林木容器育苗自动化播种装备设计与应用

针对传统林木容器育苗播种机存在各工艺环节都需要一台独立的生产设备、各生产环节间需要人工衔接、生产成本高、生产效率低等问题,在分析林木育苗容器播种装备整机功能和结构的基础上,设计和开发一套林木容器育苗播种装备。该装备自动化控制系统采用PLC为控制器,通过人机界面操作系统设计人机界面触摸屏实现集中显示和控制。整台装备集成苗盘进给、打穴、播种、覆土、压实和喷淋等作业工序,实现全工序自动化生产。播种装置采用气吸式精量播种,减少用种量(特别是珍贵树种的种子),达到节约成本、增产增效的效果。经测试,装备播种合格率达96.5%,性能可靠,操作方便,智能化程度高,满足苗木工厂化、集约化生产作业要求。

智能种树机器人核心部件创新设计与应用

为了进一步提升植树作业的精准化及智能化水平,以智能型种树机器人为研究对象,基于机械设计与应用机理展开研究。从当前的种树机器人作业特点及结构组成角度入手,通过准确的参数设计与结构优化布局,设计出全新的可旋转式种树机器人。整机运行与控制试验验证结果表明:以机械设计为引导理念,系统地分析种树机器人结构特征,以自动控制与CAD/CAE协同设计为开发手段,对核心组件进行正确设计配合,显著提升了种树机器人的控制与动作衔接效果,目标种植准确率可达92.50%,且系统运行稳定,可为智能化种树机器人的深度改进与实践应用提供参考。

随进式起草皮机振动起草皮装置研究

为解决随进式起草皮机工作时草皮根部切割不规整导致的草皮移植存活率低、起草皮工作效率低的突出问题,研发设计一种基于振动机理的随进式起草皮机。通过分析草皮根部切割机理,设计由振动部件、起皮刀具和起皮刀具升降机构等核心部件组成的振动起草皮装置,并对该装置进行模态和谐响应分析,获取其固有特性、响应特性和受激振力最大的关键零部件形变和应力分布。结果表明:随进式起草皮机在动力源常用工作频率33.3 Hz激励下,振动部件最大形变的仿真位移为0.246 63 mm,试验位移为0.278 3 mm,误差率为11.38%。相同工况下,起草皮机改进后的工作效率提高6.8%,晾置5天平均移植存活率提高2.5%,晾置7天平均移植存活率提高4.2%。为振动起草皮装置的进一步优化设计提供理论依据和改进方向。

CQ-2000型苗圃振动式起苗机设计

针对现有横切式起苗机起苗时存在被切主根有撕裂、茬口不平齐等问题,设计了一种新型振动式起苗机。该机的起苗刀由两片呈一定角度排布的切刀组成,起苗时可有效解决上述问题和一体式起苗刀生锈腐蚀,起苗质量得不到保障的现象。对CQ-2000型苗圃振动式起苗机的入土角、起苗刀刀宽和斜角进行了设计。为验证起苗机是否达到了预期性能目标,对CQ-2000型苗圃振动式起苗机进行了起苗深度变化范围、入土行程和伤苗丢苗率试验,试验结果表明:CQ-2000型苗圃振动式起苗机起苗深度变化范围、入土行程和伤苗丢苗率均符合LY/T 1430-2013苗圃床作型起苗机设计标准。

农田喷灌系统不同横向压力损失的成本估算

在横向管道设计中增加允许压力变化,将导致所需管道压力的增加和水分配的不均匀性,从而造成更高的能源成本和更大的水头损失。文章旨在探讨轮式喷灌系统横向允许压力变化对管道、能源供应和用水成本的影响。考虑允许压力变化为5%、10%、20%、25%和30%,以深圳龙岗河流域紫花苜蓿农田的喷灌系统为调查对象。根据压力变化和每方水成本,在利率为7%、10%和15%的情况下,估算可变灌溉和总成本。结果表明,在所有利率条件下,压力变化15%时的水成本最低,压力变化30%时的水成本最高;不同的利率对经济压力变化范围没有影响,15%的压力变化是该流域轮式喷灌系统的最佳选择。

