长沙推广演示小型农用飞机植保技术

2012年8月8日,长沙市农业、农机部门在浏阳市永安镇举行小型农用飞机植保技术推广演示活动。北京博航联合技术有限公司、山东卫士多翼无人施药机制造公司等5家农用飞机制造企业提供的7个型号8架农用遥控机,以及广西田园生化股份有限公司等3家药剂制造企业研发的植保药剂在一片晚稻田进行了喷药示范与演示。据了解,此次参演的无人喷药机载重量为5～10kg,飞行速度为4～8m/s,喷洒效率为每分钟667～1334m2(1～2亩)。农药用量每亩仅为300～500mL,比人工喷洒节省农     

7YGS—45型自走式双轨道山地果园运输机

为解决山地果园果实、肥料和农药等运输劳动强度大、效率低的生产实际问题,设计了7YGS - 45型双轨道果园运输机,重点解决了钢丝绳与驱动轮对配合实现摩擦驱动、抱轨与碟刹配合实现制动、防止运输机侧滑和上跳、防止钢丝绳在弯道中上抬与拉直、拖车自适应坡度调节等关键技术问题.试验表明,运输机最大爬坡角度47°,最小水平转弯半径8m,平均运行速度1.0 m/s.该机可适用于山地果园中运输果实、肥料等,也可搭载喷雾机或修剪机械等进行作业.     

变量喷药装置控制系统的设计与试验

针对基于BRAVO 180S计算机的农药喷洒装置,设计了一种实时变量喷药系统。该系统主要包括主控制器、各传感器、执行机构及控制系统硬件电路等。通过实时喷洒控制试验,结果表明,主阀进水口压力及分阀开合状态与喷洒的农药流量呈正相关关系,控制器根据执行机构调节阀的开合程度在线调节农药喷洒量,其液位标定试验数据经MATLAB插值计算得出药液液位误差为0.01%。可为实时变量喷药机的设计提供理论与实践参考。     

谈植保喷药机的喷药技术

介绍我国喷药机使用与发展的基本情况和现阶段喷药机最常采用的喷药技术与设备,通过对国外先进喷药机喷药系统的分析,重点阐述喷药机在作业过程中的各项功能和作用,为提高喷洒农药的效率以及推广先进的喷药技术提供了参考。     

智能化甘蔗喷药系统的设计

针对甘蔗人工喷洒农药的劳动强度大、以往机动弥雾机自动化程度偏低、喷药杀虫效果不理想的现状,设计了一种智能化甘蔗喷药系统.该系统采用水位传感器、质量检测器和STC89C516单片机,在实现智能化农药对水的基础上,使用CMOS摄像头对喷药质量进行实时监测,在药液中适当加入天然红色素和运用改进型BP神经网络进行模式识别,提高了着药面积的识别效果.甘蔗叶面喷药试验结果表明,该系统的农药对水和图像识别效果理想,只是机器在转弯时灵活性略差,但可以在后续的研究中对其改进.因此,该智能化甘蔗喷药系统具有实际开发价值.     

智能果园植保机的设计与试验研究

针对我国现代果园生产中植保机械类型单一、喷雾效果较差造成农药有效利用率低等突出问题,研制了一种智能果园植保机。机具的行走装置、升降装置和喷药装置均由电控液压装置驱动,保证了泵、风机、传动及行走系统的有机结合,大幅提升了果园植保机的控制精度,且喷药量、喷药高度可实时调控,具有机动性强、灵活度高、操控简单、作业效率高等优点。田间试验结果表明:该机在针对苹果果园喷药作业过程中运行良好,作业幅宽为6.26 m,喷雾量为0.82 L/min,喷洒均匀性变异系数为6.24,智能化响应时间为1.9 s,生产效率为0.73 hm~2/h,作业质量符合农艺要求,机具结构设计合理,可为我国果园植保机械的研发提供理论参考和技术支持。     

植保机械的正确安全使用与维护

正植保机械通常称喷药机械,主要用于喷洒农药。因为目前防治玉米的病虫草害使用的药剂多为水溶性药剂,喷洒水溶性药剂的喷药机械主要使用喷杆式喷药机,因此,这里以喷杆式喷药机械为例进行介绍。1正确使用1.1工作压力调整这是保证喷头雾化质量的基本条件。一般的喷药机与药泵都配有工作压力调节阀,按照使用说明书规定的压力进     

