、土壤状况、工业生 产技术能力及农民的实际购买力水平，结合国内外水田 整地机的先进技术，１ＧＳ一１４０型水田整地机采用中央 传动的传动方式，利用旋耕刀为部件，对土壤进行加工。 整机设计要求：能在田间进行正常作业，作业时各 工作部件要运行平稳，不能产生过大的振动或抖动；耕 深在一定范围内可以调节，在整个耕幅内不能有漏耕现 象，碎土率在国家标准范围内。 １Ｇｓ一１４０型水田整地机的工作原理：把拖拉机的 动力经过动力输出轴，万向节总成传至整地机中间齿轮 箱第一轴，经过一对锥齿轮变速并改变方向，再通过圆 柱齿轮减速，通过刀轴花键轴与左右刀轴的花键连接， 带动左、右刀轴，驱使刀片旋转。各工作部件按作用主 要分为三大部分：传动装置、工作装置、辅助装置。 ２．主要技术参数 型号 １ＧＳ一１４０型 配套动力 ２４～３２ Ｐｓ 耕幅 １４０ ｃｍ 耕深 旱耕８～１２ ｅｍ水耕１２～ｌ６ ｃｍ 刀片形式 ＩＴ２２５ ＩＴ２４５ 刀片数量 ３０（左右各１５） 前进速度 ３～５ ｋｍ／ｈ 生产率 ８～１０亩／ｈ 动力输出轴转速 ７３０ ｒ／ｍｉｎ 锥齿轮速比１９：２８ 刀轴转速 ２３２～２４５ ｒ／ｍｉｎ 油耗 １０—１２ ｋｇ／ｈｍ 连接形式 标准三点悬挂 外形尺寸 ９２０ ｍｍ×１４０８ ｍｍ×１０５２ ｍｍ
机械清理杂草施工方案设计一、项目背景与目标随着城市化进程的加速，绿化区域的杂草管理成为城市维护的重要工作之一。
本项目旨在通过机械化手段，高效、安全地清除杂草，恢复绿化区域的美观与生态功能。
预期目标包括：清除目标区域内90%以上的杂草，提升绿化景观质量，保障植物生长环境。
二、施工区域与范围本次施工将覆盖城市公园、道路绿化带、河岸绿化区等关键绿化区域。
施工范围涉及杂草清除、土壤翻松等作业内容。
具体施工区域与范围将根据实际调查结果和业主需求确定。
三、机械选择与配置为确保施工效率与安全性，将选择以下机械设备：草坪修剪机：适用于大面积草坪的杂草清除。
旋耕机：用于土壤翻松，为后续植物生长创造条件。
高压喷药机：针对特定杂草，进行化学除草。
机械配置将根据实际作业需求进行动态调整，确保施工顺利进行。
四、清理方法与流程清理工作将遵循以下流程：现场勘查与杂草识别：确定杂草种类，为后续清理工作提供依据。
机械准备与调试：确保机械设备状态良好，为施工提供保障。
杂草清除：采用草坪修剪机、旋耕机等设备，对杂草进行清除。
土壤翻松：使用旋耕机对土壤进行翻松，促进植物生长。
化学除草：针对特定杂草，使用高压喷药机进行化学处理。
五、安全措施与规范所有施工人员需佩戴安全防护装备，确保施工安全。
机械设备操作必须由专业培训合格的人员进行。
施工区域需设置明显的安全警示标志，禁止非施工人员进入。
严格遵守环境保护要求，确保施工过程不对环境造成污染。
六、环境影响评估本项目将进行环境影响评估，确保施工过程对环境的影响最小化。
评估内容包括噪音、尘土、化学药品使用等方面的影响，并制定相应的控制措施。
七、进度安排与监控制定详细的施工进度计划，明确各阶段的任务与目标。
建立施工监控机制，定期对施工进度、质量进行检查与评估。
及时调整施工计划，确保项目按时完成。
八、质量控制与验收制定严格的质量控制标准，确保施工质量符合要求。
对施工过程进行全程监控，确保各道工序符合质量标准。
割草机刀片结构优化设计与性能分析割草机作为一种常见的园艺工具，在农田、草坪等领域被广泛应用。
割草机刀片是其核心零部件之一，其结构设计和性能直接影响着割草机的工作效率和割草质量。
本文将重点围绕割草机刀片的结构优化设计和性能分析展开讨论。
首先，我们要明确割草机刀片的主要工作原理和结构特点。
割草机刀片主要通过高速旋转和与地面接触产生的剪切力来割断植物。
