果园除草机研究现状与发展趋势

果园杂草是影响果树产量、果实品质的重要因素。重点阐述了典型果园除草机械的国内外研究现状,分析了典型果园除草机械的结构特点、工作原理和适用范围等,并指出目前我国果园除草机械化存在的问题和发展趋势,为我国果园全程全面机械化的发展提供参考。      

自动避障除草机功能与控制系统设计

田间除草是农业生产过程中的一项重要工作,对于保障农作物稳产高产意义重大,随着农业机械化生产的普及,化学药剂除草的方式不仅造成了严重的环境污染和生态破坏,而且不利于农作物食品安全,探索机械技术为主体的自动化除草设备意义重大。以自动除草机的国内外研究情况及趋势特点为基础,分析了除草机田间作业过程有效避障的关键因素及避障工作实施原理,对自动避障控制系统进行软硬件选型与功能设计,并针对自动作业除草机的避障功能发展进行展望。     

果园除草机技术研究现状及发展对策

文章通过对果园除草的特殊情况进行工况分析,总结了针对不同果园除草工作环境的特点。同时,介绍了不同类型的技术细节,例如除草机的动力类型、除草技术类型以及控制类型,分析了我国目前果园除草机的缺点,并介绍了当前先进智能化、科技化的大趋势下发展农业机械的先进技术。     

新型果园除草机的参数分析与设计

太行山区果园地表贫瘠、耕层土壤少、石砾多,果树生长的同时果园内野草蔓生。除草的难题不仅在于山区果园地域广袤,青壮劳动力匮乏,而且人工成本日益攀升,再加上果树株行距较小、地面崎岖不平,以及遍布各处的、大小与形状各异的石块与树枝等杂物,传统除草机械在此环境中无法运行,开发一款适应山区果园的新型除草机械迫在眉睫。以"特色农机装备研究与开发"项目为依托,开发了一款挠性除草部件离心式除草机,配备小型四轮拖拉机,具有机动灵活、除草效果好、适应多砾石果园等特点;但其高速旋转的工作部件(动刀头—特型挠性结构)不可避免地会与草间石块等异物发生碰撞,致使动刀头应力过大而崩裂。为此,对动刀头与石块撞击后的受力进行了理论分析与参数结构设计,经实地检验,该机具清除杂草0.13hm2/h左右,除草效果良好,且具有相对较长的使用寿命[1-2]。     

基于激光雷达的果园割草机避障方法研究

针对果园割草机在山地丘陵果园工作过程中面临障碍物阻碍前进路线的问题,设计了基于激光雷达的果园割草机避障方法。以激光雷达测距为基础,首先将矢量场直方图算法(VFH)改进阈值,确定割草机的可行进方向;当割草机遇到障碍物时,使用动态窗口法(DWA)进行避障,确保割草机行驶的安全性和高效性,两种算法的融合保证割草机完成避障作业。MatLab仿真和田间试验表明：所采用方法提高了割草机的运行效率,降低了割草机的漏割率,设计方法合理,满足割草机在山地丘陵果园的避障需求。     

果园避障旋耕机的研究与设计

针对现有旋耕机果园作业时株距间的区域无法耕作、造成少耕漏耕现象,需要人工进行二次补耕的问题,将液压避障系统应用于果园作业,设计了一种果园避障旋耕机。通过理论分析与计算,确定了旋耕机各工作参数,并对各系统和主要工作部件进行了设计,进而确定了整机的结构与技术参数。该果园避障旋耕机结构简单、工作可靠,具有良好的使用价值与推广前景。     

果园避障旋耕机的设计与试验分析

目前,新疆林果业要进一步实现机械化,需要不断提高果园的"宜机化"标准,开展新疆果园的"宜机化"改造势在必行.为此,针对普通旋耕机作业造成少耕、漏耕的情况,设计了一种适合新疆果园避障旋耕作业的机具,可通过液压控制系统提供动力输出,控制避障执行系统在中耕除草时对果树或障碍物进行有效避让,以免对果树造成伤害.经过对国内外避障...     

