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...     

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。     

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。     

猕猴桃果园有机肥免开沟施肥机设计与试验

针对猕猴桃等藤架式果园狭小空间对有机肥施肥机的限制及现有施肥方式费工费时、肥效低的问题,结合猕猴桃根系浅层分布的生长特点,提出了一种机械化有机肥免开沟施肥方法。该方法包括撒肥、肥-土混合和覆土3个一体化连续步骤,施肥过程不开沟,地表不露肥。基于此,设计了有机肥免开沟施肥机,整机高度1.5 m,配套动力37.5 kW,肥箱容积1.2 m³,主要包括低矮侧座拖拉机、施肥拖车、抛肥装置、混肥装置、抗扭装置、卷轴装置。混肥装置旋转切土,实现肥-土混合以及混合层的土壤覆盖。确定了抗扭轮半径以平衡混肥装置单侧布置产生的扭矩,设计的卷轴装置可同步收放混肥与抗扭装置,并根据地形调整混肥装置倾角。通过混肥装置离散元仿真确定最优的刀机速比为32。试验结果表明,在最大设计施肥深度150 mm、施肥量5 kg/m工况下,肥-土全层混合,施肥深度的相对误差小于等于7.73%,露肥率小于等于5.56%,混肥装置平均功耗为4.7 kW,满足猕猴桃果园有机肥施肥要求。     

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。     

密植果园开沟施肥机开沟刀片设计与试验

针对现有开沟刀片在密植果园开沟施肥过程中存在功率消耗大、沟深稳定性差的问题,运用旋耕理论和试验分析的方法,设计了一种正弦指数曲线型开沟刀片。通过分析拖拉机前进速度、刀盘转速以及二者相互作用对功率消耗和沟深稳定性的影响,确定了正弦指数曲线型开沟刀片工作参数的最佳组合为:拖拉机前进速度1 m/s,刀盘转速为200 r/min。以正弦指数曲线型开沟刀片B处弯曲角、弯曲半径、C处弯曲角为影响因子,以功率消耗和沟深稳定性为响应值,通过三因素四水平正交试验,确定了正弦指数曲线型开沟刀片结构参数的最佳组合为:B处弯曲角为95°,C处弯曲角为140°,弯曲半径为9 mm。对正弦指数曲线型开沟刀片和现有开沟刀片进行对比试验,结果表明:在工作参数和开沟深度相同的条件下,正弦指数曲线型开沟刀片比现有开沟刀片功率消耗下降3.29 k W,沟深稳定性提高8.83个百分点,各项技术指标均达到了国家相关标准的技术要求。     

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。     

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。     

微型遥控果园开沟机的研究与设计

针对果园开沟仍然依靠人工、劳动强度大、效率低及小四轮、手扶拖拉机作业时通过性不好和操作不便等问题,设计了一种与微型遥控机械配套的果园开沟机。该机为遥控作业,可节省劳动力,降低了高度,通过性好,并采用附加减速器的方法改变传动比,实现了行走与作业速度不同的需求。根据运动学和动力学分析可看出,该机设计合理,功耗小,可在坡度角小于20°的斜坡上进行开沟,适合果园作业。     

国内外果园施肥开沟机的研究现状

随着人们生活水平的不断提高,水果的消费量逐年增加,林果业的种植面积迅速增长。开沟施肥是一项繁重的体力劳动,因此对果园施肥开沟机进行研究,对于满足人们对水果的需求、降低果农劳动强度及提高劳动效率有重要意义。为此,阐述了国内外现有开沟机的主要类型、开沟原理及特点,介绍了开沟机的发展现状。同时,指出了国内开沟机发展过程中存在的问题,并提出了相应的对策。     

幅宽自动控制清秸防堵装置设计与试验

针对免耕播种机在进行玉米秸秆全量粉碎还田作业时,清秸防堵装置存在清秸幅宽、秸秆抛掷距离不合理和幅宽稳定性差等问题,设计了一种幅宽自动控制的清秸防堵装置.建立清秸幅宽数学模型,确定影响作业幅宽和漏清区域的主要工作参数和各参数的取值范围;运用S型压力传感器和电动直线推杆协同作用设计幅宽自动控制系统;通过正交试验设计和EDE...     

