喷药机电气控制系统优化与分析

针对喷药机智能化和自动化程度不高、喷雾均匀性较差的问题,对喷药机结构进行了优化设计,并对电气控制系统进行了改进和分析。该喷药机的主要组成部分为驱动模块、药液管理模块、转向控制模块和电气控制模块。通过对喷药机的电气控制系统进行优化,包括采用混合投影方式确定目标位置及利用RBF神经网络方式对采集的目标点进行路径规划,提高了喷药机的智能化和自动化控制水平。为验证喷药机的性能,对其进行控制性能和喷雾均匀性试验,结果表明:喷药机控制性能良好,喷雾均匀性和喷雾效果均得到有效提高。     

农药生测喷雾技术试验研究

农药生测喷雾技术是近年来随着现代农药生物测定试验迫切需求而快速发展起来的精准喷雾技术,特别对农药生物测定的微量、均匀、重复性精准喷雾技术提出了很高的要求。本文对应用两种典型生测喷雾技术的生测喷雾塔进行了微量、均匀、重复性精准喷雾试验,结果表明:无论是雾滴沉积均匀性还是生测重复性试验数据,其变异系数均小于5%,可以满足生物测定试验的数据精准需求和可靠性要求。     

3WGZ-500型喷雾机对靶喷雾系统设计与试验

为了提高果园喷雾的农药利用率,减少因农药地面流失而造成的环境污染,针对果园传统连续喷雾作业时存在过量喷洒和树间无效喷雾的特点,基于3WGZ-500型风送自走式喷雾机设计了自动对靶喷雾系统。该系统采用超声波传感器测距方式探测果树(传感器量程为0.35~2 m,发射角为60°,喷药机两侧分别以15°均布5个)。根据传感器信号,控制与相应位置喷头对应的上、中、下3组管路电磁阀的开合,实现自动对靶喷雾。以5 a树龄的苹果园为试验对象,在喷雾压力0.5 MPa时,开展不同作业速度(1.3、1.7、4.5、7.2 km/h)下果树冠层的有、无对靶喷雾试验,并与传统喷雾机喷药对照,结果表明:作业速度对3WGZ-500型喷雾机有、无对靶喷雾时的农药利用率影响不大,自动对靶喷雾系统开启时的农药利用率为35.8%,比关闭时的27.6%提高了29.7%,较传统喷雾机18.7%的农药利用率提高了91.4%,可大幅减少农药用量;3WGZ-500型喷雾机在不同作业速度的农药地面流失率十分接近,有对靶时地面流失率平均13.3%,相对无对靶时的18.86%降低了42%,说明对靶喷雾系统有效降低了对生态环境的污染。     

基于DSP喷雾机器人直流电机控制应用与研究

传统的农药喷雾主要依靠人工喷洒完成,工作效率低、耗时耗力,且对作业人员造成了严重的健康威胁。随着农业现代化水平的不断提升,越来越多的高科技手段被应用在农药喷洒过程中。智能农药喷雾机器人通过自动控制技术,可以实现农药喷雾的全自动化作业。为此,设计了智能农药喷雾机器人,并将自动控制技术应用在喷雾直流电机中,完成了系统总体结构设计、硬件模块电路设计及系统软件流程设计,并进行了试验验证。试验结果表明:该直流电机自动控制系统能够提高农药喷雾机器人的作业效率,实现农药喷雾的精准控制,喷雾质量好,有效减少了农药的浪费,防止了对自然环境造成破坏,具有一定的推广价值。     

智能化甘蔗喷药系统的设计

针对甘蔗人工喷洒农药的劳动强度大、以往机动弥雾机自动化程度偏低、喷药杀虫效果不理想的现状,设计了一种智能化甘蔗喷药系统.该系统采用水位传感器、质量检测器和STC89C516单片机,在实现智能化农药对水的基础上,使用CMOS摄像头对喷药质量进行实时监测,在药液中适当加入天然红色素和运用改进型BP神经网络进行模式识别,提高了着药面积的识别效果.甘蔗叶面喷药试验结果表明,该系统的农药对水和图像识别效果理想,只是机器在转弯时灵活性略差,但可以在后续的研究中对其改进.因此,该智能化甘蔗喷药系统具有实际开发价值.     

