嘉定区水稻生产机械化全程无人驾驶技术初探

近年来,数字化、自动化、智能化技术在农业领域应用步伐加快,机械化生产与信息化技术深度融合,初步形成了无人化农场的概念,引发社会广泛关注。无人化农业以全过程智能化管理、精准化作业为核心,通过大数据指导生产运行,能够实现节本、高效、精准、绿色的农机作业方式,是现代农业的一个重要发展方向。从2021年“三夏”开始,嘉定区在外冈镇周泾水稻基地建立了一个20hm^(2)的试验示范点,对拖拉机、插秧机、自走式喷杆喷雾机、联合收割机等进行了北斗导航无人驾驶系统的改装,并开展了水稻全程无人驾驶生产技术的试验。

嘉定区无人农场的技术路线

近年来,上海市嘉定区在无人农场的建设上取得了一定的成效,已经在耕、种、管、收各个环节都实现了无人化操作。将着重介绍无人驾驶农业机械的关键技术,阐述农业机械从有人到无人的改装技术路线,对无人驾驶农业机械的工作情况进行实地测试,并记录数据,后与人工操作的情况进行数据对比,最后得出相关结论。

嘉定区无人农场发展现状与展望

随着社会的发展进步,农业劳动力不仅面临着成本上涨的问题,更是存在着短缺的困境。当务之急是加速现代化技术与传统农业的融合,即将传统农机与信息化、物联网、云计算等技术相结合,使得农业生产也可以数字化、自动化、智能化,从而减少农业对劳动力的依赖。阐述了上海市嘉定区无人农场的发展现状,阐明了目前嘉定区无人农场中所应用的一些技术手段,并对嘉定区无人农场的未来发展进行了展望。

嘉定区探索蔬菜生产“机器换人”新模式

当前,蔬菜生产中生产人员老龄化、劳动力成本攀升、用工难、用工贵等问题日益凸显,实现蔬菜生产“机器换人”是必然趋势。蔬菜生产的全程机械化是都市现代绿色农业的发展方向。根据市农业农村委乡村振兴工作实施的总体要求,为助力全市“菜篮子”稳产保供,生产降本增效提质,嘉定区启动了蔬菜生产“机器换人”示范基地建设,不断探索建立蔬菜机械化生产模式,积极推广新技术、新装备应用,有力推动了传统蔬菜种植模式的转型升级,为嘉定区蔬菜产业高质量发展发挥了积极作用。

无人化农场关键技术应用分析与展望

因为农业人口众多,耕地面积有限,我国农业一直以小农场为主的生产方式进行,但是随着人口老化的逐步加剧,同时伴随着城市化的推进,现在农业劳动力开始减少,未来中国粮食安全面临“谁来种地”和“如何种地”的挑战。解决这一问题的实现路径之一就是无人化农场技术。该文通过对上海市嘉定区无人化农场的技术实践,对无人化农场的概念、技术架构,以及基础设施、作业设备、数据监测系统和管控服务平台等关键技术进行系统阐述,对无人化农场的发展进行深入探讨,对无人化农场的发展有一定指导意义。

高效植保机械的应用研究

近年来,为减轻水稻植保环节的劳动强度,高效植保机械的应用规模逐渐扩大。为此开展各类高效植保机械的对比试验,从作业效率、作业质量、施药效果等方面展开比较。为后续各类高效植保机械大面积推广应用做好准备。

植保无人机飞行参数优化及其在防控水稻病虫害中的应用

为优化无人机飞防作业参数,通过田口试验和中心组合设计试验,对飞行高度、药液量、飞行速度、药液喷洒速度、助剂添加量等一些因素进行了多因素多水平的试验。结果表明,飞行速度(与飞行高度交互)的影响最大,水量影响次之,飞防助剂有一定的影响,但相比其他两个因素要略小。在此基础上,在上海嘉定无人农场进行了无人机作业和自走式高地隙喷杆喷雾机作业的比较,结果表明两种作业方式的总体防效相当,无人机作业效率和成本更具有优势。

北斗导航自动驾驶在侧深施肥插秧机上的探索试验

嘉定区水稻无人农场已基本完成20 hm2核心试验区的建设,目前已初步实现耕种管收等各环节的无人化作业。根据本地区对水稻侧深施肥机插秧的要求,对洋马YR80D型侧深施肥插秧机加装了北斗导航自动驾驶系统,并进行了作业试验。试验力求通过自动驾驶侧深施肥不同施肥量的对比,探索自动驾驶侧深施肥技术对水稻产量的影响,探讨自动驾驶侧深施肥技术在未来应用的可行性。

蔬菜生产设施大棚性能分析与设施宜机化建议

通过对上海地区绿叶蔬菜核心生产基地和蔬菜生产“机器换人”示范基地现有蔬菜设施菜田进行调研,获取设施大棚相关情况和数据,并对存量设施大棚性能和宜机化适应性进行了分析,聚焦蔬菜生产机械化难题,围绕棚室改造情况和新建设施大棚宜机化情况,为上海地区在设施蔬菜大棚宜机化改造和建设方面提供可行性建议,为蔬菜生产机械化推进提供助力。

无人农场智能管控平台设计与实现

随着我国物联网技术、卫星导航系统、农业遥感技术的发展,尤其是北斗三号组网成功后基于北斗卫星导航系统而发展的农机自动导航技术在国内成为热门应用,在此基础上发展出了无人农场,本文通过对上海市嘉定无人农场的实践,系统地阐述了无人农场智能管控平台的架构及模块功能,以期能为无人农场的建设和发展提供参考。

蔬菜大棚宜机化改造的实践与探索

为了适应上海市蔬菜生产实施“机械换人”工程建设,优化已建大棚的宜机化改造。基于嘉定蔬菜生产宜机化改造的现状,对大棚改造前后进行作业效率对比、作业成本对比、大棚内环境对比。同时,结合设施蔬菜生产机械化作业中遇到的问题,对未来的大棚宜机化改造提出优化结论和建议。

基于ANSYS的无人驾驶收割机脱谷离合电控结构疲劳分析

本文针对目前市面上收割机脱谷离合控制结构所存在的缺陷,提出了一种全新的电控离合结构。运用ANSYS仿真软件对所设计的脱谷离合电控结构进行了疲劳分析,仿真结果显示:在载荷为754.9N的情况下,该结构的最大位移为0.91275mm,最大应力为56.6277MPa,最大应变为2.988×10^(-4)mm。疲劳分析结果显示,该结构的安全系数最小值为1.7357,最大值为15,同时载荷在基本载荷的50%~300%范围内,该结构的循环寿命无显著变化,均为1000次。

智能化水稻追肥机田间性能试验

为验证智能化水稻追肥机的应用效果,选取标准水稻种植田块开展智能化水稻追肥机田间作业试验,重点考察该施肥机的作业效率、作业成本,同时开展不同施肥量的对比试验,并与人工施肥相比较,分析智能化追肥机的经济效益、生态效益。试验结果表明,在相比常规人工施肥施肥量降低22.2%(17.5 kg/667m2)的情况下,机械施肥处理的水稻产量仍高于人工施肥处理,具有较明显的生态效益。同时,在不考虑机具折旧,农资投入相同的情况下,水稻机械施肥相比人工施肥每亩增效可达173.92元,经济效益明显。