在这个过程中，刀片的材料选择、形状设计、刃口角度等因素将直接影响其割草能力和使用寿命。
在刀片材料的选择方面，我们可以考虑使用高硬度、耐磨损的优质合金钢材料，以确保刀片在高速旋转中的切割效果稳定且寿命长。
同时，也需要考虑材料的价格和可加工性等因素，以在材料成本和生产效率之间找到一个平衡点。
在刀片的形状设计方面，一个重要的考量因素是刀片的切割宽度和切割深度。
这决定了割草机在一次切割中能够割断的植物茎的数量和厚度。
为了提高割草效率，应该尽可能地增加刀片的切割宽度和深度，但同时也需要考虑到刀片承载能力和机械振动等问题，以避免刀片断裂或者割草机震动过大。
刃口角度是刀片设计中的另一个重要因素。
适当的刃口角度可以减小刀片与植物茎之间的摩擦力，减少能耗和机械磨损。
然而，刃口角度过大可能导致刀片与植物之间的载荷集中，容易造成刀片磨损和断裂。
因此，需要通过合理的刃口角度设计来达到最佳的割草效果和刀片寿命。
性能分析是割草机刀片设计过程中重要的环节之一。
通过使用计算机辅助工程软件（如ANSYS、SolidWorks等），可以对刀片进行结构分析、材料应力分析和动力学仿真分析等。
这些分析结果可以帮助我们更好地了解刀片在不同工况下的受力情况和性能表现，以优化刀片设计。
例如，通过应力分析可以判断刀片在割草过程中的受力分布情况，从而进一步改进其结构使得受力更加均匀，延长刀片寿命。
此外，还可以利用动力学仿真分析来研究刀片在不同转速和草坪条件下的运动规律和割草效果。
通过模拟割草机刀片在不同条件下的工作情况，可以获得不同参数对割草机性能的影响，为优化刀片结构和选择合适的工作参数提供科学依据。
简述除草机器人的主要结构和工作过程英国科技人员开发的菜田除草机器人所使用的是一部摄像机和一台识别野草、蔬菜和土壤图像的计算机组合装置，利用摄像机扫描和计算机图像分析，层层推进除草作业。
它可以全天候连续作业，除草时对土壤无侵蚀破坏。
科学家还准备在此基础上，研究与之配套的除草机械来代替除草剂。
收割机器人美国新荷兰农业机械公司投资250万美元研制一种多用途的自动化联合收割机器人，著名的机器人专家雷德·惠特克主持设计工作，他曾经成功地制造出能够用于监测地面扭曲、预报地震和探测火山喷发活动征兆的航天飞机专用机器人。
惠特克开发的全自动联合收割机器人很适合在美国一些专属农垦区的大片规划整齐的农田里收割庄稼，其中的一些高产田的产量是一般农田的十几倍大田除草机器人:德国农业专家采用计算机、全球定位系统(GPS)和灵巧的多用途拖拉机综合技术，研制出可准确施用除草剂除草的机器人。
首先，由农业工人领着机器人在田间行走。
在到达杂草多的地块时，它身上的GPS接收器便会显示出确定杂草位置的坐标定位图。
农业工人先将这些信息当场按顺序输入便携式计算机，返回场部后再把上述信息数据资料输到拖拉机上的一台计算机里。
当他们日后驾驶拖拉机进入田问耕作时，除草机器人便会严密监视行程位置。
如果来到杂草区，它的机载杆式喷雾器相应部分立即启动，让化学除草剂准确地喷撒到所需地点。
菜田除草机器人:英国科技人员开发的菜田除草机器人所使用1.除草机器人的基本构成除草机器人除草机器人硬件部分由主体、多关节机械臂、末端执行器以及起非常重要作用的摄像头等组成。
软件部分主要包括导航控制和杂草检测。
摄像头拍摄的图片送PC 机处理，所得结果分别用于控制主体自主行走和机械臂定点除草。
各种部件的联系极为重要，特别是导航摄像头的图像分析与执行端的运动学分析。
2．除草机器人的关键技术及其原理．在除草机器人的设计和控制中，导航摄像头的图像分析和执行器的运动学分析，参数的输入控制与 PC 机软件的结合，还有除草方法的选择都具有极其重要的意义。
