第六章智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備技術(shù)

第六章智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備技術(shù)第六章智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備技術(shù)

1具有測(cè)產(chǎn)功能得谷物聯(lián)合收獲機(jī)傳統(tǒng)田間測(cè)產(chǎn)方法:單產(chǎn)量=總產(chǎn)量/地塊畝數(shù)。精細(xì)農(nóng)業(yè)田間測(cè)產(chǎn)方法:單產(chǎn)量=(谷物質(zhì)量流量-水分含量+損失量)/(收割機(jī)行駛速度╳割幅寬度)。

結(jié)構(gòu)原理

1DGPS接受裝置2GPS接受裝置3谷物濕度測(cè)量4谷物速度測(cè)量5谷物體積流量測(cè)量6谷物損失測(cè)量7轉(zhuǎn)向角度測(cè)量8距離/速度測(cè)量9割幅測(cè)量

2谷物聯(lián)合收獲機(jī)產(chǎn)量傳感器和部件

(1)谷粒流量傳感器

(2)谷粒濕度傳感器(3)行駛速度傳感器(4)收割臺(tái)提升位置傳感器(5)電子監(jiān)控顯示器(6)GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)3產(chǎn)量圖得形成4支持精細(xì)農(nóng)作變量處方農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械IAM(IntelligenceAgriculturalMachine,或稱智能控制系統(tǒng)下得農(nóng)機(jī)具,ICS農(nóng)機(jī),IntelligenceControlSystem)支持“精細(xì)農(nóng)業(yè)”得智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械:收獲機(jī)械產(chǎn)量監(jiān)示器與產(chǎn)量圖自動(dòng)生成系統(tǒng),如自動(dòng)控制精度平地機(jī)自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)精密播種精細(xì)施肥精細(xì)施藥精細(xì)灌溉精細(xì)變量施肥機(jī)

裝備有GPS得施肥機(jī)

精確變量干粉混合施肥機(jī)1微處理器2田間地圖3電液閥4商品肥料斗5計(jì)量輪

6輸送鏈7混合攪輪8注入泵9微肥斗10水平攪輪11豎直攪輪12刮(漿)板13分配頭14輸送管15文丘里管16鼓風(fēng)機(jī)17空氣多路歧管18桿管19噴嘴-反射管大家有疑問(wèn)的，可以詢問(wèn)和交流可以互相討論下，但要小聲點(diǎn)裝備有GPS得自動(dòng)噴藥機(jī)械

流量及霧滴大小調(diào)節(jié)得變壓控制器基于區(qū)域傳感器得精確田間蟲害控制系統(tǒng)概念示意圖

流量及霧滴大小調(diào)節(jié)得變壓控制器噴桿與攝像機(jī)得安裝田間圖像與控制響應(yīng)實(shí)例圖中水平線以上就是處理過(guò)得圖像部分,噴桿上12個(gè)噴嘴用標(biāo)有數(shù)字得LED表示,當(dāng)LED亮,相應(yīng)得噴嘴動(dòng)作

變量播種機(jī)

精密播種機(jī)示意圖精細(xì)灌溉設(shè)備

電子學(xué)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備得技術(shù)創(chuàng)新,可概括為如下5個(gè)基本領(lǐng)域:(1)提高機(jī)器作業(yè)得技術(shù)性能:過(guò)程監(jiān)視、控制、診斷和通信。(2)實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效和利于改善生態(tài)環(huán)境得農(nóng)作:節(jié)約物資、能源消耗,降低作業(yè)成本以及減少對(duì)土壤、水體和動(dòng)植物得污染。(3)過(guò)程得精確操作:及時(shí)獲取過(guò)程信息,精確執(zhí)行過(guò)程控制指令。(4)改善勞動(dòng)者得操作條件:良好得人機(jī)接口,操作方便性。安全性和舒適性。(5)開發(fā)基于衛(wèi)星定位系統(tǒng)實(shí)施精細(xì)農(nóng)作得智能控制農(nóng)業(yè)機(jī)械,支持農(nóng)田作業(yè)得科學(xué)管理決策等。5國(guó)外農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化簡(jiǎn)況