基于LabVIEW的果园开沟深度监测系统的设计与试验

针对开沟作业过程中存在作业深度依靠人工监测准确性低、人工工作量大等问题,研制了一种基于LabVIEW的开沟深度监测系统,配套搭建了单片机下位机系统,实现了开沟深度等参数的实时监测、计算、显示与保存。为了降低作业环境、机具抖动对数据造成的影响,分别采用中值滤波、卡尔曼滤波、小波降噪-卡尔曼滤波3种滤波方法对数据进行滤波修正处理。试验验证表明:系统能够实时监测开沟作业过程中的开沟深度,并实时计算开沟深度平均值、开沟深度标准差、开沟深度稳定、作业时间等参数;对比3种滤波算法,小波降噪-卡尔曼滤波降噪效果最好,能够实现对数据的滤波修正处理,修正后系统准确性较好,能够满足系统设计需求。     

果园自动变距精准施药系统设计与试验

针对我国北方果园施药设备自动化程度不高、农药利用率低、适应性差等问题,设计了基于冠层体积估算的果园自动变距精准施药系统。施药系统的喷施臂在控制系统的控制下可以在水平和垂直方向调整喷雾距离和喷施高度,以适应不同果园的果树特征。为实现精准喷施,利用红外测距传感器组成了传感器阵列,通过该阵列探测冠层,将测得的数据用数学方法构建了冠层体积估算模型,并设计了喷雾参数调整方案,使得喷雾距离与喷雾量可进行相应调整。为验证施药系统的性能,测试了喷施臂在接收到移动指令时的响应时间与运动实际耗时以及冠层体积估算模型的准确率,并选用仿真桃树进行了定距和变距两组自动对靶喷施试验。结果表明,喷施臂的移动可实现瞬间响应,运动实际耗时与理论耗时几乎一致,冠层体积估算模型的相对误差为11.27%;与定距对靶喷雾相比,自动变距对靶喷施的农药附着率提高了18.66%,节约了30.25%的药液。     

果园施肥开沟机的研究现状

果树施肥劳动强度大、效率低,随着劳动力成本的不断提高和青壮年劳力的短缺,果树施肥的机械化需求越来越强烈,为开沟机提供了用武之地。介绍果园有机肥施开沟机的工作方式及开沟原理,分析国内外开沟机研发现状,指出开沟机存在的问题,提出相应的解决办法及今后的发展方向。     

棉花打顶机自动对行装置设计与试验

为了提高棉花打顶机的自动化水平,以高地隙底盘棉花打顶机为载体,利用传感器技术、电机控制技术和PLC控制技术,结合机采棉品种棉花种植模式,设计了棉花打顶机自动对行装置.该装置主要由检测机构、对行机构、电机控制系统、电子控制系统和控制软件组成.采用RecurDyn软件对检测机构进行运动仿真,探究运动规律,为角度传感器选取提...     

果园开沟深施肥机结构设计

为提高果园开沟深施肥的生产效率、降低劳动强度,开发了由中大型柴油机作为动力输出的集开沟、施肥、覆土于一体的开沟深施肥机,提高了开沟深施肥的机械化程度。采用变速箱对来自柴油机的动力输出进行分配,变速箱与行走轮带传动连接,与开沟装置和施肥装置链传动连接。开沟装置前端设置的破土铲能有效降低开沟阻力,减少沟底回土。采用弯曲倾斜安装的刀片可降低入土阻力,实现开沟功能,利于向外抛土。施肥装置设有入料破碎器和下料粉碎器,能有效分解受潮结块的化肥,使下料更均匀。覆土铲在机器行走过程中实现覆土功能,上下升降固定地轮和覆土铲的拉杆可调节开沟的深浅。该装置具有沟型规范、抛土均匀、回土平整、开沟深浅可调等优点,在降低劳动强度的同时大大提升了果农的生产效率。     

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。