农业机械自动导航技术研究进展

农业机械自动导航技术作为智能农机的一项关键技术,是"精准农业"技术体系的重要组成部分,具有广阔的应用前景。目前,农业机械自动导航技术的研究重点主要集中在环境感知和导航控制策略等方面。为此,对环境感知技术和导航控制策略的国内外研究现状进行了详细综述,分析了目前常用的环境感知技术和导航控制策略的优缺点。分析表明:农业机械自动导航技术的未来发展趋势是采用深度学习的障碍物检测技术与智能避障策略并结合多传感器融合的环境感知技术、农业物联网技术、多机协同导航技术及集群控制策略。     

曲靖烟田犁耕性能实验

【目的】研究铧式犁在烤烟种植的耕整地环节的重要作用,阐明目前现有犁耕机械的存在问题和主要原因。【方法】通过在云南省曲靖市沾益大坡乡烟田进行的犁耕试验,分析现有常用犁耕机械的作业性能及存在问题,找出影响机械耕作质量的原因,并提出加大耕深的建议。【结果】云南地区特有的红土土壤坚实度较高,影响铧式犁的入土深度,牵引拖拉机会出现打滑,一次犁耕后,耕深没能满足烟草种植的耕深要求,二次犁耕耕深和行进速度提高了27.57%和83.20%。【结论】云南曲靖地区春季干旱少雨,土壤板结,干燥的土地表层覆土影响牵引拖拉机的附着力,出现打滑,烟田需进行二次犁耕。     

面向多机器人的传统苹果园无线通信信号传播特性研究

为解决农业多机器人在传统苹果园行间协同作业时的通信节点最佳部署问题,研究了2.4GHz Wi-Fi信号在传统苹果园（苹果成熟期）中的传播特性。将信号发射、接收节点分别距地面高度0.45、0.55、0.65、0.75m垂直部署,依据多机器人直线型、小间距V形、大间距V形、并排型等4种典型编队方式将节点水平部署,测量通信信号在不同高度条件以及上述4种编队方式下不同距离处的接收强度。研究结果表明,4种编队方式中,以直线型编队方式下的信号衰减最缓慢。因此,传统苹果园中多机器人最佳的编队方式为直线型,节点部署高度最好在果树第一侧枝向下0.2m左右处。对路径损耗数据进行回归分析,发现其在每个无线通信信号节点高度、每种多机器人典型编队方式下均符合对数路径损耗模型,模型的R2在0.860~0.989之间。同时,建立了用于预测2.4GHz Wi-Fi信号在传统苹果园（苹果成熟期）中的路径损耗模型,并同期选择了其他苹果园验证了预测模型的准确性,R2在0.947~0.967之间,RMSE在1.489~2.432dBm之间。模型能较好地预测Wi-Fi信号在传统苹果园中的路径损耗情况,可为农业多机器人在传统苹果园中的通信节点部署提供参考。     

现代烟草农业机械化技术体系构建探讨

现代烟草农业是现代农业的一部分,实施农业机械化是现代烟草农业建设的必然要求,也是降低烟叶成本、提高烟叶质量的重要措施。进行烟草生产的全过程机械化规范,对现代烟草农业机械化技术体系有重要的意义。为此,通过对现代烟草农业生产过程中各个环节机械化的地位、作用进行了简单的阐述,对烟草农业机械化体系的构建进行了简要的探讨,从中得出了发展烟草农业机械化对烟草种植的影响和现代烟草农业机械化技术集成体系框架,更加有利于现代农业的发展。     

曲靖烟田犁耕性能试验

【目的】研究铧式犁在烤烟种植的耕整地环节的重要作用,阐明目前现有犁耕机械的存在问题和主要原因。【方法】通过在云南省曲靖市沾益大坡乡烟田进行的犁耕试验,分析现有常用犁耕机械的作业性能及存在问题,找出影响机械耕作质量的原因,并提出加大耕深的建议。【结果】云南地区特有的红土土壤坚实度较高,影响铧式犁的入土深度,牵引拖拉机会出现打滑,一次犁耕后,耕深没能满足烟草种植的耕深要求,二次犁耕耕深和行进速度提高了27.57%和83.20%。【结论】云南曲靖地区春季干旱少雨,土壤板结,干燥的土地表层覆土影响牵引拖拉机的附着力,出现打滑,烟田需进行二次犁耕。     

