茶园高架风扇防霜系统设计与试验

早春倒春寒气候条件下,茶树遭受严重的晚霜冻害,造成茶叶产量和品质的下降。在分析倒春寒逆温气象特点的基础上,研究了将近地上方高温空气与近地低温空气混合,实现防霜的作用机理;总体设计了以轴流风扇为核心部件的高架风扇防霜系统;对系统作用区域的风速分布特征、温度分布和温升效果,进行了试验研究。结果表明,一套功率3kW的风扇防霜系统有效覆盖面积大于1000m2,在外界气温-4℃的霜冻条件下,可提高冠层温度4℃,能够有效预防消除茶园晚霜冻害。     

茶树喷灌防霜中植株储水/冰量动态变化与影响因素研究

喷灌是园艺作物有效的防霜技术之一。为确定茶树喷灌防霜需水量和节约水资源,需研究喷灌过程中植株的储水/冰量动态变化及影响因素。本文设计了一种防滴落、茎杆水收集及称量组合装置,可直接精确获取整株茶树的储水/冰量;试验分析非冻结和冻结、微量和摇臂2类喷头条件下储水/冰量变化的异同;最后探究了冻结下微量喷头喷灌时长对储冰量和茎杆水量的影响。研究结果表明,非冻结条件下,茶树储水量变化经历积累、动平衡和干燥3个阶段;冻结条件下的储冰量随喷灌进行持续增加,并在停喷后较长时间内保持不变,即积累和保持阶段,随后依次经历融化流失和干燥阶段;相同喷灌压力和时长下,微量喷头的储水量和储冰量分别是摇臂喷头的1.2倍和2.0倍;微量喷头喷灌时长对最大储水量无明显影响,约为0.22 kg,最大储冰量则随喷灌时长的增加而显著增加,1.5 h的储冰量是0.5 h的2.9倍。微量喷头作用的茎杆水量,在非冻结和冻结条件下也较高,分别是摇臂喷头的3.0倍和2.7倍。本文研究了茶树植株表面储水/冰量变化及影响因素,改进了灌木类植物冠层截留量的测量方法,为提升防霜效果和实现精准喷灌奠定了基础。     

国产新型智能化茶园防霜机应用效果分析

早春"倒春寒"晚霜冻害已成为影响我市名特优高档茶产量和品质的制约因素,为探索更经济适用、方便可靠的防霜方法,通过对国产茶园防霜机进行示范应用,分析该机在我市茶园的实际应用效果,为大面积推广应用国产新型智能化茶园防霜机提供比较依据。     

茶园高架风扇防霜效果试验与控制系统设计

为防止早春晚霜对茶叶的危害,提高茶叶的品质和产量,进行茶园高架风扇防霜效果试验及风扇防霜控制系统设计。高架风扇防霜效果试验表明：逆温条件下,风扇防霜效果好;风扇轴线方向25m范围内温度均有不同幅度的提高,20m范围效果尤为明显;随着作用距离的增加,温升幅度减小;试验中最高升幅达3.6℃。根据试验结果设计了以PC机为主控单元、各终端节点以MSP430单片机为核心的控制系统,采用RS-485总线实现通信。各终端节点作为一个独立的控制单元,监测各节点温度并根据冠层温度和逆温条件控制风扇的开启和关闭。假定茶园上空3m高处温度为TA,茶树冠层温度为TB,则开机条件为：TA〉TB,TB〈0;关机条件为：（TA≥TB,TB〉0）U（TA≤TB）。     

茶园高架风扇防霜效果试验与控制系统设计

为防止早春晚霜对茶叶的危害,提高茶叶的品质和产量,进行茶园高架风扇防霜效果试验及风扇防霜控制系统设计。高架风扇防霜效果试验表明：逆温条件下,风扇防霜效果好;风扇轴线方向25m范围内温度均有不同幅度的提高,20m范围效果尤为明显;随着作用距离的增加,温升幅度减小;试验中最高升幅达3.6℃。根据试验结果设计了以PC机为主控单元、各终端节点以MSP430单片机为核心的控制系统,采用RS-485总线实现通信。各终端节点作为一个独立的控制单元,监测各节点温度并根据冠层温度和逆温条件控制风扇的开启和关闭。假定茶园上空3m高处温度为TA,茶树冠层温度为TB,则开机条件为：TA〉TB,TB〈0;关机条件为：（TA≥TB,TB〉0）U（TA≤TB）。     

茶果园防霜机械系统的防霜机理与技术

茶、果园防霜技术在日本已是较成熟的技术,镇江市从2007年开始引进试用,取得了很好的效果。根据三年的试验结果,从茶园霜冻害的特点和成因、茶园霜冻害发生的机理、防霜机械系统的防霜作用等方面作了一些分析,同时根据茶园防霜的技术要求提出了设计、安装和和温度设定的技术要点。     