农业除草机原理农业除草机原理解析引言农业除草机是现代农业生产中常用的一种农机设备，它通过机械力对农田中的杂草进行有效除去。
本文将从浅到深逐步解释农业除草机的原理。
机械原理农业除草机利用机械力对农田进行除草，主要原理如下： - 通过驱动装置带动旋转机械刀片或钝器，使其在地表切割或摧毁杂草； - 驱动装置一般通过内燃机或电动机提供动力； - 机械刀片设计合理，能有效切割或搅动杂草； - 除草机的底部通常设计成平整或略弧形，以适应地表曲度。
转子式和割刀式除草机农业除草机主要分为转子式和割刀式两种类型。
转子式除草机转子式除草机的工作原理如下： 1. 驱动装置带动弯曲刀片转子高速旋转； 2. 刀片在旋转时不断切割杂草； 3. 切割效果取决于刀片质量、转子速度和数量等因素； 4. 转子上的切刀相对较小，因此适用于比较矮小的草本植物。
割刀式除草机割刀式除草机的工作原理如下： 1. 驱动装置带动铲刀或刀齿直线前进； 2. 铲刀或刀齿在前进过程中将杂草切割至地表以下； 3. 割切效果受到刀具质量和前进速度的影响； 4. 割刀式除草机适用于深根型和较高蔓延的草本植物。
其他工作原理和辅助结构除了上述的基本工作原理外，农业除草机还具有其他辅助结构和工作原理，包括： - 减震装置：降低振动和噪音； - 控制系统：调节深度和速度； - 偏航装置：保持直线或曲线行进； - 底部结构：用于保护机械刀片或铲刀。
结论农业除草机是一种可靠高效的农机设备，利用机械力对农田杂草进行除去。
通过转子式和割刀式两种类型以及其他辅助结构的合理设计，除草机可以适应不同类型和高度的杂草。
农业除草机的发展将进一步提高农业生产效率，减轻农民劳动强度。
农业除草机原理解析（续）行进方式农业除草机通常有两种行进方式：手动推行和自行驱动。
手动推行是指农民通过手动推动除草机来完成工作。
这种方式适用于小面积农田，操作简单，成本较低。
自行驱动自行驱动是指除草机自带动力装置，可以独立行进。
稻田株间除草部件工作机理及除草轨迹试验牛春亮;王金武【摘要】稻田杂草对秧苗生长有很大影响,特别是稻田中的稗草,稗草与秧苗严重争夺生长资源,且为杂草的主要种类.稻田行间杂草去除机械较为成熟,株间及靠近秧苗附近杂草去除技术成为了研究的重点.为此,利用秧苗和稗草的生长初期不同的特点,设计了一种株间除草盘,该部件以稗草为主要去除对象兼顾其它杂草,并对其除草机理与除草轨迹进行研究.该部件采用旋转工作方式,在配套动力的带动下前进,除草盘在旋转的过程中深入泥土,将杂草“挑出”或“打掉”,使之根部浮于在水面上或搅动泥土将杂草掩埋,从而完成稻田株间除草作业.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2017(039)001【总页数】5页(P177-181)【关键词】株间部件;除草机理;稻田;除草轨迹【作者】牛春亮;王金武【作者单位】大连海洋大学机械与动力工程学院,辽宁大连 116023;东北农业大学工程学院,哈尔滨 150030【正文语种】中文【中图分类】S224.1;S220.3目前，稻田除草的主要方式有人工除草、化学除草及机械除草等。
人工除草的优点是经济、安全、无副作用，可以清除苗间和行间杂草；缺点是劳动强度大、效率低、除草效果差，严重束缚农村劳动生产力[1-2]。
化学除草的优点是高效、省时、省力、经济，它的广泛使用对现代农业的发展起到了促进作用；缺点是造成环境污染、生物多样性减少、杂草群落变迁和杂草抗药性，影响土壤质量和供肥能力。
随着社会对健康食品的需求不断增加，人们越来越谨慎使用化学除草药剂[3-5]。