烤烟育苗剪叶机研究现状分析及建议

烟苗剪叶是育苗生产机械化的重要环节,通过改进烟苗剪叶机提高烟苗品质已成为研究热点。为此,介绍了近年来国内市场上出现的着床剪叶和棚外剪叶两种剪叶方式。同时,结合当前剪叶机的研究进展情况及存在问题,重点对比分析了剪叶机的外观结构组成、工作原理及作业特点,并就生产过程中所需的剪叶机原理、机械结构、剪叶试验情况、运动分析以及力学模型等研究重点提出设想和建议。     

三七热风干燥试验分析

三七是我国名贵的中药材。干燥作为保证三七品质的重要措施,其干燥是一个伴随着三七本身物质化学变化的传热传质过程。本文通过进行三七热风恒温和分阶段干燥试验,观察三七外观和质量的变化情况,分析参数变化对三七外观和质量的影响,并根据各干燥测定结果,确定三七热风干燥方法最佳参数组合,提出热风干燥的优化方案。     

烤烟人工移栽及机械移栽工艺对比

[目的]对比分析烤烟种植过程中人工移栽及机械移栽工艺的优缺点。[方法]以在曲靖大坡乡烟田试验为例,分析云南省烤烟人工移栽的传统工艺流程,提出了烤烟人工移栽的优缺点,同时分析了现有烤烟机械移栽的工艺流程,并与传统人工移栽进行了对比,提出改进机械移栽的方案。[结果]烤烟传统人工移栽有过程精细、栽烟过程灵活、可控性强、农艺安排合理和烟苗成活率高等优点,但是也存在像耗费人力物力多、工作效率低等缺点。就移栽的成活率来讲,人工移栽优于机械移栽。与机械移栽相比,烤烟传统人工移栽利于烟苗留水保墒,更容易促进根系生长。而且人工移栽时环状施肥的效果要优于机械移栽时的两端施肥。[结论]烤烟传统人工移栽较适合云南的山地地形和红土地质,但是鉴于目前农村劳动力的流失,实行烟草种植的机械化是必然的趋势。为了提高烤烟机械移栽的作业质量,就必须对之前的犁耕、旋耕和起垄等过程实施规范化作业,所以迫切需要建立现代烟草农业机械化规范与技术体系。     

导苗管式移栽机的烟苗移栽质量影响因素分析

烤烟是我国重要经济作物之一,种植面积大。烟草是以育苗移栽为主的作物,移栽是烤烟种植的重要环节,机械移栽的质量关系到烤烟的后期生长。目前,使用的移栽机主要有导苗管式、链夹式、盘夹式和吊篮式移栽机等。为此,重点分析了在移栽烟苗过程中导苗管式移栽机的优势及影响导苗管式移栽机作业质量的因素,对烟苗在移栽过程中各个阶段的运动轨迹进行了分段分析,为后续研究提供理论基础。分析认为,导苗管的倾斜角度、地轮的滑移率与移栽机的行走速度对烟苗移栽质量中的直立度、株距稳定性和漏栽率都有不同的影响。     

双导航模式果园运输机器人设计与试验

为解决果园苹果采后运输设备自主导航模式单一、无法在任意点起步或停车等问题,设计了一种双导航模式小型果园运输机器人,可根据需求选择行人引领导航或定点导航。根据选择的导航模式,采用基于OpenPose人体姿态识别的目标跟踪控制方法或基于RTK-GNSS(Real time kinematic-global navigation satellite system)的距离-方向控制方法,实现果园环境下的行人引领导航和定点导航。该运输机器人以额定负载为200 kg、速度为0.5 m/s的条件参数在果园自主作业时,行人引领导航模式下目标跟踪误差平均值小于9 cm,其标准差小于4 cm;定点导航模式下到达目标点的相对误差小于13 cm,其标准差小于1.5 cm,绝对误差小于7 cm,其标准差小于0.5 cm;定点导航模式下机器人急停避障的行驶路径与理想行驶路径间的横向偏差小于56 cm,航向偏差小于8°。试验结果表明,该机器人能满足果园自主运输和安全避障的需求。