大载荷油动植保无人机喷雾参数对棕榈树冠层雾滴沉积分布的影响

对使用大载荷油动植保无人机对棕榈树进行喷施作业的效果进行了评价,探讨了植保无人机喷洒参数对棕榈树上雾滴沉积的影响。以大载荷油动植保无人机为研究对象,进行了正交试验,考察了3个因素:飞行高度、飞行速度和喷头流量。经过试验比较,当喷头流量为3.4 L/min、作业高度为3 m、作业速度为3 m/s时,雾滴沉积密度和均匀性最佳。其中,喷头流量对雾滴沉积密度的影响最大,其次是作业高度和作业速度;在穿透性方面,喷头流量为3.4 L/min、作业高度为4 m、作业速度为4 m/s和喷头流量为4.2 L/min、作业高度为4 m、作业速度为3 m/s,其雾滴的穿透性较强,分别为15.83%和30.01%。影响雾滴沉积穿透性的因素依次为喷头流量、作业高度和作业速度。本试验对大载荷油动植保无人机在棕榈树合理喷施和提高喷施效果方面具有参考价值。

无人机应用技术专业学生实践技能提升策略分析

以无人机应用技术在近年来快速发展为背景。介绍了人才培养存在的问题,涉及无人机技术作为跨学科交叉专业,社会对无人机技术人才的迫切需求以及高职院校开设无人机应用技术专业的背景。探讨了无人机应用技术对学生实践技能的要求,强调了实践技能在该领域的重要性。对无人机应用技术专业发展存在的问题进行了深入分析,提出了学生实践技能提升的策略。以期为无人机应用技术专业学生实践技能的提升提供有益借鉴,促进其专业发展与就业竞争力的提高。

江苏省农产品加工业的发展定位和优势

基于江苏省农产品加工业的发展现状,剖析了江苏省农产品加工业的竞争优势,并明确了其发展定位和思路。选择波特模型竞争优势理论对江苏省农产品加工业的竞争优势进行剖析。研究表明,江苏省农产品加工业在生产要素、需求条件、相关产业和支持产业的表现及制度环境方面目前存在一些有利的因素,但在企业战略与竞争优势方面仍面临一些困境。最后,提出推进江苏省农产品加工业发展的8项对策建议,以统筹规划,加快发展,建设农产品加工业大省,为乡村振兴赋能添彩。

无人直升机喷雾参数对玉米冠层雾滴沉积分布的影响

为了阐明喷洒药械N-3型无人直升机(N-3 UAV)在玉米生长后期雾沉积效果及应用前景,研究了喷洒参数对玉米冠层雾滴沉积分布的影响。该试验研究以染料Rhodamine-B溶解成一定浓度的溶液代替农药进行喷雾,通过改变飞机的作业高度和横向喷洒幅度进行喷雾试验;采样点设置沿玉米高度方向分4层,用聚酯卡作为雾滴取样器采集雾滴。用荧光分光光度计测定雾滴在玉米某一区域的沉积量,由此获得雾滴沉积量在玉米植株不同层间分布的规律。结果表明:作业高度为5 m时,雾滴在目标上的总沉积量最少,离散程度最大,极差值为0.17;作业高度为7 m时,雾滴在目标上的总沉积量比作业高度为5和9 m时的沉积量大,雾滴沉积量的离散程度最小,极差为0.10;不同作业高度时,雾滴在玉米顶部、上部、穂部、下部的沉积效果和分布均匀性的变异系数不同,雾滴在玉米上部和穗部的沉积量高于顶部和下部的沉积量。在同一作业高度下(7 m),横向喷幅为5和9 m时,多喷幅雾滴沉积百分比的极差为38.4%和38.1%,变异系数为41%和34.4%;横向喷幅为7 m时,多喷幅雾滴沉积百分比的极差为26.3%,变异系数为25%,雾滴分布均匀性最好。小型无人直升机在玉米生长后期喷洒农药时,作业高度和横向喷洒幅度会影响雾滴在植株上的沉积量和分布均匀性,综合考虑雾滴沉积特性和喷洒效果情况下,应该选择飞行高度为7 m,横向喷洒幅度为7 m作为作业参数。该研究可为喷雾器具的优化设计、性能改进以及正确使用等提供技术依据;对合理喷施农药、提高喷洒效率、防治病虫害大面积暴发具有重要意义。

