低量低空小型植保无人机变量喷药参数优化试验

为满足小型植保无人机低空、变量喷洒沉积效果要求,设计一种实验室变量喷药沉积试验测试系统,可改变雾化喷头工作电压、喷洒药量、喷洒高度、行进速度。通过该测试系统研究电压可调离心式雾化喷头在160、180、200、220 m L/min等4个流量等级下的沉积性能试验,确定雾化喷头最佳工作电压为10 V时,满足喷雾喷幅大于1.5 m、雾滴粒径小于100μm、电机损耗低的要求;在此电压等级下通过水稻田间试验分析植保无人机不同飞行速度和作业高度对雾滴沉积分布的影响,确定最佳作业高度为2.0 m,作业速度为1.0 m/s,在此作业参数下雾滴沉积变异系数小于11%,沉积均匀性优良,完全满足无人植保要求。

基于色调差的自然光照条件下苹果树叶片含氮量快速检测

该文旨在应用数字图像处理技术建立苹果树叶片氮含量检测模型。该方法以自然光条件下的叶片图像为分析对象,首先通过色彩恒常理论MSR算法进行去光照处理,然后应用阈值分割、改进的Sobel算子剔除叶片噪声点、叶脉等的影响,最后对不同含氮量的叶片与潘通标准色卡进行色调差分析,得到果树叶片色调差和含氮量之间的关系,建立出苹果树叶片的含氮量检测模型。经试验验证,苹果树叶片去光照图像与标准色卡图像的色调差与果树各个时期的叶片含氮量的相关系数均在0.75以上,且回归方程的F检验P值均小于0.01,具有极显著的相关关系,其中盛花期传统施肥组、结果中期传统施肥组、施复合肥组、采收期传统施肥组相关系数均在0.8以上,用最小二乘法建立的检测模型的检测值与实际值的相对误差小于10%。说明利用色调差测定苹果叶片含氮量的方法可行,该方法为实时、准确地监控苹果树整个生长过程中叶片含氮量的变化以及合理地施用氮肥提供科学理论基础。

果树专用饼状缓释肥递肥机构设计与优化

针对现代果园生产过程中出现的化肥施用不当、浪费资源、污染环境等问题,提出果园缓释肥施肥方法。缓释肥料由于肥力释放速率、方式和持续时间已知并可控制而被推广,发展潜力大,但目前缓释肥施肥以手工施肥为主,劳动强度大,作业效率低。为解决这些问题,提出了一种缓释肥施肥机凸轮递肥机构。该机构由单片机、步进电机、凸轮、推杆及递肥盒构成,实现可控单一递肥。基于碰撞函数接触算法(IMPACT-Functionbased Contact)对不同基圆半径R的凸轮进行仿真,通过对凸轮递肥机构的仿真试验,获取凸轮机构与推杆机构之间的接触力数据及推杆运动时的加速度和速度数据。通过对所得数据进行分析,优化凸轮基圆半径,结果表明:当基圆半径为105mm时,不仅可以减少材料成本,而且凸轮与推杆之间的挤压与接触力、推杆运动的加速度和速度在要求范围内实现多目标最优。