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基于UG动画仿真的喷雾机喷杆形变控制优化

农机化研究 2024年第4期46卷 198-202页

作者：张楠刘旭吉林动画学院长春130000

在植保作业领域,为预防大田作物的病虫害,传统农业生产存在农药使用粗放、滥用问题,对农村生产、生活、生态“三生同步”工作开展造成了十分不利的影响。为进一步提高农药使用合理性,顺应绿色农业、精确农业、生态农业的发展理念,宽幅... 详细信息

在植保作业领域,为预防大田作物的病虫害,传统农业生产存在农药使用粗放、滥用问题,对农村生产、生活、生态“三生同步”工作开展造成了十分不利的影响。为进一步提高农药使用合理性,顺应绿色农业、精确农业、生态农业的发展理念,宽幅喷杆喷雾机逐渐具备了变量喷雾的技术特征。在生产实践中,耕地表面的地形、地势等不确定因素对喷杆喷雾机喷药架造成的振动、歪斜、变型等影响会明显降低喷雾覆盖精度,导致植保质量降低。为此,以我国生产常用的28m幅宽喷药架为研究对象,分析了喷药架的形变类型,利用UG软件仿真了喷药架变形后对喷雾质量的影响,并在分析动画仿真数据基础上有针对性地进行了喷药架结构优化与技术升级,且优化后的喷药架对于多种地形的适应性均得到提升。

关键词：喷雾机喷杆形变控制动画仿真 UG

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煤码头喷雾机远程控制管理系统

港口装卸 2024年第3期 40-42页

作者：张国防厦门港务集团石湖山码头有限公司福建省厦门市361006

为提高煤码头喷雾机运行效率,优化喷雾机运行管理,减少因设备故障导致的长时间停机,开发一种喷雾机远程控制管理系统。该系统可实时监测喷雾机运行状态,具有人工远程手动控制、自动控制、故障报警与定位等功能,可提高设备管理维护效率。

关键词：喷雾机远程控制监测管理系统

遥控自走式雪茄植株中下层烟叶植保喷雾机设计与试验

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农业机械学报 2024年第1期55卷 122-133页

作者：张青松陈志凌杜文斌杨锦鹏廖庆喜杨春雷华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070 湖北省烟草科学研究院武汉430030

针对雪茄烟叶在旺长期及成熟期因植株高大及叶片生长致使烟田垄间空间小,且雪茄烟叶生产对烟叶色泽及完整度要求高,田间管理要求不能损伤烟叶,导致生产中雪茄烟叶植株中下层烟叶植保困难的问题,结合烟叶植株生长特征,设计了一种遥控自... 详细信息

针对雪茄烟叶在旺长期及成熟期因植株高大及叶片生长致使烟田垄间空间小,且雪茄烟叶生产对烟叶色泽及完整度要求高,田间管理要求不能损伤烟叶,导致生产中雪茄烟叶植株中下层烟叶植保困难的问题,结合烟叶植株生长特征,设计了一种遥控自走式雪茄植株中下层烟叶植保喷雾机,该装置主要包括喷雾系统、履带底盘及控制系统,可实现装置在烟田垄间遥控行走、中下层烟叶喷雾及路况可视等功能。为获取烟株生长特征,运用三维激光扫描仪对其进行扫描并建立了植株叶片田间空间分布模型;根据烟叶田间分布特征,确定装置总体结构和工作方式;结合烟叶形态特征和植保农艺要求,对喷雾系统进行了结构设计及分析,确定了参数范围;根据田间作业需求,对履带底盘进行了动力学分析,对控制系统进行了设计。开展了场地试验,利用Box-Behnken优化了喷雾系统参数,当喷雾压力为0.65 MPa、喷嘴夹角为20.4°、喷嘴孔径为0.4 mm时,经垂直雾滴分布测量仪模拟雪茄烟叶叶片层垂直方向的药液附着性能试验表明,雾滴沉积量垂直分布满足雪茄烟叶植保要求。田间试验结果表明,雪茄植株中下层烟叶正面药液覆盖率为52%~83%,背面药液覆盖率为22%~45%,可实现雪茄植株中下层烟叶药液的有效喷施。

关键词：雪茄烟叶喷雾机履带底盘遥控自走式喷雾系统田间试验

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果园自走式弥雾喷雾机设计与仿真分析

吉林大学学报(工学版) 2024年

作者：邬圣贤张克平王久鑫甘肃农业大学机电工程学院

为解决低矮密植果园操作受限、传统大型施药设备入园困难、作业效率低和药液浪费严重等问题，设计研发了一款果园自走式弥雾喷雾机。该机具采用脉冲喷雾形式，通过高速气流提高喷雾的穿透性，增加冠层覆盖率，减少飘移，完成喷雾机整体... 详细信息