经济林自动化育苗生产线关键设备设计与试验研究

针对香榧、山核桃等经济林工厂化自动化育苗生产的需求,研制了集基质解压、基质搅拌混合、无纺布苗袋制钵、填充、切断、冲穴、播种、浇水、二次基质覆盖于一体的经济林无纺布制钵育苗自动化生产线。生产线能很好地适应经济林大粒种子催芽后苗袋播种育苗的要求。无纺布苗袋制钵直径8厘米、冲穴直径4厘米;完成了冲孔成穴和气吸播种等关键模块的自动机构设计和设备研发与性能试验。试验结果表明,当输送带速度为5cm/s时,其生产效率约为2844株/时,每班则可播种22750株,总体作业效率至少是人工的八到十倍,能有效降低人工成本,提高生产效率。

真空气吸式播种器吸嘴流场的研究

气吸式播种器能够提高作业速度,而且节省种子。为此,通过理论分析得到了种子被吸附起的临界气流速度V=12m/s,并用ANSYS软件模拟5kPa,10kPa,20kPa,30kPa,40kPa真空度时的吸嘴流场,得到这些真空度所对应的播种器吸嘴吸附距离3mm,4mm,5.5mm,7mm,12mm。最终确定吸嘴的吸附距离是随着真空度的加大而增大的。

林果类地下自密封压力注灌装置研究

【目的】林果灌溉作业中,常用的节水灌溉方式(如滴管、喷灌等)由于其水肥都灌于地表而易产生蒸发损失和盐碱化,亟需可有效对果树地下根部进行直接灌溉,同时保证水肥不会向地表溢出的装置和技术。【方法】根据实际运用场景,得到装置的设计要求,设计了一款地下自密封压力注灌装置,该装置中通过压力自密封结构在工作中能够保证水肥不向地表溢流。应用此装置设计单因素和多因素试验,选取土壤类型、供水压力和注水深度为影响因素,以注入量为目标进行试验,运用Origin软件进行单因素试验分析,运用Design-Expert软件进行多因素试验分析并建立回归模型,探究装置实际工作下适宜参数及各参数对注入量的影响。通过实际试验与得到的回归模型公式对比,验证模型的可靠性。【结果】单因素试验中,注入量随着供水压力的增大而增大,随着注水深度的增大而减小。多因素试验中,对回归模型进行优化分析,得到常见土壤的适宜供水压力为287 kPa,适宜注水深度为30 cm,注入量的预测值和实际值偏差小于5%,模型结果可靠。【结论】该装置可以满足最初的设计需求,实现了有效对果树地下根部的直接灌溉,同时保证水肥不会向地表溢出。本研究的模型验证为后续该类装置实际运用和继续开发,以及地下压力注灌技术的发展提供了数据支撑。

筑床施药机喷施性能参数试验研究

筑床施药机旨在为苗圃进行土壤消毒灭菌作业,从而提高保苗率和优质苗木产出率。该机可以同时完成筑床和施药作业,实现高效率、高质量、低耗能,一机多用。本次试验的目的是在水泵喷嘴数量确定后,探索喷嘴等效喷孔孔径与系统压力、系统流量之间的变化关系,选择最佳配置组合,为试验样机生产试验调试和定型样机设计提供依据。试验结果表明:不论何种型号的拖拉机,其作业速度应控制在2. 88km/h(0. 8m/s)左右,系统流量约15. 5L/min,施药量约1 755L/hm2。选用6503型喷嘴为试验样机喷洒装置的喷嘴,数量6个,等效喷孔孔径1. 10mm,药液喷施系统压力为1. 5～2. 0MPa。

基于PLC的播种机械电气自动化技术分析

为了进一步减少农业人力成本,可以利用PLC技术提升农业播种的效率与质量。基于此,通过对PLC技术的运行优势以及传统播种技术的弊端进行概述,阐述出基于PLC技术的播种机械电气自动化技术优势以及系统设计,通过PLC技术将电气自动化与计算机技术和播种深度融合,分析了播种机械的核心组成以及是否存在增量误差。分析结果表明,播种装置研发的多功能性以及与电气自动化融合形成自动化智能播种将会成为未来的发展方向,应加强PLC技术的研发应用,提升我国播种机械的自主程度,真正为农业现代化的智能化、高效化做出贡献。

