温室智能装备系列十五 设施农业使用新型喷洒喷头

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作者 王秀 马伟 张睿 《农业工程技术（温室园艺）》 2010年第5期30-32,共3页

改革开放以来，中国的农药工业进入蓬勃发展时期，农药品种与产量成倍增长，现代高效品种投入生产，生产技术与产品质量得到显著提高，一些生产技术已达国际先进水平。而农药的旎用技术在我国的发展与发达国家相比却一直没有较大的进展... 改革开放以来，中国的农药工业进入蓬勃发展时期，农药品种与产量成倍增长，现代高效品种投入生产，生产技术与产品质量得到显著提高，一些生产技术已达国际先进水平。而农药的旎用技术在我国的发展与发达国家相比却一直没有较大的进展，多数地区农药的喷洒方式仍以使用传统的手动喷雾器为多。该种喷雾器担负着全国的农作物、虫、草害防治面积的70％以上。由于喷洒器械落后，每年造成大量农药的无效损耗，这些浪费的农药既污染环境，又造成了生产成本的提高。 展开更多

关键词 喷洒方式 设施农业 农药工业 手动喷雾器 生产技术 喷头 十五 装备

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农业机器人移动平台行进方式综述 被引量：13

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作者 樊正强 张青 +1 位作者 邱权 杨青丰 《江苏农业科学》 2018年第22期35-39,共5页

农业机器人移动平台主要应用于环境复杂的农田场景中,因此对机器人平台的作业稳定性和环境适应性提出了更高的要求。而农业机器人移动平台的行进方式是影响其稳定性和适应能力的关键因素,主要论述了农业机器人的常见行进方式,并对各种... 农业机器人移动平台主要应用于环境复杂的农田场景中,因此对机器人平台的作业稳定性和环境适应性提出了更高的要求。而农业机器人移动平台的行进方式是影响其稳定性和适应能力的关键因素,主要论述了农业机器人的常见行进方式,并对各种行进方式的优缺点和控制方法的稳定性进行了分析。农业机器人移动平台行进方式主要包括轮式、履带式、腿式以及混合式等。轮式农业机器人行走灵活,技术成熟,控制和驱动简单,是最常见和研究最多的行进方式,但是其对复杂农田环境的适应能力较弱;履带式农业机器人主要用于相对复杂的地形,擅长应对田垄等不平整地面场景,对地形的适应能力更强,但对履带的材质和构型要求较高;腿式农业机器人尽管可以适应大部分地形,但是其关节处自由度过高,控制复杂;混合式农业机器人可以结合多种行进方式的优点,但是须要考虑面对复杂地形时各行进方式的合理配合等因素,需要有稳定的机械结构和精确的控制算法作为支撑。通过对机器人各种行进方式的分析,以坐标的形式(农田环境复杂度为纵轴,机器人工作效率和控制复杂度为横轴)对其进行综合比较,结果显示,目前对农业机器人的研究主要集中在轮式和履带式结构上,对腿式或带有腿式结构的混合式机器人研究较少;并指出为了适应更复杂的农田环境,未来应该更加注重腿式结构机器人的研究。 展开更多

关键词 农业机器人 移动平台 行进方式 轮式 履带式 腿式 复合式 作业稳定性 环境适应性 问题 展望

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1PJ-2500型激光精平机作业精度评价试验研究 被引量：2

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作者 董康 孟志军 +3 位作者 高华 梁勇 武广伟 付卫强 《农机化研究》 北大核心 2012年第6期134-137,152,共5页

基于田间试验数据,从高程标准差、测点高差分布和农田表面三维地形图等3个角度对1PJ-2500型激光精平机的平地作业精度进行分析评价。研究结果表明:在土地平整中,使用1PJ-2500型激光精平机可以获得高精度的土地平整效果,精平之后的平均... 基于田间试验数据,从高程标准差、测点高差分布和农田表面三维地形图等3个角度对1PJ-2500型激光精平机的平地作业精度进行分析评价。研究结果表明:在土地平整中,使用1PJ-2500型激光精平机可以获得高精度的土地平整效果,精平之后的平均田块高程标准差降低到1.54cm,田块表面96.77%的测点主要分布在ED<3 cm的区间内,农田表面平整度和测点高程分布均有大幅改善。 展开更多

