國(guó)外施肥機(jī)和植保機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)特點(diǎn),農(nóng)業(yè)機(jī)械化論文

國(guó)外施肥機(jī)和植保機(jī)的發(fā)展現(xiàn)在狀況和技術(shù)特點(diǎn),農(nóng)業(yè)機(jī)械化論文當(dāng)下，國(guó)外施肥和植保機(jī)械的技術(shù)發(fā)展，主要還是圍繞其化肥的施灑技術(shù)和植物防護(hù)處理技術(shù)方向進(jìn)行。一些礦物質(zhì)肥料施肥機(jī)的主要生產(chǎn)廠家，所生產(chǎn)的施肥機(jī)產(chǎn)品主要致力于施肥機(jī)完全保證所施肥料的構(gòu)造形狀的技術(shù)研究，其施肥機(jī)肥料罐的容積和肥料的導(dǎo)向裝置等的構(gòu)造尺寸都有較大的改良。國(guó)外各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的施肥機(jī)所裝用的發(fā)動(dòng)機(jī)，其啟動(dòng)和剎車均能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)和操縱。為了減少肥料的損失，在施灑器旁邊裝有一個(gè)能夠自動(dòng)進(jìn)行調(diào)控的操縱機(jī)構(gòu)。為了減少肥料的噴灑被側(cè)面風(fēng)吹漂移，一些廠家在施肥機(jī)上安裝了一個(gè)擋板以解決這一問題。為了補(bǔ)償風(fēng)力作用的負(fù)面影響，有的廠家則采用一個(gè)與操縱軟裝備連接在一起的機(jī)械，以改變其轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速和減少肥料的損失。對(duì)農(nóng)作物所使用化學(xué)劑的防除處理技術(shù)法規(guī)要求是相當(dāng)?shù)膰?yán)格。因而，國(guó)外所有施肥機(jī)產(chǎn)品均裝用一種特別安全的防滴噴嘴，采用的所有技術(shù)數(shù)據(jù)均是標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的信息。絕大部分施肥機(jī)產(chǎn)品均采用了電子控制技術(shù)進(jìn)行各項(xiàng)作業(yè)操縱管理。另外，國(guó)外新型施肥機(jī)也廣泛地采用了傳感器技術(shù)，對(duì)其施肥機(jī)每個(gè)肥料噴嘴的施肥量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在其操縱托架上均裝有對(duì)施肥機(jī)各項(xiàng)技術(shù)性能進(jìn)行檢測(cè)的電子軟設(shè)備，能夠?qū)κ┓蕶C(jī)的整個(gè)田間施肥作業(yè)進(jìn)行全面的檢控，能夠檢測(cè)剩余肥料的數(shù)量，駕駛員在駕駛室內(nèi)即可對(duì)噴灑機(jī)噴桿等外部部件進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。國(guó)外施肥機(jī)械的最大施肥作業(yè)寬度已到達(dá)51m,其施肥機(jī)的肥料罐容量最多能夠到達(dá)14000L,施肥作業(yè)行駛速度也比過去提高了很多。在一些化肥施肥機(jī)上，均普遍裝用了能夠自動(dòng)調(diào)整和控制施肥量的新機(jī)構(gòu)。由于裝用了這種自動(dòng)調(diào)控機(jī)構(gòu)，所以能使施肥機(jī)在各種作業(yè)條件下，所施撒的化肥分布均勻度到達(dá)最佳化，大部分施肥機(jī)生產(chǎn)公司所投放市場(chǎng)的新產(chǎn)品的技術(shù)性能均有很大的改良和提高。如在2020年德國(guó)漢諾威〔Hanovre〕農(nóng)機(jī)展會(huì)上，初次出現(xiàn)了一種全自動(dòng)操縱控制的新機(jī)型，這是一種雙盤式施肥機(jī)，能夠?qū)Ω黝惙柿线M(jìn)行施灑，其施肥作業(yè)的寬度也到達(dá)了令人滿意的程度。新型施肥機(jī)裝用了一種微波式傳感器和一個(gè)全自動(dòng)操縱系統(tǒng)的施肥器，使施肥的精到準(zhǔn)確度到達(dá)最佳化。