我国草坪机械使用现状及发展对策

草坪业是整个园林绿化事业中发展最快的一部分,在现代生活中发挥着越来越重要的作用。随着我国草坪业的发展,草坪机械的需求量迅猛增长。为此,分析了我国草坪机械使用现状及其发展前景,并针对我国草坪机械制造业发展中存在的一些问题提出了相应的建议和对策。

萝卜精量播种机吸嘴流场数值模拟

设计了一款自走式萝卜精量联合播种机,对吸嘴部分产生的速度流场分布情况进行研究,探讨其对吸种效果的影响。为考察不同真空压力条件下的吸种效果,以CFD软件为计算平台,采用结构化网格,以标准的k-ε湍流模型对吸嘴内部速度流场的分布进行了研究。结果表明,当真空压力分别为60、65、70、80 k Pa时,得到这些真空度所对应的播种器吸嘴附距离分别为3.28、3.33、3.35、3.45 mm;最终确定吸嘴的吸附距离随着真空度的加大而增大。

横格式苗木换床移植装置的设计

横格式苗木换床移植技术是在我国林业育苗生产中探索出来的一项新技术。本文介绍了横格式苗木换床移植装置的主要技术性能参数、总体结构、总体参数的设计计算和装置的工作原理,并进行了机构运动分析,给出了关键参数的确定方法。

国外林木容器育苗精量播种装备现状分析

简要阐述了林业容器育苗技术及其精量播种装备技术,介绍了国外几种典型林木容器育苗精量播种生产线概况,指出了我国现阶段林业容器育苗播种生产线装备在发展应用过程中存在的制约因素。

3ZSX-20树枝粉碎机的设计

3ZSX-20树枝粉碎机是林木剩余物生物质资源高效利用的基础设备,其适用于野外林地现场作业。介绍了该机的工作原理,给出了主要技术性能参数的设计计算方法,并进行了总体结构设计及性能分析。

我国苗木换床移植技术现状与发展趋势

介绍了我国苗木换床移植技术的发展过程和现状,指出了目前存在的问题并分析其原因。提出了解决问题的基本思路和我国苗木换床移植技术的发展趋势:改变传统的机械化作业方式,结合国情进行技术创新,采用新的横格式苗木移植技术,尽快实现我国苗木换床移植机械化。

苗木机械化换床移植技术的研究

苗木的换床移植作业是育苗生产中劳动强度最大,耗费人力最多的一道工序,长期以来一直困扰着育苗生产。自走式苗木换床移植技术采用新型的动力底盘,从根本上解决了我国没有苗木换床机械配套动力的问题;采用新的横格式苗木移植方法,解决了植苗密度达不到我国育苗技术规程要求的关键问题。样机的性能及生产试验结果表明,采用机械进行换床作业的成本比人工作业降低30%～40%,生产率提高4～5倍,优质苗木的产出率提高15%以上。

果苗苗木起苗机的初步分析

随着我国林木产业化发展速度的加快,果苗苗木培育正向标准化和规模化方向发展。目前果苗苗木起苗主要分为人工和机械两种方式,国外已广泛采用机械起苗方式,国内由于受技术条件等因素的限制,机械化起苗程度还相对较低,苗木起苗主要还是采用人工起苗的方式。论述了果苗起苗技术的基本要求,分析了果苗起苗机的总体设计。

2MCX-1100型精细筑床机实验分析

2MCX-1100型精细筑床机采用土壤颗粒大小分区成形装置实现土壤精细作业,解决了我国现有机型存在的消耗功率大、床体土壤分布不合理、旋耕部件缠草以及悬挂架下拉杆挡土等问题,可为育苗播种和苗木移植作业提供良好的土壤条件。通过性能和生产试验表明:该机作业质量显著提高,生产率提高了60%以上,作业成本则降低了30%以上,具有显著的经济效益和一定的生态效益。

2ZYZ-20型自行式苗木移植机试验分析

2ZYZ-20自行式苗木移植机应用横格式苗木移植新方法,实现了苗木高密度移植作业机械化;底盘采用通用的可拆动力系统,使设备整体结构简单,便于操作控制,提高了通用性和配套性;行走装置采用橡胶履带,使机组附着力增大,打滑率减小,设备作业平稳可靠。样机性能试验及生产试验结果表明:该机的作业成本比人工作业减少20%～30%,生产率是人工定额作业的4倍左右,优质苗木的产出率提高15%以上,具有显著的经济效益和社会效益。