夏玉米穴施肥作业机械设计与试验——基于新能源技术

为了探究夏玉米中耕施肥机械化,设计了一种基于新能源技术的精准定穴施肥试验机械,可以在600mm等行距的玉米田间完成两行的精准定穴施肥。该机包括行走机构、整体机架及电控机构,可升降及水平滑动调节的施肥单体机构、玉米植株探测机构及穴施肥距离保持机构等。其中,玉米植株探测采用自复位式行程开关实现植株的识别;施肥单体采用电磁式推拉杆、3D打印槽轮和鸭嘴等关键结构实现施肥单体的入土扎穴精准施肥;穴施肥距离保持机构采用自复位式行程开关与电推杆结合,实现了施肥单体的横向移动,保证扎穴点与植株合适的距离。初步试验表明:作业机械经过每株玉米时可以实现扎穴施肥,且施肥量变异系数均小于6,满足中耕追肥机的技术标准,可为利用新能源技术实现玉米的机械化精准施肥提供技术参考。     

一垄双行深施肥机的设计与试验

针对贵州山区烟草种植单垄单行、化肥浅施、施肥不精确等因素带来的问题,设计了一款适合贵州平坝地区使用的一垄双行深施肥机,可一次性完成起垄和精准深施肥作业。该机设计了垄面成型装置和精准施肥控制系统,使化肥深施且施肥量与机器行进速度匹配,实现了精准施肥。田间试验结果表明:该机可以一次性起垄,同时对两垄烟精准深施肥;起垄垄形饱满,垄高、垄顶宽、垄基宽变异系数分别为6.4%、1.5%、0.7%,合格率在92%以上;施肥稳定无断条,排肥防堵性能好,施肥效率达0.41hm~2/h,施肥量偏差控制在4.5 8%以内。该机起垄、施肥效果均满足农艺要求,为贵州烟区起垄施肥作业提供了参考。     

具有电动变量施肥功能的马铃薯中耕机设计与试验

随着马铃薯种植农艺的变化，农户在中耕过程中需中耕施肥、铺设滴灌带及垄间打坑，且对定量施肥要求严格。设计了一种具有电动变量施肥功能的马铃薯中耕机，该机不仅设有打坑及滴管带铺设机构，而且还可通过变量施肥驱动机构，实现不同中耕速度下单位面积等量施肥，便于用户管理定量施肥。      

南京农机化所科研成果和在研项目简介

二、在研项目（续） 1．“行走式多功能抗旱灌溉机具与成套设备研制及产业化开发” （1）2BSF-4型背自水箱悬挂式免（少）耕施肥穴灌穴播机是一种可实现种、水同位的中耕作物免耕施肥坐水播种机。该机的作业工序为破茬开沟、施水、施肥、播种、覆土、镇压同时进行。其原理为：机械在团间作业过程中开沟器两侧翼与后方已回填土之间形成一个动态的土壤空穴．     

高地隙自走式多功能茶园管理机田间试验研究

对新研制的高地隙自走式多功能茶园管理机的性能进行了田间试验研究,试验的内容包括中耕除草、深松、施肥、喷雾作业的性能.试验结果表明,该机对不同茶区、不同土壤等的适应性较好,中耕除草生产率最高可达到0.47hm2/h,最低为0.44hm2/h;深松作业生产率最高可达到0.63hm2/h,最低为0.59hm2/h;施肥作业是在中耕除草或深松作业的同时进行,施肥量可在0～8250kg/hm2范围调整.植保喷雾作业的生产率达0.99km2/h.具有较高的生产率.工作性能稳定,使用操作方便.为发展我国茶园机械化提供了强有力的技术支撑.     

化肥机械施用要点与方法

1技术要点犁底施肥在耕地的同时,运用犁底施肥机,深施基肥。施肥深度10～25cm;肥带宽度3～5cm;排肥均匀连续,无明显断条;施肥量满足作物栽培的农艺要求。2施肥方法2.1深施追肥主要运用追肥机、中耕施肥机等机械在农作物各生长期(主要环节)进行化肥追施。技术要点:施肥量应满足     

谷物中耕追肥机制成

一种利用废旧自行车改制的谷物中耕追肥机近日在山西省潍城市农机局（047500山西潞城市）研制成功。该机操纵手把、链条传动部分、导向轮等全部采用自行车部件，结构简单、新颖别致，一人便可操作使用。该机追肥下肥量均匀，施肥深浅度一致，造价低廉，很适合独家一户购买使用，对山区小块地的农户尤为适用。此种机械的研制既为废旧自行车回收利用开辟了新途径，也解决了各种谷物机械深施追肥的难题，该机的推广使用具有广阔的发展前景。谷物中耕追肥机制成     

基于GPS和土壤养分图的变量施肥控制软件开发

根据大豆变量施肥播种机自动控制的需要,使用VB6.0编程语言和MO2.2地图控件,开发了基于GPS和土壤养分图的变量施肥控制软件.本软件具有串口通讯、GPS信号接收、输出调试、播种机参数设置和变量施肥作业控制等功能.同时,提出了使用地块平均施肥量、设定变量范围、利用土壤养分图的简易可行实现精准变量施肥控制方法.本软件能自动生成作业记录,作业后可根据记录生成施肥记录图,有利于农业精准管理和生产信息的积累.     

