环境友好型农药喷施机械研究进展与展望

在农林病虫害防治中,化学方法仍占主导地位,化学农药施用不当会引起农药浪费、环境污染和农药残留等问题.为此,本文阐述了国内外对农药雾化、在线混药、可变量控制、仿形喷雾、雾滴飘移控制、静电喷雾、智能对靶喷雾集成等关键技术的研究概况;综述了防飘移喷雾机、仿形喷雾机、喷杆喷雾机、杂草防除机械、果园喷雾机、智能喷雾机等6类典型地...     

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。     

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PID控制技术的喷雾机均匀化作业设计

针对喷雾机作业过程喷雾均匀化程度较低的问题,基于PID控制技术对喷雾机均匀化作业进行了设计。该喷雾机为智能喷杆喷雾机,主要组成为转向控制系统、智能平衡控制系统、变量施药系统和显示系统。喷雾机的电机采用PID控制器进行控制,利用PID控制算法—积分分离算法对电机进行闭环调速,保证喷雾机的均匀化作业。为验证喷雾机的作业性能,对其进行平衡和均匀化试验验证,结果表明:其平衡性能和均匀化作业性能良好,能够满足喷雾机的作业要求。     

果园自动对靶喷雾机的研制

将红外探测技术、自动控制技术使用于喷雾机上,研制了新型的农药喷雾机具——果园自动对靶喷雾机。本文详细介绍了喷雾机的对靶喷雾技术。试验表明该机具有良好的性能,较好地解决了现行果园中存在的浪费农药、污染环境等问题。     

果园自动对靶喷雾机的研制

将红外探测技术、自动控制技术使用于喷雾机上，研制了新型的农药喷雾机具——果园自动对靶喷雾机。本文详细介绍了喷雾机的对靶喷雾技术。试验表明该机具有良好的性能，较好地解决了现行果园中存在的浪费农药、污染环境等问题。     

果园仿形喷雾机的电控系统设计与试验

为了提高传统果园喷雾机的智能化程度，实现对靶喷施的效果，设计了果园喷雾机的电控系统。通过建立MatLab仿真模型，对步进电机进行机械特性仿真，研究电机转速与控制系统发射的脉冲频率的内在联系，针对此联系结合HC-SR04超声波传感器的电路特征和步进电机驱动器通信协议，设计了以Arduino单片机为核心的控制系统，实现了喷雾机仿形功能。台架试验结果表明：超声波测量的平均误差率均小于4%,平均响应时间均小于3s,符合田间作业需求，与传统作业方式相比，雾滴分布更加均匀，优化了喷雾机作业效果，节约了药量。     

基于PLC自动对靶喷雾控制系统的设计与试验

为提高喷雾装置的工作效率,实现实时对靶喷雾。本文利用PLC开发一套自动对靶喷雾控制系统,该系统利用激光测距传感器探测喷雾机和植株之间的距离,PLC根据激光测距传感器反馈回的距离数值判断是否存在植株,从而决定是否开启对应位置喷头喷雾。喷头输出口安装有液体流量传感器,用于实时监控液体流量。人机界面用于实时显示喷雾机工作状态和存储记录每次工作完毕后液体输出流量值。试验选取行间距约为3m,树龄约为4年的苹果园为试验基地,试验前调整喷雾机行驶速度为3km/h,喷雾压力为0.8MPa,分别在启用激光测距传感器和未启用激光测据传感器两种情况下进行十次喷药试验,研究发现采用对靶喷药功能比未采用对靶喷药功能情况下,喷雾效率提升34.76%。     

智能遥控拉移动式温室专用喷雾机的研制

为提高温室喷雾机的性能,借鉴国内外先进的经验和技术,开发研制智能遥控拉杆移动式温室专用喷雾机。介绍新型喷雾机的设计目的、总体结构、主要特点及技术参数,展望该机具的推广应有前景,为设施农业生产提供理想的喷雾机具。     

一种智能遥控变轨式喷杆喷雾机的设计

针对大面积菠萝种植人工喷药或施叶面肥作业劳动强度大、效率低等问题,基于作物种植垄距不同、生长高度不同等特点,课题组设计了一种智能遥控变轨式喷杆喷雾机。喷雾机采用履带式液压驱动,喷雾机底盘根据作物种植垄距和高度的不同,采用液压升降和液压变轨距调节适应作业要求;喷杆采用平行四边形机构液压升降调节喷雾高度,采用电动推杆实现展开与折叠;喷雾系统采用电磁离合器、电磁球阀和电控调压阀智能控制,从而可以远程控制喷雾启停并实现变量喷雾;增加倾斜报警系统,超过设定坡度值时,机器发出危险报警;喷雾机配置全景摄像头,在遥控器中显示多视角界面以及整机状态与参数,能实现200 m无线遥控远程操控作业。研究结果表明,智能遥控变轨式喷杆喷雾机应用于菠萝田间喷药或施叶面肥等植保作业,无需作业人员下地工作,通过远程控制喷杆喷雾机即可完成,能有效避免菠萝带刺叶片以及喷雾对人的伤害,大大促进了菠萝种植机械化智能化发展。     

提供智能化的精准喷雾解决方案 迪尔4630自走式喷雾机“三大飞跃”

作为智能农业领域中的领导者,约翰迪尔一直引领着精准喷雾解决方案的发展方向。目前,约翰迪尔4030系列自走式喷雾机包括4630、4730、4830和4940四种机型,其中4630自走式喷雾机以灵活高效、作业精准、回报率高等诸多优势,成为适合中国国情的精准喷雾设备首选。2012年,随着4630喷雾机在中国的本土化生产,约翰迪尔将提供更贴近用户的产品支持。     

