稻田株间除草部件工作机理及除草轨迹试验

稻田杂草对秧苗生长有很大影响,特别是稻田中的稗草,稗草与秧苗严重争夺生长资源,且为杂草的主要种类。稻田行间杂草去除机械较为成熟,株间及靠近秧苗附近杂草去除技术成为了研究的重点。为此,利用秧苗和稗草的生长初期不同的特点,设计了一种株间除草盘,该部件以稗草为主要去除对象兼顾其它杂草,并对其除草机理与除草轨迹进行研究。该部件采用旋转工作方式,在配套动力的带动下前进,除草盘在旋转的过程中深入泥土,将杂草"挑出"或"打掉",使之根部浮于在水面上或搅动泥土将杂草掩埋,从而完成稻田株间除草作业。     

双弧形水稻株间除草部件设计及切土轨迹研究

稻田机械除草技术是影响稻米质量的一项关键性生产技术,利用除草机械在播种不同时期对稻田进行除草,既能杀除田中的杂草,又减少了对环境的污染。目前,国内的稻田除草机械主要针对行间杂草去除,而株间除草技术成为科研人员研究的重点。为此,设计了一种双弧形的株间除草部件,并对部件切土轨迹进行室内土槽试验分析,得到了较好的分析效果。     

水田株间立式除草装置的设计

机械除草是解决除草剂大量使用而造成环境严重污染、杂草抗药性增强等危害的最佳方法。针对株间杂草难以控制的问题,设计了一种水田株间立式除草装置,并对其结构及工作原理进行了阐述。运用Pro/E软件建立了三维模型,并通过ADAMS软件对株间立式除草刀盘进行运动学仿真,获得株间立式除草弹齿的除草轨迹。对仿真结果进行分析,得出了最佳速比为1.65、齿数k=8时最接近各参数要求的结论,为水田除草机整机关键部件的研制提供了理论依据。     

高效型水田行-株间同步机械除草装置设计与试验

为了有效去除水稻行间、株间杂草,提高机械除草的作业效率,研制了一种高效型水田行-株间同步机械除草装置。该装置与水田插秧机底盘配套,分别配备株间和行间除草部件,可同时对株间、行间杂草及土壤进行剪切、翻耕,并采用二级仿形机构配合除草部件完成作业。田间试验结果表明:影响除草率和伤苗率的主次顺序均为前进速度除草轮类型;随着机具前进速度增加,除草率和伤苗率均先降后升。综合试验结果表明:伞状除草轮(A)平均除草率最高,在0.7m/s和1.0m/s前进速度下,株间平均除草率为74.6%,整机平均除草率为83.6%,平均伤苗率为1.6%,符合水稻田机械除草作业的技术指标。     

稻田株间除草机构除草过程中伤秧影响的试验研究

稻田杂草是影响大米产量和质量的一个重要因素。鉴于化学除草的负面影响,机械除草技术一直是国内外科研攻关的重点,但如何降低除草过程中工作装置对秧苗的损伤和影响成为研究的难点。为此,对稻田机械式株间除草机构的主要因素的秧苗损伤情况进行了试验研究。试验在机插稻田进行,稻苗行间距28~31cm,株间距14~15cm。试验在秧苗移栽后7天左右进行,该时间为稻田第一个出草高峰期,试验采用二次旋转正交试验方法,应用Design-Expert进行试验分析,获得了株间除草主要工作因素机器前进速度、除草盘转速、除草深度之间单因子及交互作用对伤秧率的影响。移栽7天时,田间试验在保证除草率的前提下确定了低伤秧率株间除草机构的工作参数为机器前进速度为0.38m/s,除草盘转速162.75r/min,除草深度为43.9mm,此时除草率为80.5%、伤秧率为3.8%。     

智能化作物株间机械除草技术分析与研究

非化学除草方式是生产有机农产品的前提,传统的机械中耕除草技术可有效去除行间杂草,但株间杂草密集度大且分布区域不连续,目前以人工除草为主,效率低且劳动成本高。机械除草作为化学除草的有效替代,除草高效且无化学药剂残留,符合绿色精准农业的发展要求,引起国内外众多学者的关注。为此,介绍了传统除草技术及株间除草技术的现状,重点介绍了国内外株间除草装置的关键部件与智能化系统,并分析比较了各种除草技术的优势与不足,最后对智能化作物株间机械除草技术作了总结和展望。     