关键词 激光精平机 土地精平 作业精度 三维地形

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非规则齿轮行星系扎穴机构反求设计与试验 被引量：8

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作者 王金武 周文琪 +3 位作者 张春凤 潘振伟 王金峰 唐汉 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期70-75,共6页

针对现有扎穴机构存在扎穴穴口大、入出土垂直度差等问题,设计了一种深施型液态施肥机非圆齿轮行星系扎穴机构。为使扎穴机构得到满足农艺要求的入出土垂直度,提出了一种基于Matlab GUI开发平台的非圆齿轮行星系扎穴机构反求设计与运动... 针对现有扎穴机构存在扎穴穴口大、入出土垂直度差等问题,设计了一种深施型液态施肥机非圆齿轮行星系扎穴机构。为使扎穴机构得到满足农艺要求的入出土垂直度,提出了一种基于Matlab GUI开发平台的非圆齿轮行星系扎穴机构反求设计与运动学仿真分析方法。通过微调静轨迹曲线上的少量型值点,得到了一组机构最佳优化参数,应用Pro/E软件建立扎穴机构模型,并利用ADAMS软件对其进行模拟仿真,得到喷肥针尖点运动轨迹曲线。试验台试验结果表明:穴口宽度为30.3 mm、穴距为221.9 mm,该扎穴机构能够满足喷肥针入出土垂直度好、穴口小的设计要求。 展开更多

关键词 液态施肥机 扎穴机构 非圆齿轮 反求设计

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农田无线传感器网络数据服务器的设计与实现 被引量：3

5

作者 刘永生 陈立平 +2 位作者 徐刚 张瑞瑞 王壮 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期179-183,共5页

对无线传感器网络采集到的田间信息进行有效的接收、处理是基于无线传感器网络的农田环境监测系统的重要组成部分,该文针对农田无线传感器网络数据采集的特点,对系统的数据处理服务器的构建进行了研究,设计并实现了一个基于非阻塞式Sock... 对无线传感器网络采集到的田间信息进行有效的接收、处理是基于无线传感器网络的农田环境监测系统的重要组成部分,该文针对农田无线传感器网络数据采集的特点,对系统的数据处理服务器的构建进行了研究,设计并实现了一个基于非阻塞式Sockets套接口的数据通信服务器。该服务器综合利用静态线程池与I/O复用技术,采用循环队列作为数据缓冲区,较好地解决了农田无线传感器网络对TCP多连接长时间通信,大量田间实时监测数据并发接收、处理性能要求高的问题;采用面向对象设计方法,抽象出类的层次结构,提高了程序代码的复用性。 展开更多

关键词 农田 无线传感器网络 数据处理 服务器 线程池 I/O复用 SOCKETS

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基于地统计的土壤养分采样布局优化 被引量：29

6

作者 陈天恩 陈立平 +2 位作者 王彦集 郜允兵 任仲山 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期49-55,共7页

传统的土壤养分采样布置方法都是基于采样区土壤特征状态空间随机变异的假设。而地统计学研究表明,土壤特征状态在空间上有关联性,因此利用传统方法来制定采样方案并不是最优的,因为它没有考虑土壤特性的空间相关性,不能反映其局部的变... 传统的土壤养分采样布置方法都是基于采样区土壤特征状态空间随机变异的假设。而地统计学研究表明,土壤特征状态在空间上有关联性,因此利用传统方法来制定采样方案并不是最优的,因为它没有考虑土壤特性的空间相关性,不能反映其局部的变化特征。该文在分析土壤肥力空间变异的基础上,研究利用经典统计学方法确定合理的采样点数目,并基于地统计学的半方差函数拟合与Kriging方法确定合理的采样点布局的方法,选择典型地区的土壤肥力进行空间变异分析和采样点布置的优化设计。研究结果表明:在合理的位置布置14个采样点就可以满足典型基地种植区绘制施肥处方图进行变量施肥决策的要求;利用经典统计学与地统计分析相结合的方法进行农田尺度的土壤肥力采样布点优化分析具有良好的可行性。 展开更多