机械除草的优点：①可以消灭杂草和虫害，杂草茎秆切碎后直接还田，有利于增加肥效。
②改善土壤透气性，加速土壤营养物质分解，增加土壤肥力，有利于作物根系吸收。
③中耕时翻转土壤，土壤表面氧化层被破坏，肥料进入土壤深处，可控制脱氮，提高肥效。
④由于中耕发生断根，同时产生对肥料吸收能力强的新根，从而提高肥料的利用率[6-7]。
水田株间除草机械除草机理研究与关键部件设计陶桂香;王金武;周文琪;牛春亮;赵佳乐【摘要】针对现有水田株间除草机伤苗率高等问题,进行机理分析和改进设计,采用左、右2组弹齿盘对称安装,通过软轴带动除草弹齿盘旋转,完成除草功能.通过对除草关键部件弹齿盘的运动学和水田植物(水稻稻苗和稗草)的强度分析,建立了弹齿盘的运动学模型以及水田植物的受力模型、应力模型.通过水田植物的应力模型分析,建立了水田植物的强度条件,并根据水田植物(水稻稻苗和稗草)的物理特性、弹齿盘基本参数,获得了除草盘转动角速度、弹齿数量的取值范围,并通过室内土槽试验确定了弹齿盘转动角速度为25.1 rad/s、弹齿数量为5.通过田间性能检测,结果表明,除草率为80％、伤苗率为4.5％,均达到了农艺技术指标的要求.【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2015(046)011【总页数】7页(P57-63)【关键词】水田;除草弹齿盘;株间;机理;设计【作者】陶桂香;王金武;周文琪;牛春亮;赵佳乐【作者单位】东北农业大学工程学院,哈尔滨150030;黑龙江八一农垦大学工程学院,大庆163319;东北农业大学工程学院,哈尔滨150030;东北农业大学工程学院,哈尔滨150030;东北农业大学工程学院,哈尔滨150030;东北农业大学工程学院,哈尔滨150030【正文语种】中文【中图分类】S224.1+41有机水稻在生产中完全不使用农药、除草剂等[1-4]，因此水田除草是有机水稻生产面临的一个新问题，水田除草机械的研制是解决有机水稻除草的关键。
水田除草机械主要完成2方面的功能，即行间除草和株间除草。
在行间机械除草方面，出现了各种型式的保护性耕作农机具，如旋转锄、齿形除草耙、各种形状的除草铲和篮状除草装置等；在株间除草机具方面，提出了指形除草机、扭杆除草机和刷状除草机等机具[5-9]。
我国自20世纪60年代开始研究株间除草机械，目前株间除草主要工作部件型式有旋转锄式、水平圆盘式、垂直圆盘式、锥形圆盘式、轻耙式、链齿式等[10-13]。
由于水田株间除草系统涉及水田植物、土壤及作业机械等单元体，单元体间相互作用、动态变化，另外水田植物苗体纤弱、根须错落、形状不规则，在实际除草中，容易受到损伤，因此给有效除草带来难题[14]。
为了解决上述问题，王金武、牛春亮等设计了水田株间除草装置，对其整体结构、驱动系统、扭矩测试系统进行了研究并通过试验方法对装置基本参数进行了优化，但除草效果并不理想，仍存在伤苗率高等问题[15-20]，针对上述装置存在的技术问题，本文以黑龙江省水田环境为背景，根据农艺要求，运用运动学、动力学以及强度理论对主要关键部件机理进行研究，并结合室内土槽试验以及田间性能测试完善除草装置，以期实现株间机械除草。
除草环境包括稗草、稻苗、土壤、水等，如图1所示，其中稻田土壤分为2层，即泥浆层和泥土层，其中泥浆层的深度为0.03～0.05 m；泥土层的深度为0.16～0.18 m。
当稻苗插秧后2周时，稻苗和稗草的根部分布深度为0.08～0.10 m、0.03～0.05 mm。
稻苗株间距离为0.10 m或0.12 m，稻苗行间距离为0.3 m。
根据农艺要求[18-20]，株间除草率应大于75%，株间伤苗率应小于5%。