病虫害智能识别喷药装置设计——基于PC图像处理和近红外光谱分析

在自动化喷施农药过程中,为了准确识别病虫害作物、节约农药和降低农业对环境的污染,以及提高药物的去虫效率,提出了一种基于PC图像处理和近红外光谱分析的作物病虫害智能识别喷药装置。该装置分为3个模块,包括近红外病虫害识别模块、喷药自动化调节模块和车载设备,其控制模块为安装在车上的PC机,利用近红外识别装置可以判断作物是否被病虫害污染,并且识别作物污染的等级,采用喷药自动化调节模块可以实现农药的定量调节,利用车载设备实现了全自动化喷药。对装置的性能进行了测试,结果表明:采用近红外识别装置和主成分分析法可有效地识别病虫害污染的作物,识别准确率较高;喷药自动化装置可根据病虫害的等级进行变量化喷药,减少了农药使用量,得到了较高的去虫率,从而验证了装置的可行性和可靠性。     

轮式果园多功能自主导航作业平台设计

为实现果园作业机械的多功能应用,设计一款具备割草、喷药、搬运等功能的轮式果园多功能自主导航作业平台。根据作业需求对多功能平台进行总体设计,平台包括动力系统、行走系统、导航系统、控制系统、作业装置等。根据搬运需求计算确定整机驱动电机选型;对割刀进行运动和动力学分析,根据切削范围和稳定需求,计算确定割刀电机和电动推杆的型号;根据流体力学知识,计算确定满足喷药喷幅的药泵型号,并对其他关键部件进行计算选型。对样机进行最小转弯半径、割草性能、喷雾性能等基本性能试验。试验结果表明,所设计的平台最小转弯半径为120.75 cm,满足果园行间地头良好的通过性要求;割刀转速和高度可调,留茬高度可控制在5 cm以内,割草作业覆盖率在91.25%以上;喷药泵可根据车速、树形等进行压力调节,喷雾量均匀性变异系数在8.01%以内,保证喷雾均匀的同时减少农药浪费。     

恒压变量喷雾技术研究现状

实时地根据作物对农药的不同用量改变喷药量是精准喷药技术的重要组成部分。通常情况下,在喷药流量改变时,必然要出现药液管路压力不稳定现象。为此,概括了国内外变量喷药控制技术的研究现状,讨论了各类变量控制在改变流量过程中如何处理压力不稳定现象的方法,并对恒压变量喷雾技术进行了展望。     

基于TMS320F28335的变量喷雾控制系统的研制

针对目前国内喷药机具自动化程度低、缺少控制系统的现状,开发了一种基于TMS320F28335的变量喷雾控制系统。通过触摸屏实现了药液液位、喷药压力、喷药流量、作业速度、药液温度和作业面积的显示,以及药液液位过低报警;系统能够根据设定的亩喷量和采集的作业速度自动调节阀门开度,实现了变量喷雾施药的目的。田间试验结果表明:该系统工作稳定可靠,误差率低,对农业生产和提高经济效益具有重大的意义。     

一种混联喷雾机械臂视觉定位系统设计

为实现自动化精准施药,避免对温室中单株作物连续喷药所造成的大量药液浪费,设计了一种基于机器视觉定位的自动化喷雾系统。该系统可自动对目标作物进行大小及位置的检测,由DSP控制喷雾机械臂实现针对目标作物的精准喷雾。机械臂采用了三自由度混联结构,具有结构简单、成本低、刚性好、便于控制解算等优点。实验证明,该系统完全可满足针对单株作物冠层的精准喷雾定位要求。