设施蔬菜生产无人化开沟施肥机控制系统研究

为解决设施蔬菜生产存在的用工难、用工贵、劳动强度大、作业效率低、农机农艺融合不够等问题,设计基于PLC和自适应Fuzzy PID的设施蔬菜生产无人化开沟施肥机的控制系统。采用西门子S7-200 SMART PLC 作为主控制器开发开沟施肥机的控制系统,实现无人化开沟施肥;再采用自适应Fuzzy PID控制方法实现精准施肥。通过试验可得开沟深度最大相对误差为7.5%,平均相对误差为1.2%,施肥量最大相对误差14%,平均相对误差为6.6%,满足开沟控制要求和精准施肥要求,控制系统稳定性好,控制精度高,满足生产要求。     

自走式多功能开沟施肥机的结构原理与使用维护

自走式多功能开沟施肥机能一次性完成开沟、施肥、回填作业,也可单独开沟施肥,更换装置后还可单独进行回填、旋耕、除草、喷药等作业,优点是体积小、重心低、操作方便、可原地转向,适用于葡萄、核桃、枸杞、蓝莓等经济作物的开沟施肥等田间管理作业。以2F-30型自走式多功能开沟施肥机(如题图所示)为例,该机开沟深度0~35cm,施肥深度0~30cm,开沟宽度30cm,旋耕宽度105cm,除草宽度100cm,药箱容量300L,功率约20.2kW。     

果园开沟施肥机控制系统的设计

针对果园开沟施肥作业的实际需求,设计了一种基于单片机的开沟施肥机控制系统,并探讨了开沟施肥机施肥作业中开沟深度和施肥量的检测和控制方法.系统以STM32F103VET6微处理器为核心,利用各传感器采集车辆工作参数,通过控制开沟刀盘升降油缸和排肥门开度实现开沟深度和施肥量的实时调节.田间试验结果表明:开沟深度稳定性系数均...     

丘陵山区果园开沟施肥机的研制——基于农机与农艺融合

针对丘陵山区果园开沟施肥机械化水平低、人工作业劳动强度大及效率低的问题,综合考虑丘陵山区果园农机与农艺的融合,设计了一种立式单轴果园开沟施肥机。该开沟施肥机以1WG6.3型微耕机作为动力机械,额定功率6.3k W,扶手能够进行360°旋转,便于作业。田间试验表明:该机一次作业可完成开沟、施肥两项工艺过程,所开沟深大于250mm,沟宽小于500mm,抛出土壤均匀落在沟的右侧,抛土距离小于700mm,排肥均匀性较好,无漏施现象,生产率800m/h以上,作业过程中可根据农艺要求调节沟深和排肥量的大小。     

自动调节深度式果园双行开沟施肥机设计与试验

针对国内果园开沟施肥机施肥效率低、一致性差和有机肥与化肥混施难的问题,设计了一种开沟深度可自动调节的果园双行开沟施肥机.该机采用双行开沟施肥的工作方式,可一次完成果园开沟、有机肥与化肥混施、覆土一体化作业.通过理论分析对开沟装置、排肥装置和开沟深度自动调节装置等关键部件进行设计,搭建基于STM32F103的控制系统,实...     

果园有机肥开沟施肥机液压系统设计与仿真

针对目前新疆果园有机肥开沟施肥作业中存在的开沟深度与施肥量调节困难等问题,设计一种适合新疆果园种植模式的有机肥开沟施肥机,并设计一种可实现开沟深度、输肥量以及单双侧施肥自动化调节的果园有机肥开沟施肥机液压系统。开沟深度与输肥口开度调节速度设为0.05m/s,通过理论计算,对液压系统中主要元件进行选型,运用AMESim软件建立此液压系统的仿真模型并对其工作过程进行仿真分析。仿真结果表明,各项数据均满足设计要求,验证了液压系统设计及元件选型的合理性,该液压系统工作状态良好,性能稳定,为果园有机肥开沟施肥机的研发和改进提供了可靠的理论依据。     

果园履带式偏置开沟施肥机研制与试验

开沟施肥作业是果园管理的重要环节,针对浙江省丘陵地区果园果树分布密集、地形不平整的情况,研制出一款结构紧凑、爬坡性能好、具备开沟深度调整装置的履带式偏置开沟施肥机。试验结果表明,开沟深度0～300 mm,施肥效率0～6 L/m,空载爬坡角度22°,基本适应缓坡果园果树近距离开沟施肥的作业要求。      