江苏省优势农产品国际竞争力提升路径分析

基于2012—2020年江苏省农产品加工业的进出口贸易情况,该文剖析了江苏省农产品加工业的出口规模和出口结构,选择并测算了能从不同角度反映一国/地区农产品国际竞争力的四种指标,通过对比分析江苏省与全国及两大农产品出口省份的差距,明确了江苏农产品的国际竞争力现状,并针对江苏农产品国际竞争力不足但发展空间及潜力巨大的现状,通过与全球农产品出口大国美国和法国的农产品国际竞争力进行比较,探讨了提升江苏优势农产品国际竞争力的有效路径。

基于响应面法的P20型多旋翼无人机施药参数优化与试验

为了找出多旋翼无人机喷洒农药时影响农药沉积的因素及其影响程度,提高雾滴在靶标上的沉积水平,并通过试验制定相应的试验方法和规范,在单因素试验的基础上,采用Box-Benhnken的中心组合试验设计理论对施药机具的喷雾参数进行研究.以飞行高度、飞行速度、喷头流量等工作参数为影响因素,以雾滴在靶标上的沉积水平为目标函数,建立雾滴沉积水平的二次多项式数学模型,并分析模型的有效性与因子间的交互作用.利用Design-Expert 8.0.5软件的回归分析法和响应面分析法对模型进行优化分析,得到施药机最优喷洒参数组合.结果表明,对雾滴沉积水平影响大小依次为飞行高度、飞行速度、喷头流量;最优喷洒参数组合为飞行高度2.0 m,飞行速度3.7m·s^(-1),喷头流量430 m L·min^(-1),此条件下的雾滴在靶标上的最大沉积水平为68.69%,且与模型预测值相比相对误差为±5%以内.

棉花脱叶剂施药机喷雾参数优化与试验

喷杆喷雾机被广泛应用于大田作物,不仅作业效率高,还能保证喷洒效果。但在中国新疆棉花脱叶剂喷施的过程中,还遇到一系列的问题。新疆棉花种植密度大,行距为10+66cm模式,导致相邻两行叶片交叉、重叠严重,在喷施棉花脱叶过程中,棉花冠层下部雾滴覆盖率低,脱叶效果差,严重影响棉花品质。针对这一现象,为提高施药机具喷洒脱叶剂在棉花冠层的雾滴覆盖率,本文在原有喷杆喷雾机基础上进行改装,提出棉花脱叶剂施药机喷雾参数优化方案,在单因素试验的基础上,采用Box-Benhnken的中心组合试验设计理论对施药机具的喷雾参数进行研究。以横喷杆离地高度、吊喷离地高度、员喷夹角等工作参数为影响因素,以棉花冠层的平均雾滴覆盖率为目标函数,建立雾滴覆盖率的二次多项式数学模型,并分析模型的有效性与因子间的交互作用。利用Design-Expert 7.0.0软件的回归分析法和响应面分析法对模型进行优化分析,得到施药机最优喷洒参数组合。结果表明,3个因素对棉花冠层雾滴覆盖率的影响大小依次为横喷杆离地高度、吊喷离地高度、吊喷夹角;最优喷洒参数组合为横喷杆离地高度134cm,吊喷离地高度27.5cm,吊喷夹角21°。此条件下的棉花冠层平均雾滴覆盖率最大值为19.6%,与模型预测值相比相对误差为-4.25%。研究结果可为进一步完善棉花脱叶剂施药机喷洒参数优化提供参考。

现代农业领域中计算机视觉技术的运用与发展

计算机视觉是一个涉及使机器“看到”的领域。该技术使用相机和计算机代替人眼来识别,跟踪和测量目标以进行进一步的图像处理。随着计算机视觉的发展,这种技术在现代农业领域得到广泛的应用,并在其发展中发挥关键作用。首先,详细阐述计算机视觉的概念、组成部分和工作原理。其次,介绍国内外计算机视觉技术在水产养殖、畜牧养殖、农作物生长监测、农作物病虫害监视、果蔬识别定位与采摘等领域的研究进展与应用情况。通过分析发现,现有技术可以促进现代农业自动化发展,实现低成本、高效率、高精度的优势。然而,未来技术将继续向现代农业新的应用领域拓展,需要克服的技术问题会更多。最后,系统总结和分析计算机视觉技术在现代农业的应用与挑战,探讨未来的机遇和前景,为研究者提供最新的参考。

