覆膜栽培具有保温保墒的作用,显著提高烟草产量和品质,因此广泛应用于烟草种植。但在烟草植株生长的中后期,随着温度上升,地膜对烟株生长产生负效应,尤其是低海拔地区这种负效应更明显,不符合优质烟株生长规律。此外自然环境下地膜难以降解,大量残膜导致农田污染,作物减产,甚至造成“白色污染”,严重阻碍我国农业绿色发展。立足于覆膜栽培农艺的根本要求,遵循优质烟草培育规律,提出采用塑料碗膜代替传统地膜,同样起着保温保墒的作用,但与传统地膜相比,塑料碗膜不但能够实现传统地膜的功效,符合烟草覆膜栽培的农艺要求,而且塑料碗膜回收方便,能够重复利用,彻底解决地膜污染问题,符合绿色农业发展要求。论文设计研制一种轻便式烟田苗期揭碗机,提高塑料碗膜回收效率,促进农业机械化程度,实现现代化绿色农业发展。论文设计的揭碗机采用揭碗电机驱动揭碗机构切削土壤将塑料碗膜揭起,能够设置揭碗力大小,保证在不同土壤条件下准确可靠揭起碗膜而不损伤碗膜。揭碗机主要由揭碗机构、揭碗电机、碗膜提升电机、集碗机构、棘轮棘爪机构、工作开关、机架、霍尔传感器和锂电池等组成,包括了揭碗系统和集碗系统。揭碗系统实现塑料碗膜平稳揭起,集碗系统实现塑料碗膜整齐堆放成一摞。论文进行了碗膜拉力试验研究,确定揭碗力设置范围为8 N～20N,揭碗转矩为0.8 N·m～2 N·m;对揭碗机构切削土壤过程进行动力学分析,并建立有限元模型进行数值模拟。数值模拟结果表明,在三种不同土壤条件下,揭碗机构转速为120r/min,数值模拟土壤切削平均消耗功率分别为21.6W、20.8W和20.7W,揭碗机揭碗系统功率消耗试验表明,在三种不同土壤条件下,揭碗机揭碗系统的平均功率消耗分别为22.62W、21.27W和21.12W,测试结果与数值模拟结果相互验证。揭碗力精度试验表明,平均揭碗力控制误差为3.15%,控制精度高,设置揭碗力与电流、实际揭碗力数据进行一元线性回归分析,相关系数分别为r1=0.9984,r2=0.9947,回归效果显著;F检验有F>F0.005(1,8),回归效果显著,与相关系数检验法的结果一致。揭碗性能试验表明,土壤未板结时,揭碗机的平均碗膜回收率为95.73%,平均碗膜损坏率为3.19%,平均碗膜回收完好率为92.54%,平均工作速率为4.58s/个,达到塑料碗膜回收机性能设计指标,满足应用要求。当揭碗力为10N时,对应的揭碗电机PWM占空比为49.94%,此时揭碗性能最好,揭碗机的碗膜回收率为98.5%,碗膜损坏率为1.5%,碗膜回收完好率为97%。