3WGZ-500型喷雾机对靶喷雾系统设计与试验

为了提高果园喷雾的农药利用率,减少因农药地面流失而造成的环境污染,针对果园传统连续喷雾作业时存在过量喷洒和树间无效喷雾的特点,基于3WGZ-500型风送自走式喷雾机设计了自动对靶喷雾系统。该系统采用超声波传感器测距方式探测果树(传感器量程为0.35~2 m,发射角为60°,喷药机两侧分别以15°均布5个)。根据传感器信号,控制与相应位置喷头对应的上、中、下3组管路电磁阀的开合,实现自动对靶喷雾。以5 a树龄的苹果园为试验对象,在喷雾压力0.5 MPa时,开展不同作业速度(1.3、1.7、4.5、7.2 km/h)下果树冠层的有、无对靶喷雾试验,并与传统喷雾机喷药对照,结果表明:作业速度对3WGZ-500型喷雾机有、无对靶喷雾时的农药利用率影响不大,自动对靶喷雾系统开启时的农药利用率为35.8%,比关闭时的27.6%提高了29.7%,较传统喷雾机18.7%的农药利用率提高了91.4%,可大幅减少农药用量;3WGZ-500型喷雾机在不同作业速度的农药地面流失率十分接近,有对靶时地面流失率平均13.3%,相对无对靶时的18.86%降低了42%,说明对靶喷雾系统有效降低了对生态环境的污染。     

轻便型高地隙喷杆喷雾机大豆田间施药试验

针对大豆作物生长中后期施药难、施药效果差的问题,设计了一种轮距1600～1750mm可调、地隙800mm、轴距2000mm、喷幅8000mm、具有风幕辅助喷雾系统的轻便型高地隙喷杆喷雾机,并进行了田间施药试验。试验结果表明：在作业速度4km/h时,通过提高喷雾压力可使大豆冠层叶片正面的雾滴覆盖率在上层提高19.0个百分点,中层提高17.0个百分点,下层增加不到5个百分点;叶片背面的雾滴覆盖率在上层提高5.5个百分点,中层提高2.3个百分点,下层增加不足1.0个百分点。通过更换喷嘴而提高雾滴的喷施量可以使大豆冠层叶片正面的雾滴覆盖率在上层提高210个百分点、中层提高26.0个百分点,下层提高10.0个百分点;叶片背面的雾滴覆盖率在上层提高5.0个百分点,中层提高1.0个百分点,下层无显著影响。当风幕出口风速为11.5m/s时,风幕系统能够使大豆冠层中部叶片正面雾滴覆盖率提高26.8个百分点,下部提高22.0个百分点,对大豆冠层上部叶片背面雾滴覆盖率提高23.1个百分点,中部提高18.1个百分点,下部提高8.4个百分点;风幕式施药技术能够有效提高雾滴在大豆冠层中的穿透性和分布均匀性,增加雾滴在植株各冠层叶片背面的附着率,但雾滴的地面流失率相对不使用风幕有所增加。     

植保机械行业国际标准化进程及我国参与情况

介绍了国际标准化组织农林拖拉机和机械标准化技术委员会植物保护机械标准化分技术委员会及全国农业机械标准化技术委员会植保和清洗机械分技术委员会的基本情况及业务范围。结合我国植保机械行业标准化的发展现状,分析了植保机械行业参与国际标准化过程中存在的问题,为我国植保机械行业今后参与国际标准化活动提供参考。      

喷头性能测试系统的研制

本文设计的喷头性能测试系统,用于喷头喷雾压力、流量、雾量分布均匀性测定及组合喷头性能参数的测定。系统采用先进喷杆精准定位技术,数据同步采集技术、自动化控制技术(PLC技术和PCI总线控制技术),可实现多参数精密同步测定及数据自动处理功能。试验结果表明,系统实现高度自动化,测试精度高、方法先进,能够准确评定喷头喷雾特性。     

