喷雾机内药液晃动横向力测量系统的设计

喷杆式喷雾机作为主要的农田施药装备,药箱内液体和喷雾机组构成了液固耦合系统,该系统在作业时产生的附加载荷会影响喷雾机整机性能。因此,研究喷雾机药箱内液体晃动载荷对喷雾机底盘技术、整机安全性能,喷雾作业性能的提升有着重要意义。为了研究喷雾杆式喷雾机在田间作业时药箱内药液晃动产生的横向力,对喷雾机药箱药液晃动进行了力学分析,并设计了一种测量药箱药液晃动横向力的测量系统。该横向力测量系统的线性度为0.915%F·S,重复性误差为1.597%F·S,迟滞为0.83%F·S。     

喷杆式喷雾机药箱药液晃动三向力的测量与分析

针对3WPJ-500D喷杆式喷雾机在生产实践中出现的操控稳定性差问题,从喷雾杆式喷雾机在田间作业时药箱内药液晃动产生的附加作用力入手探索,研制了专用的三向力传感器。通过田间试验测量3WPJ-5 0 0 D喷杆式喷雾机在3种行驶速度和6种加液量情况下的药箱药液晃动三向力。药箱药液晃动三向力是一种交变载荷,总体上随加液量和行驶速度的增加而增大。其中,x方向力的峰值为2 025N,出现在400L加液量、4.78 km/h速度工况下;y方向力和z方向力的峰值分别为1 8 1 7 N和5 9 6 N,均出现在5 0 0 L加液量、4.7 8 km/h速度工况下。经计算,喷雾机500L加液量、4.78km/h速度行驶时的药箱药液晃三向力的合力最大值达到2 155 N。试验结果表明:相同工况下同时获得的药箱药液晃动三向力数据的峰值出现的时刻并不一致,但主要的波峰和波谷在相位上接近。该研究可为进一步研究药箱药液晃动力对喷雾机运动的影响以及新型喷雾机的设计提供依据。     

3WPZ-4型风送式葡萄喷雾机设计与试验

为解决施药作业过程中劳动强度大、农药利用率低、流失严重,成本高等问题,结合超声波靶标探测、多柔性出风管风送与气流辅助式精量施药、精量喷雾控制等核心技术,设计与PT-115型多功能自走式底盘配套使用的3WPZ-4型葡萄喷雾机,该喷雾机喷药葡萄行距2.5~3.5m,喷雾行数4行,作业速度4.0~6.0km/h,药箱容量1600L,额定喷雾压力0.5~1.0MPa。4年生酿酒葡萄园施药作业结果表明,3WPZ-4型风送式葡萄喷雾机在额定喷雾压力时,喷雾量为37.4~78.7L/min,雾滴体积中径为132.1~251.1μm。为测试开发的施药系统喷雾性能,将精准对靶系统关闭,使用1.2mm喷嘴,喷雾压力1.0MPa,无风送时,施药量为801.2L/hm2,药液沉积率最低为53.24%,地面流失率最大为15.53%,飘移率最高为31.23%;使用1.5mm喷嘴,喷雾压力1.0MPa,有风送时,施药量为1005.4L/hm2,药液沉积率最高为71.90%,飘移率最低为15.68%;使用1.2mm喷嘴,喷雾压力0.5MPa,有风送时,施药量为408.4L/hm2,药液地面流失率最低为10.77%;无辅助风时药液平均沉积率为58.83%,平均地面流失率为14.48%,平均飘移率为26.69%,有辅助风时药液平均沉积率为68.94%,平均地面流失率为12.08%,平均飘移率为18.98%,使用辅助风使药液平均沉积率提高了17.2%,平均地面流失率降低了16.56%,平均飘移率降低了28.87%。启动精准对靶系统,试验中精准对靶系统喷雾量平均误差2.90%,药液平均沉积率为65.76%,平均地面流失率为13.40%,平均飘移率为20.84%。     

果园风送喷雾机的设计与性能试验

目前,果园生产过程中存在着施药技术落后、施药用水量大、药液利用率低和机具田间适应性差等问题,急需设计一种喷雾机,保证果园植保的高效和低残留,促进中国果业的发展,提升果品品质,加强果品在国际市场上的竞争力。为此,应用Inventor的实体建模功能进行了喷雾机各个结构的三维建模设计,对整机质心位置进行计算以达最佳的牵引配置,优化了核心部件和重要机构的结构形式和参数;设计了一种农村小动力拖拉机牵引的风送果园喷雾机,并对喷雾机喷雾喷量、药液分布等喷雾特性进行了试验研究,旨在对药液分布对风送式喷雾机的设计提供参考。     

