遥控自走式雪茄植株中下层烟叶植保喷雾机设计与试验

针对雪茄烟叶在旺长期及成熟期因植株高大及叶片生长致使烟田垄间空间小,且雪茄烟叶生产对烟叶色泽及完整度要求高,田间管理要求不能损伤烟叶,导致生产中雪茄烟叶植株中下层烟叶植保困难的问题,结合烟叶植株生长特征,设计了一种遥控自走式雪茄植株中下层烟叶植保喷雾机,该装置主要包括喷雾系统、履带底盘及控制系统,可实现装置在烟田垄间遥控行走、中下层烟叶喷雾及路况可视等功能。为获取烟株生长特征,运用三维激光扫描仪对其进行扫描并建立了植株叶片田间空间分布模型;根据烟叶田间分布特征,确定装置总体结构和工作方式;结合烟叶形态特征和植保农艺要求,对喷雾系统进行了结构设计及分析,确定了参数范围;根据田间作业需求,对履带底盘进行了动力学分析,对控制系统进行了设计。开展了场地试验,利用Box-Behnken优化了喷雾系统参数,当喷雾压力为0.65 MPa、喷嘴夹角为20.4°、喷嘴孔径为0.4 mm时,经垂直雾滴分布测量仪模拟雪茄烟叶叶片层垂直方向的药液附着性能试验表明,雾滴沉积量垂直分布满足雪茄烟叶植保要求。田间试验结果表明,雪茄植株中下层烟叶正面药液覆盖率为52%~83%,背面药液覆盖率为22%~45%,可实现雪茄植株中下层烟叶药液的有效喷施。

基于UG动画仿真的喷雾机喷杆形变控制优化

在植保作业领域,为预防大田作物的病虫害,传统农业生产存在农药使用粗放、滥用问题,对农村生产、生活、生态“三生同步”工作开展造成了十分不利的影响。为进一步提高农药使用合理性,顺应绿色农业、精确农业、生态农业的发展理念,宽幅喷杆喷雾机逐渐具备了变量喷雾的技术特征。在生产实践中,耕地表面的地形、地势等不确定因素对喷杆喷雾机喷药架造成的振动、歪斜、变型等影响会明显降低喷雾覆盖精度,导致植保质量降低。为此,以我国生产常用的28m幅宽喷药架为研究对象,分析了喷药架的形变类型,利用UG软件仿真了喷药架变形后对喷雾质量的影响,并在分析动画仿真数据基础上有针对性地进行了喷药架结构优化与技术升级,且优化后的喷药架对于多种地形的适应性均得到提升。

烟草喷雾机气流场数值仿真及试验验证

为了探究烟草喷雾机风送系统气流分布情况,利用数值仿真与试验验证相结合的方法分析气流场分布规律。结果表明:1)该喷雾机气流场中气流在喷筒内导流柱两侧分布均匀,喷筒出风口截面处气流分布的仿真结果与实测结果之间相对误差较小且分布趋势一致,证明了仿真模型的合理性和有效性;2)风速与测量位置到出风口截面距离的线性回归方程为y=13.29-9.49x,相关系数为0.721。仿真及试验结果为后续风送系统的优化设计提供了参考。

烟草喷雾机雾滴均匀性及沉积特性研究

烟草喷雾机作业效果的好坏是决定烟叶质量与产量高低的重要因素,雾滴均匀性及沉积特性是判定烟草喷雾机作业效果的重要指标。选取3种喷雾压力、风机风速和样机行驶速度进行喷雾试验,探究不同条件对雾滴均匀性及沉积特性的影响。试验结果表明:雾滴均匀性随喷雾压力和风机风速增大略微变好,基本不随样机行驶速度增大变化;雾滴覆盖率随喷雾压力增大覆盖率最大值不变,随风机风速增大覆盖率最大值减小,随样机行驶速度增大覆盖率整体减小。试验结果为后续烟草喷雾机优化设计提供参考。