F.US-UFO型果园避障割草机试验研究

果树行间距一般比株间距大,可以利用割草机械直接进行除草作业,但是果树株间的杂草就不能很好的用割草机进行机械化作业清除。文章在江苏泰兴烨佳梨园、沛县聚英阁苹果园和睢宁官山楸树园对F.US-UFO型果园避障割草机开展田间试验,通过对收草质量、割幅、割茬高度、漏割率、避障损伤率、避障割草高度与行间高度最大差、最短避障距离的测定,测试机具作业性能;通过对使用可靠性系数、平均故障间隔时间、班次小时生产率、劳动生产率和单位面积耗油量的测定,测试其田间生产性能。试验结果表明:F.US-UFO型果园避障割草机既能完成行间割草作业也能完成株间割草作业。果园行间坡度越小,园间路面越平坦,果树株行距越大,割草机作业质量越高。割草机工作效率为0.49 hm~2/h,单位面积耗油量为11.41 kg/hm~2。     

株间除草机设计与仿真研究

【目的】国内现有的株间除草机除草效率低、能耗高、适应性不强。【方法】课题组设计了一种新型株间除草机,分析了整机结构及工作原理、除草范围及运动轨迹、避障液压控制系统原理以及除草刀具设计,对该新型株间除草机关键零部件进行了静应力和模态分析仿真校核,并以避障液压杆芯的往复运动速率和避障弹簧弹性系数为试验对象,进行了双因子交叉仿真试验。【结果】该新型株间除草机除草率随着弹簧弹性系数的增大而逐步提高,当弹性系数超过40 N/mm时,除草率增长率趋于水平,杆芯运动速率的最值对弹性系数变化而对应的除草率影响不大;除草率随着杆芯往复运动速率的增大而逐步降低,避障弹簧弹性系数的最值对杆芯往复运动速率变化而对应的除草率影响较大。【结论】1）该新型株间除草机可以实现自动避障,并保证清除果树附近的杂草,设计合理、可靠;2）没有对除草机滑杆机架、避障主杆及总成铰链机构连接轴进行轻量化设计,缺少对除草机其他铰链机构动作的仿真分析。     

果园旋耕机的研究现状与分析

近年来,我国政府大力推广现代化果园种植模式,果园急需配套的现代化农业机械.本文介绍了国内外旋耕机的发展现状,主要对果园旋耕机具特点进行分析介绍.针对我国果园旋耕机未来的研究重点进行展望,为深入研究果园旋耕机提供参考.     

果园株间机械除草技术研究进展与分析

传统的果园除草机主要进行行间除草,但果树株间为非连续区域,株间机械除草难度较大。果园株间除草机可对果树行间和株间同时进行除草,作业效率高,除草彻底。为此,主要对近年来国内外株间除草机研究现状进行介绍,对避障装置、除草装置、驱动方式、工作速度等几个关键技术进行分析和比对,强调高效稳定的避障装置是果园株间除草机的核心。在此基础上,提出了果园农机、农艺与信息技术深度融合发展,研究了高效稳定的避障装置。结果表明:小型化模块化设计将是果园株间除草机的未来发展趋势,适应稳定作业要求的株间避障技术和高速、高效的机械除草技术,是我国果园株间机械除草的研究重点。     

障碍物分类识别的果园机器人避障方法研究

针对果园环境复杂,障碍物种类繁多,传统动力无法有效进入作业的情况,提出一种基于障碍物分类识别的果园机器人自主避障方法。首先对果园中存在的障碍物进行识别分类,然后针对不同种类的障碍物采用不同的避障方法来完成避障动作。通过搭建基于ROS的避障试验台,对果园机器人上搭载的视觉传感器和激光雷达传感器进行标定,在ROS功能包中植入避障算法,然后进行验证。试验结果表明:在同等条件下,相比传统的避障方法,本文的方法避绕圆形障碍物时用时少1.7 s,所用路程少0.31 m,具有一定的优势;而在避绕不规则障碍物时,本文的方法虽然所用时间和路程比传统方法分别多1.7 s和0.41 m,但机器人能够更加贴近障碍物进行避障,对林下中耕施肥和除草等作业有很大帮助,具有很好的实际应用价值。     