自走式喷杆喷雾机的正确使用与简单故障排除

正大田的田间管理是一项耗费人力、财力、精力的繁琐工作。从手动背负式喷雾机、电动背负式喷雾机再到担架式喷雾机和大药桶手推式喷雾机,在使用过程中都存在参与人员多、管理耗时长、药物浪费多、治理效率低等诸多缺点。自走式喷杆喷雾机的应用可有效改变这一现状。1自走式喷杆喷雾机的优势、特点自走式喷杆喷雾机具有作业效率高、药液量分布均匀、喷洒质量好、安全性能高、效益高等特点。(1)自走式喷杆喷雾机的药箱容积可达到     

矮化密植果园喷雾机选型试验研究

为了提升林果生产机械化水平,北京市正大力推广林果矮化密植技术。为此,针对目前市场林果植保机械型号多及喷雾质量参差不齐的问题,开展了适合林果新种植模式下的植保机械选型试验研究,并选取了4种喷雾机。试验结果表明:针对果园篱壁型冠层,3种地面喷雾机在喷量为喷枪常规喷量条件下(施药量108L/6 6 7 m2),冠层雾滴分布平均密度均超过100个/cm2,对靶风送式变量喷雾机在施药量40L/(667m2)条件下,雾滴沉积平均密度达62个/cm2,植保多旋翼无人机在施药量为1L/(667m2)时,雾滴沉积平均密度达67个/cm2,均远超过20个/cm2的行业标准。因此,建议选用风量、施药量可调喷雾机或喷雾机配备不同型号喷头,以实现不同冠层密度变量施药。     

自走式果园风送喷雾机的研制

针对我国果园施药生产现状,研制一种自走式果园风送喷雾机。该机包括底盘、传动系统、液压系统和作业组件;传动系统采用分路传动,并实现各传动装置独立工作;作业组件包括雾化装置、风送装置及控制系统等;同时完成果园喷雾机底盘的抗侧翻设计。试验考核和示范应用结果表明:该机性能稳定、作业顺畅,在喷雾压力1.0MPa、风机转速1 450r/min、行驶速度1.13m/s作业条件下,树冠内部枝叶正、反面平均有61.22%、20.9%的药液附着率,树冠外部枝叶正、反面平均有77.22%、37.17%的药液附着率。     

果园喷雾机喷雾量垂直分布测试系统

按照风送式喷雾机国家标准规定的试验方法,设计了果园喷雾机喷雾量垂直分布测试系统。测试系统采用V型槽式集液装置和排放系统。测试系统能自动完成数据的采集、计算和处理,实现了测试过程的自动化,能够准确获得喷雾机垂直喷雾流量分布情况。实验结果表明:喷雾压力增大使喷雾流量增加,但对喷雾药液分布均匀性没有明显影响;提高喷雾机驱动电动机的转速,增加风速,能够使垂直方向上药液分布更加均匀,提高垂直喷雾均匀性。测试系统能够获得喷雾机在垂直方向上的喷雾量分布特性。     

3 WFQ-1600型牵引式风送喷雾机喷雾性能试验研究

我国苹果产业已经成为农民致富的重要途径之一且种植面积越来越大,近年来我国苹果矮砧密植栽培栽培模式的发展,为果园内机械作业提供了条件。本文对喷雾机进行了药液残留量、有效喷幅测试,以及药液覆盖率与雾滴沉积密度果园内试验研究。试验结果表明:3WFQ-1600型牵引式风送喷雾机喷雾性能优越,工作稳定;风机产生的气流能够搅动叶片,有很强的穿透能力;有效喷幅满足工作要求;药液在叶片叶面与叶背吸附率很均匀、充分。     

喷杆喷雾机精量喷雾测试实验台研制

精量喷施技术是大田植保作业的智慧化解决方案,而精量喷雾执行机构及其控制系统田间调试费时费力、可重复性差,且诸多参数无法调整,数据获取困难。针对这一问题,根据大田植保技术要求和喷杆喷雾机性能参数,通过对药液循环系统和喷雾测试系统等进行设计和计算,搭建了精量喷雾测试实验台。实验台主要包括喷雾测试系统、药液循环系统和速度模拟装置,可完成药液流量、压力实时感知和控制,喷杆区段独立控制、作业速度与药液流量的在线模拟与匹配。进行不同压力下实验台喷杆各段控制的喷量一致性及不同施药量、不同模拟速度下实验台的控制精度测试试验,结果表明:精量喷雾试验台动力发生装置可提供的最大压力和流量分别为1.5MPa、65L/min,模拟速度调节范围为0～20km/h,精量喷雾最大误差为1.34%,变异系数最大为0.05,能够满足精量喷雾系统调试和测试的基本要求。研究可为喷杆喷雾机智能变量作业的研究及其精量喷雾系统的设计和优化提供理论依据与技术支持。     