喷雾机喷杆平衡系统的研究

我国粮食作物主要病虫草害近200种,如果得不到有效防治,将会造成粮食产量的巨大损失,病虫草害防治能力是农业生产力的重要组成部分,是农业高产、高质量、高效率发展的重要保障。文章主要论述了喷雾机喷杆平衡系统的技术路线、工作原理、结构设计等,喷杆平衡系统可有效保证喷杆距离地面或者作物冠层的高度,提高了农药喷施均匀度,有效提高了农药利用率,降低了病虫草害的防治成本,具有良好的经济效益和环境效益。

自走式果园喷雾机设计与试验

针对新疆果园喷雾施药作业劳动强度大、雾滴穿透性差、机具适用范围小等问题,结合果园农机农艺及病虫害防治要求,设计了一款自走式果园喷雾机,主要由履带式行走系统、喷雾系统和远程控制系统等组成。通过计算分析确定各部分主要结构参数,并通过有限元模拟分析机架结构合理性。为验证喷雾机作业性能,以喷头流量为试验因素,以喷雾附着率与喷雾穿透性为试验指标,针对整机喷杆喷雾装置与风送喷雾装置开展田间试验。结果表明:在相同工作条件下,喷杆式喷雾装置平均喷雾附着率高于风送式喷雾装置,两种喷雾装置平均喷雾附着率分别为71.99%与66.35%,均能满足喷雾附着要求。在穿透性试验中,风送式喷雾装置内外冠层药液沉积变异系数平均比喷杆式喷雾装置小14%,风送式喷雾装置穿透性明显强于喷杆式喷雾装置。喷雾机两种喷雾装置在附着率与穿透性上都有较好的作业效果,可根据果树不同生长时期以及不同农艺需求选择适合的喷雾方式,来达到更好的喷雾效果。

果园风送式喷雾机在现代矮砧苹果园的喷施效果评价

【目的】探究风送式塔型喷雾机在矮砧宽行密植苹果园中的施药效果,优化施药参数,为现代矮砧苹果园农药施用“减量增效”提供理论参考。【方法】以5年生烟富3苹果为试验材料,采用水敏纸雾滴测试卡测定3WF-1000风送式塔型喷雾机雾滴粒径、雾滴密度与覆盖率,并利用示踪剂诱惑红测定喷雾机的药液沉积量及地面沉积量。【结果】在5年生现代矮砧宽行密植苹果园中,喷雾机在不同牵引速度下的雾滴特性差异显著,与牵引速度为1.16 m·s^(-1)(4.18 km·h^(-1))时相比,牵引速度为1.77 m·s-(16.37 km·h^(-1))时的雾滴覆盖率和雾滴粒径由62.19%和142.67μm下降到57.03%和131.67μm,而雾滴密度由141.72点·cm^(-2)增加到179.86点·cm^(-2);牵引速度为1.77 m·s^(-1)时的叶面平均沉积量、地面沉积量和农药利用率分别为0.24μg·cm^(-2)、0.55μg·cm^(-2)和47.1%,均高于1.16 m·s^(-1)时(分别为0.22μg·cm^(-2)、0.43μg·cm^(-2)和43.7%)。【结论】3WF-1000型风送式喷雾机两个牵引速度(1.16 m·s^(-1)和1.77 m·s^(-1))的雾滴特性均能满足矮砧宽行密植苹果园病虫害的防治要求,喷雾机在牵引速度1.77 m·s^(-1)时农药利用率更高,但易导致土壤流失率增高。

