基于PLC的喷杆喷雾机变量喷雾自动控制系统设计

针对农业精准喷雾的要求,提出了一种基于PLC的喷杆喷雾机变量喷雾自动控制系统的设计方案,分析了变量喷雾自动控制系统的工作流程,介绍了自动控制系统的硬件及软件设计,实现了对喷头流量和工作压力的自动控制,提高了喷雾作业的自动化和精准化水平。

基于FLUENT的离心风机性能优化

机械化高效施药是目前对喷药机械的基本要求,风送植保机械被普遍使用,风机是其中的关键部件,因此风机的性能直接决定了植保机械的性能。采用正交试验方法对影响风机的主要参数进行优化,在FLUENT中对各个正交试验方案进行分析得到,叶片数对风机性能的影响最大,叶片出口安装角对风机性能的影响最小。优化后的风机方案与原风机相比,风机流量增加了3.92%,效率提高了17.07%。采用FLUENT对离心风机进行性能分析可以为优化离心风机性能提供理论依据。

不同施药机具在玉米田间的雾滴沉积分布试验

针对我国玉米等高秆作物生长中后期的机械化植保难题,进行了3WX-1000G喷杆喷雾机、3WX-2 0 0 0 G喷杆喷雾机、STORM1 5 0 0风送远程喷雾机等3种大型自走式施药机具的玉米田间喷雾试验,比较分析了不同施药技术与机具对雾滴沉积分布规律的影响,为筛选技术水平先进,并与玉米病虫害防治要求相适应的施药技术与植保机具的技术提升提供依据。试验结果表明:风幕辅助气流能有效提高雾滴在玉米冠层内的沉积量和覆盖率,在冠层中部和下部的平均沉积量比无风幕时提高了36.4%和17%;冠层各部分的覆盖率均比无风幕时有所提高,冠层下部增长率最高,达到28%;风幕辅助气流还能有效改善雾滴在玉米植株上的分布均匀性;风送式远程喷雾机的风力辅助作用有助于将雾滴向远程输送,大大提高了喷幅及作业效率,但大量雾滴集中于喷幅的前段区间,使其在整个喷幅范围内的雾量分布均匀性远差于喷杆喷雾机,最大变异系数超过1。

3WKL-100型远程可控雾滴喷雾机的设计与试验

基于生物最佳粒径理论,以离心雾化技术为核心,在撞击式低速离心雾化器、夹管式流量阀等关键基础部件创新及优化设计的基础上,研发一种通过雾化器转速变化即可精准控制雾滴粒径,满足设施农作物病虫害防治要求的3WKL-100型远程可控雾滴喷雾机。结果显示,离心雾化器的转速越高,产生的雾滴粒径越小,转速为2 400 r/min时,雾滴粒径为101μm,接近于弥雾机的雾滴细度;转速为2 700 r/min时,雾滴粒径为65μm,远低于超低容量喷雾雾滴粒径≤100μm的要求;转速为3 000 r/min时,雾滴粒径减至41μm;随着离心雾化器转速的提高,雾滴谱趋窄,当转速在2 400~3 000 r/min范围内时,雾化质量较为理想。田间试验结果表明,该机具喷雾量低,平均施药量为127.5 L/hm2,但可提高药液在靶标作物上的覆盖率和分布均匀性,从而可在提高病虫害防治效果的同时,减少农药使用量。

电动摩托车控制器的散热性能分析

分析了电动摩托车控制器的主要热源金属——氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的功率损耗并进行了理论计算,根据控制器总散热热阻对控制器的散热底板进行热设计,运用CFD软件Flo EFD对控制器整体的热设计进行数值分析,得出控制器的温度分布。针对控制器最大功率损耗下的散热性能,分析了散热底板上的不同散热翅片参数对控制器整体温度分布的影响。实验结果表明:针对控制热散热性能的仿真误差小于10%,验证了仿真的合理性,优化后的散热底板可以满足控制器的散热需求。

大豆玉米带状复合种植机械化技术与装备研究进展

推广大豆玉米带状复合种植模式是振兴国产大豆、提升油料产能的重要措施之一,能有效缓解我国大豆对外依存度高、进口压力大等困难。在分析2022年西南、黄淮海、西北地区大豆玉米带状复合种植模式推广实施情况的基础上,对各地区大豆玉米带状复合种植全程机械化技术与装备的现状进行概述,提出大豆玉米带状复合种植机械化面临的问题主要有缺少除草剂喷施专用机具、收获专用机具,现有可用生产装备数量严重不足,机械作业质量不高、适用性差,机手操作不规范等;针对现有技术问题提出我国大豆玉米带状复合种植生产机械化技术与装备的阶段性发展建议,采取先部分后全部、先易后难的方式逐步推进,先解决黄淮海及西北地区全程机械化问题,再针对丘陵山区进行研发,实现全国大部分地区全程机械化,最后综合利用自主导航辅助驾驶技术、自主避让技术及遥感遥测技术等电子信息及传感器技术,提升机具的机械化技术水平,为推动我国大豆玉米带状复合种植模式全面全程机械化高质量发展提供参考。