关键词 土壤 养分 采样 半方差函数 KRIGING插值 布局优化

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PWM连续变量喷雾的雾滴速度和能量特性 被引量：14

7

作者 邓巍 丁为民 何雄奎 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期66-69,共4页

作者研发了一种基于脉宽调制技术(PWM)的连续式变量喷雾装置,并针对平口扇形、中空锥形和实心锥形3种喷嘴研究了此装置的雾化特性。该文介绍了此种装置的喷雾动态特性,即雾滴速度、喷雾比能(SE)、和喷雾动能中值直径(KEMD)随喷雾流量变... 作者研发了一种基于脉宽调制技术(PWM)的连续式变量喷雾装置,并针对平口扇形、中空锥形和实心锥形3种喷嘴研究了此装置的雾化特性。该文介绍了此种装置的喷雾动态特性,即雾滴速度、喷雾比能(SE)、和喷雾动能中值直径(KEMD)随喷雾流量变化的规律。研究中采用丹麦Dantec公司生产的相位多普勒粒子动态分析仪(PDA)、在喷嘴正下方50cm处测量了雾滴粒径和速度。对测量结果进行统计分析,得到了雾滴速度、SE、KEMD和体积中值直径(VMD)随流量变化的规律。研究结论为:雾滴速度和喷雾比能都随喷雾流量的减小而减小,尤其当占空比小于75%,雾滴速度的减小很显著;KEMD随着流量减小而减小,且与VMD的变化率一致,表明KEMD与雾滴粒径相关。 展开更多

关键词 变量 喷雾 速度 连续 比能脉宽调制喷雾 能量特性 动能中值直径

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基于SOA的农田测绘成图系统的设计和实现 被引量：5

8

作者 王彦集 陈天恩 +1 位作者 徐刚 陈立平 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期267-271,共5页

农田电子地图是实施精准农业的重要基础数据,但长期以来它的绘制都需要专业的测绘设备、制图软件和技术人员。因此,利用GPS,GPRS和服务器GIS等技术,设计和实现了基于面向服务的体系架构(SOA)的农田测绘成图系统。该系统包括数据层、构... 农田电子地图是实施精准农业的重要基础数据,但长期以来它的绘制都需要专业的测绘设备、制图软件和技术人员。因此,利用GPS,GPRS和服务器GIS等技术,设计和实现了基于面向服务的体系架构(SOA)的农田测绘成图系统。该系统包括数据层、构件层、服务层和应用层。前3层对外提供了一系列数据和功能服务,实现自动成图、影像底图和测绘成果下载等功能;而应用层作为这些服务的请求者,包括基于智能手机的农田测绘设备和地图数据管理系统,前者能够实现待测区域影像下载,测绘信息上传和成图结果预览等;后者为用户提供了浏览、查询和下载测绘数据的快捷途径。通过在北京小汤山国家精准农业示范基地的试用,该系统能完成大田、设施和果园等多种农田地物的快速测绘,形成农田电子地图。 展开更多

关键词 农田 绘图 GIS 面向服务架构(SOA) 农田信息采集

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面向土地精细平整的车载三维地形测量系统设计与实现 被引量：15

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作者 孟志军 付卫强 +2 位作者 刘卉 徐飞军 陈立平 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期255-259,共5页