基于变量马达控制的喷雾机驱动防滑系统设计与试验

高地隙自走式喷雾机因其作业环境复杂易产生车轮滑转,影响静液压驱动系统流量及压力稳定性,严重时导致整机失去通过性能,故须进行防滑控制,保证其具备驱动稳定性和脱困能力。本文提出一种高地隙自走式喷雾机静液压驱动系统防滑控制方法,采用双线性模型定义滑转率与附着系数之间的关系,设计了滑模控制器,并通过田间非道路试验验证了驱动防滑系统的控制性能。试验结果表明,该系统可将喷雾机滑转率控制在0.15以内。在起步加速与匀速工况下,喷雾机滑转率均值为0.020和0.019;在越沟工况下,可2 s内实现整机快速脱困。以上结果验证了所设计的喷雾机滑模驱动防滑系统具有良好的防滑性能,能够保证喷雾机在典型工况下平稳行驶,有效减少了地面不利条件对整机行驶稳定性的影响。

支持地址自设定的喷雾机喷头流量总线监测系统设计

针对现有宽幅喷杆喷药机多喷头堵塞监测扩展性差的问题,研制了一种自动地址设定的喷药机喷头流量总线监测系统。以STM32F030F4为主控核心,设计了基于RS-485软件地址自设定、喷雾流量总线传输的控制器,并开发了上位机软件,完成多路流量信息实时监测和总线挂载模块的地址自动设定。为了验证系统地址自动设定可靠性,开展了地址自设定成功率试验,结果表明:当总线挂载最多5个设备时,3次地址自设定的成功率达到100%;开展了喷头流量监测精度试验,结果表明:LICHENG 11004 VP、DG9503EVS和XR8002VS 3种类型喷头,在0.3MPa和0.4MPa两种压力下,系统流量监测总体准确率平均值为94.51%,流量监测准确率最大偏差小于等于10%,流量监测准确率标准差在2.49%~4.09%范围内波动,证明了系统具有较好的流量监测稳定性。进行了宽幅喷杆喷药机喷头堵塞监测田间性能试验,结果表明:系统同时监测20个喷头流量,在0.4、0.5、0.6MPa下,对喷头堵塞位置和个数的监测准确率为100%。研究结果可为宽幅喷杆喷药机喷头流量独立精准监测的研究提供一种可行的解决方案。

宽幅喷杆喷雾机振动传递特性分析与试验

宽幅喷杆喷雾机作业过程中,田间路面激励和拖拉机自身的振动导致喷杆发生振动,喷杆末端触地现象频发,对雾滴沉积均匀性和喷杆寿命产生很大影响。为抑制喷杆振动对喷雾质量的影响,解译喷杆振动传递特性,以幅宽为24 m的喷杆式喷雾机为载体,通过试验模态分析获得固定支撑方式下喷杆的约束模态信息;对被动激励源之一的支撑架进行运行模态分析获取工况工作频率,并在此基础上通过建立支撑架的有限元模型以阐明药箱液位对支撑架模态参数的影响。最后,通过试验获得机械激励和不同工况下喷杆振动的时、频域信号,结合模态分析结果,分析了主、被动激励源对喷杆振动传递特性的影响。结果表明:喷杆的前8阶试验模态频率均低于120 Hz,模态振型以弯曲变形为主,变形主要分布在喷杆的第一段和末端;发动机的2阶惯性力频率与喷杆的第3阶试验模态频率43.562 Hz接近,支撑架前16阶运行模态的固有频率与前8阶的喷杆模态频率范围重合;机械激励下,0~150 Hz频率范围内的响应包含整个喷杆的模态特性,且在该频率范围内振动在传递过程中存在很大损失;在怠速工况下,喷杆振动主要由发动机的2阶惯性力所致,振动主频为40 Hz,支撑架模态对振动的影响忽略不计;颠簸路面工况下,喷杆振幅随着行驶速度的提升而增加,主振频率在20 Hz和120 Hz处,而平滑路面工况下振动信号几乎不受行驶速度的影响;药液负载下,激励源与药液晃动的耦合振动增加了喷杆的振动响应,且药液还增加了支撑架结构的质量和阻尼,对支撑架振动有抑制效果。研究结果可以为喷杆结构的优化设计与减振提供理论依据。

