果园施药技术研究进展

水果产业一直是中国的传统优势产业,实现水果生产机械化对促进水果产业持续健康发展具有重要意义。果园施药作为水果生产中的一个重要环节,随着农药施用量的不断增加及人们对生态环境和食品安全问题的日益关注,已成为需要注意的主要问题之一。文中讨论介绍了国内外先进的施药技术与理论,分析了国内外果园施药机械与技术的研究进展,指出了果园施药机械发展中存在的问题。为促进果园施药机械的创新发展,笔者建议,进一步做好农机农艺的结合,多学科协同互助,从新品种选育、种植模式到修剪管理全面统筹考虑,才能更好地加快推进果园施药技术发展进程,在实现机械化和自动化的前提下,进一步提高智能化及信息化水平。     

香蕉落梳机气动夹持部件参数优化与试验

目前香蕉采收处理对蕉穗的夹持一般采用尖锐部件插入果轴的方式,导致卸荷后果轴不能自动脱离夹持器,不利于实现香蕉落梳机械化和自动化。针对上述问题,设计出气动夹持装置和弧形夹持部件,分析了夹持部件与果轴间的相互作用关系,确定了影响夹持部件与果轴间当量摩擦力的关键因素。试验结果表明夹持部件材料、夹持部件内弧面面积、果轴直径和气缸气压4个因素对当量摩擦力具有显著性影响(P0.05);对当量摩擦力影响的主次顺序依次为夹持部件材料、夹持部件内弧面面积、气缸气压、果轴直径。正交试验回归分析表明采用橡胶夹持部件,内弧面面积为1 885 mm~2,气缸气压为0.5 MPa,果轴直径为69 mm时当量摩擦力最大,为359.494 N,实测值为375.975 N,与回归分析结果无显著性差异。该研究可为茎杆类植物体夹持方法和夹持部件的改进与应用提供参考。     

薯类收获机挖掘深度自动控制系统设计与试验

为了提升薯类收获机械自动化水平,提高明薯率,降低伤薯率和漏挖率,减小挖掘阻力,根据垄作薯类作物种植模式,以牵引式薯类收获机为载体,采用传感器和微处理器控制技术,设计了一种挖掘深度自动控制系统。该系统包括前仿形装置、挖掘机构、液压装置和控制系统。以垄沟地面为研究对象,采用接触式深度探测机构,其仿形深度和宽度可调节,挖掘深度实时调整可有效实现减阻降耗。建立挖掘深度调节模型,设计双阈值死区控制算法,实现系统精确稳定控制,有效避免控制信号频繁跳变和超调,提高薯类作物收获性能指标。田间试验表明,具有挖掘深度自动控制功能的薯类收获机其明薯率为97.37%,伤薯率为1.49%,漏挖率为1.59%。相比采用人工收获,其明薯率提升了2.20个百分点,伤薯率降低了1.41个百分点,漏挖率降低了2.00个百分点。     

旋耕刀三向工作阻力试验及作业参数优化

以普通C型旋耕弯刀为研究对象,分析了影响刀具三向工作阻力的作业因素,确定了刀具弯折角A、刀具幅宽B、耕深C、相位角D、前进速度E等主要试验因素,以单位幅宽工作阻力为试验指标.在试验土槽模拟南方红壤黏土环境,进行L18(37)正交试验,对试验结果进行极差分析、显著性检验、k值分析及线性回归建模.结果表明试验因素对单位幅宽前进阻力影响主次顺序为C、B、D、A、E,其中B和C影响等级相当,A和D影响等级相当,B、C影响具有显著性(P<0.05);对单位幅宽垂直阻力影响主次顺序为A、C、D、B、E,其中A、B、C、D影响等级相当,具有显著性(P<0.05);对单位幅宽侧向阻力影响主次顺序为D、C、A、B、E,其中C、D、A影响等级相当,但不具显著性;综合分析得最优工作组合模型为弯折角120°,刀具幅宽80 mm,耕深80 mm,前进速度0.5 m/s.田间旋耕对比试验表明:采用优化组合模型时,手扶式旋耕机的刀轴转矩、振幅分别降低了12%和21%,整刀磨损量增加,但单位幅宽磨损量却降低了16%,碎土率和耕深稳定系数均有所提高.该研究为降低旋耕机作业能耗、减少刀具磨损及提高机具稳定性提供参考.     