设计开发了一种基于全地形车(ATV)的农田三维地形快速采集系统,系统由ATV车辆、RTK-GPS、田间作业辅助导航装置、车载计算机和数据采集软件等部分组成。采用高精度RTK-GPS自动测量三维地形数据,车载计算机能实时记录三维地形数据,辅助... 设计开发了一种基于全地形车(ATV)的农田三维地形快速采集系统,系统由ATV车辆、RTK-GPS、田间作业辅助导航装置、车载计算机和数据采集软件等部分组成。采用高精度RTK-GPS自动测量三维地形数据,车载计算机能实时记录三维地形数据,辅助平行作业导航装置能指引数据采集车辆在测区进行全区域覆盖测量,以提高农田三维地形数据采集质量和效率。田间实测试验表明,基于ATV的三维地形数据自动采集系统测量的三维地形与人工RTK-GPS测量的三维地形与具有很好的空间一致性,最大平均偏差3.54cm,最大标准偏差2.48cm,能够满足农田土地精细平整三维地形数据采集工作的需要。 展开更多

关键词 农田 地形 测量 土地平整 RTK-GPS 全地形车

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轮式拖拉机在典型路况下轮胎受力仿真分析 被引量：14

10

作者 徐飞军 黄文倩 陈立平 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期61-65,共5页

为了研究轮式拖拉机在典型路况下轮胎的受力情况,该文采用多体动力学软件RecurDyn进行轮式拖拉机建模,建立了包含4个车轮、前轴、后轴以及车架的简化模型,并给前轴和后轴施加合理的质量。利用RecurDyn的Fiala轮胎模块建立了轮胎与地面... 为了研究轮式拖拉机在典型路况下轮胎的受力情况,该文采用多体动力学软件RecurDyn进行轮式拖拉机建模,建立了包含4个车轮、前轴、后轴以及车架的简化模型,并给前轴和后轴施加合理的质量。利用RecurDyn的Fiala轮胎模块建立了轮胎与地面的相互作用模型,分别对轮式拖拉机在上20°坡、上44°极限坡、下20°坡和下34°极限坡等情况下的轮胎位移和受力进行了仿真分析,同时比较了拖拉机在两种不同车速情况下的轮胎受力。结果表明,在不同的坡度下行驶时,轮式拖拉机前轮受到的冲击力差别明显,上44°坡时受到的最大冲击力比上20°坡时增加了67.73%,下34°坡时受到的最大冲击力比下20°坡时减少了8%;在相同的路面条件下,当拖拉机以0.678m/s过圆柱形障碍物时,前轮受到的最大作用力比在车速1.356m/s时减小了16.13%。仿真分析结果可为轮式拖拉机轮胎受力研究提供参考。 展开更多

关键词 拖拉机 模型 轮胎 仿真 RECURDYN

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农药喷洒雾滴粒径分布数值分析方法 被引量：13

11

作者 毛益进 王秀 马伟 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期78-82,共5页

雾滴谱作为衡量喷头雾化性能的重要指标,可用激光雾滴粒径仪测定,但是此设备成本高、操作复杂,不能方便快速地测得雾滴谱。该文以ULLN模型为基础,用3种雾滴谱DV0.1、DV0.5和DV0.9提供的信息作为已知条件,设计了Newton迭代格式并反算出U... 雾滴谱作为衡量喷头雾化性能的重要指标,可用激光雾滴粒径仪测定,但是此设备成本高、操作复杂,不能方便快速地测得雾滴谱。该文以ULLN模型为基础,用3种雾滴谱DV0.1、DV0.5和DV0.9提供的信息作为已知条件,设计了Newton迭代格式并反算出ULLN模型中相关系数,从而确定了模型的具体表达形式,随后利用辛普森数值积分的方法,计算出各雾滴粒径分段所占体积百分率。理论上,由于雾滴谱分布函数已经确定,所以本算法可以计算得到任何雾滴粒径分段的体积百分率。将该方法计算得到的结果和美国俄亥俄州立大学开发的Driftsim软件计算结果进行了对比,结果表明该算法具有较高计算精度。 展开更多