精准施药技术与装备发展现状分析

精准施药以提高农药利用率、降低农药残留对食品和环境污染为目的,是施药发展的方向。为此,首先介绍了国内外精准施药技术发展现状,包括变量施药控制系统、控制算法、对靶施药控制技术和基于处方图施药技术现状分析。其次,分析了国内外精准施药装备发展现状:普遍应用于果园的风送施药机极大提高了工作效率及喷雾均匀性;风幕式喷杆喷雾机适用于大田喷雾,在减小劳动强度的同时提高了喷雾均匀性,降低了药液漂失量;循环喷雾机以回收利用沉积药液为目的,可提高药液的利用效率,减轻对环境的污染。最后,通过比较国内外相关领域的研究现状,指出国内精准施药技术研究不足,需要利用电子信息和自动化技术进一步提升精准施药装备水平。     

远射程喷雾机喷雾参数优化与试验

针对远射程喷雾机作业参数选择不当导致施药过程中药液在果树冠层附着率低及浪费等问题，以3WF-100型远射程喷雾机为试验平台，研究喷雾距离、喷射角度、喷雾压力3个因素对果树药液附着性能的影响。通过单因素试验确定3个因素取值范围，利用三因素三水平的Box-Behnken Design响应面试验分析得到了优化的远射程喷雾机喷雾参数。结果表明：当喷雾压力为0.3～0.5MPa时，雾滴沉积覆盖率达到峰值，叶面为52.5%～71.8%,叶背为27.6%～32.4%;喷射角度为30°～60°时，雾滴流可覆盖果树冠层范围；喷雾距离为2.5～3.5m时，果树药液附着均匀性及雾滴沉积密度均较高。响应面试验方差分析得知：3个因素与喷雾效果呈极显著相关(P<0.01),远射程喷雾机对果树施药作业的优化参数组合为喷雾距离2.5m、喷射角度54°、喷雾压力0.48MPa时雾滴沉积量为7.09μL/cm²,提升了远射程喷雾机的施药效果。     

农用喷雾机的使用与维护

农用喷雾机是利用一定压力将液体分散开来的机具,为农业机械的一种,属于植保机械。喷雾机广泛应用于玉米、水稻、棉花、马铃薯等农作物以及牧草、园林花卉等植物的大面积播前土壤处理、苗期灭草与病虫害防治等。本文就喷杆式喷雾机的特点和常见故障作一简要介绍。1.喷雾机的特点喷雾机的主要特点有:药液箱容量大,喷药时间长,作业效率高。喷药机的液泵采用多缸隔膜泵,排量大,工作可靠。喷杆采用拉杆转盘式折叠机构,喷杆的升降、展开及折叠,可在驾驶室内通过操作液压油缸进行控制,操作方便、省力。喷雾机可直接利用机具上的喷雾液泵给药液箱加水,加水管路与喷雾机采用快速接头连接,装拆方便、快捷。喷药管路系统具有多级过滤,确保作业过程中不会堵塞喷嘴。药液箱中的药液采用回水射流搅拌,可保证喷雾作业过程中药液浓度均匀一致。     

3WPZ—2000型自走式喷杆喷雾机的设计研究

随着新疆、东北等地区大田经济作物种植面积的逐年增加,现有的中小型喷雾机存在作业效率低、种植行距限制、作物植株高低限制等诸多缺点,现代化大型精量喷雾机的开发迫在眉睫。本文设计一款自走式喷杆喷雾机,整车采用静液压驱动行走系统;驾驶室和喷杆高度液压可调,轮距液压可调,满足2 200mm以下作物高度的喷雾作业,作业效率高、适应性强。样机田间试验表明:作业工况下最高速度12km/h,转场工况下最高速度25km/h;药箱容量2 000L,传感器容量显示误差±4%;喷杆喷幅21m;轮距1 900~2 700mm液压可调,两侧变距误差≤2.5%;驾驶室和喷杆离地高度500~3 000mm液压可调;喷药系统可实现变量喷雾,整车结构性能稳定。     

3WP-1350双药液双管路喷雾机喷雾系统设计

喷雾系统是喷杆喷雾机最主要的部分之一,特别是针对棉花落叶催熟剂的喷洒,其设计是实现精准施药的关键。整个喷雾系统以拖拉机带动低压隔膜泵来产生压力,通过管路把药液输送到喷头,实现喷雾作业。基于对双药液双管路喷雾机喷雾系统的设计,为后续喷雾机的研制提供有价值的参考。     

