精准变量全幅式物料施撒装置的设计与仿真分析

为进一步解决风沙土改良作业机械化率低的问题,提高改土材料机械化铺施效率,提出了一种精准可控变量的固体物料施撒方案,设计了一种精准变量全幅式物料施撒装置。通过对物料施撒过程的受力和运动分析,以物料颗粒为研究对象,建立其在幅板上运动的动力学模型。基于离散元法对物料施撒过程进行仿真试验研究,建立试验因素与试验指标之间的二次回归模型,并进行单因素影响分析、方差分析及目标参数优化。结果表明:各因素对分布变异系数影响大小的先后顺序分别为调量板、排肥轮轴转速、幅板个数;经过中心组合响应曲面试验设计进行参数优化可知:当幅板个数为7、调量板位置为0mm、排肥轮轴转速为40r/min时,分布变异系数最小为7.36%,铺料最均匀,厚度最大,满足施撒作业的要求。研究结果可为风沙土改良机械及农业固体施肥机械设计提供参考。

一种两级螺旋精准变量自动对靶遥控施肥装置的研究与试验

针对目前螺旋施肥装置在果园施肥过程中排肥脉动较大导致排肥均匀性差和排肥稳定性低等问题,研制了一种两级螺旋施肥装置.采用EDEM仿真软件进行了侧面排肥口开口角度的优化,研究了该施肥装置上下两级螺杆不同转速比对排肥均匀性和稳定性的影响;室内台架试验标定了复合肥、尿素、有机肥的单圈排肥量,并建立了排肥控制模型;设计了以STM32F103RCT6单片机为核心的精准变量自动对靶遥控施肥控制系统;通过室外大棚果园试验检验了该装置的对靶精度与排肥性能.仿真结果表明:排肥口开口角度和上下两级螺杆不同转速比会影响该施肥装置的排肥均匀性和稳定性,且最佳开口角度为50°,最佳转速比为1∶1.5,其排肥均匀性变异系数的均值为7.35%,肥料填充系数方差为0.009.室内台架试验结果表明:当电机转速在120 r/min内时,3种肥料实际单圈排肥量与理论单圈排肥量相对误差最大为3.37%,单圈排肥稳定性变异系数最大为2.83%,该装置排肥准确且单圈排肥量稳定.室外大棚果园试验结果表明:单棵柑橘树实际排肥量与给定排肥量相对误差最大为4.35%;自动对靶起点误差最大为0.17 m,终点误差最大为0.08 m,且肥料掉落位置均在柑橘树冠层直径内;排肥稳定性变异系数最大为7.22%;3种肥料中排肥均匀性变异系数最大为6.41%.该装置有效减小了排肥脉动,提高了排肥性能,且对靶误差小,满足果园精准变量自动对靶遥控施肥要求.该研究以期为两级螺旋施肥装置排肥脉动问题的优化提供理论依据,并为精准变量施肥提供技术参考.

基于PLC的精准变量水肥一体化设备研制分析

针对我国农业生产过程中水肥应用存在的问题,文章对基于PLC的精准变量水肥一体化设备进行分析,简述PLC技术,解析设备的设计方案,包括土壤墒情采集单元、灌溉施肥系统和控制系统等多个部分。并从硬件设计角度出发,探究设备运行阶段三者发挥的作用,归纳总结硬件设计;分析软件设计,对系统程序、土壤墒情数据初始化进行设计,针对比例阀开度的控制,收集电磁流量数据。以期解决水肥灌溉中存在的问题,提升水肥利用率。

精准变量排肥器结构优化设计与试验

为解决小麦播种粗放式施肥方式,符合未来精准农业对现代化农业生产的技术要求,本文建立排肥器几何体模型和颗粒离散元仿真模型,对排肥器进行离散元分析,改进导流槽结构;同时运用离散元方法分析外槽轮排肥器不同尺寸和不同运动参数下种群运动规律,分别探讨排肥器槽深和施肥速度优先控制策略对排肥稳定性影响,并应用正交试验对双变量进行方差分析,得出这两个变量对排肥性能影响力的大小。台架试验和田间试验结果表明:改进后的排肥器各行变异系数降低1.3%,总排肥量稳定性变异系数降低3.5%。采用排肥轴转速优先控制策略,当轮槽深度为8mm时,总排肥量稳定性变异系数小于6.5%;采用轮槽深度优先控制策略,当排肥轴转速20r/min时,总排肥量稳定性变异系数小于5.3%。

精准变量施肥技术研究现状及发展趋势

精准变量施肥是精准农业中的重要组成部分之一,主要对精准变量施肥的概念及国内外的研究现状进行了简单介绍,总结了变量施肥涉及到的关键技术,并阐述了精准变量施肥技术的所面临的问题及发展方向。

地面自走式植保机械精准变量作业研究

目前国内植保机械存在劳动任务重、农药利用率低等不足之处。基于此,重点探讨地面自走式植保机械精准变量作业相关问题,设计了地面自走式植保精准变量作业流程,有效提升农药利用率,大大提高了农作物生长效率和水平,推动我国农业经济又好又快发展。