田间智能喷药车的设计与试验研究

田间喷药存在劳动强度大、工作环境恶劣及对人体危害大等问题,为此设计了一款田间智能喷药车。喷药车通过遥控完成田间行走、转弯和喷药作业等任务,作业速度为2km/h,转弯半径为1.72m,遥控距离为30m。试验结果表明:喷药车完全满足小地块田间喷洒作业的要求,实用性强,具备较高的应用推广价值。     

基于无人机技术的水稻精准喷药系统研究

水稻是我国最主要的粮食作物,但每年因病虫害而严重减产。喷洒农药对病虫害防治效果明显,成本也较低。我国适合用无人机进行水稻喷药作业,但采用的是大面积粗放喷洒方式,不利于节约成本和保护环境。精准喷药能够解决上述问题,符合绿色农业的发展趋势。为此,设计了基于无人机的水稻精准喷药系统,由计算机识别作物区域和空缺区域后形成处方图;喷药设备根据处方图控制喷头开启程度,实现精准喷药;单张图片的处理过程耗时50ms,可以满足快速作业的要求。系统能够识别作物区域,在飞行速度为2m/s时的雾滴沉积量与处方图剂量的线性关系较好,具有较高的作业质量和效率。     

小型无人直升机飞行速度对喷雾沉积的影响

为了探究小型无人直升机喷雾系统的雾滴沉积效果与小型无人直升机飞行速度的关系,进行了喷雾试验。用示踪剂含量为60％的胭脂红与水混合成5 g/L浓度的溶液代替农药,保持相对飞行高度为1 m 不变,改变飞机的飞行速度进行喷雾试验;采样点设置在离地面（0．8±0．01）m 高度处,通过76mm×33mm（长×宽）采样纸卡进行采样,各采样纸卡之间间距为5m,采用显微拍摄系统进行图片采集,并采用图像处理软件进行处理。结果表明：在保持相对飞行高度为1m 时,综合考虑雾滴沉积特性和喷洒效率情况下,应该选择3m/s 作为喷洒农药的参考飞行速度。     

基于ANSYS的农药喷雾装置设计与模态分析

传统农药喷雾机具作业同步性较低、机械折叠展开复杂及震动幅度大等问题,无法满足越来越严格的作业要求.为此,基于ANSYS对农药喷雾装置进行设计与模态分析.结果 表明:不可变数据与喷杆振型存在一定的关联性,计算得到的相关参数具有可靠性.针对各阶段的固有频率进行整合,根据对比分析能够可知:最大误差值为7.15％,二者固有频率...     

一种H型组合喷头的设计与试验

为优化植保器械,设计了一种H型组合喷头,对组合喷头田间作业参数对施药效果的影响进行试验研究.阐述分析了H型组合喷头的构造及工作原理,根据田间试验得到该组合喷头各部件的优选参数.结果表明:在0.3～0.9MPa压力下,H型组合喷头的流量为208.3～293.3mL/min、雾滴粒径分布跨度为0.71～0.82;常规喷头流...     

基于靶标叶面积密度参数的变量喷雾控制系统开发与性能试验

变量喷雾技术是提高农药利用率、节省农药用量的重要手段之一。为达到果园施药减量增效的效果,本研究开发了一种变量喷雾控制系统,提出了叶面积密度参数与执行机构脉宽调制（Pulse Width Modulation,PWM）占空比的计算方法。该系统上位机基于激光LiDAR传感器探测的点云密度表征叶面积密度作为施药参数,并根据喷药处方计算各喷头对应电磁阀的PWM占空比,通过RS485通讯实时发送施药处方到下位机的可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller,PLC）,下位机PLC根据接收的PWM占空比控制对应电磁阀的开关频率实现喷头喷雾流量的调节。通过试验测量了施药单元网格尺寸、系统延时时间以及PWM占空比与喷头流量之间的模型参数三部分关键系统参数。结果表明在0.2、0.3和0.4 MPa压力下PWM占空比与喷头流量之间均为线性关系,线性拟合优度均在0.98以上。最后,通过喷雾试验验证变量喷雾样机的有效性,试验结果表明,采样点水敏纸上单位面积（cm²）最少雾滴个数为35滴,达到了有效喷雾效果;当靶标冠幅与总冠幅比为39.9%时,变量喷雾模式相比于连续恒定式喷雾省药71.96%,相比于对靶开关式喷雾省药29.72%,达到了减量效果。     