裝用的微波臂能夠圍繞盤式施肥器的分配盤進(jìn)行繞軸傳動(dòng)，這樣就能夠不接觸肥料導(dǎo)向機(jī)構(gòu)而測(cè)錄導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的位置，并能夠通過一個(gè)旋轉(zhuǎn)箱底板自動(dòng)對(duì)肥料施撒器進(jìn)行校正和調(diào)整，根據(jù)施肥作業(yè)的最理想寬度，在旋轉(zhuǎn)箱底板上設(shè)計(jì)有一些肥料定量孔。當(dāng)施肥機(jī)在進(jìn)行作業(yè)時(shí)，這個(gè)施肥器應(yīng)保持常運(yùn)轉(zhuǎn)，否則的話，其分配盤上的肥料損失控制點(diǎn)就會(huì)再自動(dòng)進(jìn)行一次調(diào)整。與其他的傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方式方法相比，由于采用全自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種新型施肥機(jī)的作業(yè)寬度到達(dá)最佳化，并且使其在田間進(jìn)行的施肥作業(yè)精度也有很大的提高。由于施肥機(jī)的肥料導(dǎo)向器能夠保持常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，故在出現(xiàn)肥料負(fù)荷變化或天氣變化的情況下，均能夠根據(jù)作業(yè)寬度的需要，調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠進(jìn)行全自動(dòng)精到準(zhǔn)確調(diào)控。這樣，不僅提高了肥料的使用效率，減少了環(huán)境污染和施肥作業(yè)的費(fèi)用，而且也增加了施肥作業(yè)的安全性。在對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行施肥作業(yè)時(shí)，肥料噴施管內(nèi)肥料流量的連貫性和控制問題，就成為施肥機(jī)的一個(gè)技術(shù)難題。為了解決這一難題，Kotte農(nóng)機(jī)公司研發(fā)了一種FlowCheck新型測(cè)量傳感器，通過肥料流動(dòng)的聲音來測(cè)量其每個(gè)肥料噴管內(nèi)的肥料流量，并對(duì)肥料流量進(jìn)行控制。一旦肥料噴管出現(xiàn)裂縫，駕駛員就會(huì)接收到聲響報(bào)警裝置發(fā)出的信號(hào)，LED顯示器上則會(huì)顯示被堵塞的施肥管。這種自動(dòng)警告系統(tǒng)，使駕駛員的工作負(fù)荷得以緩解，所有肥料噴管都不會(huì)被堵塞，駕駛員還能夠不接觸肥料而進(jìn)行排除故障的操作。為了防止被外部物件碰撞，傳感器被設(shè)計(jì)裝置在一個(gè)箱體內(nèi)，并能夠采用高壓維護(hù)保養(yǎng)，可以以重新補(bǔ)裝。國(guó)外對(duì)于農(nóng)作物的保衛(wèi)，主要致力于精到準(zhǔn)確配料和減少干涉方面的研究。根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)定，必須減少植物的有害殘存余留物和對(duì)環(huán)境的污染。同時(shí)，還要求圍繞精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向，對(duì)農(nóng)藥化學(xué)品的噴灑機(jī)具以及植物防護(hù)產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)上的改良和提高。另外，也制定了相應(yīng)的〔例如噴灑距離等〕技術(shù)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)外各廠家所生產(chǎn)的大量具有當(dāng)代技術(shù)水平的植保噴灑作業(yè)機(jī)具主要有支撐式、牽引式和自走式3種構(gòu)造型式。華而不實(shí)支撐式噴灑機(jī)的噴灑作業(yè)寬度最高可達(dá)28m,其噴灑液罐的容量達(dá)1800L,而牽引式和自走式噴灑機(jī)的噴灑作業(yè)寬度最高可達(dá)45m,其噴灑液罐的容量達(dá)8000L.國(guó)外市場(chǎng)上所銷售的新型噴灑機(jī)的技術(shù)發(fā)展，主要在于其操縱上的舒適性提高，噴灑劑量的精到準(zhǔn)確度以及減少噴灑偏移等方面。部分市場(chǎng)上也出現(xiàn)了高新技術(shù)的植保機(jī)，這類植保機(jī)均裝有一個(gè)噴灑量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，采用計(jì)算機(jī)操縱。