国产新型茶园防霜机应用效果试验

<正>早春"倒春寒"、晚霜冻害已成为影响十堰市名特优高档茶产量和品质的制约因素。为探索更经济适用、方便可靠的防霜方法,2012年,十堰市农机技术推广中心从江苏大学引进了6台"风科"茶园智能化防霜机,分别安装在十堰市张湾区凤凰山茶场和竹溪县汇湾乡九里岗茶场,通过进行防霜冻试验,取得很好的效果。一、茶园智能化防霜机防霜原理一般早春出现霜冻的时候,均晴朗无风,昼夜温差达10℃以上,这种天气会伴随着"逆温"现象的发     

茶园使用防霜机械系统的初探

随着早茶价格的上升,制作高档茶叶的早芽良种种植面积迅速扩大.由于江苏省早春气温不稳,茶园遭受霜冻危害时有发生,给茶农造成的经济损失巨大.为探讨方便、省事、可靠的防霜办法,引进日本茶园普遍采用的DFC1030-3K型茶园防霜机械系统进行试验,探索该机械系统在我地实际应用的效果,为茶园各种防霜措施比较提供科学依据.     

茶园防霜机在无霜害情况下的作用新探

茶树在轻度霜冻情况下,不一定会形成霜害,只有当霜冻发生,茶树所承受的低温超过其所处生育期的抗寒极值时,才会发生霜冻害。茶园用机械防除霜害,比传统烟熏、覆盖、喷水等农业措施省工、省时、自动化程度高,是一次性投人多年收效的物理防霜措施,除霜效果已在近年的生产实践中得到证实,特别是2013年,在防除连续5次霜冻的过程中,为茶农增收、茶园增效发挥了十分显著的作用。     

茶园防霜技术及设备推广研究

茶园防霜机是现代茶园的标志性设施，是现代化农业工程和技术在茶叶生产中的集中应用，是智能化农业机械产品。与传统茶园的覆盖、烟熏、喷水等防霜技术相比，防霜机具有自动化程度高、使用寿命长、操作简单、省工、节能环保、安全稳定等优势。     

田间茶树冠层三维信息获取及其高度和轮廓表达方法

茶树的冠层信息是茶树田间管理的重要内容,也是茶叶机械化作业机具设计的重要依据。针对传统的作物冠层信息获取方法费时费力、主观性强且易造成损伤等问题,提出了一种茶树冠层高度和轮廓的获取与估计方法。首先,通过3D LiDAR从多个站点采集茶园的点云数据,对原始点云进行姿态矫正、ROI划分、配准、降噪以及高程归一化预处理,得到高程归一化的茶树点云。其次,通过反距离权重插值法、不规则三角网插值法在不同空间分辨率下生成茶树的冠层高度模型（Canopy height model, CHM）,其中,空间分辨率0.05m下不规则三角网插值生成的茶树CHM具有较好的插值精度,模型产生的凹坑也相对较少。最后,分别以90~100间的21个百分位数提取CHM的栅格值作为茶树冠层高度与实测值比较,结果表明,第98.5百分位数时估计值最为准确,与真值间的相关系数为0.88,平均绝对误差为3.17cm,均方根误差为4.16cm。此外,在高程归一化的茶树点云中提取20处冠层断面点云,分别采用椭圆模型、高斯模型和二次多项式模型拟合了冠层轮廓点云,其中,二次多项式模型能更好地反映茶树冠层轮廓特征,点云与拟合曲线间平均最小距离的均值为2.60cm,方差为0.21cm2。研究可为茶园现代化管理和茶叶机械化作业机具的设计提供理论支持。     

茶园天气信息采集与无线发送装置设

基于单片机和GSM技术,开发了用于茶园防霜的天气参数采集与无线发送的新型装置.其硬件系统由AT89C52单片机、A/D转换器、TC35i GSM模块、RAM数据存储器、键盘显示器、微型打印机、天气参数传感器及电源等组成.软件采用汇编语言编制,主要功能包括:系统设置、短信接收和发送、数据采集存储和查询、结果显示及打印管理等.该装置能实现可靠的天气信息实时采集和无线传送,可用于茶园小气候的监测和晚霜冻害预警及控制.     