果园喷雾机施药管路压降特性仿真与分析

为探究仿树形喷杆喷雾机施药管内部液流运动情况,利用SolidWorks软件设计了喷头模型,并通过压力-流量关系验证了喷头模型的准确性;绘制施药管路模型并对不同结构的竖直施药管仿真,分析了喷杆放置倾角、喷口数量、喷杆长度和喷口位置等对管路内部压力的影响效果。仿真试验数据表明:在单喷管上喷口数量较少、喷杆趋近水平放置、喷口均布于喷杆末端时,施药管内部压降小,压力稳定。利用三因素三水平的BBD试验对施药管转角处压降进行分析表明:施药管内径对转角压降的影响呈极显著相关(P<0.01),转角角度、转角半径对转角压降呈显著相关(0.01<P<0.05);当施药管内径为13.2mm、转角角度为98.6°、转角半径为101.2mm时,转角压降数值最低,为98713Pa。研究结果可为仿形喷雾机施药管结构的设计提供一定的理论依据及参考。

新疆南疆温室风送静电喷雾机的设计与试验

针对新疆南疆温室作物植保作业机械化程度低、雾滴雾化效果不均匀、叶面覆盖不足等问题,本研究采用遥控和风送静电技术设计了满足温室自走喷药的一款风送静电喷雾机。该喷雾机的设计包括整体结构、风送装置和静电系统,并以雾化粒径和叶面覆盖程度为性能验证指标,对喷雾机的风送静电效果展开了样机试验。结果表明,静电与非静电喷雾作用下雾滴粒径大小具有一定差异,静电喷雾雾滴大小相对均匀,满足杀伤叶面爬行类害虫幼虫的粒径范围;同时静电作用时,植株叶面正、反面平均农药附着率分别提高了10.43%、17.32%,提升了雾滴的附着效果,达到了节药杀虫的目标。

4WID高地隙自走式电动喷雾机定速巡航控制方法

针对4WID高地隙自走式电动喷雾机在复杂工况下,面对来自外部道路坡度改变及内部药液喷洒带来整备质量下降,从而导致喷雾机行驶速度稳定性差、作业质量恶化等问题,在分析4WID高地隙自走式电动喷雾机结构与纵向动力学特性基础上,设计一种定速巡航分层控制算法。控制算法模型接收用户设定的期望行驶车速,经过算法计算后对纵向动力学系统模型输入加速度控制信号,实现喷雾机对期望车速的跟踪。搭建的纵向动力学系统结构主要包括5个部分:逆纵向动力学模型、加速与制动切换模型、转矩分配模型、电机模型和纵向动力学模型。通过对斜坡行驶状态下喷雾机的车身状态进行受力分析可获得其逆纵向动力学及纵向动力学模型;同时,为建立合理的四轮转矩分配策略,在喷雾机车身同时具有俯仰及侧倾的条件下进行分析,以各驱动轮的附着率作为分配依据,满足不同工况下各车轮的最佳驱动力矩,确保喷雾机动力的均衡性。模型定速巡航控制采用分层控制方法,通过建立上层PID控制及下层的模糊PID控制实现对喷雾机车速的有效跟踪,通过制定模糊控制规则,自动对下层控制器的PID参数进行整定,保证在各种复杂工况下喷雾机定速巡航系统的良好适应性。应用Matlab/Simulink建立控制模型,对控制系统进行仿真分析。试验结果表明,在典型工况下,设计的定速巡航控制系统能够有效地对喷雾机的速度进行控制。具体而言,在系统输入外部干扰及自重变化条件下,该控制系统的表现良好,超调量在2%以内,响应时间小于0.2 s,稳态误差趋于0,验证了所采用控制算法的准确性。

