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中国喷灌机现状与发展思考

排灌机械工程学报 2022年第10期40卷 1072-1080页

作者：汤玲迪袁寿其刘俊萍邱志鹏马骏孙向阳周传国高志俊江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013 江苏华源节水股份有限公司江苏徐州221100 安徽艾瑞德农业装备股份有限公司安徽芜湖241070 北京德邦大为科技股份有限公司天津301802 沃达尔(天津)股份有限公司天津301600 江苏旺达喷灌机有限公司江苏常州213151

基于水利统计数据,分析了近10 a中国节水灌溉应用分布,发现东北以喷灌为主,西北以微灌为主,华北以低压管灌为主,华东以渠道灌溉为主,具有明显的区域特征,节水灌溉仍有50%发展空间,喷灌技术占比与欧美国家相比仍然偏低.总结回顾了中国喷... 详细信息

基于水利统计数据,分析了近10 a中国节水灌溉应用分布,发现东北以喷灌为主,西北以微灌为主,华北以低压管灌为主,华东以渠道灌溉为主,具有明显的区域特征,节水灌溉仍有50%发展空间,喷灌技术占比与欧美国家相比仍然偏低.总结回顾了中国喷灌机发展历程、研究进展和发展趋势.从国家政策引导、智慧农业发展、农业种植结构变化和盐碱地耕地改造4个方面,分析了在资源环境约束挑战下中国喷灌机的发展机遇.阐明了喷灌的优势和不可替代作用,指出随着中国高标准农田建设及农业规模化经营稳步推进,喷灌机性能及功能不断增强,使以往喷灌的局限性逐步转变成发展优势.最后从补齐农业全程机械化短板、水肥药一体化作业新模式和无人化智能化方面展望了中国喷灌机未来发展前景.

关键词：节水灌溉喷灌机行走式喷灌固定式喷灌智能灌溉

非稳定供水下喷灌机管道压强变化规律的试验研究

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节水灌溉 2022年第3期 27-32页

作者：张宝旭朱德兰西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100

在日常使用中,有时喷灌机入口处的水源并不能保持稳定供水,导致其压强流量均存在一定的随机波动,对喷灌机的灌溉效果产生影响。为探究非稳定供水对于喷灌机内部压强分布的影响,主要针对喷灌机不同配置下其管道内的压强流量分布规律进行... 详细信息

在日常使用中,有时喷灌机入口处的水源并不能保持稳定供水,导致其压强流量均存在一定的随机波动,对喷灌机的灌溉效果产生影响。为探究非稳定供水对于喷灌机内部压强分布的影响,主要针对喷灌机不同配置下其管道内的压强流量分布规律进行研究。当喷灌机静止的情况下,在喷灌机各处安装压强传感器实时监测压强变化,并对压强数据进行处理分析。结果表明,使用非稳定的给水栓进行供水时,喷灌机入口处的压强变化波动较大,当变频泵未运行时,变异系数最大达到了10.72%;试验中喷灌机入口处的平均压强随着喷嘴尺寸的增加而减小,从喷灌机入口处至尾端的平均压强的损失与变频泵运行频率呈正相关关系;喷灌机入口处平均压强振幅随变频泵运行频率的提升先减小后增大。此水源下,喷灌机内瞬时压强的变化随机性较强,但在其平均压强等参数上仍存在一定规律,在实际运用过程中,能够选取波动较小的参数配置进行灌溉,以提升灌溉效果。

关键词：非稳定供水喷嘴尺寸变频泵频率压强分布喷灌机流速

基于线结构光和YOLO的喷灌机轨迹纠偏技术研究

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基于线结构光和YOLO的喷灌机轨迹纠偏技术研究

作者：白峰林河北科技大学

学位级别：硕士

轻小型平移式喷灌机是一种重要的节水灌溉设备,应具有机动性强、人力资源消耗少、自动化程度高等特点,但由于目前针对轻小型平移式喷灌机自主导航的研究较少,导致其难以大面积推广应用。鉴于此,本文针对现阶段轻小型平移式喷灌机自动化... 详细信息

