摘要：为了提高液态化肥的利用率,提出了一种基于滑模技术的液态肥流量高精度控制方法。首先,分析了电动调节阀控制液态肥流量的工作过程,并建立了液态肥流量控制模型;然后,针对电动调节阀中的阀门开度、电机转速和电机角加速度设计了积分滑模面,并提出了滑模控制律;最后,对液态肥流量控制系统进行了稳定性分析。试验结果表明:设计的滑模控制方法具有快速性和准确性,响应时间小于0.6s,阀门开度最大误差仅为0.01cm,液态肥流量最大误差仅为1mL,液态肥流速最大跟踪误差仅为0.1mL/s,在对番茄液态肥实测中最大流量误差也仅为0.03mL,控制精度较高,可实现精准施肥。

摘要：为满足液态施肥机工作过程中作业效率高、运转平稳的要求,设计了一种全椭圆齿轮传动的液态肥深施机构。建立了该机构运动学模型,通过理论推导对机构进行运动学分析。优化液态肥流动路线,对机构进行防缠绕设计。进行试验台试验,应用Design-Expert 6.0.1软件进行数据处理,确定了机构最佳工作参数为:液泵压力0.47 MPa、喷肥针孔直径3.0 mm和行星架转速40 r/min,此时施肥量20 mL/次,施肥损失率3.2%。试验表明该机构运转平稳、机构之间无干涉,液态肥流动管路密封可靠,液态肥输送顺畅。

摘要：针对播种期液态肥精量深施的技术需求,该文提出一种液态肥对耙点施系统,并针对喷出的液态肥需满足较佳集束性和施肥量等要求,设计一种液态喷肥装置。在Fluent软件中建立锥直型、圆锥型和圆柱型三种不同形状喷嘴的流体仿真模型,对喷嘴的非淹没射流过程进行仿真,分析了不同喷嘴喷出的液态肥速度和总压的变化,得出不同喷嘴的集束性能,确定了圆锥型为最佳喷嘴形状。选用圆锥型喷嘴,以施肥量为评价指标,以液泵压力和喷嘴直径为试验因素,设计了二因素五水平全因子试验,建立施肥量与液泵压力、喷嘴直径之间的回归方程。仿真结果表明,液泵压力和喷嘴直径对喷肥装置的施肥量影响显著(P<0.01),其中,喷嘴直径对施肥量的影响程度更大;台架试验结果表明,实际试验施肥量与仿真结果变化趋势一致,施肥量试验值与修正后的回归方程预测值整体平均误差为1.62%,基本满足施肥量要求。该研究为种期液态肥精量深施的进一步研究奠定了基础。

摘要：为了实时检测液态肥变量施肥系统中排肥口的流量,研制了一种液态肥扭力靶式流量计。采用力-扭力管-应变电压的转换方式设计了流量计结构,建立了流量与应变电压的数学模型;采用FLUENT软件分析了不同靶片形状和不同直径比对扭力靶式流量计性能的影响;制作样机并对扭力靶式流量计的性能进行了校验实验。实验结果表明,该扭力靶式流量计测量结果稳定可靠,可测流量范围为0.2 m3/h^3.9 m3/h,误差小于2.0%FS。满足液态肥变量施肥系统中流量测量的要求。

摘要：液态肥穴播深施是利用高压液柱冲击土壤,通过精确控制流体喷射进行肥料定向深施的一种农机农艺新方法。为此,设计并研制了一种轮盘式液态肥穴播深施机,并通过土槽试验研究了液态肥穴播深施的可行性、成穴的基本规律及合适的工作参数范围。设计的开穴施肥轮上分布着多个导流开穴器,当导流开穴器插入土壤后,端面凸轮控制其开启,经过增压的高压液态肥沿导流开穴器射入土壤,解决了液态肥施肥过程中作业速度低、喷肥孔易堵塞及施肥量调节复杂等问题。研制了施肥机工作参数的试验测试系统,通过正交试验确定了其工作压力、流量和转速的最佳参数。试验表明:当压力取0.3MPa、节流阀开度为50%、转速为30r/min(对应机具速度0.86m/s)时,施肥量可满足设计要求。田间试验表明:轮盘式液态肥穴播深施机对覆膜、秸秆覆盖地、免耕地等作业环境有很强的适应性,比普通喷洒施肥节约肥料42%、提高作业效率30%以上。本研究为液态肥的深施肥作业机具研究和田间追肥农艺改进提供了参考。