对于黑龙江省而言，6月上旬以后气温升高，光照足，杂草生长迅速，为杂草的危害高峰期。
移栽田和直播田的最佳除草作业时间分别为移栽后7～21 d和20～30 d。
水田株间除草机结构如图2所示，总共有2套株间除草部件，左右两侧对称安装，弹齿呈曲线型，可以在垂直于前进方向的平面内转动，两盘弹齿旋向和两盘转动方向均相反。
每套株间除草部件的两根钢丝软轴之间由一根轴相连接。
工作时，在主动链轮的带动下，由球铰万向联轴器将动力传到弯管内的钢丝软轴，钢丝软轴由几层弹簧钢丝紧绕在一起，相邻钢丝层的缠绕方向相反。
当软轴工作时，相邻两层钢丝中的一层趋于绕紧，另一层趋于旋松，使各层钢丝相互压紧。
最后由软轴带动弹齿盘，将土壤搅动、翻转并连同杂草根部挑出地表、拉断后覆盖，实现从根部去除株间杂草。
同时使用球铰联轴器，满足不同行距、不同株距的水稻株间除草要求。
对稻苗、稗草物理特性的研究可知，稻苗主要由主根和次生根组成[14,21]，其中主根十分柔软，只能承受拉力，当弹齿盘工作时，稻苗主根随弹齿转动，当达到一定位置时，次生根会对主根产生拉力作用，主根下端向上弯曲，避开弹齿推力作用，弹齿划离土壤，稻苗根部保持完好。
稻苗次生根是一段椭圆状的粗壮根系，力学性质类似于弹性体，受到外力时发生形变较小，如果稻苗次生根与弹齿接触，次生根受到土壤的阻力和弹齿的推力作用，随弹齿脱离土壤，造成伤苗。
稗草由于没有进入分蘖期，只有主根受到土壤阻力与弹齿推力作用，随弹齿转动被打出土壤。
如图3所示。
弹齿盘主要由套筒、轮毂、弹齿等组成，其结构示意图及工作原理如图4所示。
为了减少水稻稻苗损伤，增大除草率，采用圆弧状且向后有一定倾斜角的弹齿盘，工作时，一方面弹齿盘通过旋转将杂草在离心力的作用下沿弧线向外甩出，另一方面弹齿与稻苗不完全接触，可以减少对稻苗的损伤，同时还增加了除草面积，增大了除草率。
其中弹齿的形状在XOZ面上采取倾斜角式，在XOY面上采取圆弧式，通过对其中心曲线的设计，获得中心曲线的函数解析式为考虑到倾斜角太大则滑移力过大，太小则易伤苗，为了保证弹齿如图顺利，这里倾斜方向与旋转方向相同，倾斜角β取30°。
根据除草机理，获得盘齿端部的速度图如图5所示，根据点的合成运动[22]，得出速度关系式为由式(1)可知，弹齿盘实际运动速度与除草机前进速度、弹齿盘转动角速度、弹齿盘旋转直径有关，均成正比；除草盘运动角与除草机前进速度成正比，与弹齿盘转动角速度、弹齿盘旋转直径成反比。
根据图5弹齿盘运动方向坐标的设定，弹齿端点的运动方程可表示为从运动方程的表达式可知，弹齿盘的运动方程与弹齿盘转动角速度有关，弹齿盘转动角速度影响弹齿盘运动变化的波动幅度。
(1) 弹齿盘端除草加速度分析根据除草机理，获得盘齿端部的加速度图如图6所示，根据点的合成运动[22]，得出加速度在坐标轴上的投影表达式为(2) 水田植物受力情况分析根据动量定理[22]，获得了弹齿盘除草过程施加在稻苗、稗草、土壤上的力为(3)水田植物的强度分析弹齿盘对稻苗、稗草作用后，产生的变形如图7所示，稻苗、稗草主要产生的变形为弯曲和轴向拉伸的组合变形。
假设地面对稻苗、稗草的约束为固定端。
设任意截面B到地面的距离为z，则横截面B上的弯矩M在x、y、z轴下的投影为任意横截面B上的轴力为当弹齿盘匀速转动时，Fx=0；当除草机匀速前进时，Fz=0。
由此获得了水田植物弯曲应力表达式为为了减少伤苗率，提高除草率，水田植物的强度表达式为：由式可知，水田植物的强度与水田植物本身屈服强度、水田植物横截面直径、弹齿盘材料、弹齿旋转直径、弹齿盘转动角速度、机器前进速度有关。
根据弹齿盘运动分析以及水田植物的强度分析可知，弹齿盘角速度受弹齿长度、除草机前进速度、稗草或稻苗直径、稗草或稻苗弹性模量、稗草或稻苗的高度、稗草或稻苗的屈服应力、弹齿材料密度、弹齿横截面积的影响。