基于专家控制的喷杆高度智能调节系统研究

针对喷杆喷雾机作业过程中,因田间地表起伏和土壤硬度不同导致喷杆与施药靶标面无法始终保持适当距离、影响施药均匀性和防治效果的问题,设计了一种喷杆高度智能调节系统。该系统采用3个超声波测距传感器获取喷杆不同位置的高度信息并用限幅滑动平均滤波算法对传感器数据进行预处理,同时将双轴倾角传感器分别安装于车体底盘中部和喷杆上,以实时获取喷雾机和喷杆的姿态信息。然后采用基于加权平均的多传感器融合算法对喷杆高度信息进行融合处理。利用专家知识和经验,综合考虑当前喷雾机姿态信息和喷杆高度信息,设计使用不同的控制参数和控制规则,再由专家控制推理机按照制定的控制策略进行推理输出。然后控制机构通过PWM控制电磁比例换向阀动作,驱动喷杆调节油缸对喷杆高度进行调节,使喷杆高度误差快速稳定在允许误差范围内。给出了喷杆系统的机械结构,阐述了系统硬件系统组成、工作原理和喷杆高度智能调节系统的专家控制算法和软件实现。系统通过CAN总线实时获取外部变量施药系统的工作状态信息,实现与变量施药系统的工作同步,同时由触摸屏实现人机交互,设定放大系数、衰减系数、动作阈值等控制参数,再通过CAN总线输送至控制器用于喷杆高度控制。系统应用于课题组研制的3WZG-3000A型大型喷雾机,并针对喷杆高度智能调节系统的调节性能进行了试验。试验结果表明,该系统可以快速跟随阶跃激励引起的喷杆高度调节需求,当喷杆高度控制允许误差设定为8%、阶跃激励为20cm时,最大调节时间不大于0.75s。     

植保无人飞机发展现状及建议

植保无人飞机由于作业效率高、节水省药、具有航迹规划与全地形作业能力等优势,在国内市场快速发展。介绍了植保无人飞机的发展背景,高速发展的原因、市场新格局的形成,技术路线选择、作业性能和适用范围,相关政策、行业标准、亟待解决的问题,并提出了发展建议,为行业规范、健康发展提供参考。      

植保机械用风机性能自动测试系统

FMsCAT植保机械用风机性能自动测试系统采用VB软件开发,基于Windows界面,具有良好的可视化人机界面,实现数据实时显示,自动采集、处理和保存试验数据,自动绘制风机的有因次性能曲线和无因次特性曲线,并生成试验报告.     

气流辅助防飘移流场三维数值模拟

采用离散相模型、标准k-ε湍流模型与Couple算法,应用计算流体力学软件Ansys Fluent,对气流辅助喷雾流场进行了三维数值模拟.研究气流辅助的防飘移机理,分析不同条件气流辅助喷雾对雾滴飘移的影响.计算结果表明:气流辅助通过改变自然气流运动方向,胁迫雾滴运动,可以明显减少雾滴的飘移量;风量越大,产生的飘移越小;气流方向与垂直方向成30.时,产生的雾滴飘移率最小;喷头越接近辅助气流,产生的飘移越小.自然风速小于5m/s时,辅助气流能够有效地防止雾滴飘移;自然风速大于5m/s时,雾滴飘移率大于40％.     

果园喷雾机喷雾量垂直分布测试系统

按照风送式喷雾机国家标准规定的试验方法,设计了果园喷雾机喷雾量垂直分布测试系统。测试系统采用V型槽式集液装置和排放系统。测试系统能自动完成数据的采集、计算和处理,实现了测试过程的自动化,能够准确获得喷雾机垂直喷雾流量分布情况。实验结果表明:喷雾压力增大使喷雾流量增加,但对喷雾药液分布均匀性没有明显影响;提高喷雾机驱动电动机的转速,增加风速,能够使垂直方向上药液分布更加均匀,提高垂直喷雾均匀性。测试系统能够获得喷雾机在垂直方向上的喷雾量分布特性。     

大型高地隙喷雾机喷杆模态分析与试验

针对高地隙喷雾机在田间地面激励下喷杆振动大的问题,对悬浮挂接喷杆进行模态特性研究。通过Inventor建立喷杆三维模型,利用ANSYS Workbench对喷杆模型进行动力学模态仿真分析,得到各振动方向有效质量参与量0.85以上时,喷杆前60阶固有频率均在120 Hz以下,振型主要集中在垂直方向振荡和翻转。采用锤击法对喷杆进行动力学模态试验,对比仿真分析和试验结果得出:喷杆前10阶模态频率差均＜7%,各阶振型对应的MAC均＞0.9,喷杆模态仿真模型正确和结果可信。研究结果可为喷杆振动特性和振动性能分析提供依据。