3WP—650型智能变量喷杆喷雾机的设计与试验

针对中国大田作物病虫害防治存在的智能化程度低、劳动强度大、均匀喷药造成药液浪费和环境污染等问题,采用机电一体化技术和自动控制技术,研制3WP—650型智能变量喷杆喷雾机。该机可以实时监测并通过智能控制系统的人机交互界面显示作业速度、喷雾压力和流量、药液箱液位等参数。样机性能试验表明,在作业状态下,液位测量准确度误差在6%以内;药液不足时报警准确率为100%,能够防止因药液不足发生漏喷;同时能够实现根据机组作业速度变化实时调节的变量喷雾,提高喷量一致性和农药利用率,且变量喷雾下定量喷雾的一致性最大为4.4%,满足设计要求。     

三种果园施药机械施药效果研究

使用药液沉积变异系数Cv、农药有效利用率、地面药液沉积率和飘失率作为衡量指标,对比常用喷枪、改进喷枪和果园自动对靶喷雾机的施药效果进行研究。研究结果表明:改进喷枪和果园自动对靶喷雾机都能提高药液在果树冠层中的沉积均匀性,减少药液在地面的流失量,果园自动对靶喷雾机效果最佳。改进喷枪比常用喷枪的施药效果略有提高,果园自动对靶喷雾机会显著提高药液沉积均匀性和农药利用率。     

丘陵果园自走式小型靶标跟随喷雾机设计与试验

针对丘陵果园传统大型施药装备入园难、施药劳动强度大、作业效率低及药液浪费严重等问题，根据丘陵果园农艺特点和病虫害防治需求，设计一种丘陵果园自走式小型靶标跟随喷雾机，可配合植保无人机作业，提升果树冠层药液覆盖效果。喷雾机上集成靶标探测追踪系统与自主导航系统，靶标跟随喷雾机构采用双喷头联动式设计，喷雾角度与高度的调节范围根据雾滴运动规律进行确定，实现了果园植保自主作业。果园试验结果表明，对靶喷雾时果树冠层不同高度叶片正面的平均雾滴沉积个数变异系数为34.22%，同一高度不同采样点叶片正面的平均雾滴沉积个数变异系数为34.56%，相比于非对靶喷雾，喷施用水量、地面流失量与冠后飘移流失量分别降低26.70%、84.93%和53.50%，在减少药液浪费的同时，有效提高了果树冠层中下部叶片正面的雾滴分布均匀性。     

葡萄园喷雾机药液回收系统的试验研究

针对新疆篱架型葡萄园植保作业过程中农药用量大、有效利用率低及污染生态环境等问题,以风送式喷雾机为平台,设计了一套药液回收系统。对药液收集装置进行试验,结果表明:减小喷雾距离、收集装置内加装100～200目雾滴沉降网可增加药液回收率;当喷雾距离为1.3～1.5m时,加装雾滴沉降网后可提高药液回收率4.57%～11.48%;当雾滴沉降网目数过大时,网孔径小于雾滴直径,阻碍雾滴的沉降,导致药液回收率的下降。田间试验结果表明:在喷雾压力1MPa、风机转速1200r/min、喷雾距离1.5m的较优作业条件下,葡萄叶片正反面药液平均沉积率为52.35%,药液回收率为16.28%。     

果园风送喷雾机性能对比试验

为探究果园静电风送喷雾机与传统风送喷雾机性能差异,预估施药过程各运行参数之间的相互关系,根据风送喷雾机试验方法国家标准,对3WFQ-1600型传统风送果园喷雾机和3WFQD-1600型静电风送果园喷雾机进行雾滴垂直分布对比试验,对喷雾距离、喷雾压力、喷头型号和冠层垂直高度进行不同水平设定并进行试验,运用SPSS软件分析雾滴沉积量和雾滴沉积分布情况。结果表明:3WFQ-1600型传统风送果园喷雾机在喷雾距离1.0~2.0m的范围内对雾滴沉积分布量无显著影响,靶标高度对雾滴沉积影响最大;3WFQD-1600型静电风送喷雾机在喷雾压力1.0~2.0MPa范围内对雾滴沉积分布量无显著影响,靶标高度对雾滴沉积影响最大;3WFQD-1600型静电风送喷雾机与3WFQ-1600型传统风送果园喷雾机相比,雾滴由于受静电场力的作用,垂直沉积分布更加集中,垂直分布均匀性也相对稳定。