关键词 数值方法 雾滴 分布函数 ULLN

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农田秸秆覆盖率检测方法与试验 被引量：3

12

作者 刘现悦 刘卉 +3 位作者 王侨 高娜娜 梅鹤波 王培 《中国农机化学报》 北大核心 2021年第2期203-208,共6页

针对秸秆覆盖率检测准确率易受光照不均匀影响以及现有检测方法对无秸秆图像检测精度较差的问题,提出一种基于图像行平均灰度标准差分类及图像分块可变阈值检测法。首先通过计算图像的行平均灰度标准差对图像进行分类,将标准差小于阈值... 针对秸秆覆盖率检测准确率易受光照不均匀影响以及现有检测方法对无秸秆图像检测精度较差的问题,提出一种基于图像行平均灰度标准差分类及图像分块可变阈值检测法。首先通过计算图像的行平均灰度标准差对图像进行分类,将标准差小于阈值的图像判断为无秸秆覆盖;然后将标准差大于阈值的图像划分成多个子块,对每个子块分别采用最大类间方差法进行阈值分割;最后将所有子块重新组合,用基本的形态学法计算目标图像的秸秆覆盖率。试验结果表明,该方法在很大程度上减少光照不均匀对检测结果的影响,对秸秆均匀分布图像的检测误差为2.87%,对无秸秆覆盖图像的检测误差为0.45%,能够提高农田秸秆覆盖率检测方法的适用性。 展开更多

关键词 秸秆覆盖率 阈值分割 最大类间方差法 图像分块 保护性耕作

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基于行为的农田巡查机器人自主行走控制方法 被引量：8

13

作者 吴厚波 孟志军 +1 位作者 刘卉 陈竞平 《江苏农业科学》 2020年第1期200-205,共6页

随着现代农业技术的发展,农业机械逐步向智能化、精准化方向发展,小型农田作业机器人体积小、能耗低具有较好的潜在应用价值。构建基于Seekur机器人平台、集成双天线GPS(全球定位系统)接收机和激光传感器的农田机器人系统。针对田间巡... 随着现代农业技术的发展,农业机械逐步向智能化、精准化方向发展,小型农田作业机器人体积小、能耗低具有较好的潜在应用价值。构建基于Seekur机器人平台、集成双天线GPS(全球定位系统)接收机和激光传感器的农田机器人系统。针对田间巡查作业进行行为解析,研究不同行为间的关系,建立基本行为库并进行程序设计。采用改进的双参数P控制方法实现机器人路径追踪控制;根据激光传感器数据探测障碍物,采用模糊控制方法实现避障;通过试验验证了上述控制方法的可行性。 展开更多

关键词 农田机器人 行为控制 GPS 路径追踪 模糊控制

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单驱双夹式草莓末端执行器设计 被引量：7

14

作者 张曼 徐瑞峰 +2 位作者 冯青春 王秀 赵春江 《农机化研究》 北大核心 2019年第6期93-97,103,共6页

针对温室高架栽培草莓自动化采收需要,设计了一种单驱双夹式采摘末端执行器。该末端执行器采用单气缸驱动,通过在剪短果柄的同时夹持近果实端果柄的方式完成草莓果实采摘,结构紧凑、控制方便、且通用性好。通过对草莓果实生长形态参数... 针对温室高架栽培草莓自动化采收需要,设计了一种单驱双夹式采摘末端执行器。该末端执行器采用单气缸驱动,通过在剪短果柄的同时夹持近果实端果柄的方式完成草莓果实采摘,结构紧凑、控制方便、且通用性好。通过对草莓果实生长形态参数和果柄力学参数的测量分析,优化设计了采摘末端执行器结构模型,并对其果柄夹持和剪切性能进行力学模型验证。 展开更多