近幾年來(lái),一些發(fā)達(dá)國(guó)家不斷將高新技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械上,使農(nóng)業(yè)機(jī)械向智能化方向發(fā)展。

(1)耕作機(jī)械智能化美國(guó)東倫敦綜合技術(shù)學(xué)院土地管理系研制成功一種激光拖拉機(jī)。利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)導(dǎo)航裝置,不僅能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地測(cè)定其所在位置及運(yùn)行方向,使誤差不超過(guò)25厘米,而且能夠根據(jù)送入農(nóng)場(chǎng)計(jì)算中心得電子圖表,查找出該處土地得濕度、化學(xué)成分、排水溝位置和其她一些特點(diǎn):準(zhǔn)確計(jì)算出最佳種植方案要,所需種子、肥料和農(nóng)藥數(shù)量等。一人在室內(nèi)熒屏前可操縱多臺(tái)激光拖拉機(jī)進(jìn)行耕作,耕作速度快,且可減少種子、肥料和農(nóng)藥消耗,節(jié)約生產(chǎn)成本50%,提高作物產(chǎn)量20%。

(2)收獲機(jī)械智能化

美國(guó)農(nóng)場(chǎng)裝備制造商衛(wèi)西·弗格森,在聯(lián)合收割機(jī)上安裝了一種產(chǎn)量計(jì)量器,能在收割作物得同時(shí),準(zhǔn)確收集有關(guān)產(chǎn)量得資料,并繪成各個(gè)田塊得產(chǎn)量分布圖。農(nóng)場(chǎng)主可以利用這種產(chǎn)量分布圖,來(lái)確定下一季得種植計(jì)劃以及種子、化肥和農(nóng)藥在不同田塊得使用量。

(3)灌溉機(jī)械智能化美國(guó)內(nèi)布拉斯加州得瓦爾蒙特工業(yè)股分有限公司和ARS公司開發(fā)出一種可實(shí)現(xiàn)農(nóng)田自動(dòng)灌溉得紅外濕度計(jì)。該儀器被安裝在環(huán)繞著農(nóng)田得灌溉系統(tǒng)上后,可每6秒鐘讀取一次植物葉面濕度。當(dāng)植物需水時(shí),她會(huì)通過(guò)計(jì)算機(jī)發(fā)出灌溉指令,及時(shí)向農(nóng)田灌水。

(4)施藥機(jī)械智能化澳大利亞推出一種能識(shí)別莠草得噴霧器。她在田間移動(dòng)時(shí),能借助專門得電子傳感跑龍?zhí)?來(lái)區(qū)分莊稼和雜草,而只有當(dāng)發(fā)現(xiàn)莠草時(shí),才噴出除莠劑。這樣,花費(fèi)得除莠劑只有常規(guī)除草得1/10,減輕了對(duì)環(huán)境得污染。

(5)挖土機(jī)械智能化

美國(guó)匹茲堡一家公司研制成功一種超聲波挖土機(jī),在埋有電纜和管道得地方挖土?xí)r,可避免將電纜和管道挖壞。這種新型挖土機(jī),使用超聲波噴氣流破碎土壤,然后用真空裝置將土吸走,不會(huì)對(duì)電纜和管道造成損害。

(6)放牧機(jī)械智能化

英國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)出一種可代替人或犬放牧羊群得牧羊機(jī)器狗。她備有一架攝像機(jī)和一臺(tái)計(jì)算機(jī),可對(duì)羊群移動(dòng)得情況進(jìn)行分析。如果羊群顯得不安定得話,其隊(duì)形、速度和移動(dòng)狀況就會(huì)反映出來(lái),牧羊機(jī)器狗便會(huì)在羊群移動(dòng),直到羊群安定下來(lái)。羊群不會(huì)受到驚擾。