高地隙隧道式循环喷雾机设计与试验

为实现烟草、葡萄等作物的高效施药,本文设计了一种高地隙隧道式循环喷雾机,各控制系统模块均通过485总线连接到嵌入式工控机,通过工控机对数据采集和执行机构进行统一控制。进行了雾滴沉积试验和药液循环回收试验,试验测得在"П"式作业形态下改变喷头安装角度会影响雾滴在冠层内的沉积分布。喷头安装偏角15°时,叶片正面的雾滴沉积均匀性最好,沉积均匀性变异系数为19.22%。喷头安装偏角30°时,叶片反面的雾滴沉积均匀性最好,沉积均匀性变异系数值为25.50%。随着喷头安装偏角的增加,外冠层叶片反面的雾滴沉积量逐渐增大,而内冠层叶片反面的沉积量在喷头安装偏角为30°时达到最大值2.93μg/mL。不同喷头安装偏角下,上冠层叶片正面的雾滴沉积量明显高于中冠层和下冠层叶片正面的雾滴沉积量,上冠层叶片反面的雾滴沉积量略高于中冠层和下冠层叶片反面的雾滴沉积量。在"П"式形态循环喷雾作业下,测定喷雾机的药液回收率为7.33%左右。试验结果表明:喷雾机具有较好的药液喷雾沉积和回收性能,在喷头安装偏角为15°和30°时喷雾机有更好的雾滴沉积均匀性和更高叶片反面雾滴沉积量。     

蒜薹采收方式及植株叶片损伤程度对鳞茎均重的影响

为探究蒜薹不同采收方式及植株叶片损伤程度与鳞茎均重之间的关联机制,开展两年的大蒜田间试验研究。试验以"苍山白蒜"和"金乡紫皮蒜"两个大蒜品种为材料,研究不采薹、手工采薹、犁刀法采薹、剪花苞式采薹及不同植株叶片损伤程度等12种蒜薹采收方式对鳞茎均重的影响。试验数据均表明,以鳞茎均重为评价指标,各采收方式对评价指标均有不同程度的影响。剪花苞式处理组指标值最高,不采薹处理组指标值最低,且两组指标值差异显著;手工采薹与犁刀法采薹的指标值差异不显著。植株叶片损伤程度与指标值呈显著负线性相关关系。研究结果为优选蒜薹和鳞茎的组合采收方式提供依据,同时也为蒜薹采收机械的研究提供数据参考。     

基于机器视觉的蒜种识别夹取试验台设计与试验

为实现大蒜的定向精确播种,提出一种基于机器视觉的蒜种精准识别与夹取方法,并设计蒜种识别夹取试验台,采用机器视觉方式确定蒜种的位置、朝向,使用机械臂夹取蒜种。采用阈值分割的方法分割蒜种和背景,对图像进行去噪,提取蒜种轮廓,根据识别像素点计算蒜种质心、朝向,经过识别训练和参数优化,确定识别阈值为110,识别成功率达到95%以上,平均识别时间0.06s。以金乡白皮蒜蒜种为试验对象,分析确定装置性能的指标为夹取成功率,影响因素为传送带速度、蒜种尺寸、种子夹取高度,通过三因素三水平正交试验分析,运用Design Expert软件对装置的关键结构参数进行优化,建立夹取成功率和各因素的回归模型,模型系数R₂²为0.9433。试验结果表明：当传送带速度0.11m/s、种子夹取高度3.5mm、选取投影尺寸510～540mm²时,夹取成功率为93.73%。研究结果可为蒜种分级和大蒜的定向播种提供一定的参考。