油茶专用施肥机研制与试验

为解决南方大面积油茶林开沟施肥作业的问题,设计了油茶专用开沟施肥机。该机可一次完成开沟、施肥和覆土3项作业,工作安全可靠,受地形的影响小,满足了油茶施肥标准化作业的要求,具有很大的推广价值和应用前景。      

浅谈果园开沟施肥机的研究现状

我国果园种植面积日益增多,而现有果园开沟施肥机械已经不能满足当前生产力需求的现状,因而加强果园开沟施肥机的研究对降低劳动力及提高作业效率等有重要意义。本文介绍了国内外果园中开沟施肥机的类型及其特点,指出了国内施肥机的问题,提出对未来施肥机新的构想-集避障、开沟、施肥和覆土为一体的思路。     

1KFY-20型油茶偏置式开沟施肥机的研制与试验

为解决南方大面积油茶林开沟施肥作业的问题,设计了1KFY-20型油茶偏置式开沟施肥机。该机可一次性完成开沟、施肥、覆土三项作业。基于与机械化作业配套的油茶种植和施肥标准,提出了整体结构方案,进行了开沟部分、施肥部分、配套拖拉机功率的计算。设计了关键结构:偏置式开沟刀盘装置、适合不同肥量的搅龙排肥装置、适应南方地形的地轮和镇压轮仿形装置,并进行了开沟施肥试验。试验结果表明,可开偏置距离0.6-1m、上宽0.3m下宽0.12m、深度0.15-0.2m的条形沟,施肥量可在0.25-2.5kg/株之间调节,该机能够满足南方油茶种植开沟施肥的农艺要求。     

2FK-40型果园开沟施肥机的设计与试验

针对果园经济作物葡萄、红枣等人工开沟施肥劳动强度大、效率低等问题,设计了2FK-40型果园开沟施肥机。该机可以代替人工完成集开沟、施肥、覆土一体连续作业,并且开沟距作物根茎50~80cm,开沟宽度15cm,最大开沟深度40cm。田间试验表明:机具作业速度为1.6km/h,纯工作小时生产率0.56hm2/h,排肥均匀性变异系数2.96%,开沟深度及施肥量可以根据用户需求方便调节,能够满足果园经济作物葡萄、红枣等施肥的农艺要求。     

葡萄开沟施肥机的设计

施肥是葡萄生产过程中的重要环节之一,因其季节性强、劳动强度大,亟需实现机械化作业。研究设计一种葡萄开沟施肥机,介绍机具的总体方案与结构,阐述各主要部件的设计,并通过田间试验验证机具性能与作业效果。结果表明,该机具可以较好地满足葡萄开沟施肥的需求。     

2FPG-40型葡萄开沟施肥机的设计与试验

根据新疆葡萄种植施肥需要,设计2FPG-40型葡萄开沟施肥机,该机能一次完成开沟、施肥和覆土三项作业。机具由40.4kW拖拉机牵引和驱动,作业幅宽1.7m,一次可开沟施肥1行,最大开沟深40cm,沟宽15cm,作业速度1km/h。以机具的前进速度、开沟深度和绞龙转速为因素进行田间试验,结果表明机具前进速度和开沟深度对排肥变异系数差异并不显著,绞龙转速对排肥变异系数差异显著,各因素对排肥变异系数影响程度为:绞龙转速机具前进速度开沟深度。通过正交试验极差和方差分析得出最优组合方案为绞龙转速60r/min,机具前进速度为1.5km/h,开沟深度为30cm。     

果园开沟施肥机机架优化设计与试验

为提高果园开沟施肥机的动态作业性能,避免共振的发生,同时保证作业时开沟一致性及施肥稳定性,对其机架进行多目标优化设计。首先,建立果园开沟施肥机机架的参数化模型及有限元模型。其次,通过模态分析,得出机架的固有频率及振型,研究其对整机动态性能的影响,将一阶模态频率设定为目标函数。通过机架灵敏度分析,得到各杆件厚度对一阶模态频率的灵敏度,将灵敏度杆件的厚度设定为设计变量,将其厚度变化范围设定为约束条件。根据现代农机结构轻量化设计的要求,将机架的质量也作为目标函数。以目标函数、设计变量、约束条件为基础,构建机架多目标优化的数学模型。然后,基于Hammersley抽样方法,按约束条件选取42组试验样本进行试验设计,并计算其对应的目标值。根据试验设计结果,选用移动最小二乘法并拟合出对应响应面。其中,一阶模态频率响应面模型的决定系数R2=0.9974,质量响应面模型的决定系数R2=0.9999,均大于拟合模型要求的精度0.9,拟合精度较高,满足设计要求。最后,基于响应面以及多目标遗传算法对果园开沟施肥机机架进行结构优化设计。优化结果表明：优化后的果园开沟施肥机机架一阶模态频率由原来的35.39Hz提高到38.31Hz,提高了8.25%,且远离拖拉机的输入频率35Hz;优化后质量为389kg,满足在提升一阶模态频率下,质量最小的要求。优化后果园开沟施肥机作业的开沟一致性系数和施肥稳定性系数比优化前分别提高3.72%、3.57%,提升效果明显,满足果园开沟施肥生产要求。     

