基于PLC的变量喷雾系统的设计与试验

精准农业是农业生产的发展方向,故根据精准农业中变量喷雾技术的发展需求,对变量喷雾技术进行研究。在此,主要介绍了一种基于可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)的变量喷雾系统,通过试验验证该变量喷雾系统的变量性能。变量喷雾系统主要由PLC、触摸屏(Touch Panel Monitor)、电磁阀、药水泵、压力表及电源模块等组成,使用触摸屏通过RS232通讯给PLC发送变量信号,PLC接收到信号后调节电磁阀的开度,达到变量喷雾的目的。通过在3个不同管路压力、10个不同电磁阀开度的试验,建立管路压力、电磁阀开度和喷头喷雾量的模型参数。试验结果表明:喷雾系统有较好的变量能力,在同一压力、不同开度条件下的最大变量能力为6.77,在不同压力、不同开度工作条件下最大变量能力为9.91。在不同压力下,分析并验证了电磁阀开度与喷雾量之间函数关系,曲线拟合结果表明:利用线性函数、指数函数、多项式函数拟合电磁阀开度和喷雾量,决定系数均大于0.9,最大为0.9998。相对误差分析结果表明:利用指数函数和多项式函数拟合的平均相对误差均在4%以内,可为变量喷雾机的设计与应用提供技术与数据支撑。

基于Fluent分析的棉田废地膜秸秆分离装置设计

针对棉田机械化回收的废地膜与棉秆、土壤等杂质混合难以分离,无法资源化再利用,且随意掩埋或焚烧易造成环境二次污染的问题,拟开展膜杂混合物分离技术研究,提出筛筒式膜杂分离原理,为膜杂分离机的设计提供参考。以残膜回收机回收的膜杂混合物为研究对象,开展物理特性研究,测出废膜、秸秆、土壤颗粒的悬浮速度,利用SPSS软件统计分析物料悬浮速度与受风面积的相关性,通过搭建膜杂混合物料风选试验台,分析膜杂混合物各组分在风选试验台气流场中的运动轨迹和沉降规律,确定了筛筒式膜杂分离装置关键部件最佳尺寸和工作参数,并采用Fluent进行流体域数值模拟,确定地膜和杂质分离效果的最佳进风速度为8.0 m/s,最优入风角度为6.00°。通过验证试验可知当筛筒转速为40 r/min,进风速度8.0 m/s,入风角度6.00°时,试验所得的膜中含杂率为9.73%、杂中含膜率为0.261%,验证了理论分析和结构设计的合理性及流体域数值模拟分析的正确性。本研究结果可为废地膜杂质分离及废地膜资源化再利用提供参考。

对靶喷雾参数对雾滴沉积分布影响试验

在对靶喷雾状态下,喷雾方式由连续转变为间歇,喷头频繁开闭会影响冠层位置的雾滴分布,分析对靶喷雾状态下不同喷雾参数对作物冠层雾滴分布的影响,为验证并完善对靶喷雾机器人整体性能提供理论依据。试验使用自动对靶喷雾机器人,采用对靶与连续两种喷雾方式,选择0.5m/s、0.75m/s、1.0m/s的行驶速度与0.3m、0.4m、0.5m、0.6m的作物间隙大小,对两种喷雾方式下不同冠层位置的雾滴覆盖率进行对比,分析不同行驶速度与不同作物间隙对对靶喷雾状态下不同位置冠层雾滴覆盖率及均匀性的影响。采用连续与对靶两种喷雾方式对相同番茄作物行进行喷雾,通过测量药液使用量来获取对靶方式相对于连续方式下的省药率。试验结果表明,行驶速度变化对对靶喷雾方式影响较大,当行驶速度在0.5m/s时,平均雾滴覆盖率可达58.4%,当速度增大到1.0m/s时下降到33%;当行驶速度为1m/s、间隙大小为0.3m时,激光雷达无法识别此作物间隙从而造成两侧冠层雾滴覆盖率较大,随着间隙的增大雾滴覆盖率变化趋势相对平稳;对靶喷雾下的前冠层雾滴覆盖率较小于连续喷雾状态下的雾滴覆盖率,在中后冠层位置能够保持基本一致。在空隙比为40%和33.3%的番茄作物行中,在0.5m/s的行驶速度下省药率为44.8%和39.0%,在1m/s时省药率为47.5%和40.8%。对靶喷雾能够在作物间隙位置自主关闭喷头,有效减少药物浪费,行驶速度相比连续方式对其影响更大,因此在实际作业中应根据作物的种植密度来选择合适的行驶速度和作物检测范围,以提高冠层雾滴覆盖率。