轻小型平移式喷灌机是一种重要的节水灌溉设备,应具有机动性强、人力资源消耗少、自动化程度高等特点,但由于目前针对轻小型平移式喷灌机自主导航的研究较少,导致其难以大面积推广应用。鉴于此,本文针对现阶段轻小型平移式喷灌机自动化程度较低的问题,以本文研究的喷灌机为基础,结合三维视觉、深度学习和自动控制技术,对喷灌机的轨迹纠偏技术进行研究,提出了一种基于线结构光、YOLOv5、模糊控制与PID控制技术相结合的喷灌机轨迹纠偏算法,并进行了相关仿真实验,主要工作如下:1)对线结构光三维视觉传感器进行标定。针对导向槽表面粗糙的特征,采用直射式三角测量方法来布置线结构光测量系统。使用张正友标定法对相机进行标定,并基于二维平面靶标标定法对光平面进行标定。2)基于线结构光三维测量系统对喷灌机作业的横向偏差进行了研究。采用灰度重心法与Hessian矩阵法相结合,对线结构光光条中心线进行提取,通过分析导向槽的三维结构确定喷灌机作业横向偏差的计算原理,并进行了20次横向偏差计算实验,结果表明:在实际偏移距离最大为200mm时,计算误差平均值为8.2mm,最大误差不超过24mm。3)基于YOLOv5对喷灌机作业的航向偏差进行了研究。结合喷灌机的作业方式与农田导向槽的结构特征,提出了导向槽切片检测算法来提取喷灌机作业的导航线,并推算出喷灌机作业的航向偏差。采用仿射变换法对导航线的提取精度进行验证,结果表明:在偏航角度最大为10度时,计算误差不超过2.56度。4)对喷灌机导航控制轨迹纠偏技术进行了研究。通过分析本文研究的喷灌机驱动方式建立了喷灌机运动学模型。采用PID算法进行了喷灌机车轮转速的仿真,最后采用模糊控制导航决策算法设计了喷灌机轨迹纠偏系统的仿真模型。仿真结果表明本文喷灌机导航控制轨迹纠偏算法具有可行性。

关键词：线结构光 YOLOv5 模糊控制 PID控制喷灌机

大型平移式喷灌机分布式级联协同导航控制方法

同方学位论文库评论

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农业机械学报 2021年第10期52卷 137-145,174页

作者：孟令刚范松涛周燕中国科学院半导体研究所光电系统实验室北京100083 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049 中国科学院大学电子电器与通信工程学院北京100049

针对大型平移式喷灌机协同导航控制系统中存在的易偏离导航路径、跨间行走协同性差、喷灌均匀性不高等问题,提出了一种分布式级联协同导航控制方法。该方法在建立大型喷灌机多塔车运动学模型的基础上,结合状态反馈和PID控制,设计了主塔... 详细信息

针对大型平移式喷灌机协同导航控制系统中存在的易偏离导航路径、跨间行走协同性差、喷灌均匀性不高等问题,提出了一种分布式级联协同导航控制方法。该方法在建立大型喷灌机多塔车运动学模型的基础上,结合状态反馈和PID控制,设计了主塔车为主机的路径导航控制算法以及子塔车为从机的级联同步跟随控制算法。并设计了基于该方法的协同导航控制系统,通过双天线RTK定位模块获得各塔车的实时姿态,通过变频调速技术实现各塔车运动姿态的控制。完成了变频控制的大型喷灌机设计,在河南省许昌市试验基地进行了协同导航试验。试验结果表明,喷灌机以不同速度协同导航行走时,主塔车最大横向偏差不大于3.26 cm,最大航向偏差不大于1.65°;子塔车最大同步偏差不大于13.07 cm,满足田间自主作业要求。

关键词：喷灌机平移式分布式级联协同导航 RTK 变频调速

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平移式喷灌机行走阻力的确定及验证

农业工程学报 2019年第17期35卷 19-27页

作者：李丹朱德兰刘柯楠王方同祝鹏西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌712100 西北农林科技大学水利与建筑工程学院杨凌712100 甘肃农业大学机电工程学院兰州730070 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072 中国水利水电科学研究院北京100038

行走阻力对平移式喷灌机的动力配置具有重要影响,为了确定不同土壤条件下喷灌机的行走阻力,为机组提供合理的动力配置依据。针对黄绵土和塿土2种土壤类型,以土壤含水率和容重为因素,选取表征机组行走阻力的5个土壤力学参数即土壤黏聚变... 详细信息

行走阻力对平移式喷灌机的动力配置具有重要影响,为了确定不同土壤条件下喷灌机的行走阻力,为机组提供合理的动力配置依据。针对黄绵土和塿土2种土壤类型,以土壤含水率和容重为因素,选取表征机组行走阻力的5个土壤力学参数即土壤黏聚变形模数、摩擦变形模数、沉陷指数、黏聚力和内摩擦角为指标,采用二元二次通用旋转组合试验设计,通过平板沉陷试验与直接剪切试验,建立了2种土壤类型含水率、容重与5个参数间的回归模型,从而得出喷灌机所需行走阻力,并以此为依据对喷灌机行走驱动系统进行配置和田间行走试验。结果表明,含水率、容重和二者交互作用对2种土壤的5个参数均有显著影响(P喷灌机动力需求,由5个参数的回归模型所得驱动功率计算值与田间试验功率实测值最大相对误差分别为6.43%、7.73%,模型合理。研究可为平移式喷灌机动力配置提供依据。

