智能清粪机器人系统的设计与试验

针对现代化封闭式养殖舍内漏粪板上粪污不能完全掉落至集粪槽的问题，设计了一种智能清粪机器人。设计基于ROS系统和激光雷达，以SLAM算法为基础，利用小型工控机为上层控制器，ARM系列芯片为底层控制器，融合红外和超声波传感器技术，实现所需功能；采用万向轮与两个对称驱动轮形成三点支撑行走架构，保持机体运行稳定；前后各设水喷头用于干固粪污的湿润及刮后漏粪板的清洗；刮粪板采用耐磨橡胶材质，避免与地面发生刮刺，影响漏粪板平整及刮粪板使用寿命，刮粪板置于机身前端下部，跟随整机行走，实现清粪功能。试验结果表明：清粪机器人能实现自动行走、自主建图、自动充电与加水，有较好的识别障碍物及路径规划功能，能实时清理猪舍粪污；在同等清洁度要求下，可减少人工，降低劳动强度。研究结果可为大栏畜禽养殖舍内漏粪板上粪污智能化清理设备提供参考。     

粪草混合沼气发酵工艺研究

在沼气推广工作中,冬季低温,池容产气率低和用户人、畜粪类原料不足是经常遇到的实际问题。对此,我们于1990年10月26日～1991年10月20日先后进行了粪草混合沼气发酵工艺的小型试验研究。其目的是通过不同原料配比来提高冬季池容产气率和探索粪草混合发酵工艺的最佳途径。     

存储时间和固体含量对水泡粪甲烷发酵性能的影响

在规模化养猪场中,生猪的转栏和出栏使猪舍储粪池水泡粪的存储与排放具有周期性,而季节性用水量的差异还会导致水泡粪总固体物(TS)含量的显著变化,影响其后续甲烷发酵的效能。文章利用静态发酵试验,对比研究了存储时间(14 d,28 d)和TS(3%,5%和7%)对水泡粪甲烷发酵性能的影响。结果表明,较长的存储时间和较低的TS可使水泡粪甲烷发酵的产甲烷效能和污染物去除性能更佳,而存储时间的影响要显著大于TS的影响。对于存储时间为28 d,TS为3%的水泡粪,其累积甲烷产量和比产甲烷速率分别可达3.02 L·L-1和0.13L·L-1d-1,溶解性COD和挥发性固体物的去除率分别达到63%和55%。对于存储时间为14 d的水泡粪,由挥发性脂肪酸积累导致的较低pH值,会严重抑制产氢产乙酸菌群和产甲烷菌群的生长代谢,是限制其甲烷发酵性能的主要因素。     

规模化养猪场清粪技术现状及发展建议

近年来,国家大力提倡畜禽标准化和规模化养殖。但大规模的养殖带来一些问题,如猪的粪尿清理。猪舍中的粪便是猪舍内空气污染的主要来源,如果粪便清理不及时,粪尿很容易分解产生对人畜健康危害很大的NH3、H2S和CH4等有害气体以及滋生细菌,极易诱发呼吸道疾病和传染病。为了保证生猪的健康生长环境,必须对猪舍定期进行粪尿清理。因此,深入开展清粪相关技术和配套设备的研究,逐步提高清粪工艺的现代化和机械化水平是一条切实可行的有效途径。该文介绍了清粪技术以及国内外清粪机械的研究现状,提出了未来发展趋势及建议。      

9FL-1.0型轮式电动清粪机的设计与试验简介

针对甘肃省小型养殖场牲畜粪污机械化清理无机可用和小规模养殖场对适宜清粪机具的需求，设计了一种集粪污清理、推送、堆集等作业功能于一体的小型轮式电动清粪机，介绍了机具的基本结构、工作原理和主要技术参数，对机具的铲粪斗机构、翻转机构等部件进行了分析设计，确定了影响电动清粪机作业合格率的主要技术参数，并对整机进行了作业性能试验。性能试验结果表明，在机具平均作业速度为5.6km3/h时，机具单次充电可连续作业7.8h，机具清洁率为92%，滑移率为13%，作业效率为18m3/h，各项指标达到了设计要求和相关标准要求。     

