车载式施肥喷药一体机设计与试验苟于江1,何辉波1,2,李华英1,2,王大明1,张冕1(1.西南大学工程技术学院,重庆400715;2.丘陵山区农业装备重庆市重点实验室,重庆400715)摘要:针对丘陵山区施肥喷药劳动强度大、作业效率低、肥料和药液利用率不高等问题,设计了一种车载式施肥喷药一体机。阐述了一体机的结构和工作原理,对施肥、喷药的关键部件进行了设计,并分析了肥料颗粒的运动特性和喷杆机构的运动原理。一体机通过肥量调节机构、撒肥圆盘设置施肥量和实现均匀施肥,通过PWM(脉宽调制)技术、双向多方位喷杆机构调节喷药量及实现竖直、倾斜、对地3种喷药模式的任意切换,提高了药液利用率。试验结果表明:施肥作业时,不同施肥口开度下的平均施肥量为16.56~540.76g/min;当落肥口开度为60%时,施肥均匀性变异系数(Cv=9.01%)最小,施肥性能最好。喷药作业时,不同PWM占空比下的喷头喷药量范围为74.94~345.41mL/min;当PWM占空比增大到100%时,喷药量变异系数(CV=2.54%)最低,喷药性能最好。同时,通过试验建立了施肥、喷药量控制数学模型,旨在为丘陵山区施肥、喷药机械的设计与研发提供技术与理论支撑。关键词:施肥喷药一体机;均匀性变异系数;车载式中图分类号:S224.4文献标识码:A文章编号:1003-188X(2023)12-0089-070引言施肥和喷药是农业生产过程中的两个关键环节。其中,肥料能促进植物的生长,对我国粮食产量的贡献率高达40%~60%[1-2];农药可控制农作物的病虫草害,能够挽回24%~36%因病害虫带来的粮食损失[3-4]。目前,我国由于施肥喷药机械落后,导致施肥不均、药液覆盖率低等问题仍较为显著。国外发达国家早在20世纪便对施肥喷药机械展开大量的研究,并逐渐向大型化、智能化方向发展[5-6]。CAMPELL等[7]研发了一种基于液压流量控制的双圆盘撒肥机,并通过对执行机构的排肥性能试验验证了肥料颗粒分布的均匀性。A.Miranda-Fuentes等[8]设计了一种新型风送式喷药装置,能显著提高药液分布均匀性。近年来,国内对施肥喷药机械的研究也相继取得了一些成果。施印炎等[9]基于近地光谱技术研发了一种双圆盘离心匀肥罩式施肥机,可提高施肥均匀性和准确性。王相友等[10]设计的收稿日期:2021-12-27基金项目:重庆市技术创新与应用发展专项面上项目(cstc2020jscx-msxmX0192);国家大学生创新创业训练计划项目(202110635066)作者简介:苟于江(1995-),男,四川巴中人,硕士研究生,(E-mail)1763120225@qq.com。通讯作者:李华英(1976-),女,四川简阳人,副教授,(E-mail)1197544155@qq.com。多回...