关键词：喷灌机含水率土壤力学参数容重行走阻力动力配置

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圆形和平移式喷灌机塔架车的纵向稳定性

农业机械学报 2005年第11期36卷 42-45,11页

作者：严海军金宏智李军叶何建强中国农业大学水利与土木工程学院中国农业机械化科学研究院美国佛罗里达州大学

利用地面车辆力学理论,对坡地上的圆形和平移式喷灌机的塔架车进行受力分析,以纵向坡度角作为衡量塔架车爬坡能力和抗翻倾能力的指标,推导出纵向坡度角与驱动力、塔架车结构尺寸、地面状况等因素之间的关系式及塔架车质心高度的计算公式... 详细信息

利用地面车辆力学理论,对坡地上的圆形和平移式喷灌机的塔架车进行受力分析,以纵向坡度角作为衡量塔架车爬坡能力和抗翻倾能力的指标,推导出纵向坡度角与驱动力、塔架车结构尺寸、地面状况等因素之间的关系式及塔架车质心高度的计算公式,通过试验测得塔架车的纵向稳定性特性曲线。结果表明,适当增大塔架车的轮距、降低质心高度、减小驱动轮动力半径,合理匹配驱动功率,提高减速器传动效率、增大传动比,均可提高塔架车的爬坡能力和纵向稳定性。

关键词：喷灌机塔架车纵向稳定性

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中心支轴式喷灌系统在水利工程中的应用分析

工程技术研究 2024年第5期9卷 123-125页

作者：边贻国王经芝邹城市太平镇人民政府山东济宁273517

文章以山东省邹城市农业水利工程为例,介绍了该工程的基本情况,结合多种灌溉技术方案的对比,最终确定了中心支轴式喷灌系统,并对该高效节水灌溉系统进行了设计,随后以此为基础,对该系统的应用效果进行验证。通过验证可知,相对传统灌溉技... 详细信息

文章以山东省邹城市农业水利工程为例,介绍了该工程的基本情况,结合多种灌溉技术方案的对比,最终确定了中心支轴式喷灌系统,并对该高效节水灌溉系统进行了设计,随后以此为基础,对该系统的应用效果进行验证。通过验证可知,相对传统灌溉技术,中心支轴式喷灌系统可节约用水量11%以上,可将其推广到现代农业水利工程领域,以供参考和借鉴。

关键词：水利工程高效节水灌溉技术中心支轴式喷灌方案喷灌机灌水周期设备选型

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喷灌机

粮油加工与食品机械 1979年第Z1期 170-180页

作者：金宏智中国农机院

展出的西德《佩罗特-赖纳鲍》(Per-rot-Regnerbau)有限公司的110/300T 型、90/350T 型喷灌机(见图1);《海里因希·许迪》(Heinrich hüdig)有限公司的S110K-400型喷灌机(见图3)和澳大利亚《南十字架》(Southern cross)公司30A型喷灌机(... 详细信息

展出的西德《佩罗特-赖纳鲍》(Per-rot-Regnerbau)有限公司的110/300T 型、90/350T 型喷灌机(见图1);《海里因希·许迪》(Heinrich hüdig)有限公司的S110K-400型喷灌机(见图3)和澳大利亚《南十字架》(Southern cross)公司30A型喷灌机(见图4);《辛普森·波普》(Si-mpon pope)有限公司的T35型喷灌机(见图5),都属于绞盘式远射程自走喷灌机。

关键词：喷灌机西德德国挠性管软管绞盘

农机创新路上的“追光者”——记苏垦农发淮海分公司农机总站站长张荣成

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中国农垦 2024年第4期 76-77页

作者：陆军张杰江苏省淮海农场有限公司

“喷灌机的喷射角度要再提高2度才好。”“这地方焊接不到位,让人看到肯定不舒心。”……走进苏垦农发淮海分公司农机总站,刚刚复工的车间热闹非凡,一个皮肤黝黑、头发蓬乱,戴着一副银边眼镜的年轻人正在指导工人们作业,他就是被授予202... 详细信息

“喷灌机的喷射角度要再提高2度才好。”“这地方焊接不到位,让人看到肯定不舒心。”……走进苏垦农发淮海分公司农机总站,刚刚复工的车间热闹非凡,一个皮肤黝黑、头发蓬乱,戴着一副银边眼镜的年轻人正在指导工人们作业,他就是被授予2023年江苏农垦“第四届人才突出贡献奖”和“江苏农垦最美人物”称号的张荣成。

关键词：江苏农垦喷射角度喷灌机荣成总站站长农机苏垦农发