(7)采摘機(jī)器智能化

法國(guó)科學(xué)家開發(fā)得摘蘋果機(jī)器人,能辨別出蘋果就是否成熟。摘一只蘋果僅需6秒鐘,為人工采摘時(shí)間得一半。美國(guó)一家公司發(fā)明得一種采蘑菇得機(jī)器人,可按設(shè)定得蘑菇傘最小直很進(jìn)行采摘,平均每6秒鐘采摘一個(gè)蘑菇,且不會(huì)使蘑菇受損。

6精細(xì)農(nóng)業(yè)得實(shí)施與農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化

農(nóng)業(yè)得可持續(xù)發(fā)展要求實(shí)施精細(xì)農(nóng)業(yè)。生態(tài)效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益得統(tǒng)一,在推進(jìn)精細(xì)農(nóng)業(yè)時(shí)才會(huì)更明顯。先進(jìn)得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械提出了更高要求,農(nóng)業(yè)機(jī)械得發(fā)展會(huì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)層次得提高。實(shí)施精細(xì)農(nóng)業(yè)和途徑就是發(fā)展智能化得農(nóng)業(yè)機(jī)械。

智能農(nóng)業(yè)機(jī)械系統(tǒng)得組成

A智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械得特點(diǎn):

(1)提高機(jī)器作業(yè)得技術(shù)性能過(guò)程監(jiān)視、控制、診斷和通信。

(2)實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效和利于改善生態(tài)環(huán)境得農(nóng)作。包括節(jié)約物資、降低作業(yè)成本和能源消耗,以及減少對(duì)土壤、水體和動(dòng)植物得污染。

(3)過(guò)程得精細(xì)操作。包括及時(shí)獲取過(guò)程信息和精細(xì)執(zhí)行過(guò)程控制指令。

(4)改善勞功者得操作條件包括良好得人機(jī)接口以及操作方便性、文全性和舒適性。

(5)開發(fā)基于衛(wèi)星定位系統(tǒng)實(shí)施精細(xì)農(nóng)作得智能控制農(nóng)業(yè)機(jī)械,支持農(nóng)田作業(yè)得科學(xué)管理決策等。B基于精細(xì)農(nóng)業(yè)思想得農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化

迄今支持精細(xì)農(nóng)作得若干重要農(nóng)業(yè)機(jī)械,如帶產(chǎn)量圖自動(dòng)生成得用于小麥、玉米和大豆收獲得谷物聯(lián)合收割機(jī),實(shí)施變量處方農(nóng)作得谷物精密播種機(jī)、施肥機(jī)、施藥機(jī)和灌溉設(shè)備在國(guó)外都已有若干類型得商品化產(chǎn)品,但仍需繼續(xù)完善并擴(kuò)大到更多得農(nóng)機(jī)作業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。今后,實(shí)施精細(xì)農(nóng)業(yè)和發(fā)展智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械主要包括以下方面:

(1)用于與作物收獲機(jī)械配套得產(chǎn)量傳感技術(shù)與帶產(chǎn)量圖白動(dòng)生成系統(tǒng)軟件得開發(fā)。

(2)大中型拖拉機(jī)和自走型農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化技術(shù)狀態(tài)實(shí)時(shí)診斷、監(jiān)控與顯示裝置得開發(fā)。

(3)實(shí)施定位處方農(nóng)作和控制得施肥、施藥、澆水、精播和栽植得移動(dòng)作業(yè)機(jī)械得研究。

(4)自走式農(nóng)田土壤、病蟲草害和作物苗情定位信息采集機(jī)械裝備得開發(fā)研究。

(5)農(nóng)機(jī)作業(yè)信息高效處理、存儲(chǔ)、傳輸、通信技術(shù)及其總線與接口得標(biāo)準(zhǔn)化。

(6)CPS、GIS有關(guān)技術(shù)國(guó)產(chǎn)化、產(chǎn)業(yè)化和用于支持農(nóng)業(yè)機(jī)械社會(huì)化服務(wù)得規(guī)劃、組織、調(diào)度與輔助管理決策支持系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)機(jī)械田問(wèn)導(dǎo)航、作業(yè)面積計(jì)量、引導(dǎo)定位作業(yè)和空間數(shù)據(jù)定位采樣中得應(yīng)用及軟件開發(fā)。