手持式风送授粉机工作参数优化与试验

针对果树授粉作业普遍存在授粉量大、授粉作业不均匀等现象,采用Box-Benhnken的中心组合试验设计理论对风送式授粉作业工作参数作优化研究。以手持式风送授粉机为研究对象,以喷管直径、收缩管直径、电机电压等工作参数为影响因素,以花粉授粉量、喷管出口固相质量浓度、花粉覆盖率为目标函数,建立两者之间的多元数学回归模型,探索各因素之间的影响规律及最佳水平组合。利用Design-Expert 8.0.6软件的回归分析法和响应面分析法对模型进行优化分析,得到风送式授粉机最优工作参数。性能试验结果表明:喷粉量、固相质量浓度影响因素显著顺序依次为喷管直径、电机电压、收缩管直径;覆盖率影响因素显著顺序依次为电机电压、收缩管直径、喷管直径;最优参数组合为喷管直径为5 mm、收缩管直径为7.5 mm、电机电压为8.0 V,对应的花粉喷粉量、固相质量浓度、覆盖率分别为1.70 g/min、17.28 g/m3、77.71%,且各性能指标与理论优化值相对误差均小于6%。田间试验结果表明:猕猴桃花朵柱头的覆盖率为67.11%,与性能试验结果相比相对误差小于16%。研究结果可为进一步完善风送授粉机的结构设计和作业参数优化提供参考。

喷雾机喷杆结构形状及截面尺寸优化与试验

针对喷雾机喷杆结构动力学特性原始设计缺陷,该文提出了一种基于遗传算法的多变量优化方法。以平面十八杆桁架单元为基础结构,在Abaqus平台中建立了单侧喷杆参数化有限元模型。基于Isight多学科多目标优化平台提取模型设计变量组及优化目标,采用多岛遗传算法(multi-island genetic algorithm,MIGA)对喷杆桁架结构形状及杆件截面尺寸进行优化,得到了一阶固有频率为10.87 Hz,质量为35.82 kg,幅宽为5 m的单侧喷杆结构模型。根据优化后模型的结构参数制造喷杆样品,通过对其进行模态试验验证了数值模型的准确性。针对优化前、后喷杆模型进行了以位移功率谱密度(power spectrum density,PSD)函数为激励的随机振动仿真,结果表明,优化后喷杆模型的质量下降并没有明显增加其在竖直方向上振动位移响应量。该文研究结果可为进一步研究喷雾机喷杆结构的动力学性能优化提供依据。

无人机高浓度施药对水稻品质的影响

探索了2种常规药剂在低量高浓度无人机施药作业方式下对水稻品质的影响。采用2种药剂(毒死蜱chlorpyrifos,己唑醇hexaconazole),2种作业方式处理南粳5050一个生长季的水稻,对比采后稻谷加工品质。由航空高浓度低量喷洒与常规喷洒处理的水稻籽粒的DMA动力学频谱得知:飞机喷洒毒死蜱处理的水稻硬度高于常规喷洒;飞机喷洒己唑醇处理的水稻与常规喷洒作业的黏弹性指标差异不大。采用X射线衍射仪测定水稻籽粒中淀粉的晶体结构,结果表明:航空施药和常规施药方式对水稻籽粒的微观结构均会产生影响,航空施药对水稻籽粒的微观结构影响小于常规施药对水稻籽粒微观结构的影响。

NJS-1型植保直流闭口式风洞设计与试验

针对农药雾滴飘移特性研究的需要,依照流体力学、空气动力学及相似理论设计了NJS-1型植保低速风洞。该风洞型式为直流闭口式,主要由进气段、动力段、过渡段、扩散段、稳定段、收缩段及试验段等部分组成,采用理论计算确定各段结构,风洞总体尺寸为20 m×2.7 m×4.3 m（长×宽×高）;动力段流道型式为R＋S级,叶轮直径1.2 m,叶片数为8,后导叶叶片宽度0.18 m,叶片数为7;扩散段为大角度扩散,扩散角40°;稳定段采用六角形蜂窝器和两层阻尼网组合设计;试验段长度为7.5 m,出口截面尺寸为1.8 m×1.2 m（高×宽）。通过性能试验测定了风洞试验段气流品质,试验结果表明：试验段风速1.0-10 m/s连续可调,气流动压稳定系数小于1.5%,气流紊流度小于1%;同时在1.0-9.0 m/s风速下测定试验段入口截面风场均匀性,表明随着风速的增加,风场的风速分布更加均匀。该文为进一步研究植保风洞的结构设计和飘移试验参数优化提供依据。