基于Q-学习的果园机器人避障算法研究

针对果园环境复杂、自动化程度低的问题,提出了基于Q-学习的果园机器人避障算法。该果园机器人搭载了激光雷达传感器。为了降低激光雷达数据的冗余度,首先对激光雷达数据进行截取,保留了机器人前进方向上一定角度内的数据,再将激光雷达的数据栅格化,采用数据差的方式标记出障碍物,将所有障碍物补齐为规定的正方形;然后,建立果园机器人的差速模型,对Q-学习的R值表、动作空间和动作选择策略进行建模,使得果园机器人能在果园路径规划过程中所获奖赏最大。MatLab仿真结果表明:该方法能够规划出一条较优路径。室内试验表明:机器人能平稳地避开所设障碍物,到达指定终点。     

果园自动避障中耕除草管理机设计与试验

我国果园、林地等中耕除草环节存在株间除草机具自动化程度低、劳动强度大、生产率低等问题,多数采用人工作业,降低了果园、林地等经济效益。本文设计一种果园自动避障中耕除草管理机,包括液压系统、避障机构、偏置机构等,通过旋耕方式进行株间除草作业,利用触杆及液压系统可以实现中耕作业时作业部件对果树和障碍物的有效避障。试验表明,机具最大偏置量165 cm,最小偏置量125 cm,工作速度2.68～3.24 km/h,避障通过率为100%,耕深8～10 cm,漏耕率为3.49%,生产率为0.24～0.30 hm~2/h。     

山地果园钢丝绳牵引货运机超声波避障系统

为避免山地果园钢丝绳牵引式货运机运行时碰撞穿越轨道的行人或其他障碍物,提高果园轨道货运系统的安全性和稳定性,开发了山地果园钢丝绳牵引式货运机避障系统,包括STC单片机、超声波测距、红外光电检测、无线通信、语音报警及手动控制等模块.系统设计指标为:障碍物检测距离不小于150 cm,避障成功率达到100％.系统应用试验结果表明:使用静态障碍物,上坡避障完成后货运机前端与障碍物间最小距离为100 cm,下坡避障完成后该间距为90 cm;使用动态障碍物,上坡避障完成后货运机前端与障碍物间最小距离为98 cm,最小延时为0.64 s;下坡避障完成后该间距为66 cm,最小延时为1.30s.     

山地果园机械的现状与展望

首先介绍了果园机械的类型,分析了国内外山地果园机械的现状,并详细介绍了国内最新出现的几种山地果园运输机械类型,分析了其特点。通过国内外的对比,为山地果园机械的发展提出一些思考和建议。     

少耕除草机田间试验研究

介绍了3CCS-3.1型、3CCS-1.4型少耕除草机在五个示范区的试验点进行田间性能测试和区域推广。经过两年的试验和示范推广,取得了阶段性成果。本文对上述两种机型田间作业性能测试和影响因素作一简要分析。     

果园管理机械发展现状与趋势分析

本文介绍了国内外果园管理机械的发展现状,阐述了果园管理机械化的优势与应用效益,分析了果园管理机械的发展趋势,最后指出我国对小型多功能果园管理机械的需求。     

广东省山地果园机械化现状与发展思考

广东省以山地丘陵为主的果园道路崎岖,小型、微型农用机械都无法正常抵达,适用于平原区域的农业机械更难以发挥作用,导致生产管理劳动强度大,生产效率低。因此,推动山地果园机械化对提高果园生产效率、降低劳动强度、增加果农收入、实现山地果园可持续发展具有重要意义。为此,阐述了广东省山地果园中修剪机械、施肥机械、灌溉机械、喷雾机械、采摘及运输机械的使用现状,指出了在山地果园机械化进程中存在的问题,并从加强山地果园基础建设、重视山地果园机械的研发及强化农机服务推广体系等角度,提出了广东省山地果园机械化的发展思路及对策,为广东省山地果园机械化的推广与发展提供参考。     

手推式电动除草机设计与试验

田间管理中使用除草机械来抑制杂草可以有效避免化学除草剂对农作物和环境带来的影响和潜在危机。设计一种手推式电动除草机，以蓄电池为动力驱动除草刀片旋转入土，实现切断杂草并埋入土中，并有翻出草根的功能。该除草机结构紧凑、使用方便。通过试验得到电机的转速与刀片的入土深度呈正比关系，具有良好的除草效果。