为解决低矮密植果园操作受限、传统大型施药设备入园困难、作业效率低和药液浪费严重等问题，设计研发了一款果园自走式弥雾喷雾机。该机具采用脉冲喷雾形式，通过高速气流提高喷雾的穿透性，增加冠层覆盖率，减少飘移，完成喷雾机整体结构和行走系统、喷雾系统、弥雾装置等关键部件设计，确定相邻两个弥雾装置喷口的垂直间距为420mm，夹角为13°。利用ANSYS-Fluent软件建立喷雾系统的三维流场模型，采用Realizable k-ε和DPM颗粒模型，仿真分析了喷雾速度变化、颗粒浓度变化和流场分布。对喷雾机作业过程进行现场试验，对比仿真结果，喷雾速度相对误差为5.75%，喷雾距离相对误差为7.52%，喷雾高度相对误差为6.84%。研究结果可为果园喷雾机的结构优化提供理论支撑。

关键词：农业工程喷雾机脉冲式流场仿真湍流模型

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喷雾机预混装置动态流场分析与参数优化

农业机械学报 2023年第4期54卷 83-95页

作者：孙文峰王进常晋恺王昊卢佳琪竹筱歆东北农业大学工程学院哈尔滨150030

针对喷雾机预混装置预混时间长、预混效果及均匀性参差不齐等植保作业中存在的实际问题,基于现有喷雾机预混装置,结合田间作业过程中1000 L喷雾机农药制剂使用量和预混药液输送需求,确定了预混药箱、预混喷头、上药阀等关键部件的基础... 详细信息

针对喷雾机预混装置预混时间长、预混效果及均匀性参差不齐等植保作业中存在的实际问题,基于现有喷雾机预混装置,结合田间作业过程中1000 L喷雾机农药制剂使用量和预混药液输送需求,确定了预混药箱、预混喷头、上药阀等关键部件的基础参数。采用ANSYS-Fluent对不同液面高度时预混动态流场特性进行分析,得到预混药箱内流场的动态分布规律;采用二次回归正交旋转中心组合优化试验方法,以预混喷头工作压力和空间位置参数为影响因素,药液均匀度变异系数为评价指标,利用多岛遗传算法优化获得预混效果较好的参数组合:预混喷头工作压力0.3 MPa、与底部平面距离200 mm、与背部垂直平面的距离70 mm。针对粉剂农药进行场地试验,结果表明:预混药液均匀度变异系数为32.99%;上药阀在压力0.2~0.5 MPa下稳定送药,无回流现象。

关键词：喷雾机预混装置预混喷头上药阀

喷雾机药罐液体纵向晃动等效力学模型建立与应用

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农业机械学报 2023年第1期54卷 173-182,195页

作者：陈雨路力权张军昌陈军胡宸玮曹佳宇西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100

针对高地隙自走式喷雾机在复杂工况下,药罐液体发生的纵向晃动对整机平顺性及作业质量影响难以探明的问题,基于液体晃动动力学特性及机械模型等效准则,建立了可描述药罐液体纵向晃动的弹簧-质量-阻尼等效力学模型,并利用力学等价原则,... 详细信息

针对高地隙自走式喷雾机在复杂工况下,药罐液体发生的纵向晃动对整机平顺性及作业质量影响难以探明的问题,基于液体晃动动力学特性及机械模型等效准则,建立了可描述药罐液体纵向晃动的弹簧-质量-阻尼等效力学模型,并利用力学等价原则,对模型参数进行了求解。应用Fluent流体仿真软件建立罐内液体晃动仿真模型,并通过台架实验验证了其仿真结果能够反映真实的液体晃动冲击作用。应用Matlab/Simulink软件,建立等效力学数值解析模型,结合Fluent仿真结果对比分析了充液比为0.1、0.5、0.9时液体纵向晃动作用在容器壁的力矩变化规律,验证了所建等效模型的准确性。将所构建的等效力学模型应用于喷雾机垂向动力学特性分析,得到药液晃动和药液质量变化对整机行驶平顺性有较大影响且充液比为0.8时整机行驶平顺性较差的结论。

关键词：喷雾机液体晃动等效力学模型 Fluent

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自走式果园喷雾机设计与试验

农机化研究 2024年第8期46卷 85-93,150页

作者：梁俊鹏王贤斐李景彬李亚丽丁龙朋温宝琴张志元丁惠哲石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832000 现代农业机械兵团重点实验室新疆石河子833200