蚓粪对厌氧发酵影响的初步研究

为了探究蚓粪对废水厌氧发酵的影响，在厌氧发酵瓶中加入了质量为废水质量5％的蚓粪，使其与不加蚓粪的发酵瓶在同等条件下进行厌氧发酵，从产气量、pH值、COD降解速度等方面进行了两期的对比研究。试验结果表明在加入蚓粪初始，即第一期，试验组比对照组产气量高，pH值有利于发酵进行，但由于蚓粪的加入，厌氧发酵瓶内废水的COD浓度也增大了，这样会加大前期厌氧反应器运行负荷；而在消除蚓粪本身产气的第二期，发酵产气量、COD降解速度都明显优于对照组。试验结果表明，蚓粪对厌氧发酵微生物有明显的促进作用，沼气发酵反应器中加入5％的蚓粪，可以提高沼气产率与GOD降解速率，使pH值更趋稳定。     

自走式养殖粪水注射施肥机设计与试验

针对目前养殖场养殖粪水产量大、配套耕地面积小且分散,小型粪水注射施肥机缺乏及利用率低问题,设计了主要由底盘、罐体、吸排肥系统及开沟施肥注射器等部件组成、容量为6m3的自走式养殖粪水注射施肥机。阐述了施肥机整机结构及工作原理,对施肥机罐体结构、吸排肥管路系统、控制监控系统、粪水均分器及取力器等关键部件进行了设计与计算,对核心部件粪水均分器进行了流场模拟分析与优化改进,确定了粪水均分器结构形式及各分水管出口开口角度。按照设计要求对施肥机进行了试制,并以猪场养殖粪水为原料进行了田间试验,结果表明：该机可实现粪水多通道多方位自动吸排、循环流动、注射断流及防堵监测报警等功能,施肥机行进速度为4km/h时,注射深度为92.8mm,注射深度稳定系数为94.6%,各行施肥量一致性变异系数为5.3%,各项指标与设计值相符,且满足农艺要求。     

畜禽养殖粪水还田技术

根据目前畜禽养殖粪水处理利用现状,结合国内外粪水还田技术的先进经验,本研究构建了粪水还田技术工艺流程,并对粪水还田前的预处理、无害化、贮存、输送、还田方法等工艺环节提出了相关技术要求,促进了畜禽粪水的农田利用,又可防治环境污染,实现种养结合和农牧循环绿色发展。     

畜禽粪尿撒施车

利用猪场中的粪稀．使之既可做有机肥使用．又不造成环境污染,达到彻底消除畜禽粪便污染环境的目的。该车可由京郊现有较多的40．43kW拖拉机牵引并提供抽取动力．可将存放在储存池中的猪粪稀吸人粪灌内,用车后配备的施肥器深施到耕作层。该车采用真空负压吸粪技术．保证粪尿不与真空泵接触,延长了泵的使用寿命。该车粪灌容量3～5t,5min内可完成吸粪过程。是彻底解决养猪场粪稀的有效生产工具。     

规模化养猪场粪便贮存方式及土壤承载力

以水冲粪和水泡粪为试验材料,测定其上层和底层干物质、总氮、总磷和总钾的含量,并讨论其含量随时间的变化规律,对粪水进行土壤承载力分析,得到粪水安全施用量和养分消纳所需的土地面积数的计算公式。结果表明,粪水的储存时间为180 d时,总氮、总磷、总钾含量分别平均减少58.38%、84.19%和47.69%;在干物质含量较低的情况下,可根据公式估算某种元素的粪水安全施用量和消纳养分需要的土地面积。      

无臭式重力干清粪工艺设计及关键技术运用

为实现机械化处理生猪粪污,适应规模化发展需要,开发了无臭式重力干清粪工艺。介绍了无臭式重力干清粪工艺技术要点,通过在部分养殖场的实践运用证明,无臭式重力干清粪工艺集成技术可节约养殖用水、防治恶臭、实现废污无害化处理和肥料化、能源化应用,具有极大推广价值。      

2BFS-8型水稻芽种播种施肥机设计与试验

设计了2BFS-8型水稻芽种播种施肥机,可一次完成平田、开沟（厢沟、畦沟、肥沟）、作畦、播种、施肥、压种、盖肥等工序。采用振动阀门的槽轮排种器,可实现水稻芽种定量精密分行条播,并防止伤芽和断条。采用常规槽轮排肥器与施肥开沟器,可实现常态化肥分行深施。由组合式开沟器形成的多沟并举,有利于水肥有效管理和光、温充分利用。室内台架和田间生产试验表明,该机主要技术性能指标均达到国家相关标准规定。     