這類裝備的發(fā)展趨勢(shì)主要是廣泛采用帶有ISOBUS接口的電子設(shè)備，既加強(qiáng)了噴灑機(jī)的功能性，還能夠提高機(jī)具的作業(yè)效率和操縱舒適性。由于GPS技術(shù)也經(jīng)常需要計(jì)算系統(tǒng)的安裝和啟用步驟，所以為了知足精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的要求，就必須從技術(shù)上予以保證。由于在歐盟UE法規(guī)要求中，有對(duì)植物衛(wèi)生的再生性管理的技術(shù)規(guī)定，所以近年來市場(chǎng)上所銷售的植保機(jī)械的主要發(fā)展方向之一，就是緊緊圍繞環(huán)境保衛(wèi)的法規(guī)，以及用戶和消費(fèi)者的要求，致力于改良農(nóng)作物保衛(wèi)機(jī)具的技術(shù)構(gòu)造和性能。另外，國(guó)外植保機(jī)械主要在減少作業(yè)噴射漂移、采用氣動(dòng)助力式藥液噴嘴以及新型直接噴灑系統(tǒng)等方面進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新研究。由于大量采用電子技術(shù)和電腦控制技術(shù)，所以使得植保機(jī)械作業(yè)到達(dá)了噴灑精量化并減少了駕駛?cè)藛T的操縱干涉。值得一提的是，國(guó)外評(píng)價(jià)植保機(jī)械，主要是看其能否采用DGPS技術(shù)和ISOBUS電子終端設(shè)備技術(shù)，以此確定其在技術(shù)上能否有創(chuàng)新。因而，近年來所生產(chǎn)的絕大部分植保機(jī)械產(chǎn)品的操縱功能均廣泛采用了電子技術(shù)，如斜坡地段自動(dòng)斷流、半轉(zhuǎn)式管理、自動(dòng)遙控以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輔助機(jī)構(gòu)，這包含駕駛系統(tǒng)和平行通過行駛系統(tǒng)等。植保機(jī)械絕大部分均采用了新型數(shù)據(jù)庫(kù)〔基〕系統(tǒng)，進(jìn)而能夠控制和獲得植物衛(wèi)生干涉的技術(shù)資料信息。另外，為了使植保機(jī)械在斜坡上獲得行走穩(wěn)定性，各生產(chǎn)廠家均采用了防傾斜的新技術(shù)裝備。當(dāng)植保機(jī)在斜坡地上行走時(shí)，所裝用的自動(dòng)定位校正器及其他一些垂直運(yùn)動(dòng)減振系統(tǒng)，就極大地減少了植保機(jī)在斜地上行走的不穩(wěn)定性。在不少植保機(jī)械上裝用了藥劑噴嘴系統(tǒng)，每個(gè)噴嘴均布置有照明燈，以方便用戶在夜間進(jìn)行植保作業(yè)。各類植保機(jī)械除裝有一種自動(dòng)操縱管理機(jī)構(gòu)外，最重要的一項(xiàng)技術(shù)發(fā)展就是增加了植保機(jī)械的單位面積作業(yè)經(jīng)濟(jì)性和道路行駛穩(wěn)定性以及可操縱性。市場(chǎng)上銷售的植保機(jī)械，均裝有以ISOBUS技術(shù)為基礎(chǔ)的電子調(diào)節(jié)和管理裝置，能夠自動(dòng)切斷轉(zhuǎn)換開關(guān)，噴桿均采用標(biāo)準(zhǔn)型構(gòu)造，其噴距能夠自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。不少植保機(jī)械還裝有新型的噴桿導(dǎo)向調(diào)整系統(tǒng)，當(dāng)植保機(jī)在轉(zhuǎn)彎作業(yè)時(shí)，能夠減少噴灑漂移，并預(yù)防其減少上噴或下噴的藥劑定量。通過對(duì)傳感式噴嘴的控制，能夠改變噴嘴噴灑的藥劑流量。國(guó)外生產(chǎn)的植保機(jī)械產(chǎn)品，在其構(gòu)造和性能方面，均特別重視對(duì)駕駛操縱人員和環(huán)境的保衛(wèi)。對(duì)此，所有推向市場(chǎng)的新型植保機(jī)械均采用了無堵塞填充構(gòu)造的噴嘴，在噴嘴與噴嘴之間，設(shè)計(jì)有一個(gè)藥劑填充的封閉系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在不接觸噴嘴的情況下，自動(dòng)進(jìn)行噴嘴的藥劑填充控制。