摘要：针对现有果园液态肥深施技术装备无法满足果树个性化养分需求的问题,设计一种果园多养分精准配肥变量注肥机控制系统。该系统使用三个蠕动泵分别供给氮、磷、钾液态肥料,根据精准施肥决策处方,在混合箱中形成多养分肥料;采用液压驱动旋转钻入土壤,基于位移传感器数据反馈,精准控制钻孔深度;多养分肥料在注肥泵的作用下,经中空的注肥杆从底部小孔注入土壤。开发控制算法和交互式界面,标定蠕动泵的单圈排肥量,构建深度与位移传感器信号值之间的映射关系。通过性能测试,得到肥料供给量的相对误差小于2%,钻孔深度的相对误差小于15%,可以满足要求。该系统实现现场精准配制多养分肥料,满足果树个性化养分需求。

摘要：我国南方果园多处于山地,大型喷雾器械无法进入,为实现山地果园自动顺序喷药,设计了一种基于LoRa无线通信技术的管道自动顺序喷雾系统。系统以Stm32单片机为核心,在管网上部署了6个电磁阀控制节点,采用LoRa无线收发模块进行节点之间的通信,设计程序控制6个电磁阀依次按顺序打开,并可以通过手机APP远程开启系统。试验结果表明:当节点之间距离为250 m时,数据接收率为95%;系统通信距离远,数据接收率高,具有较高的可靠性,适合于山地果园中使用。

摘要：为解决柑橘果园机械化采摘与转运过程中费时费力和效率不高的问题,设计了一款高度可调节且能与转运车联动配合的果园辅助采摘平台,以适应不同果园地形的采摘转运作业。借助SOLIDWORKS 2020和ANSYS Workbench 2024对果园辅助采摘机机架进行了强度分析和6阶模态分析,在确保机架设计强度的条件下,得出了机架固有频率,避免果园辅助采摘机在作业时与拖拉机发生共振现象。结果表明:机架完全升起时和完全收缩时最大应力峰值分别为94.098MPa和91.116MPa,完全上升时和完全收缩时最大变形量分别为7.468mm和6.324mm,机架强度满足设计要求;果园辅助采摘机下托架固有频率为36.58Hz,剪叉机构固有频率为6.15Hz,均大于拖拉机振动固有频率,果园辅助采摘平台作业时与拖拉机不会发生共振现象。

摘要：随着全球农业现代化进程的加快,以及物联网、人工智能等先进技术的发展,智慧农业已经成为现代农业发展的新趋势。基于精准感知、智能控制和远程管理的智慧农业系统能够显著提高农作物生产效率,降低资源消耗,促进农业绿色化发展。基于此,设计一个果园生产环境在线监测系统,借助STM32F407单片机、DHT11温湿度传感器模块、BH1750光强度传感器等实现数据监测功能,借助ESP-12F Wi-Fi模块实现通信功能,将数据传输到上位机,实现果园生产和环境数据的实时监测。

摘要：针对近些年农业从业人口短缺,人工成本提高,果园喷药作业效率低、效果差、浪费高、危害大等问题,结合海南芒果果园种植特点开发了一款智能型果园喷药机器人。机器人采用无人驾驶技术、聚风摇摆+聚风定向喷药技术、精准喷药技术、基于内燃机的动力系统及履带底盘控制技术等一系列先进且实用的专利技术,具有操作可控、性能可靠、效率高、效果好、节约农药、污染小的特点,可满足规模化、标准化果园及专业农业服务机构开展果园植保业务的迫切需求。

摘要：对自走式多功能果园作业平台的操控台进行合理的人机工学设计,有效保证作业的舒适性、安全性和准确性。采用测量法、观察法和分析法,从操控台的功能、人机界面、工作者的操作动作三方面分析操控台的人机工学设计内容,结合人体尺寸、视觉特征、工作空间、视觉显示界面分析、工作者手伸及界面设计等人机工学原理对操控台进行位置、尺寸、布局设计。用CATIA的人机工程设计与分析模块分析得出操控台的人机工学设计结果满足人体模型的可视区域、可达区域要求,操作动作轻松、舒适。

摘要：针对现有果园施药装备体积与功耗过大、药液浪费严重等问题,设计了果园双摆弥雾施药系统。通过驱动布置方案和自由度分析,设计了由直流电动机驱动的对称双曲柄机构和驱动点与支点万向节-滑轨多级运动副所构成的平面-空间混合型机构,实现了双弥雾机的摆动扩幅。为方便操纵并避免药液反流等现象的发生,设计了单片机自动控制系统,实现了双摆弥雾施药系统复杂启停动作流程的一键控制。根据果园规格,分别以车身尺寸最小为目标,以弥雾施药对树冠的有效覆盖为约束条件,通过非线性规划确定了曲柄长度、曲柄转动中心高度、支点高度、曲柄中心距、支点中心距等结构参数。进而根据果树施药量和弥雾均匀度要求,以施药作业效率最高为目标,确定了系统行进速度和曲柄转速。该施药系统可实现弥雾半径仅400 mm小型弥雾机对高度1 500-4 300 mm和横向5 500 mm的树冠范围的有效覆盖,并有效保证果树双侧弥雾喷施的均匀度和药量条件,作业效率可达2.33-2.67 hm^2/h,实现了果园机载施药系统的节能节药和小型化,为果园植保提供了新型的施药装备。

摘要：为解决山地果园果品和农资运送强度大、效率低以及果品易损伤的实际生产问题,设计了一种果园钢索牵引悬挂式货运系统。基于双向运送、爬坡转弯和滑车防脱轨等技术要求,进行了货运系统关键部件的结构设计。建立了复杂工况下的钢索拉力数学模型,单因素试验得到的回归方程与数学模型的系数项接近,表明拉力模型能真实反映钢索拉力状况。该文研究结果可为钢索牵引悬挂式货运系统的动力选型与结构参数匹配提供参考。

摘要：为解决果园环境参数远程检测中网关节点因电磁干扰造成ZigBee模块传输距离过短,不能满足动态配置ZigBee网络的不足,采用核心板加底板及模块化接口的硬件设计思路,提高系统的抗电磁干扰能力;采用串口编程及单线程通信策略实现ZigBee网络动态配置,用判断2次接收数据差值及变化趋势决定是否传输数据以减小功耗。测试表明,网关节点可稳定采集数据并远程传输,提高了抗电磁干扰能力,与电路板集成设计相比通信距离增加了1倍,并可灵活地动态配置ZigBee网络。

摘要：针对我国北方果园施药设备自动化程度不高、农药利用率低、适应性差等问题,设计了基于冠层体积估算的果园自动变距精准施药系统。施药系统的喷施臂在控制系统的控制下可以在水平和垂直方向调整喷雾距离和喷施高度,以适应不同果园的果树特征。为实现精准喷施,利用红外测距传感器组成了传感器阵列,通过该阵列探测冠层,将测得的数据用数学方法构建了冠层体积估算模型,并设计了喷雾参数调整方案,使得喷雾距离与喷雾量可进行相应调整。为验证施药系统的性能,测试了喷施臂在接收到移动指令时的响应时间与运动实际耗时以及冠层体积估算模型的准确率,并选用仿真桃树进行了定距和变距两组自动对靶喷施试验。结果表明,喷施臂的移动可实现瞬间响应,运动实际耗时与理论耗时几乎一致,冠层体积估算模型的相对误差为11.27%;与定距对靶喷雾相比,自动变距对靶喷施的农药附着率提高了18.66%,节约了30.25%的药液。