果园耕耘机避让系统的设计

在果园幼树时期,杂草对幼树的成活率和结果时间有较大的影响,所以除草作业是果园生产管理必不可少的一个环节。现有的果园除草设备大多数是针对行间杂草,而少数株间除草设备仅能除去株间杂草,不能对果园的杂草进行全方位清除。针对此问题,该文介绍了一种行间、株间一体化全方位自动除草机械,行间除草通过错开的2组弹齿耙进行耕作,株间除草利用液压驱动刀具旋转避障,有效地提高了耕作效率。     

激光除草技术在陆稻田间的应用研究

除草剂的广泛使用引发了环境污染、生物多样性减少、杂草群落变迁和杂草抗药性等诸多问题。激光能够快速加热植物体内的水分使植物细胞破裂死亡。通过对激光除草技术在陆稻田间除草应用的研究,分析了激光除草技术在农业中的应用现状和激光技术应用于田间除草亟待解决的问题,给出了一种应用于陆稻田间除草的激光除草系统,主要包括系统控制部分、田间定位导航部分和图像识别部分。最后针对激光除草研究的问题提出了建议。     

旱田机械除草机的关键部件配置及工作原理

【目的】针对当前的除草现状、存在的问题及人们对绿色无公害农产品的需求,设计了一种旱田机械除草机。【方法】课题组分析了旱田机械除草机的关键部件配置及工作原理,阐述了滚切式除草圆盘结构、除草弹齿结构,通过行间除草机构与株间除草机构,采用物理方法有效清除杂草。【结果】旱田机械除草机不使用化学药剂除草,劳动强度低、效率高、成本低、有效改善土壤状况,大幅度提高了有机种植的机械化水平。【结论】机械除草技术将以其独有的优势在杂草控制中起重要作用,同时随着人们对环保及健康认识的不断加深,机械除草机是未来代替化学除草最为有效的方式之一。     

作物株间机械除草技术的研究现状

作物行间除草技术和装备已趋于成熟,而株间除草技术由于受到作物识别与定位技术的限制,至今仍是一个研究热点。为此,针对株间机械除草,国内外均从纯机械的株间除草机开始研究,后得益于传感器技术和计算机技术的发展,自动控制逐渐得以应用。目前,研究最多的是基于机器视觉和GPS导航的株间除草技术,而作物识别与定位依然是研究的关键点和难点。未来将着力研究用于杂草和作物检测的传感器技术,并利用"互联网+"、大数据、云计算等技术,以期实现作物株间除草的在线控制,进而实现全过程自动化。     

水田株间除草机械除草机理研究与关键部件设计

针对现有水田株间除草机伤苗率高等问题,进行机理分析和改进设计,采用左、右2组弹齿盘对称安装,通过软轴带动除草弹齿盘旋转,完成除草功能。通过对除草关键部件弹齿盘的运动学和水田植物(水稻稻苗和稗草)的强度分析,建立了弹齿盘的运动学模型以及水田植物的受力模型、应力模型。通过水田植物的应力模型分析,建立了水田植物的强度条件,并根据水田植物(水稻稻苗和稗草)的物理特性、弹齿盘基本参数,获得了除草盘转动角速度、弹齿数量的取值范围,并通过室内土槽试验确定了弹齿盘转动角速度为25.1 rad/s、弹齿数量为5。通过田间性能检测,结果表明,除草率为80%、伤苗率为4.5%,均达到了农艺技术指标的要求。     

Economic weeding method for irrigated rice production in Bangladesh

The study was conducted at the Bangladesh Rice Research Institute Regional Station, Comilla, during three rice growing seasons. The experiment consists of six weeding treatments with three replications. The objective of the experiment was to determine an economic weeding method as well as to improve water management practices of paddy rice. The study indicates that the continuous ponding (100–150 mm) is not effective for weed control and high yield. Similarly, continuous ponding of 30–70 mm with one hand weeding is not economically sound. Two hand weeding or one hand weeding plus herbicides can be recommended where labors are available. Otherwise only herbicides should be used to make weeding economic for profitable rice production. The study reveals that continuous ponding required about 1.5–2.0 times more water than intermittent irrigation.     