基于数值模拟的低压铸造铝合金压气机壳浇注系统的优化

为了消除低压铸造中AC4C铝合金压气机壳铸件的缩松缺陷,利用ProCAST软件进行了铸件充填和凝固过程的数值模拟。根据仿真结果对铸件的浇注系统进行了分析优化。结果表明,浇注时铸件无法按顺序凝固,且缩松较多。将铸件反置,并使充填压力从0.035 MPa减小至0.028 MPa,金属液的充填过程趋于稳定,但铸件热节处仍存在缩松。最后,通过增加铸件冒口,缩松缺陷基本消除。根据仿真结果成功铸造出形状完整、表面光滑和显微结构致密的AC4C铝合金压气机壳铸件。

安徽省中药材全程机械化调研分析

安徽省中医药底蕴深厚、资源丰富,“北华佗、南新安”久负盛名。“十三五”以来,安徽省加强顶层设计和政策推动,先后出台了《安徽省促进中医药振兴发展行动计划》(2022—2024年)等10多个系列文件,积极引导产业快速有序发展,纵深推进中药材种植养殖、中药生产加工、中药贸易服务、中药研发创新、中医药服务、中医药人才队伍建设、中医药开放发展等7项重点任务,提升中药产业和中医药健康服务全产业链总产值,加快由中医药资源大省向强省的转变。

自走式果园多工位收获装备设计与试验

为解决现代化果园水果收获过程中人工劳动强度大、作业效率低、配套机械匮乏等问题,结合果树矮砧宽行密植模式和农艺种植要求,本研究设计了一种自走式果园多工位收获装备。首先介绍了自走式果园多工位收获装备的整机结构和工作原理,然后根据“两侧、两高度、六工位”采摘作业模式,对履带自走式底盘、扩展作业平台、果实自动输送装箱及转运系统的关键部件进行了参数分析、计算与结构设计。田间试验结果表明,所设计的自走式果园多工位收获装备可同步于六工位人工采收速度,苹果采收损伤率为4.67%,装箱均布系数为1.475,装箱速度为72.9个/min,能够满足果园采收作业要求。

果园作业平台研究进展分析

修枝剪枝、疏花疏果等农艺环节是果园管理的重要环节,针对田间管理中高位作业农艺环节占比大等问题,综述我国现有果园作业平台及其关键部件与技术的研究现状。分析作业平台现有产品专用底盘缺乏、关键部件性能差距大、扩展性不足、安全性差等技术缺点和面临宜机化改造困难大的问题,提出果园作业平台应符合底盘结构专用化、适应性强、调平精度高、整机智能化水平高的发展趋势,为我国果园机械化进一步发展提供借鉴和参考。

喷杆喷雾机变量喷雾控制与测试试验台设计

为满足喷杆喷雾机变量喷雾技术需要,设计一种喷杆喷雾机变量喷雾控制与测试试验台,实现对已有的变量喷雾装置的实时控制以及性能测试。变量喷雾控制与测试试验台由控制系统和数据采集系统组成。控制系统以西门子S7-200系列PLC为基础,由动力系统、驱动系统、流量系统和变量控制系统组成;数据采集系统采用数据采集模块与传感器获取管路流量、压力、转矩和行驶速度等参数,通过LabVIEW软件对采集的参数进行实时显示和存储。转速工况下的流量精度测试试验显示平均流量误差为4.0%,可作为判定变量喷雾装置性能的一个技术参考;试验表明该试验台可有效实时控制喷杆喷雾机变量喷雾控制部件,满足喷杆喷雾机变量喷雾控制部件的性能测试需求,为制定变量喷雾质量评价技术规范提供技术参考。

果园自动避障中耕除草管理机设计与试验

我国果园、林地等中耕除草环节存在株间除草机具自动化程度低、劳动强度大、生产率低等问题,多数采用人工作业,降低了果园、林地等经济效益。本文设计一种果园自动避障中耕除草管理机,包括液压系统、避障机构、偏置机构等,通过旋耕方式进行株间除草作业,利用触杆及液压系统可以实现中耕作业时作业部件对果树和障碍物的有效避障。试验表明,机具最大偏置量165 cm,最小偏置量125 cm,工作速度2.68~3.24 km/h,避障通过率为100%,耕深8~10 cm,漏耕率为3.49%,生产率为0.24~0.30 hm^2/h。