大蒜播种机在新疆种植区的改进适应性研究及试验

为解决新疆大蒜种植机械化程度低的问题,对比了分析新疆吉木萨尔白皮、伊犁紫皮大蒜和山东金乡蒜的外形差异,对引进的山东玛丽亚生产的2BU-7型大蒜直立播种机进行改进优化,同时设计铺滴灌带覆膜机构为提高大蒜播种机在新疆干旱种植区的适应性提供依据。通过基础数据研究优化了关键部件,对改进后的大蒜播种机进行试验,结果显示:当改进后的大蒜铺滴灌带、覆膜播种机前进速度为2km/h时,大蒜正芽率达到91.4%,重播率为4.5%,空穴率为3.2%,损伤率为4.9%,各项性能指标最优,且滴灌带纵向拉伸率为0.6%,满足《滴灌铺管铺膜精密播种机质量技术评价技术规范》要求。

基于三维激光点云的靶标探测系统研究与试验

【目的】使用R-Fans-32三维激光雷达(LiDAR)研究植株三维激光点云与植株叶面积之间的关系,为变量喷雾系统提供数据支撑。【方法】假设植株激光点云数量与叶面积之间存在线性关系。搭建基于三维激光点云的靶标探测的试验系统,先测量靶标植株的高度来探究该探测系统的精度,激光雷达以10Hz的扫描频率和1m的探测距离实现对10株番茄的三维点云数据的获取,激光雷达上位机软件Ctrlview实现对三维激光点云数据的储存。利用Cloud Compare软件对储存的点云数据进行处理,利用LiDAR360软件对植株进行高度测量和点云数量的获取。对采集的植株点云进行数量统计,利用CL-202植物叶面积测量仪对采摘的靶标植株叶片测量叶面积,验证植株点云与叶面积之间的关系。【结果】激光雷达探测所得到的番茄植株的高度与手工测量值的最大相对误差为7.92%。利用线性函数拟合植株点云数量与叶面积,拟合度为0.7805,最大相对误差为5.64%。【结论】设计了一种用于探究基于激光点云的变量喷雾系统可行性的试验系统,依据三维激光点云计算植株的叶面积精度良好,R-Fans-32三维激光雷达可作为变量喷雾系统的探测部件。

悬挂式棉秆粉碎还田搂膜机搂膜机构的设计与试验研究

介绍了悬挂式棉秆粉碎还田搂膜机的设计要求、基本结构,给出了搂膜机构的结构参数。对切根铲工作阻力进行了理论分析,并通过试验获得主要技术参数;同时,搂膜齿排列试验结果表明,搂膜齿的排列方式对搂膜率有一定的影响,最后一排的齿密度越大效果越好,但排列过密容易壅土,齿间距最小约为110 mm;通过综合试验,确定了悬挂式棉秆粉碎还田搂膜机的主要技术参数的较优水平组合;切根铲工作深度H为4～5 cm、提升角(或碎土角)β为16°、机具前进速度V为6.2 km/h。

抛送式秸秆粉碎还田机风场模拟

对抛送式秸秆粉碎还田机进行三维建模,应用CFD技术对其风场进行了模拟研究。采用湍流模型和SIMPLE算法进行求解,通过对速度分布场分析,初步得出了甩刀刀柄迎风面积、留茬高度、刀尖间隙、前(后)风口高度、侧面间隙等因素对风场影响的基本规律。

基于SolidWorks的残膜捡拾滚筒3D设计及运动仿真

应用SolidWorks软件对残膜捡拾滚筒进行3D设计和装配,并运用COMSOS/Motion在滚筒不同的转速、捡拾齿组数及入土深度等参数下对滚筒进行了运动仿真,得出捡膜齿运动轨迹,初步寻找出了弧型捡膜齿满足要求的排列布置、滚筒转速和合理的入土深度等工作参数,为残膜回收机具的设计提供了理论依据。