手持式风送授粉机研制与试验

针对中国果树授粉大多采用人工点授、蜜蜂授粉等作业方式,迫切需要机械授粉机具的现状,研制了手持式风送授粉机。该机采用可变速的直流电机驱动离心风机,依照流体力学射流原理,计算授粉出口风速并设计了离心风机,叶片型式采用径向直板叶片,叶轮型式为平前盘,叶轮直径38 mm,叶片数为6,叶片宽度为18 mm。通过室内试验和样机田间试验分别测试了风机性能特性和气流速度对花粉分布的影响及猕猴桃柱头处的花粉覆盖率,试验结果表明:风机转速在8 000 r/min时风量为3.0×10-3 m3/s,满足风送授粉作业要求,风机转速9 000 r/min时全压效率较高,达到43%;花粉分布受风速影响较大,花粉竖直分布量以及喷粉量与出口风速成正比,且水平分布、竖直分布峰值随着风速的增加而后移,竖直分布峰值在距出口一定距离内保持稳定,显示花粉在一定速度的定向气流中能保持较好的直线传播;随着出口风速的增加,柱头处花粉覆盖率提高,当出口风速达到19.5 m/s时,花朵柱头平均有57.66%的花粉覆盖率。研究结果可为进一步研究风送授粉机的结构设计和作业参数优化提供依据。

离心喷嘴雾滴运动轨迹与沉积分布特性

针对转盘离心喷嘴雾滴运动方程难以用解析方法求解,以及雾滴群轨迹难以用试验手段追踪的问题.根据雾滴在空气中的受力理论分析,得到雾滴运动的物理方程.采用4阶标准RungeKutta算法,基于Matlab平台进行数值求解,得到了雾滴水平速度、垂直速度的变化曲线及雾滴的运动轨迹.搭建了离心雾化试验台,进行了雾滴沉积分布特性试验.结果表明:在转速为6 000 r·min-1,流量为700 m L·min-1雾化条件下,雾滴水平速度由15.71 m·s-1迅速衰减为0;雾滴垂直速度由0迅速增大到一定速度,雾滴最终沉降速度随雾滴粒径的增大而增加;粒径越大的雾滴水平位移越远;不同粒径的雾滴水平位移的理论值和试验值的相对误差均在5.31%以内,运动模型推导和求解正确.

植保无人飞机喷施叶面肥作业参数对枇杷冠层雾滴沉积分布的影响

为了提高无人机对枇杷喷施叶面肥的作业效果,探究了植保无人机大疆T30作业参数对枇杷冠层雾滴沉积分布的影响,在江苏省苏州市东山镇枇杷种植试验基地,设置作业高度、作业速度、每667 m~2用液量3个因素,每个因素3个水平,采用正交试验设计,对枇杷植株进行无人机喷施叶面肥作业,测定分析不同飞行作业参数处理的雾滴沉积密度、雾滴覆盖率和雾滴穿透性。结果表明,综合不同处理的雾滴沉积密度、雾滴覆盖率和雾滴穿透性,供试植保无人飞机对枇杷喷施叶面肥的最佳作业参数为作业高度2.0 m、作业速度4.5 m/s、每667 m~2用液量2.0 L。雾滴穿透冠层的最大影响因素是工作高度,作业高度1.5 m的雾滴沉积和穿透性较好。

基于EBF神经网络模型的喷雾机吊喷分禾器参数优化

喷杆-吊杆组合式喷雾机被广泛应用于棉花催熟脱叶剂的喷施,由于棉花采用密植栽培模式,棉花冠层中下部脱叶剂喷施覆盖率低,脱叶效果差,严重影响了机采棉品质。为提高棉花中下部的喷洒覆盖率,减小喷雾机行驶阻力,提出吊杆分禾器参数优化方案,采用Box-Behnken设计制定试验方案,以分禾器前倾角、安装高度、作业速度等参数作为试验因素,通过田间试验获取雾滴覆盖率、分禾阻力等响应数据,使用椭球基神经网络(Ellipsoidal basis function neural network,EBFNN)逼近响应和试验因素之间的关系,建立精度可靠的近似模型,基于该模型对试验因素分析、优化。并得到最佳试验参数组合:分禾器离地高度210 mm、分禾器前倾角12°、喷雾机作业速度4 km/h。在此条件下进行田间试验,棉花冠层平均雾滴覆盖率为22.49%,与模型预测值相比误差为10.89%;分禾阻力试验均方根为70.9 N,与模型预测值相比误差为7.78%。