约翰迪尔4630自走式喷雾机

作为智能农业领域中的领导者,约翰迪尔一直引领着精准喷雾解决方案的发展方向。目前,约翰迪尔4030系列自走式喷雾机包括4630、4730、4830和4940四种机型,其中4630自走式喷雾机以灵活高效、作业精准、回报率高等诸多优势,成为非常适合中国国情的精准喷雾设备首选。2012年,随着4630自走式喷雾机在中国的本土化生产,约翰迪尔将提供更贴近用户的产品支持。     

多模糊信息环境下精准施药控制方法研究

针对PID方法无法控制复杂的时变系统,以车载式超低容量自动喷雾机为载体,在车载式药液喷雾机静态施药的基础上,通过分析其对靶距离、冠幅高度、冠幅宽度、分形维数等变量因素的影响,设计模糊控制器控制喷射压力、喷射流量以及喷头的水平摆角和垂直摆角。并利用MATLAB中的Simulink进行仿真实验,结果表明:喷射压力在3 100~3 900Pa之间随距离的变化平稳波动;水平摆角和垂直摆角均在30°~70°范围内连续响应;喷射流量在0~70mL区间快速跟随,基本无振荡与超调现象,该模糊控制器对这一车载型喷雾机有较好的控制效果。     

迪尔4630自走式喷雾机“三大飞跃”

作为智能农业领域中的领导者，约翰迪尔一直引领着精准喷雾解决方案的发展方向。目前，约翰迪尔4030系列自走式喷雾机包括4630、4730、4830和4940四种机型，其中4630自走式喷雾机以灵活高效、作业精准、回报率高等诸多优势，成为适合中国国情的精准喷雾设备首选。2012年，随着4630喷雾机在中国的本土化生产，约翰迪尔将提供更贴近用户的产品支持。     

大型自走式喷雾机喷杆研究现状及发展趋势分析

高地隙自走式喷杆喷雾机是田间施药机械的主要机型,而喷杆是实现喷雾稳定作业的关键机构。近年来,为提高高地隙自走式喷雾机喷杆的精准施药水平,喷杆结构不断得到优化,喷杆减振、平衡技术日趋成熟。本文阐述了喷杆的平面、三角形立体和梯形立体等3种桁架结构,分析国内外自走式喷雾机喷杆的主要结构参数以及减振装置和智能控制系统的技术现状,概述了喷杆在减振、平衡和位姿检测方面的主要研究成果。据统计20m以上喷幅的喷雾机仅占比6.79%,10~14.9m喷幅占比73.30%,表明国内以小型喷杆为主,大型喷雾机占比小。分析了国内喷杆存在的主要问题,指出我国喷杆的发展趋势,即优化喷杆结构、加强喷杆系列产品开发、设置多级多点减振机构、提高自平衡控制水平、实现位姿智能监测调整,为我国喷杆进一步的结构优化和性能提升提供了参考。     

“农业机械智能化装备集成与产业化示范”项目5项科技成果通过鉴定

<正>2015年1月9日,山东省农业机械科学研究院承担的省自主创新专项"农业机械智能化装备集成与产业化示范"项目科技成果鉴定会在济南召开,该项目形成的"2BYFZ-4型智能玉米精密播种施肥机"、"3WPZ-650型智能悬挂式喷杆喷雾机"、"3WZCZ-1300型智能喷雾机"、"雷沃谷神4YZ-3Z型智能玉米收获机"、"雷沃谷神4YZ-4Z型智能玉米收获机"等5项科技成果通过了鉴定。鉴定专家认为上述5项成果均应用了智能化控制技术,人机交互功能强,显著降低了作业损失,提高了作业效率,技术水平分别居国际先进或国内领先。山东省农业机械科学研究院、山东大华机械有限公司、福田雷沃国际重工股份有限公司承担完成     

温室黄瓜病害对靶施药机器人设计

以温室黄瓜为对靶施药对象,结合温室环境和黄瓜种植模式设计了移动悬挂式精准对靶施药机器人系统。利用机器视觉获取黄瓜病情信息,实现基于颜色和纹理信息的病情判断和定量分析。研究光照、土壤温度、气温和湿度等环境要素的周期数据与黄瓜病害有效特征信息表达之间相互关系,预警温室黄瓜病害发生和变化趋势。病害信息和环境要素拟合信息为喷雾机运动控制提供决策依据,以病灶分布作为轨迹规划和对靶施药依据,实现PLC控制三自由度喷雾机械臂和独立喷嘴作业。室内试验表明机器人具有较好的稳定性和实用性。     

自走式高地隙喷杆喷雾机防治效果试验分析

对3WPG-600自走式高地隙喷杆喷雾机防治小麦赤霉病和白粉病的效果进行了测试,并与HH-14型背负式机动喷雾机进行对比。试验结果表明,与背负式机动喷雾机相比,3WPG-600自走式高地隙喷杆喷雾机的雾滴覆盖率明显提高,而且对防治小麦赤霉病和白粉病的效果更好。     

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。     

喷雾机导风装置设计与试验

设计了适用于风送式喷雾机的导风装置。通过对加导风装置的喷雾机各项性能指标进行模拟试验与分析,表明加导风装置的喷雾机风速、喷幅、雾滴的均匀性都有所提高。