棉秸秆切碎及残膜回收联合作业关键技术研究

研制了棉秸秆切碎及残膜回收联合作业机。机具由秸秆切碎部件和残膜回收部件及辅助工作部件组成,采用梳齿式松土齿和弧型摆动式挑膜齿残膜回收滚筒与脱送膜滚筒搭配构成残膜回收机构。对弧型摆动式挑膜齿残膜回收滚筒的设计和工作原理及试验效果进行了阐述和分析。

基于Solidworks的残膜捡拾滚筒3D设计及运动仿真

应用Solidworks软件对残膜捡拾滚筒进行3D设计和装配,并运用Comsos/Motion针对滚筒不同的转速、捡拾齿组数、入土深度等参数对滚筒进行了运动仿真,得出捡膜齿运动轨迹,初步寻找出了弧型捡膜齿满足要求的排列布置、滚筒转速和合理的入土深度等工作参数,为残膜回收机具的设计提供了理论依据。

基于虚拟样机的打瓜捡拾脱籽联合收获机设计

根据打瓜收获的工作要求,用数字化设计手段,以打瓜捡拾脱籽联合收获机为研究对象,基于Solidworks软件平台采用多种建模方式,构建了数字化虚拟样机模型,并对其关键零部件-捡拾辊同底盘连接的铰接板的参数和结构进行了设计、分析和优化,从而为打瓜捡拾脱籽联合收获机的改进提供了可靠的依据。采用参数化设计方法设计了系列产品。在产品开发过程中采用虚拟样机技术,可以优化产品设计方案,缩短产品开发周期,节约产品开发成本。

9976新型六行采棉机结构分析及应用

介绍了９９７６型六行采棉机。该机采用了全新的设计，配置新型ｐｒｏ－１６型采棉工作单体，具有重量分配合理、机具稳定性高、保养维护方便、棉箱结构和卸棉方式新颖等特点。并结合实际对国产采棉机的总体设计提出了建议。

抛送式秸秆粉碎还田机风场模拟研究

对抛送式秸秆粉碎还田机进行三维建模,应用CFD技术对其风场进行模拟研究。采用湍流模型和SIMPLE算法进行求解,通过对速度分布场分析,初步得出甩刀刀柄迎风面积、留茬高度、刀尖间隙、前(后)风口高度、侧面间隙等因素对风场影响的基本规律,为机具的设计提供了一定的理论依据。

新型籽瓜捡拾脱籽联合作业机研制

新疆是我国主要的籽瓜生产基地之一，因其气候和土壤等条件，极适宜种植籽瓜。且籽瓜具有抗旱、投人成本低，经济效益较高优点，已成为新疆农民主要增收的作物之一。全疆籽瓜种植面积20万～23.3万hm^2，籽瓜生产过程中收获环节主要靠人工捡拾、集条集堆、人工喂人、机械脱粒，用工量大，劳动强度高，效率低，收获损失大。加之籽瓜成熟后因其特性不宜在田间放置过久，如逢秋雨霜冻，经常腐烂。

运动与猝死(综述)

查阅 1982～ 2 0 0 1年有关运动猝死的大量文献发现 ,猝死发生率男性多于女性 ,30岁以下为高峰 ,死亡原因以心肌梗死、先天性心脏病和心肌炎等心源性猝死最为多见 ,脑源性猝死在运动中时有发生 ;猝死最常见的运动项目有径赛、篮球、排球。

羽毛球正手击高远球技术和教学方法

正手击高远球是后场进攻的主要技术 ,对于初学羽毛球的学生来说 ,该技术较难掌握 .从教学实践和其技术要求及特点出发 ,提出了学习和改进正手击高远球技术的方法 .

悬挂式棉秸秆还田及搂膜联合作业机研制

介绍了棉秸秆还田及搂膜联合作业机的结构、工作原理、主要技术参数和特点。经田间测试,各项指标均达到棉秸秆还田和残膜回收要求。

新疆甘草人工种植前景探讨

介绍了新疆野生甘草资源和甘草人工种植的现状,分析了甘草国内外市场前景,甘草人工种植的农艺要求及 机械化现状。

悬挂式棉秸秆还田及残膜搂集联合作业机的改进设计及试验研究

针对先前设计的棉秸秆还田及残膜搂集联合作业机在生产实践中出现的问题，对搂膜齿的排列、限深轮和悬挂点的位置进行了改进设计，并进行了试验，改进后的机具解决了堵塞和壅土的问题，减少了提升搂膜部件的次数，提高了生产率。经法定部门检测残膜回收率达到82％。