3YZ-80A型履带自走式玉米行间喷雾机设计与试验

针对玉米中后期封行后人工施药劳动强度大、作业效率低、传统喷雾机喷药穿透性差,且窄行距下机具行走稳定性差等问题,结合玉米种植农艺和冠层中部病虫害防治的要求,设计了3YZ-80A型履带自走式玉米行间喷雾机,该机主要由自适应仿形履带差速驱动底盘、Y形双喷头脉冲式喷雾装置、喷药监控系统组成,能够满足600mm以下的窄行距玉米冠层中部叶片喷施作业的空间要求。为了提高作业效率和喷雾效果,以喷射角、药液嘴位置、喷施距离为试验因素,雾滴体积中径D50为喷雾系统性能评价指标,开展二次旋转正交组合试验,利用Design-Expert 8.0.6软件对数据进行方差和响应面分析,建立试验因素与指标之间的数学回归模型,分析了显著因素对评价指标的影响变化规律,得到喷管最优组合参数：喷射角为60°、药液嘴在喷管上的位置为610mm、喷施距离为2.37m。田间试验结果表明,随着作业速度的提升有效防控区域显著降低,当作业速度在0.6~1.1m/s时,雾滴覆盖率大于10%的有效喷施幅宽为6~8m;当作业速度大于1.3m/s时,雾滴覆盖率大于10%的有效喷施幅宽不足4m。     

采茶机滚切刀的运动分析和设计

制茶的第一道工艺就是茶青的采摘,茶青采摘的及时与否直接影响到茶叶的品质和产量。现在优质茶青都是手工采摘,强度大,效率低,采茶机能够降低茶农采茶的劳动强度,提高采茶效率。为此,结合河南省科技重大烟机茶叶专项子项目烟叶编杆机,重点介绍了如何利用Solidworks软件对采茶机滚切刀进行运动分析和建模设计。     

对小型茶树开沟和施肥一体机的有限元分析

目前,在广西等地区的茶树开沟和施肥主要依靠纯人工的方法进行,虽然目前有用于茶树的开沟与施肥的机械,但限于成本以及广西丘陵地带等地理条件的制约,市场上茶树的开沟机械无法适于广西地区的使用,而人工的方法劳动强度大,不利于大规模地进行茶树的种植。为了解决农民在对小型茶树开沟和施肥过程中劳动强度大等问题,提出了一种小型茶树开沟和施肥一体机的机械,并在此之前申请了国家发明专利。运用UG对该机械进行有限元分析,以此来验证茶树开沟和施肥一体机的机械化强度满足生产要求,旨在提高茶树种植业的经济效益和产品化水平,满足茶叶的增长需求。     

植保无人机精准覆盖航迹规划算法设计与验证

植保无人机作业航线规划中,应尽量降低无人机能耗、减少药液的浪费.为此,提出了一种航线规划算法,在保证无漏喷的前提下,基于贯穿线理论分析可知,以待作业区域边界为起始边进行作业航线规划时可获得较少转弯次数和冗余覆盖率;利用转弯区域的平行四边形理论,求解可完全覆盖作业区域的最小平行四边形,获得最小的冗余覆盖率;构建作业航线覆...     

基于风送辅助的螺旋风送装置结构设计与试验研究

针对目前喷雾作业中的雾滴雾化效果差、沉积率小、叶片背面药液附着率低等问题,设计了一套由风箱和螺旋风口套组成的风送装置。运用CFD技术对风送装置的流场进行了仿真,结果表明:该风箱结构具备较好的分布风压的能力,螺旋风口套结构能够极大地提高出口风速且改变风向。对装有螺旋风口套和未装有螺旋风口套的两种工况下的试验平台进行喷雾作业,并对雾滴覆盖率和雾滴粒径体积中值等参数进行测量,结果表明:螺旋风口套安装后,提高了树冠各层的雾滴覆盖率,叶片背面药液附着率提高了2.7%,叶片正反面的药液附着率差值缩小至9.6%;树冠的雾滴体积中值直径相比减小了21.6%,说明螺旋风口套的设计细化了雾滴直径,提高了雾滴覆盖率和药液利用率。     

北方茶树冻害气象监测指标研究与分析

为科学指导北方茶农进行冻害防御,分别开展了冻害观测和调查、茶园调研、专家咨询、茶农和专家座谈等工作,统计分析了1966年以来山东茶区27次重度以上冻害过程,学习和借鉴部分南方省份茶树冻害等级气象指标,结合茶树引种到北方后经过几十年驯化,抗冻能力已明显提高的实际情况,分别制定了北方茶树越冬期冻害和春茶期冻害气象监测指标,并进行了实际观测和验证。结果表明,北方茶树冻害气象监测指标可作为指导北方茶园防冻的科学依据。     

砒砂岩区沙棘定植株与萌蘖株生长指标间的关联分析

砒砂岩区为中国自然生态环境最为恶劣的地区之一。多年来的科学研究和生产实践均证明,沙棘为适应这一地区的最佳先锋植物。2～8a沙棘定植株的平均高、地径分别与萌蘖株高、冠幅间存在着较好的正相关关系;中等盖度（40％～70％）的沙棘人工林分,其萌蘖能力最高。生产实践中可充分利用沙棘萌蘖性能强的优势,有效降低种植密度,减少种植成本,实现砒砂岩区快速、经济、高效恢复植被的目的。