无人直升机农药喷洒系统的设计及应用

介绍了无人直升机农药喷洒系统的组成、工作原理、关键部件设计,整个喷洒系统由电动离心喷头、折叠式喷杆、药液箱、施药控制系统、液泵、机架等部分组成。药液箱采用双加液口、对称式流线型结构,减少了空气阻力,增加了飞机稳定性;施药控制系统采用GPS自动化导航、智能化控制等技术,可实现定点精准施药,并实时监控整个施药过程,避免漏喷、重喷。对无人直升机施药装备进行水稻病虫害防治试验,结果表明,水稻分蘖期采用无人直升机农药喷洒装备防治病虫害,其防治效果优于常规担架喷雾机,特别是施药10 d后防治效果尤为显著。

双气流道辅助静电喷头设计与试验

针对荷电雾滴在喷头处易吸附,且荷电量在射程方向上易衰减等问题,结合气流辅助喷雾与静电喷雾技术,设计双气流道辅助静电喷头。采用理论分析与公式方法,计算感应电极结构参数与位置、气流道结构与参数;采用静电喷雾试验测试喷头压力的流量特性,工作参数对荷质比的影响,雾滴的空间分布和飘移特性等。喷雾量与喷雾压力的关系为y=0.366 7x^(0.467 3);在1.0 m以内的喷雾距离下,荷质比与喷雾压力、气流速度、感应电压呈正相关关系,喷雾距离越小荷电雾滴的荷电量衰减越剧烈。荷质比沿射程方向逐步衰减,在0.6~1.0 m处衰减最剧烈,而后趋于平缓;气流速度在15、22、32 m/s时,静电喷雾的飘移率分别降低50.0%、22.5%、10.7%。当喷头在额定喷雾压力为0.4 MPa、感应电压为6 k V,采集距离在1.0 m以内时,静电喷雾的反面雾滴覆盖密度比非静电喷雾提高15%以上;当采集距离在1.0~2.0 m之间时,静电喷雾的反面雾滴覆盖密度提高10%左右;当采集距离大于2.0 m时,静电喷雾的反面雾滴覆盖密度反而低于非静电喷雾。因此,风送静电喷雾应用时的气流速度和喷雾高度须根据作物冠层特征选择。本研究可为喷头的应用和大型静电喷雾机的设计提供依据。

土壤射频消毒技术试验

长期的连茬种植模式,造成土传病害严重,引起农产品产量、品质的降低。设计了一套土壤射频消毒系统,利用射频产生的热效应和生物效应杀灭土壤中的害虫以及病原微生物等,具有快速均匀加热、土壤含水自平衡及选择性加热的特点。结果表明:射频加热效果明显,且土壤的温升曲线近似一元二次方程y=0. 05x2+1. 39x+17. 53,土壤消耗的功率密度曲线可拟合成对数函数y=167. 71lnx+24. 09;利用输出功率12 k W的射频发生器加热18 min,土壤温度即可达到61. 7℃,此时可杀灭土壤中的根结线虫和各种病原菌。

喷杆运动与喷雾沉积分布变异系数关系试验研究

喷杆式喷雾机被广泛用于作物病虫草害的防治和液态化肥的喷施,可以增大农作物的产量;然而,喷雾机在起伏不平的田间行驶时,地面起伏会导致喷杆发生无规律运动。为了探明喷杆运动对喷雾沉积分布的影响规律,通过在喷杆末梢安装超声波测距传感器和加速度传感器,测量喷杆的滚转运动及垂向振动加速度,同时在田间布置水敏纸,测量沿着喷杆方向和行驶方向的雾滴分布均匀性变异系数。使用双GPS辅助的惯性测量系统获取喷雾机底盘的运动姿态和运动轨迹,将测得的喷杆运动与水敏纸测得的沉积分布量对应起来,通过对试验数据分析车体晃动、喷杆运动、喷雾分布变异系数之间的关系。结果表明:对无减振悬架的喷杆喷雾机底盘晃动越剧烈,喷杆的不规律运动及弹性变形越大;A组覆盖率试验采样位置处喷杆两侧高度差374mm,对应的横向喷雾分布变异系数为80.38%;B组位置处喷杆高度差118mm,对应的横向喷雾分布变异系数为65.48%;喷臂两侧高度差越大,雾滴分布的变异系数越大。同时,喷雾机垂向振动加速度比前进方向的加速度大,喷杆垂直面内的振动较大,导致测得的沿喷杆方向的雾滴覆盖率变异系数大于行驶方向的变异系数。