在實(shí)際進(jìn)行植保作業(yè)經(jīng)過中，當(dāng)植保機(jī)在轉(zhuǎn)彎時(shí)，經(jīng)常會(huì)碰到各種各樣的噴灑質(zhì)量問題，不是轉(zhuǎn)彎外圈藥劑噴灑得較少，就是轉(zhuǎn)彎內(nèi)圈藥劑噴灑得過多。另外，很多作業(yè)地塊并不都是成直角的構(gòu)造，有的地面還需要繞行一些障礙物才能進(jìn)行作業(yè)。因而，為了能夠保證噴桿寬度為36m的噴施作業(yè)質(zhì)量，到達(dá)40%~160%的期望漂移值，德國(guó)的一家公司專門研究出一種C-C-A型噴施質(zhì)量控制系統(tǒng)，能夠使植保作業(yè)質(zhì)量到達(dá)這一指標(biāo)。該控制系統(tǒng)采用了對(duì)轉(zhuǎn)彎操縱模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算的方式方法，能夠?qū)姉U的每段藥劑噴灑量進(jìn)行平均值調(diào)控操縱，以此來到達(dá)噴桿期望的噴灑漂移值。計(jì)算所需要的數(shù)據(jù)由測(cè)量轉(zhuǎn)彎半徑的傳感器提供，通過車輪傳感器測(cè)量其速度，就能夠計(jì)算出單位面積噴灑藥劑量的期望值。采用這種計(jì)算方式方法，能夠評(píng)估出每段噴灑量期望值的百分比差值。通過改變每段噴嘴的噴施壓力或?qū)?個(gè)參數(shù)進(jìn)行組合的方式方法，調(diào)節(jié)其噴嘴支架上每個(gè)噴嘴的噴灑藥劑量。由德國(guó)HorschLeeb公司研發(fā)生產(chǎn)的噴桿自動(dòng)操縱系統(tǒng)，能夠在種植的蔬菜上面準(zhǔn)確而安全地操控植保機(jī)的噴桿進(jìn)行藥劑噴灑作業(yè)。這種噴桿采用一種活性操縱形式，能夠方便地操縱噴桿，近距離對(duì)準(zhǔn)植物外表進(jìn)行噴施作業(yè)。帶有底盤支架的噴桿能夠全部分離，并能夠在田邊地頭進(jìn)行精細(xì)的噴灑作業(yè)。這樣就能夠極大地減少由風(fēng)力和氣候所引起的噴灑藥劑漂移現(xiàn)象。這種噴桿采用了一些徑向球軸承，因此在實(shí)際使用時(shí)能夠懸掛在靠近防止摩損的慣性力點(diǎn)的地方。這樣，當(dāng)植保機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)，其噴桿位置就不會(huì)遭到任何離心力的沖擊影響。為使噴桿能夠在田邊地頭進(jìn)行最佳化的噴灑作業(yè)，還裝用了一個(gè)專用型操縱機(jī)構(gòu)，能夠消除2個(gè)液壓油缸施加的液壓力，使噴桿不受任何影響，同時(shí)，植保機(jī)進(jìn)行快速行駛操縱也不會(huì)對(duì)噴桿產(chǎn)生任何沖擊力。當(dāng)進(jìn)行坡度行駛調(diào)整控制時(shí)，這個(gè)操縱機(jī)構(gòu)就支撐在一個(gè)具有預(yù)定行程的高彈性塑料件上，并向噴桿回轉(zhuǎn)方向加速傳動(dòng)。在恰好到達(dá)噴施的理想位置時(shí)，高彈性塑料件反彈力加強(qiáng)，進(jìn)而使其噴桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)在進(jìn)行調(diào)整期間，調(diào)整油缸應(yīng)處于常嚙合測(cè)量位置，同時(shí)也對(duì)搖擺運(yùn)動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償。這種調(diào)整新方式方法，主要是使用了一個(gè)極為快速的比例液壓閥，并創(chuàng)新地采用了一些能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)測(cè)量的傳感器邏輯操縱機(jī)構(gòu)。另外，德國(guó)的LEMKEN公司也推出了一種Swingcut新型藥劑噴灑自動(dòng)控制系統(tǒng)。由于植保機(jī)裝用了一個(gè)能夠使噴桿回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的活性補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，所以能夠獲得藥劑噴灑的最佳化分布效果。不管是植保機(jī)在啟動(dòng)加速、提升或下降操作，還是在凸凹不平的地面或刮風(fēng)條件下進(jìn)行前進(jìn)行駛和倒退行駛噴施作業(yè)，其噴桿位置均能夠保持水平方向不變。到當(dāng)前為止，絕大部分植保機(jī)的藥劑噴桿均普遍采用一種懸浮