美国白蛾幼虫网幕喷药机器人精准变量喷药研究

为实现美国白蛾幼虫网幕精准变量对靶喷药,提高对目标的覆盖率,减少漏喷与误喷。喷药机器人控制系统通过调节脉冲的占空比来调节喷头喷药,保证喷药雾化效果,实现精准的变量喷药。考虑自然风对喷药的影响,并确定占空比和压强、占空比和流量、压强和流量、压强和覆盖面积之间的关系。喷药机器人实现精准变量喷药,对目标的覆盖率达到90%以上。喷药机器人适应美国白蛾幼虫网幕分布不规则的特点,减少药液的浪费和污染,有效的提高对目标的覆盖率。

液态肥精准变量施用技术发展与分析

液态肥的精准变量施用技术是一种根据土壤肥力与作物需求,实现定时、定位、按需投入肥料的新型技术体系与生产模式,在施用过程中具有肥料混合均匀、作物吸收效果好、肥料利用率高、环境污染小等优点。本文以国内外已有的液态肥精准变量施用技术为研究背景,通过对国内外发展现状与核心技术的阐述,分析我国现有液态肥精准变量施用技术的发展与不足,探讨对策。

精准变量施肥机的研制

随着全球定位系统(GPS)技术的普及与推广，农业机械进行田间作业时，拖拉机在GPS系统的帮助下能够准确实时地获得其所在作业位置的地理坐标，因而对土壤实施定点管理成为一项比较成熟的技术逐渐获得推广与使用。这一系统在作物生长阶段的管理就是应用于变量机械施肥，施肥机械在控制系统的控制下根据事先生成的施肥处方图进行施肥。

化肥减施增效关键技术研究进展分析

化肥作为现代农业生产基础物质之一,对保障粮食生产安全和农业高效高产具有重要作用,但因其长期盲目过量施用所引发的系列农产品安全、环境污染及资源浪费等问题日益突显,如何有效权衡粮食产量品质及生态安全与化肥减施增效间关系成为需要解决的系统工程问题。根据对科学施肥技术迫切需求,综合评价了中国化肥施用现状与形势,重点阐述分析了国内外测土配方施肥、缓控释肥施用、精准变量施肥、灌溉施肥及部分大宗农作物典型施肥等现代施肥技术的研究进展、技术特点、应用概况及存在问题等。在此基础上,结合可持续农业发展需求分析了我国化肥施用的发展趁势,提出未来主要发展建议,为构建符合中国国情的化肥减施增效科学管理技术体系及相关研究提供参考。

链条输送式施肥系统装置及试验

针对我国有机变量施肥机在变量施肥过程中排肥量不准确、抛撒不均及有机肥变量施肥机缺乏的问题,采用变量施肥技术,设计了一款链条输送式精准变量排肥机构。通过分析有机肥输送过程中肥料的运动及受力分析,建立了埋刮板宽度与两个之间的间距及焊接在马蹄链的倾斜角度关系方程,并进行了EDEM仿真分析。对于同一施肥量,选择闸板开口大小为5、10、15mm这3组数据进行田间试验。结果表明:链条输送式精准变量排肥机构排肥效果较好,在动力为14k W、闸板开口大小为5mm时,实际施肥量与预置施肥量相对误差最大值为7.6%;闸门开口大小为10mm时,实际施肥量与预置施肥量相对误差较小为2%,能够较好地满足实际生产要求,为我国有机肥撒施机研究提供技术支持。

LiDAR传感器及技术在农业场景的应用进展综述

农业传感器是实现农业现代化发展的关键支撑技术,先进成熟的工业传感器向农业领域拓展应用有效补充了农业传感器的体量。LiDAR传感器由于其较强的抗干扰能力,在复杂多变的农业场景中应用越来越广泛、深入。首先,介绍LiDAR传感器的性能特点,工作原理与分类,市场应用与新技术;然后,基于国内外大量相关研究,系统介绍LiDAR传感器及技术在森林参数测量、果树靶标几何特征探测、作物几何表型特征检测、农业车辆自主导航定位以及农药雾滴飘移检测这5个农业场景的应用进展;同时,针对农业场景中探测对象的特殊性,讨论分析LiDAR传感器及技术在上述5类农业场景应用中的发展趋势;最后,展望LiDAR新技术在农业场景应用中的发展方向,即通过集成自动化采集系统装备与数据智能分析方法进一步提升LiDAR数据精准性、全面性、丰富性和实时性。

一种触杆式多用途施肥机械及其控制系统设计

为了适应枸杞的规模化发展,同时兼顾施肥的通用性,设计了一种触杆式多用途施肥机,以STM32微处理器为控制核心,结合传感器技术、ZigBee无线通信技术以及独特的机械结构设计,完成了对连续条播、穴播和间歇条播的集成;采用增量式PID控制算法,实现了对施肥量的精确变量控制。该设计对发展枸杞施肥的机械化、智能化装备,提高枸杞产量具有重要意义。