射流式水田株间除草装置设计与试验

针对水田株间除草作业劳动强度大、株间除草率低、易损伤秧苗等问题,提出一种水射流除草方法,以此设计了一种射流式株间除草装置。首先通过理论分析与参数计算确定了射流倾角为31°,喷嘴直径为0.004mm,运用动量守恒定理、粘性流体力学和土力学原理进行分析,建立了喷嘴临界破土压力模型,得出喷嘴临界破土压力为0.53MPa。进行水稻根系抗冲断极限水压试验,确定了喷嘴出口压力上限为1.5MPa。进行台架试验,选取装置前进速度和喷嘴出口压力为试验因素,以除草率为试验指标,采用二次正交旋转组合设计,建立了试验指标与影响因素回归模型。运用Design-Expert 8.0.6软件对试验数据分析并进行验证试验,结果表明,当装置前进速度为0.3m/s,压力为1.5MPa时,除草率为90.62%。满足水田机械除草作业农艺和技术要求。     

基于DeepLabV3+的稻田苗期杂草语义分割方法研究

稻田杂草位置获取是靶向喷施除草剂和机械智能除草的基础,为实现自然光照环境和水田复杂背景下稻田苗期杂草的信息获取。以稻田恶性杂草野慈姑为研究对象,提出一种基于全卷积神经网络的稻田苗期杂草语义分割方法,利用DeepLabV3+对秧苗和杂草进行语义分割进而获取的杂草位置信息。首先人工田间采集稻田苗期杂草野慈姑的RGB图像,通过图像标注工具LabelMe人工标注图像中秧苗、杂草和背景的各个像素点,70%数据集用于DeepLabV3+网络模型参数的训练,30%数据集用于测试DeepLabV3+性能。然后与FCN和U-Net两种语义分割方法进行比较,所提出的DeepLabV3+语义分割方法准确率、均正比、频权交并比和F值等性能指标都最优,试验得出：DeepLabV3+模型像素准确率最高达到92.2%,高于U-Net和FCN方法的准确率92.1%和84.7%。所提出的方法能对稻田苗期杂草、秧苗和背景像素进行准确分割,满足智能除草和除草剂靶向喷施的实际应用需求。     

自走式茶园除草机的设计与试验

为了解决现有茶园除草人工除草效率低下、化学除草农残超标、密植茶园行距较小等问题,设计了一种小型自走式茶园除草机。详细介绍了机具的基本结构、工作原理和性能参数,重点对该机动力、除草轮和传动系统进行了选配设计,最后通过4因素3水平的正交试验,找出影响除草效果的因素。试验结果表明:对除草率的影响程度大小依次为除草轮转速、除草深度、除草刀个数、机具前进速度;综合功率消耗的情况,得出除草效果最优组合为除草轮转速为350r/min、机具前进速度0.8m/s、除草深度30mm、除草刀个数为6;此时的除草率为80.7%,能够达到较好的除草和控草效果。     

倒V型稻田株间除草装置虚拟仿真及验证

针对现有稻田株间除草装置除草率低、伤苗率高的问题，对已设计的倒V型稻田株间除草装置进行有限元虚拟仿真。采用ALE多物质单元体算法建立土壤—水耦合模型，运用罚函数法，对除草爪与土壤—水模型进行流固耦合。采用二次正交旋转组合试验设计方法选取机器前进速度、除草爪转速与水层厚度进行虚拟仿真试验与分析，得到各因素及其一级交互作用对除草爪与土壤—水模型扰动率的影响规律，影响扰动率因素为除草爪转速>水层厚度>机器前进速度。通过对虚拟仿真试验结果进行优化设计，得到倒V型株间除草装置最佳因素参数组合为机器前进速度为053 m/s，除草爪转速为180 r/min，水层厚度为0.01 m。通过对仿真优化设计结果室内试验验证可知，倒V型稻田株间除草装置在最佳因素参数组合下进行除草作业平均除草率85.04%、平均伤苗率3.62%，满足稻田机械株间除草农艺要求。     

茶园微耕机的设计分析

茶园的除草、施肥、松土是茶叶生产过程的重要环节,而传统的工作方式都是人工操作,作业效率低、劳动强度大。为了提高茶园的除草、松土效率,设计制造一种茶园微耕机,并对微耕机进行性能试验。试验结果表明:该微耕机耕作幅宽443mm、耕作深度153mm,旋耕刀能够有效防缠草,松土效果好,满足了茶园农艺要求;耕后表土细碎,土肥掺和均匀,满足了茶园管理要求。同时,该机可用于其它菜地、稻田旱地等除草松土作业。     

2BYS—6型水田中耕除草机设计与试验

简述了2BYS-6型水田中耕除草机的结构、工作原理及关键部件的设计,对该机旋转除草和摆动除草两种工作部件运动作了理论分析.田间试验结果表明:该机用于机插秧水稻田除草行间杂草平均除净率(相对除净率)78.1%,中耕深度4.39 cm,作物损伤率不大于6.89%.