果园有机肥深施圆盘开沟机研究现状及发展对策

我国的林果业种植面积日趋增长,而现有果园开沟施肥机械已经不能满足当今劳动力短缺的现状,因而加强果园开沟施肥机的研究对降低劳动力及提高作业效率等有重要意义。为此,阐述了国内外果园有机肥深施圆盘开沟机的现状,并针对不同结构圆盘式开沟机进行研究分析,根据有机肥深施圆盘开沟机存在的问题,提出了相应的对策。     

自走式果园有机肥条铺机设计与试验

为扩展果园秸秆覆盖机作业功能,解决丘陵山地果园缺少有机肥施肥机械的问题,基于秸秆覆盖机,设计了自走式果园有机肥条铺机。整机主要由车体和条铺装置组成,其中条铺装置采用伸缩式结构,条铺间距为1.8～2.7 m,适应在行距为3.0～4.5 m的果园进行有机肥对沟施肥或行间双侧条铺,也可用于大田作物对行施基肥或条铺栽培基质。运用离散元法对条铺装置的排肥口结构进行优化,确定了最优斜口形排肥口结构。条铺试验结果表明,腐熟牛粪施肥量29.40～53.10 t/hm²,变异系数小于等于15.48%;菌渣施肥量21.45～75.00 t/hm²,变异系数小于等于6.57%;腐熟牛粪、菌渣施肥量模型的决定系数分别为0.871 3和0.963 1。果园实地试验中作业效果良好。     

我国果园开沟施肥机械研究现状及发展趋势

我国目前果园管理机械化水平较低,随着劳动力成本逐年升高,已经成为果品产业发展的制约因素。果园管理作业中,开沟施肥作业是劳动力最密集的工作环节,其机械化水平对我国果业发展有着极其重要的意义。为此,本文论述国内果园机械化生产现状,着重阐述我国有机肥深施开沟机的发展及其仿真分析研究进展,探讨当前我国开沟施肥机存在问题与发展趋势。     

自走式果园开沟机设计

徐州市农机技术推广站根据我国果树栽培较密,需要小而灵活的开沟机械的特点,经过多年试验研究,设计出小型自走式果园开沟机,其性能已达到设计指标,能满足果园开沟施农家肥的农艺要求。     

果园开沟施肥机的试验与分析

为提高果园施肥技术水平，加快推进果园生产机械化，实现林业增效和农民增收，2021年，江苏省农业机械技术推广站结合实施果园（梨）生产关键环节机械化技术集成应用项目，在前期调研的基础上，选用常州杰和机械有限公司生产的开沟施肥机进行试验，重点考核机具施肥深度、作业速度和生产效率等作业性能，为果园开沟施肥机的推广应用提供借鉴。     

果园开沟施肥机导肥机构的优化设计

针对果园开沟施肥不均匀的问题,采用离散元仿真设计对果园开沟施肥机的导肥机构进行优化。首先,分析肥料颗粒的物理参数,结合肥料颗粒下落过程中的动力学分析,建立肥料颗粒在三种导肥机构中的动力学模型。然后,先对A型、B型、C型三种导肥机构进行离散元仿真试验,分析优化出最佳C型导肥机构;最后对不同曲率半径下的C型导肥机构进行施肥均匀度仿真试验,利用边缘区域与中间区域的变异系数评价施肥均匀度,分析优化出C型导肥机构的最佳曲率半径。仿真与样机果园试验结果表明:C型导肥机构边缘区域与中间区域变异系数最小,施肥均匀度最高,A型导肥机构次之,B型导肥机构最低;在不同曲率半径的C型导肥机构中,曲率半径为600mm时,C型导肥机构边缘区域与中间区域变异系数最小,施肥均匀度最高;优化后变异系数由0.48减小到0.21,施肥均匀度提高56.25%。为果园开沟施肥机设计加工提供科学依据。