为了减少伤苗率，提高除草率，弹齿盘转动角速度应满足关系为由式(10)可知，弹齿盘转动角速度与水田植物基本特性、弹齿材料及直径、弹齿盘旋转直径有关。
(1) 水田植物基本参数的确定根据前人的研究经验得知，在稻苗插秧后第7天时，稗草萌发率达到第1个高峰，插秧后第10天开始稗草萌发率逐渐下降，插秧后第13天之后稗草基本上不再生长，所以除草的最佳时间为第7天和第13天2次。
经测定获得稻苗插秧后第7天、第13天稗草、稻苗的基本尺寸如表1所示。
(2)弹齿材料及直径的确定镀锌铝合金在土壤中遇到泥土阻力，容易发生变形，Q235杂质多，并且在刀盘旋转工作时与轮毂焊接处易断裂，弹簧钢在碰到硬质物体不易变形，经过几次试验研究，综合考虑，弹齿材料选择65Mn弹簧钢，密度ρtc为7.85×103 kg/m3，弹齿直径取0.005 m，面积Atc=0.000 019 63 m2。
(3)除草盘旋转直径的确定根据图3所示，除草盘旋转直径应满足根据稻苗和稗草物理特性知，除草深度h1max应达到0.015～0.030 m。
为了防止出现缠苗或缠草现象，刀盘离地间隙应大于稻苗和稗草高度的1/3，当hmin取0.1 m、h1max取0.030 m时，得D≥0.26 m。
考虑到弹齿盘旋转直径过大，机器稳定性减弱；直径过小时，影响除草率，因此弹齿盘直径D为0.28 m。
根据上述参数的确定，获得弹齿盘转动角速度取值范围为根据弹齿盘的运动过程，为了提高除草率，弹齿盘中弹齿的分布与除草间距存在关系当除草机前进速度为0.43 m/s，弹齿盘旋转角速度为19.8 rad/s≤ω≤ 29.6 rad/s，水稻株间距为0.12 m，弹齿旋转半径为0.28 m时，弹齿端间距为0.2 m≤S≤0.4 m。
根据弹齿数确定公式本试验采用由土槽、除草机构、导轨等组成的水田除草试验台，如图8所示。
工作时，调速电动机通过绳索带动试验台架运动，完成除草机的前进过程。
执行电动机传递动力给钢丝软轴，带动除草刀盘旋转。
试验时间为2014年3月25日，试验地点为东北农业大学土槽实验室。
试验前，完成土槽内水田环境的设置以及水稻的插秧工作，其中由于试验条件受到限制，杂草采用人工播洒，主要为水田中广泛存在且危害最大的稗草。
以弹齿个数、弹齿盘角速度为参数变量，选取除草率和伤苗率作为评价水田除草机株间除草作业的指标，每组数据采集3次，取平均值。
株间除草率计算公式为株间伤苗率计算公式为水稻稻苗直径0.002 76～0.002 95 m，水稻稻苗高度0.26～0.33 m，稗草直径0.002 46～0.002 72 m，稗草高度0.123 23～0.156 25 m，水稻稻苗许用应力0.48～0.52 MPa，稗草许用应力0.39～0.43 MPa，根据以往研究结果[15-20]，弹齿盘旋转直径为0.28 m，弹齿直径为0.005 m，弹齿材料为65Mn，除草机前进速度为0.43 m/s。
当弹齿盘转动角速度为21 rad/s，弹齿个数分别为3、4、5、6、7、8个时，通过试验得出了弹齿盘转动角速度对除草率和伤苗率的影响，如图9所示。
由图9a可知，除草率随弹齿个数的增加而增加，当弹齿个数小于5个时，除草率随弹齿个数增加而增加的幅度较大；当弹齿个数大于5个时，除草率随弹齿个数增加而增加的幅度较小，趋近于水平线。
由图9b可知，伤苗率随弹齿个数的增加而增加，综合考虑得出弹齿个数取为5个。
当弹齿个数为5个，弹齿盘转动角速度分别为19、21、23、25、27、29 rad/s 时，通过试验得出了弹齿盘转动角速度对除草率、伤苗率的影响，如图10所示。
