广东省果园智能除草装备现状与展望

Gan Ling;Li Junlue;He Lin;Li Mutong(Guangdong Institute of modern Agricultural Equipment,Guangzhou 510630,China;Guangdong Hongke Agricultural Machinery Research & Development Co.,Ltd.,Guangzhou 510630,China)     

菠萝田间标准化栽植技术探讨与种苗宜机化处理方法研究

【目的】研制专用机具,解放菠萝田间劳动力并填补装备短板;尽快突破关键技术,逐步实现宜机化方案、机械化生产、标准化示范等目标。【方法】课题组围绕菠萝种苗的田间种植关键技术和核心装置展开了技术探讨,整合了国内外目前具有代表性的移栽机具和关键技术,分别对链夹式、杯栽式、直落式三种移栽机进行了分析和梳理,通过综合考虑菠萝种苗的生长特性和机械处理的适用性,明确了种苗处理的长度与围径范围,以提高处理效率和保障种苗质量为前提,提出了种苗宜机化处理的方法。【结果】1）针对巴厘、台农等传统平作密植型品种,采用两行50 cm的小行距,100 cm的行走大行距,30 cm～35 cm的株距,能够提高操作人员的舒适度和机械化栽植与拖拉机的适配性,满足农机装备田间作业要求。2）针对菠萝种苗围径、高度差异大,苗杯尺寸难以使用,种苗外形尺寸不规则等问题,提出采用环保类水溶膜材料对菠萝种苗进行缠绕捆扎,进而使种苗围径具有较好的一致性,提高栽植的可靠性和稳定性。【结论】本研究为菠萝田间的种植模式提供了一种创新性的解决方案,也为菠萝田间的种管收奠定了标准化、规范化的基础。未来应加速孵化菠萝田间移栽装备,进一步推动我国菠萝...     

旱地回转扎穴式播种器设计与试验

为进一步提高穴播质量,针对排播过程中触土部件的壅土、堵塞等问题,结合精密播种技术要求并运用四杆运动学原理,提出一种旱地回转扎穴式播种方式及其配套机具。通过建立扎穴结构数学模型并采用VB可视化编程平台选取了核心运动参数,同时对关键部件型孔凹轮和回位压簧进行了优化设计。以玉米为播种对象,以主轴转速和压簧线径为试验因素,以合格指数和变异系数为试验指标进行二次正交旋转组合试验,采用Design-Expert10.0.3软件对结果进行数据处理,选取最优工作参数。通过田间验证试验测得,在主轴转速为27 r/min,压簧线径为1.5 mm的工况下,播种器作业合格指数为92.1%,变异系数为2.5%,堵塞率为0。结果表明,该机构在满足精密播种作业技术要求的同时,进一步改善了入土可靠性和粒距均匀性。     

锥盘排种器离心推送结构设计与充种机理分析

针对机械式排种器高速作业时存在的排种稳定性问题,提出了一种离心锥盘推送式充种方式,分析了影响籽粒在种腔内部充填性能的应力种类与力学规律,建立复合充填应力数学模型,通过理论分析找出提高充填力的有效方式,并借助Matlab与ORIRIN逐步修整数学模型,从而确定关键结构最优参数值。采用离散元仿真软件EDEM虚拟仿真并通过单体台架试验,对有离心推送结构和普通空腔结构的离心锥盘排种器进行对比试验,验证了附加离心推送结构的优越性。试验结果表明,在7~13 km/h高速作业区,其平均漏播指数降低了2.52%,同时,利用后处理功能所测得的标记颗粒充填力数值变化规律与预测值变化趋势基本一致,验证了理论模型的可行性,最大限度发挥了种层离心力对预充填籽粒的作用,且进一步扩大了有效充种区域。     

广东甘薯田间机械化现状分析与发展思考

随着农业现代化的推进,甘薯作为重要农产品,在农业和经济领域扮演着越来越重要的角色。课题组旨在深入分析广东甘薯田间全程机械化的现状,探讨其面临的挑战和未来发展方向。通过调查研究、数据分析以及相关政策考察,为推动广东甘薯全程机械化进程提供理论与实践参考。课题组从播种与栽培、病虫害防治以及收获与后期处理三个阶段,系统梳理了广东甘薯田间机械化的实际应用。目前,播种与栽培阶段已初步实现机械化,种植机的使用有效提高了生产效率;病虫害防治方面引入了自动喷洒设备,减轻了劳动负担。然而,在收获和后期处理方面,仍然面临技术难题和自动化程度不高等问题。基于此,课题组提出了进一步推动广东甘薯田间全程机械化的思路：一是加大技术研发力度,针对广东地区气候和土壤特点,开发适用的机械化设备,提高机械化水平;二是通过加强农民培训和技能提升,确保农民能够熟练操作和维护机械设备;三是提供财政激励,降低设备购置成本,同时鼓励产业链协同发展,形成完整的机械化种植生态系统。然而,在发展过程中,仍然存在技术创新不足、初始投入较高以及市场需求不稳定等挑战。为应对这些挑战,需要加强科研和技术创新,降低机械化成本,同时进行市场前景评估,...     