基于3C认证的自走式喷杆喷雾机产品现状与展望

随着植保机械研发水平的提高,自走式喷杆喷雾机成为重要的植保机械之一,其认证产品不断变化和改进。对3C认证的自走式喷杆喷雾机发展现状进行研究总结,近三年植保机械强制性认证新增初审或扩项产品共1366个,其中自走式喷杆喷雾机占比最高约70%;农机3C认证采信补贴政策等推动我国自走式喷杆喷雾机的认证新产品和新技术发展,促进多系统分控、药液防干涉、喷雾防飘移、喷幅匹配和变量控制等技术实际应用。分析自走式喷杆喷雾机认证产品的发展趋势,未来将向高效化、智能化、绿色环保、安全防护、多功能化和高适应性等方面发展。为推动自走式喷杆喷雾机行业的健康发展,提出加大政策支持、加强认证制度研究、强化政府监督力度、提高产品作业质量、积极参与国际合作等建议。为植保机械的研究发展和实际应用提供参考。

园林喷雾机辅助导航系统控制策略分析

利用辅助导航控制喷雾机开展自动喷雾作业,不仅能够提高喷雾效率和农药利用率,而且还能降低环境污染程度和保护人身健康安全。尤其在数字化与智能化技术快速普及的新时期,复合导航技术能够与自动控制技术相结合,成为辅助喷雾机智能化作业的关键技术。为此,通过分析园林环境对辅助导航系统的功能需求,梳理了导航系统设计的重点与难点,建立了辅助导航控制系统的主体功能图,并利用BDS差分定位、视觉定位、激光测距、毫米波雷达等技术手段组建了复合导航环境感知系统,在树莓派处理单元与PID控制模式下实现导航决策。经过校园园林环境的CP组、SM组、SQ组试验,证实辅助导航控制系统具有较高的路径行驶准确率和避障精确度,但在局部细节方面仍需提升。

我国自走式喷雾机技术进展

在研究分析我国自走式喷雾机技术现状的基础上,介绍典型的自走式喷雾机产品技术特征,并概述了我国自走式喷雾机发展趋势,为今后研究技术和性能先进的自走式喷雾机提供参考。

宽幅喷杆喷雾机的使用调整及维护保养

宽幅喷杆喷雾机是高效率农业机械的代表机型之一,能够高效完成农业机械植保工作任务,为进一步提高宽幅喷杆喷雾机在实际应用中的效率和可靠性,对宽幅喷杆喷雾机的使用现状进行了深入分析,对生产实践过程中存在的问题进行了系统梳理,详细阐述了宽幅喷杆喷雾机的规范驾驶操作方法,并从日常维护、常见故障处理、保养技术等方面进行介绍。此外,还强调了提高规范驾驶操作认识和安全生产意识的重要性,希望能够更好指导生产实践。

喷杆式喷雾机降低药液喷雾漂移技术研究

通过对喷杆式喷雾机降低药液喷雾漂移技术的研究,加强植保工作者在农作物保护过程中对环境保护的重视,在提高喷雾效率的同时更要注重环境保护。通过对喷杆式喷雾机降低药液喷雾漂移的先进技术分析,对植保机械产品研发工作者在产品开发中的技术方向提供启发。

半封闭式精量果树喷雾机设计

设计了一种半封闭式果树喷雾机,该喷雾机能够根据果树外形进行结构仿形,具有了半封闭式循环药液喷施及风幕喷雾助力功能,实现了对果树的全方位、多层次喷药,不仅提高了果树喷药的精准度和效率,还减轻了土壤板结、肥力下降等问题。通过减少药液的流失和浪费,降低了对土壤和水源的污染,有效保护了生态环境。同时,由于药液喷施的精准性和均匀性,减少了果农在喷药过程中的接触,保障了果农的生命健康。

煤码头喷雾机远程控制管理系统

为提高煤码头喷雾机运行效率,优化喷雾机运行管理,减少因设备故障导致的长时间停机,开发一种喷雾机远程控制管理系统。该系统可实时监测喷雾机运行状态,具有人工远程手动控制、自动控制、故障报警与定位等功能,可提高设备管理维护效率。