针对新疆果园喷雾施药作业劳动强度大、雾滴穿透性差、机具适用范围小等问题,结合果园农机农艺及病虫害防治要求,设计了一款自走式果园喷雾机,主要由履带式行走系统、喷雾系统和远程控制系统等组成。通过计算分析确定各部分主要结构参数... 详细信息

针对新疆果园喷雾施药作业劳动强度大、雾滴穿透性差、机具适用范围小等问题,结合果园农机农艺及病虫害防治要求,设计了一款自走式果园喷雾机,主要由履带式行走系统、喷雾系统和远程控制系统等组成。通过计算分析确定各部分主要结构参数,并通过有限元模拟分析机架结构合理性。为验证喷雾机作业性能,以喷头流量为试验因素,以喷雾附着率与喷雾穿透性为试验指标,针对整机喷杆喷雾装置与风送喷雾装置开展田间试验。结果表明:在相同工作条件下,喷杆式喷雾装置平均喷雾附着率高于风送式喷雾装置,两种喷雾装置平均喷雾附着率分别为71.99%与66.35%,均能满足喷雾附着要求。在穿透性试验中,风送式喷雾装置内外冠层药液沉积变异系数平均比喷杆式喷雾装置小14%,风送式喷雾装置穿透性明显强于喷杆式喷雾装置。喷雾机两种喷雾装置在附着率与穿透性上都有较好的作业效果,可根据果树不同生长时期以及不同农艺需求选择适合的喷雾方式,来达到更好的喷雾效果。

关键词：果园喷雾机自走式风送式喷杆式

考虑药罐液体晃动的高地隙喷雾机底盘悬架优化设计

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农业工程学报 2023年第10期39卷 15-25页

作者：路力权张军昌陈军陈雨胡宸玮曹佳宇西北农林科技大学机械与电子工程学院杨凌712100

针对高地隙喷雾机作业工况复杂,罐内药液晃动及质量时变导致的整车行驶平顺性难以保证的问题,基于液体晃动动力学特性和机械模型等效准则,建立了喷雾机液—固耦合下的底盘非线性垂向动力学模型,应用多目标遗传算法对喷雾机底盘悬架系统... 详细信息

针对高地隙喷雾机作业工况复杂,罐内药液晃动及质量时变导致的整车行驶平顺性难以保证的问题,基于液体晃动动力学特性和机械模型等效准则,建立了喷雾机液—固耦合下的底盘非线性垂向动力学模型,应用多目标遗传算法对喷雾机底盘悬架系统参数进行了优化,得到了不同路面及充液条件下的悬架刚度、阻尼最优参数矩阵。优化结果表明,最优悬架参数下的整车车身垂向加速度、侧倾角速度、俯仰角速度及车轮动载荷较优化前分别降低27.5%、16.4%、25.8%及17.6%。搭建喷雾机整机试验平台,开展两种典型路面工况条件下的喷雾机整车试验。试验结果表明,与初始参数条件下的整车平顺性评价指标相比,悬架最优参数条件下的车身垂向加速度分别降低了15.58%与18.72%,车身侧倾及俯仰角速度均降低10%以上。研究结果可为包括喷雾机在内的罐体类车辆悬架设计、参数优化及控制提供参考。

关键词：喷雾机液体晃动悬架参数多目标优化试验

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喷雾机预混装置设计与试验

农业机械学报 2023年

作者：孙文峰王进常晋恺王昊卢佳琪竹筱歆东北农业大学工程学院

针对喷雾机药箱内药液直接混合时间长、均匀性差，人工手动预混易造成农药中毒等植保作业中存在的实际问题，采用射流式动态混合搅拌方式，设计一种喷雾机预混装置，提出了基于文丘里原理的液力式上药阀体关键参数设计方法，实现操作者... 详细信息

针对喷雾机药箱内药液直接混合时间长、均匀性差，人工手动预混易造成农药中毒等植保作业中存在的实际问题，采用射流式动态混合搅拌方式，设计一种喷雾机预混装置，提出了基于文丘里原理的液力式上药阀体关键参数设计方法，实现操作者无接触预混、输送药液。利用ANSYS-Fluent对不同液面高度时预混药箱动态流场特性进行分析，得到预混药箱内流场的动态分布规律；采用二次回归正交旋转中心组合优化试验方法，以预混喷头工作压力和空间位置参数为影响因素，药液均匀度变异系数为评价指标，利用多岛遗传算法优化获得预混效果较好的参数组合：预混喷头工作压力0.3 MPa、与底部平面距离200 mm、与背部垂直平面的距离70 mm。针对粉剂农药进行场地试验，结果表明：预混药液均匀度变异系数为32.99%；上药阀在压力0.2～0.5 MPa下稳定送药，无回流现象。

关键词：喷雾机预混喷头预混药箱上药阀数值模拟试验