关键词 草莓 采摘 末端执行器 单驱双夹

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育苗穴盘自动清洗装置的设计 被引量：7

15

作者 高原源 王秀 +1 位作者 舒象兴 赵春江 《农机化研究》 北大核心 2017年第1期63-67,共5页

工厂化育苗过程中,使用过的穴盘中常含有有害病原菌,影响种子出苗质量,重复使用前需进行清洗消毒处理。针对传统手工清洗方式劳动强度大、效率低、易伤盘,且部分穴盘基质固结不易洗净的问题,提出了清水浸泡-水压冲洗-风力干燥的方式,即... 工厂化育苗过程中,使用过的穴盘中常含有有害病原菌,影响种子出苗质量,重复使用前需进行清洗消毒处理。针对传统手工清洗方式劳动强度大、效率低、易伤盘,且部分穴盘基质固结不易洗净的问题,提出了清水浸泡-水压冲洗-风力干燥的方式,即浸泡后的穴盘竖直送入清洗舱,两侧对称喷头多次冲洗,后续风力干燥,最终设计了一种育苗穴盘自动清洗装置。该装置主要由清洗系统、干燥系统和控制系统组成,通过控制系统实现清洗水压和清洗速度可调,并利用压力变送器和变频器的PID控制稳定清洗压力,同时清洗用水可循环利用。该设计有效地提高了穴盘清洗效率和作业性能,避免了穴盘损伤,满足了育苗穴盘重复利用清洗需求。 展开更多

关键词 工厂化育苗 穴盘 自动清洗 水压

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温室果蔬高效风送施药车设计 被引量：6

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作者 徐瑞峰 张曼 +2 位作者 冯青春 王秀 赵春江 《农机化研究》 北大核心 2018年第8期63-69,共7页

温室垄行种植果蔬施药装备短缺,目前仍多采用背负式喷雾器逐行递株施药,存在劳动强度大、工作效率低、损伤作物及化学药剂对作业人员危害大的问题。针对以上问题,设计了温室果蔬高效风送施药车,该施药车主要由轨道式移动平台、电能输送... 温室垄行种植果蔬施药装备短缺,目前仍多采用背负式喷雾器逐行递株施药,存在劳动强度大、工作效率低、损伤作物及化学药剂对作业人员危害大的问题。针对以上问题,设计了温室果蔬高效风送施药车,该施药车主要由轨道式移动平台、电能输送装置、升降喷雾装置和基于PLC的控制系统组成,具有温室内长距离行驶、定点启停、供电电缆自动收放和风力雾化药液并吹送至作物冠层的功能。工作过程中,移动平台搭载喷雾及电能输运装置沿轨道行驶,电缆随平台移动同步收放,保证电能供给,移动平台于作物冠行处停止;风机、主路电磁阀和水泵工作,喷头沿作物冠层高度方向匀速移动,对整行喷雾完成时喷头关闭,平台移动至下一作物冠行,重复上述操作。本设计实现了在温室垄行种植模式下,施药车自动远距离、大面积施药功能,提高了温室施药效率,避免了化学药剂对温室管理人员造成伤害。 展开更多

关键词 温室垄行种植 风送施药 PLC控制系统

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基于超声波的农药流量计设计 被引量：1

17

作者 罗长海 孟志军 +1 位作者 王沛东 付卫强 《农机化研究》 北大核心 2014年第3期194-198,共5页

农药变量施药技术作为精准农业的重要组成部分,可降低生产成本、控制农药对环境的污染,提高经济和生态效益。农药流量测量在整个变量施药控制系统中担任着重要的任务,其准确度和稳定性,是决定变量施药控制系统成败的关键。为此,开发了... 农药变量施药技术作为精准农业的重要组成部分,可降低生产成本、控制农药对环境的污染,提高经济和生态效益。农药流量测量在整个变量施药控制系统中担任着重要的任务,其准确度和稳定性,是决定变量施药控制系统成败的关键。为此,开发了一套基于时差法的超声波农药流量测量装置,该装置采用了主控制器STM32 F103 R6 T6和高精度时间测量芯片TDC-GP21。通过实验结果和精度分析验证,研制的超声波农药流量计达到1%的测量精度,能够满足农药变量施药控制系统的设计要求,并且为高测量精度和低功耗的超声波流量计提供了一个参考。 展开更多

关键词 变量施药 农药流量 超声波 STM32 TDC-GP21

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