移动式温室精准施肥机的研制

针对我国设施农业的发展和需求现状,研制了一套施肥量可调、能够在不同温室内自由移动的精准施肥机.通过实验和推广应用表明,该机性能优异,灌水、施肥的均匀度分别达99.6%和98.8%,具有操作简单、节水、肥料利用率高和节约劳动力成本等显著特点.同时,该机能够实现滴灌施肥和叶面肥喷洒两种施肥方式.     

精密播种技术（四）

精密播种技术（四）文／李德贵，张培增（二）气力式精密播种机１．功能特点２ＢＱ－６型气吸式精密播种机，是一种播种中耕多用途通用机（图６），为全悬挂式。在该机的通用部件上更换部件，改变安装形式即能用于起垄、播种（平播或垄播）、中耕（培土）、施肥（播种同时...     

自平衡精量施药施肥植保机的设计与试验

针对施药施肥植保机喷杆不平衡、施肥幅宽小及施肥量不均等问题,设计了一种自平衡精量施药施肥植保机。通过折叠机构、伸缩机构、平衡机构的设计,提高了植保机施肥幅宽;通过GPS定位,对行作业,实现不重施或漏施药肥;根据采集的机具速度,系统自动计算施药施肥量,通过控制药液的流量阀控制施药量,通过气力输送系统和送料量调节机构中容留槽的容留量来控制施肥量,使其与车速波动相匹配以达到精确施药施肥的目的。对植保机进行场地试验和田间试验,结果显示:施肥幅宽达16m,喷嘴排量一致性变异系数10.47%,施药施肥均匀性变异系数23.9%,均优于农业标准,作业效率4~5hm^2/h。     

基于无线传感网络的智能旋耕机定位系统设计

精确定位是实现智能旋耕机自主作业的关键技术。为此,利用无线传感器网络设计了智能旋耕机的定位系统,主要由部署在旋耕机上的移动定位节点、上位机和Zig Bee无线传感器网络组成。无线网络主要由坐标位置已知的锚节点和移动的定位节点组成。移动的定位节点以低功耗芯片LPC2148作为控制核心,通过接收信号强度指示RSSI原理进行测距,利用3个CC2530模块分别采用三边测量法确定3个未知节点的位置,最后采用三点求质心法进一步提高了定位的精度;同时,借助无线传感器网络实现了与上位机的实时通信。测试结果表明:设计的智能旋耕机定位系统能够实现精确定位,且工作稳定可靠,对农田内8个随机位置坐标上的测量平均误差仅为0.242m,能够为智能旋耕机自主导航作业提供技术保障。     

基于GPS/BDS的大坝安全监测试验与分析

针对GNSS单系统大坝安全监测易受卫星分布不均致使有效解时段数不足,以及无法准确获取符合大坝mm级监测要求的稳定坐标序列问题,以琅琊山抽水蓄能电站大坝实测数据作为研究对象,研究了基于GPS/BDS组合定位的连续准静态模式在大坝安全监测中的可行性,从可见卫星数量和PDOP值两方面分析了GPS/BDS组合定位较单GNSS系统在大坝安全监测中的优势。对大坝单天安全监测数据进行卡尔曼滤波和坐标均值处理,以及在自主设计的可移动基座架进行滑动试验,结果表明GPS/BDS组合定位在连续准静态模式下通过一段时间的初始测量可以实时获取稳定的大坝监测数据,且具有优于1 mm的监测灵敏度,对分析大坝外部结构长期趋势性变化具有重要意义。     

基于嵌入式控制的农机自动驾驶系统布局研究

以农用耕地机为研究对象,设计一款基于嵌入式的自动驾驶控制系统。其控制原理是利用预瞄跟随算法对耕地机进行横向控制,使其根据方向盘的转角调整耕地机转弯半径;利用PID算法对耕地机进行纵向控制,使其根据油门脚踏的开合度、制动脚踏的开合度及挡位状态调整耕地机的行驶速度,从而使耕地机按最佳的运行轨迹行驶。系统以单片机最小系统为处理核心,利用周围的传感器设备和GPS接收设备等将耕地机的位置、速度信息通过解码器和串口通信的方式发送给单片机,进行逻辑运算后通过CAN接口将结果发送给方向盘、油门、制动及挡位驱动电机,从而控制耕地机的运行。仿真实验表明:系统能够减小耕地机行驶过程中的横向误差,可根据土地实况自动调整行驶速度,实现了耕地机的自动驾驶。     