旱塘瓜开沟施肥覆膜覆土复式作业机设计与试验

设计了旱塘瓜开沟施肥覆膜覆土复式作业机,突破了化肥精量深施、开沟入土部件节能降耗、沟底无损覆膜等技术难题,可实现旱塘瓜田的化肥深施、开沟起垄、沟底覆膜、膜上覆土的机械化复式作业。该机由机架、三点悬挂机构、传动机构、开沟起垄机构,施肥机构、覆膜机构等组成,可完成侧条施肥深度10~15 cm,施肥量2.7~4.1 kg·hm^-2精量可调,满足了西北旱塘瓜的化肥深施农艺要求;沟底覆盖的农膜无损伤,且与沟底、沟壁贴合,不仅起到了增温保墒的作用,并有效抑制了杂草生长,使得旱塘瓜全生育期无需施用除草剂;整机功耗<40 kW。该机具经过田间性能试验验证,当作业地块平整,机具行进速度为匀速0.5 m·s-1左右时,采光面机械破损程度为41.6 mm·m^-2,膜边覆土厚度27.3 mm,膜边覆土宽度44.6 mm,膜边覆土厚度合格率96.1%,膜边覆土宽度合格率95.6%,地膜纵向拉伸率92.3%,排肥均匀性变异系数5.6%,开沟深度32.5 cm。试验结果表明相关性能指标均已达到国家标准以及农艺要求,能够实现旱塘瓜开沟施肥覆膜覆土机械化作业,适宜推广应用。

履带自走式草莓旋耕起垄施肥复式作业机设计与试验

为解决江苏、安徽等长江中下游地区草莓种植季节土壤含水率高,传统草莓起垄机具易打滑、起垄高度不够、效率低、功能单一等问题,研制一种履带自走式草莓旋耕起垄施肥复式作业机,以橡胶履带式底盘为动力,采用垄沟位开沟培土、形垄装置拢土、垄体仿形镇压综合起垄技术完成起垄作业,利用分层施肥装置完成垄体分层对位施肥作业,通过理论分析与三维建模,确定旋耕开沟装置、垄体仿形镇压装置、分层施肥装置等关键部件的结构参数。并对机具进行静态的排肥性能测试以及田间作业性能测试。试验结果表明,各行排肥量一致性变异系数为4.32%,总排肥量稳定性变异系数为3.45%;平均垄高为352 mm,平均垄间距为943 mm,施肥对位精度为11 mm。机具所起的垄体表面光滑、垄沟干净,能实现旋耕、起垄、垄体对位精准分层施肥等作业,满足草莓起垄施肥的农艺要求。

二次气液二相流超低量喷雾器的特性试验研究

基于气力雾化与风送施药技术,并结合背负式电动喷雾器,研发了一种二次气液二相流超低量喷雾器。将该机具与传统的担架式机动喷雾机在种植网纹瓜的设施大棚内进行田间喷雾试验对比,结果显示:经试验测算,二次气液二相流超低量喷雾器单位面积施药量最大为20L/hm^(2),仅为担架式机动喷雾机的26.7%;雾滴在作物叶片正反两面上均有明显沉积附着,且正反面上雾滴覆盖率差异为3.076%,沉积量差异为0.268μg/cm^(2),远小于担架式机动喷雾的33.272%、3.278μg/cm^(2);与担架式机动喷雾机相比,药液在叶片背面有较好的沉积覆盖,平均覆盖率及沉积量分别为9.523%、0.456μg/cm^(2),大于担架式机动喷雾机的7.397%、0.406μg/cm^(2),且雾滴沉积覆盖均匀性总体优于担架式机动喷雾机,尤其叶片反面,覆盖率和沉积量变异系数分别为0.161、0.187,远小于担架式机动喷雾机0.438、0.454。该机具具有良好的雾化效果,药液雾化更充分,产生的雾滴均匀性较好,且在风力辅助下,雾滴在作物冠层具有较强的穿透性,可有效附着于叶片背面,改善了农药的防治效果,达到了农药减量高效施用的目的。

西瓜甜瓜起垄铺管铺膜复式作业规程

设施西瓜甜瓜一般采用起垄覆膜的种植方式。西甜瓜覆膜种植可以起到增温保墒、防虫、抗病、抑制杂草等作用,在有效减少西瓜甜瓜种植过程中的灌溉用水以及农药化肥使用量的同时,提高西甜瓜产量;起垄作业,则能接受更多的光照从而提高地温,增加土壤通透性,促进作物根系生长发育,抗逆性增强;且起垄的地块排灌方便,管理比平畦栽培更方便。机械起垄铺管覆膜作业质量好、效率高、成本低,它的推广应用对促进设施西甜瓜生产绿色发展与提质增效起到了重要作用。围绕西甜瓜起垄铺管铺膜的要求,制定了机具作业规程,为西甜瓜起垄铺管铺膜作业提供技术参考。