摘要：针对目前液态施肥装置的挤压驱动机构寿命低、故障率高、易腐蚀等问题,设计了一种工作稳定、高效运行的用于液态施肥装置的软管泵。对软管泵进行三维建模,利用ABAQUS软件对其泵轴进行动力模态分析,发现泵轴转动频率与其前10阶的固有频率相差较大,不易发生共振。最后,试制软管泵,进行田间试验,结果表明:软管泵在一定压力和频率下,软管泵的流量与频率成正比,高频率下软管泵振幅及脉动较大,低频率下振幅及脉动较小,软管泵不易发生共振且工作性能稳定,排肥量可控、排肥均匀,满足精量棉花膜下滴灌水肥一体化施肥排肥要求。

摘要：为达到节约肥料,降低生产成本,保护环境的目的,基于液态肥在生产、使用和运输过程中无粉尘、无烟雾、减少环境污染、利用率高、作物吸收好等优点,设计了液态施肥机,并进行了田间试验,分析了试验结果。该机具设计合理,一机多用,具有结构紧凑、调整方便等特点。通过田间试验得出最佳的工作参数为施肥深度100～120mm、作业速度为0.7m/s和泵工作压力为0.2MPa。液态施肥机药液喷射均匀,覆盖性较好,对作物的机械损伤较小。各项检测指标均达到或超过该机的设计要求,满足农艺要求。

摘要：在分析液态肥深施特点的基础上,针对深施过程中人工开沟、覆埋难度大的问题,设计了一种可深施液态肥的装置。对此装置的施肥性能进行了二次旋转正交试验,利用Design-Expert 6.0.1软件分析,获得了液泵压力、喷口直径、土槽台车前进速度和截止阀开度之间交互作用对施肥损失率的影响。最终确定了液态施肥装置的最佳工作参数为:液泵压力0.2 MPa、喷肥针喷口直径3 mm、土槽台车前进速度0.975 m/s和截止阀开度60%,此时施肥损失率为2.8%。根据最佳工作参数进行了验证试验,结果表明最佳工作参数组合得到的施肥量能满足设计要求,且施肥损失率最小。

摘要：针对深施液态肥的工作原理和特点,设计了一种液态肥深施试验装置。文章阐述了该试验装置的工作原理,对其扎穴性能进行二次旋转正交试验;应用Design-Expert 6.0.1软件进行数据处理,获得了行星架转速与试验台车前进速度之间的交互作用对沟痕宽度和穴距的影响。根据农艺要求,优化得出试验装置的最佳工作参数组合为:行星架转速72 ***-1,试验台车前进速度0.49 m.s-1。通过进一步试验验证,结果表明,由软件优化后的的参数组合能够满足农艺要求的设计,为样机设计提供重要的理论依据。

摘要：针对四旋翼无人机在喷施肥作业中应用少的问题,设计一台四旋翼无人机和液态肥相结合的试验台,研制一套旋翼无人机水稻叶面肥喷施控制系统。试验以四旋翼无人机为基础,以旋翼无人机的喷孔为研究对象,实现对大面积农田液态肥高效、便捷、损耗少的喷施效果。因室内不同飞行参数和外部风速变化对无人机有效喷雾范围的影响,运用Design-expert 8.0.6对液滴沉积测试结果进行数据处理,根据有效喷雾范围的理论宽度和实验室测试分析外部环境条件变化对有效喷雾范围的影响,建立有效喷幅和参数之间的回归模型,确定适合现场运行的四旋翼无人机的最佳参数组合。试验结果表明:在室内试验中,当行驶速度一定时,有效喷幅随着无人机作业高度的增加先增加后减小,最佳的无人机喷药高度在2.0~2.5m范围内,有效喷幅范围为4.6~5.5m;当无人机作业高度一定时,有效喷幅随速度的增加先增加而后变小,当无人机高度在2.5m,行驶速度为1m/s时得到最佳有效喷幅,宽度为5.5m,变异系数为24.8%。