变量施肥液压驱动系统设计及试验研究

针对变量施肥液压驱动系统转速控制精度不高、存在小范围转速波动及无法实现系统的无差控制等问题,设计开发了变量施肥驱动系统,并采用阀控马达的驱动方式。本文以国内外变量施肥驱动装置研究现状及发展趋势为指导,全球定位技术、地理信息技术和软件工程作为基础,设计了变量施肥驱动系统,利用液压马达排量大、转速低的特点,通过控制进油回路中的比例型流量控制插装阀的开度来实现液压马达的无级调速,进而达成变量施肥中对排肥轴速度控制的要求来实现变量施肥。室内试验结果表明:作业质量符合农艺要求;变量施肥驱动系统设计合理,为变量施肥的试验提供了技术支持。     

稻田气力施肥装置设计与试验

针对水稻施肥过程中肥料分布不均、作业效率低、劳动强度大等问题,设计一种稻田气力施肥装置与控制系统,采用气力输送的方式实现肥料的输送,通过电控排肥系统实现机具行驶速度与排肥电机转速实时匹配,最终达到精量施肥的目的。通过对所设计的文丘里管混合腔进行流场分析,确定最优混合腔直径为15 mm,进肥口与进气角度呈锐角;最后,进行田间试验,结果表明,在规定电机转速变化范围内,各行平均排肥量变异系数均小于2.21%,各行排肥量一致性较好,排肥量稳定;在目标施肥量为150 kg/hm²,作业速度为4 km/h时,各区域内施肥量偏差控制在7.47%以内,施肥精确性较好。肥料在排肥管中的滞后时间随着排肥管长度增加而增加,变化范围为0.67~1.81 s。本文设计的稻田气力施肥装置可以满足生产需求。     

基于自动导航的小麦精准对行深施追肥机设计与试验

针对冬小麦返青期地表追施氮肥使氮素挥发导致肥料利用率低的问题,结合目前在小麦追肥过程中缺少深施氮肥作业装备的现状,进行了基于拖拉机自动导航技术实现精准对行深施氮肥的技术研究,设计了小麦精准对行精量深施追肥机。追肥机采用安装有自动导航系统的拖拉机牵引实现精准对行,以RTK-GNSS接收机测取的作业速度为基准,通过液压系统驱动排肥机构工作,双圆盘开沟器开沟深施,采用PID控制排肥轴转速与车辆行驶速度实现实时匹配,达到精量控制追肥量的目的。田间试验结果表明:设置目标追肥量为200 kg/hm2,车辆行驶速度为5 km/h时,追肥机能完成对行深施追肥作业,机具对行作业误差在±6 cm以内,追肥量偏差小于9%,可满足实际生产需求;对照撒肥机表层撒肥作业,每公顷减施氮肥25 kg左右,小麦每公顷增产486.5 kg左右。     

深松旋耕全层施肥联合整地机施肥量影响因素分析

针对深松旋耕全层施肥联合整地机在作业过程中存在施肥不均、精度较低等现象,对影响施肥量因素进行分析,确定排肥轴转速、排肥器开度以及肥箱料位高度为影响因素,设计三因素五水平正交试验,以施肥量变异系数为评价指标,进行极差分析和方差分析得出影响因素主次顺序:肥箱料位高度>排肥轴转速>排肥器开度,其中料位高度对施肥量变异系数的影响高度显著,为后续肥箱肥料监测系统提供理论基础。施肥量变异系数在0.19%~3.12%之间,满足试验要求。运用最小二乘法建立施肥量关于排肥轴转速、排肥器开度和肥箱料位高度之间的数学模型。经检验:数学模型值与实测值的相关系数达到0.889,可以作为施肥精量控制相关技术参数的选择依据。     

氮磷钾配比施肥决策支持系统

为了解决传统施肥模式下化肥利用率低、氮磷钾施用量不合理等问题,研究了土壤取样策略及碱解氮、速效磷、速效钾等速效养分分布图生成方法,开发了基于作业处方图的变量配比施肥作业决策系统,结合GPS信息,分别控制氮、磷、钾3种肥料独立施肥机构的电动机转速,实现尿素、磷酸二铵和硫酸钾的按需施用。选取黑龙江红星农场5-2号地块,进行了大豆和玉米传统作业与配比施肥作业对比试验。结果表明,与传统作业模式相比,变量配比施肥在节省15%肥料的情况下,大豆增产2.33%,玉米增产9.32%。