基于多体单元组合法的柔性履带系统动力学建模方法研究与行走振动试验分析

履带底盘式行走方式在丘陵山区农机装备领域有着广泛的应用,而目前柔型履带建模的方法较局限,部分建模方法多为简化分析,其仿真结果与实际值差异巨大,还无法为爬坡、越障过沟、行走振动等问题提供有效的研究模型.在此前提下,本文针对丘陵山区农机装备常用的橡胶履带,提出一种多刚体单元组合形式的柔性履带建模方法,借助Inventor软...     

中耕作物精准穴施肥控制机构工作参数优化与试验

为增加中耕作物产量,有效提高肥料利用率,设计了玉米苗期自动穴施肥控制机构,通过土槽试验分析了穴施肥控制机构的结构和工作参数,研究了施肥传动机构工作参数对施肥控制精准度的影响规律。采用正交旋转组合试验,以动力输出轴转速、台车前进速度、触碰转针高度为影响因子,以穴株拟合度和伤苗率为响应函数,利用Design-Expert软件平台的回归分析法及响应面分析法,对3个因子进行单因素和多因素正交试验。结果表明:在台车前进速度为1.25 m/s,动力输出轴转速为16.5 r/min,触碰转针高度在5 mm的条件下,穴株拟合度可达到0.796,伤苗率接近10%,参数优化结果满足玉米苗期施肥控制性能的要求。     

扎压式玉米精播机扎穴机构研究与试验

玉米扎穴精播技术可以减少土壤扰动、降低投种高度、减少动力消耗、解决开沟器易被田间杂物缠问题,实现玉米的精量播种。为此,以扎穴式玉米精播机为研究对象,通过土槽试验,分析了扎穴机构的结构参数,研究了扎穴机构对成穴质量的影响规律。以开合销安装角度、成穴鸭嘴入土深度、成穴鸭嘴锥角为影响因子,采用Box-Behnken中心组合试验设计方法,分析出机构各参数对成穴质量的影响规律,并得出参数优化组合区间:开合销安装角度5°～13°,成穴器入土深度100～118mm,成穴器锥角15°。优化后的参数可满足玉米播种的性能要求,为进一步研究提供了依据。     

油电混合果园自动导航车控制器硬件在环仿真平台设计与应用

果园由于面积范围广、地形复杂、壕沟多、杂草丛生、土壤湿度较高且土质较为疏松,对自动导航小车（AGV）的机械结构、控制系统,以及能源动力系统的设计都提出了更高的标准和要求。混合动力AGV小车可以满足果园中长距离移动的需求。为探索合适的混合动力AGV控制系统算法以及能量管理策略,同时减少设计过程中由于果园地形复杂导致的控制器设计验证迭代、需求多样化问题带来的人力、物力,以及时间成本,本研究针对果园面积广的特点,选择串联式油电混合动力系统进行AGV动力能源系统模型的搭建。另外,针对果园AGV需要适应地形范围广的特点,采用履带车模型结构,利用硬件在环仿真技术,以树莓派作为控制系统搭载控制算法实物,利用Matlab和RecurDyn软件建立包含能源动力系统、电机驱动系统、履带车行驶部分模型以及路面模型的系统实时仿真模型,最终实现了串联式混合动力AGV控制器硬件在环仿真功能。基于串级比例积分微分（PID）以及模糊控制器控制算法的仿真验证表明,模糊控制器控制算法能够减少参数调节带来的时间成本,在转向角度小时响应速度加快了50%,在转向角度大时串级PID控制器产生了10%的超调,而模糊控制器无超调,转向更加平稳。结果表明硬件在环仿真平台能够有效地应用于果园AGV控制器的开发,避免了控制实物试验,在降低成本的同时可以加快果园自动导航小车的开发过程。     

山地果园轨道运输机研究应用进展

我国是水果种植大国,水果品种资源丰富,分布地域广阔.随着农村产业结构的调整和林果产业的不断发展,林果种植面积不断扩大,但由于我国果园地形以丘陵为主,地势陡峭,作业环境复杂,这些均制约了果园经济的发展.因此,研究适合山地果园的轨道运输机至关重要.本文研究了国内轨道运输机的现状,指出轨道运输机对果园的重要性;在此基础上,归...