基于机器视觉和北斗定位的小麦变量喷雾系统研究

针对传统植保喷杆喷雾机作业时各喷头以同等药量喷洒的方式导致农药浪费、利用率低和污染环境等问题,以生长前期的小麦为研究对象,设计一种基于北斗定位系统和机器视觉的小麦变量喷雾作业系统。通过双平面高度投影法完成对感兴趣区域获取,研究了速度、植株密度对喷雾的影响,提出变量喷雾流量的控制方法。在定位系统规划的目标区域内,通过机器视觉处理实现变量喷雾,试验结果表明,相同机组速度下,植株密度稀疏区相对植株密度正常区的平均雾滴覆盖率平均减少12.06%;相同植株密度下机组前进速度0.75 m/s相对1.50 m/s的平均雾滴覆盖率平均增加3.94%。在满足喷雾标准的情况下,可以在不同速度、不同植株密度下实现变量喷雾。为验证目标区域边界行驶速度对等级变换准确度,进行定位传感器实时判断在目标区域边界喷头相对位置并控制开闭,试验结果表明,在行驶速度为0.50 m/s时准确度最高,区域边界行驶超出量误差平均值为48.72 cm;为验证行驶方式对喷雾等级变换准确度的影响,使用北斗定位系统在目标区域边界开展行驶方式对喷雾等级变换准确度的影响试验,试验结果表明,驶入目标区域超出量误差平均值为7.20 cm。     

水平棚架式梨树多旋翼无人机液体授粉试验

针对我国梨树授粉用工量大、作业效率低等问题,基于液体授粉技术,以水平棚架式栽培的梨树为研究对象,开展多旋翼无人机液体授粉试验,探究多旋翼无人机单位面积液体喷施量、飞行高度及授粉方式等对雾滴沉积分布及授粉效果的影响。试验结果表明多旋翼无人机液体喷雾授粉作业性能稳定,雾滴沉积分布组内变异系数不超过20%;雾滴覆盖率及雾滴覆盖密度均与喷施量呈正相关,当液体喷施量为6mL/m2时,飞行高度的变化对雾滴沉积分布影响显著,飞行高度为4m时,雾滴覆盖率及覆盖密度分别为7.06%、84.77个/cm2,花朵坐果率为49.70%,花序坐果率为85.83%,较自然授粉分别提高91%及43%。当花粉液体喷施量为4.5、6mL/m2时,无人机液体授粉与自然授粉花序坐果率差异显著,且无人机液体授粉与背负式喷雾器授粉花序坐果率无显著差异,花序坐果率可达80%以上。研究结果表明,无人机液体授粉作业时雾滴覆盖率及覆盖密度越高,对提升花朵坐果率、花序坐果率作用越显著,当无人机飞行高度为4m、花粉液体喷施量为4.5mL/m2时为较优的无人机液体授粉参数组合。     

高效自适应喷雾植保无人机设计与研究

农作物植保无人机对植株进行喷雾作业时,多由操作手进行目测无人机与植株的垂直距离进行喷雾高度的调节完成施药,而采用人眼目测法易造成喷雾沉积量、沉积密度误差的问题。为了提高对药物充分利用及植保无人机的喷雾效率,设计了一种高效自适应喷雾植保无人机,使用超声波完成无人机至植株竖直距离的数据采集,并实时检测植株密度,自动调节植保无人机飞行姿态及喷头的施药速率。试验结果表明:设计的高效自适应喷雾植保无人机喷雾姿态自适应调节响应速率快,喷雾位置精确,药物流失少。     