可调节水稻筑埂开沟一体机设计与试验

为解决当前江苏农垦各分公司水稻种植过程中筑埂作业质量不高、效率低、水直播田需人工二次筑埂修沟、劳动强度大、成本高等问题，研制一种适应垦区规模化作业条件下的可调节水稻筑埂开沟一体机。对筑埂开沟一体机整体结构进行总体方案设计，确定齿轮箱传动比分别为1.25和1.69。田间试验前，调整角度调节装置使其适用于不同区域水稻田筑埂开沟作业，田间试验结束后检测埂高、埂顶宽、沟深、沟宽、埂体坚实度，根据田间试验结果进行优化改进直至机具定型。结果表明：所设计的机具可在不同区域水稻田一次筑埂成型且同步完成埂边开沟作业，埂高全部合格且平均值达24.5 cm，埂顶宽全部合格且平均值达21.8 cm，沟深平均值达25.1 cm，沟宽平均值达37.6 cm，埂体坚实度平均值达1 992 kPa。该机具通用性和灵活性较好，作业各项指标皆优于相关技术标准，有效提高作业效率和埂体质量，节约作业成本。     

稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机设计

设计了一种集稻麦收获开沟埋草等功能于一体的复式作业机械,该机采用联合作业方式,一次作业可完成联合收获、开沟、埋草等作业.田闻试验表明,该机传动合理、工作可靠、开沟作业质量稳定,梯形沟上、下口宽分别约为220 mm和160 mm,平均深度为193 mm,满足农艺埋草、排水的要求.     

无臭式重力干清粪工艺集成技术应用——以河南省南阳市内乡县为例

2014年,河南省南阳市内乡县畜牧局和牧原食品股份有限公司探索出了无臭式重力干清粪工艺集成技术。就无臭式重力干清粪工艺集成技术在畜禽粪污资源化利用整县推进工作中的应用情况及效益进行了分析总结,为更好推广运用无臭式重力干清粪工艺集成技术提供参考。      

DMB―4200免耕播种机的设计及试验

免耕播种机是实施保护性耕作的关键机械,文章对DMB―4200型免耕播种机进行了设计,包括整机参数的设计、免耕播种机波纹圆盘开沟器及播种双圆盘开沟器的设计、链轮传动调速系统计算设计、液压控制系统的设计、开沟器开沟入土深度控制系统及排种装置的分析设计。通过在海拉尔对DMB―4200型免耕播种机进行的试验,证明该机的运行良好,达到播种的要求;但是由于本播种机的质量较大,调整系统较复杂,试验过程中调整开沟器的播种深度较复杂,需要进一步的研究。     

牛舍清洁机器人研究进展与设计

分析了牛舍粪便清洁工艺及相关设备的发展现状,设计了一种牛舍清洁机器人,确定清洁机器人主要参数,完成其关键零部件机械结构及控制系统的设计,对清洁机器人的性能进行了试验检测。试验结果显示,清洁机器人主要参数均达到设计要求,且可按照预先规划好的路径行走,当遇到障碍物时,可以有效避障继续清扫,直到完成清扫任务。      

自走式果园有机肥条铺机设计与试验

为扩展果园秸秆覆盖机作业功能,解决丘陵山地果园缺少有机肥施肥机械的问题,基于秸秆覆盖机,设计了自走式果园有机肥条铺机。整机主要由车体和条铺装置组成,其中条铺装置采用伸缩式结构,条铺间距为1.8～2.7 m,适应在行距为3.0～4.5 m的果园进行有机肥对沟施肥或行间双侧条铺,也可用于大田作物对行施基肥或条铺栽培基质。运用离散元法对条铺装置的排肥口结构进行优化,确定了最优斜口形排肥口结构。条铺试验结果表明,腐熟牛粪施肥量29.40～53.10 t/hm²,变异系数小于等于15.48%;菌渣施肥量21.45～75.00 t/hm²,变异系数小于等于6.57%;腐熟牛粪、菌渣施肥量模型的决定系数分别为0.871 3和0.963 1。果园实地试验中作业效果良好。     

马铃薯清洗去皮一体机改进设计

针对马铃薯去皮过程中存在的一次性去皮率不高的问题,设计了一种马铃薯清洗去皮一体机,建立了马铃薯清洗去皮机的三维模型,重点对去皮装置和渣水过滤循环系统的关键部件进行了结构优化设计,以实现马铃薯去皮机的高效低耗作业。该设备结构形式适用于我国南方冬种马铃薯的去皮加工作业,去皮效果好,能对马铃薯去皮过程中产生的废弃物进行过滤回收,具有节约用水和便于操作等优点。      

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。