射流式喷头水量分布动态仿真及试验

【目的】研究工作压力,喷头组合间距、组合斱式和旋转速度对射流式喷头及多喷头组合喷灌均匀性系数(CU)和分布均匀系数(DU)的影响。【斱法】采用不同工作条件下单喷头和多喷头组合喷灌水量分布的动态仿真代码,对射流式喷头开展了水力性能试验;研究了射流式喷头在不同工作压力及安装高度条件下对喷灌强度、水量分布的影响;建立了水量峰值强度与工作压力的回归关系式;模拟了单喷头在正斱形和三角形组合喷灌下的空间水量分布。【结果】喷头在1.5 m安装高度、100~300 kPa压力条件下,水量峰值集中在5 mm/h附近,标准偏差(STD)为0.23。喷头在100 kPa工作压力,安装高度为1.1、1.3 m的水量峰值强度分别可高达8.9、10.5mm/h。不同工作压力下的单喷头喷灌的DU和CU标准偏差分别为15.5%、9.3%,且DU对压力的变化相对更为敏感。【结论】在实际喷灌工程中正斱形组合喷灌的间距应小于8m,三角形组合喷头之间的间距应布置在8m附近,此时的喷灌均匀度最高,单个喷灌设备覆盖范围最广,成本最低。     

小型无人飞行喷雾机喷雾性能试验研究与分析

为解决大豆生长中后期的植保喷雾作业难度较大的问题,研制了一种小型无人飞行喷雾机。为了研究该喷雾机在大豆田喷雾作业的可靠性与稳定性,试验采用聚酯卡、荧光分光光度计、卡罗米特纸卡等对飞行喷雾机的喷雾沉积量、沉积密度及分布均匀性等参数进行取样和分析,研究分析了小型无人喷雾机的飞行高度、速度等工作参数对喷雾沉积均匀性及浓度等的影响。结果表明:该喷雾机喷雾均匀,工作效率高,整体喷雾效果较好,不同作业高度和飞行速度时在大豆各冠层雾滴沉积效果和分布均匀性的变异系数不同。对试验样本进行数据分析并结合实际的喷洒效果得出:当飞行高度控制在植被上方1.5~2.0m、飞行速度控制在3~5m/s时,该小型无人飞行喷雾机喷施农药效果较好。     

温室摇摆式变量弥雾机喷雾参数响应面法优化

设计了具有喷头变速摇摆功能和自动进、排药功能的温室摇摆式变量弥雾机。为验证和优化喷雾机的施药效果,以喷雾流量、喷雾距离、喷雾机行走速度和喷头摆动速度为自变量,雾滴分布变异系数为响应值,根据Box-Behnken试验设计原理,采用四因素三水平响应面分析方法,并利用Design-Expert软件建立数学模型,对各因素及其交互作用进行分析。结果表明：4个因素的影响显著性由大到小依次为：喷头摆动速度、喷雾机行走速度、喷雾距离、喷雾流量;喷雾机的最佳喷雾参数为：喷雾流量185mL/min、喷雾距离2m、喷雾机行走速度8cm/s和喷头摆动速度5(°)/s,此时雾滴分布变异系数为1.632%。     

节能保质的卷盘式喷灌机双喷枪技术

针对卷盘式喷灌机搭载单喷枪灌溉所需工作压力较高的问题,文中提出使用双喷枪组合灌溉,并对双喷枪与单喷枪在不同工作压力下的移动喷洒水量分布开展试验,对比分析2种喷枪在不同轮灌组合间距下的灌水均匀度.结果表明,双、单喷枪工作压力分别为0.10和0.25 MPa时,其喷洒幅宽分别为45.08和45.60 m, 2种喷枪以1.5倍喷头车喷洒半径组合轮灌时,组合均匀度分别为81.72%和80.36%,喷洒效果基本相同.运用等效年值法,对2种喷枪的初始投资、能耗费和年运行费进行对比发现,此工况下,双喷枪的初始投资、能耗费和年运行费分别为27.45,77.58和105.04元/hm²,单喷枪分别为12.95,193.96和206.91元/hm²,双喷枪初始投资虽略有增加,但能耗费和年运行费较单喷枪分别减小了60.00%和49.23%.因此,使用双喷枪喷洒可在保证喷洒质量的同时,降低工作压力、能耗费和年运行费.