果树精确喷雾喷头空间位置调节系统研究

发布时间：2021-07-27 20:53

　　果园施药作业是果园作业中一个重要环节,对水果的质量和产量有直接的影响。当前,我国果园施药技术比较落后,喷雾方式大多以“大雾量、雨淋式”为主,且施药装备机械化水平相对较低,不仅造成了农药的大量浪费,而且严重破坏了我们赖以生存的自然环境。因此,必须在保证施药质量的前提下,提高果树施药作业效率和果园生产自动化水平,减少农药的使用量,改善果园生态环境。本课题基于这一背景,研究设计了一种基于PLC控制的果树精确喷雾喷头空间位置调节系统。该系统以PLC和组态软件为平台,应用现代机电、传感技术,通过调节喷头与喷头之间、喷头与果树之间的距离实现了精确施药,弥补了传统果树弥雾机不能根据靶标的有无及其特征变化进行施药的不足,提高了农药利用率,保证了施药质量。本文通过建立理论模型,进行机构的设计和制造,并设计了控制系统,最后进行了系统试验。系统三维空间位置的调节依靠多种机构协调运转,施药车作业时在平行于靶标方向匀速行走,喷杆系统沿轨道在垂直于靶标方向移动,喷头可沿喷杆上下移动。主要研究工作如下:首先,建立理论模型,提出多喷头移动的精确施药方式。研究构建精确施药模型,分析满足施药要求的喷头施药参数,即喷头空间... 

【文章来源】：南京林业大学江苏省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外果树精确施药机械研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 课题研究的目的及意义
    1.4 课题主要研究内容和方法
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 研究方法与技术路线
第二章 系统模型研究
    2.1 果树精确喷雾喷头空间位置调节系统模型
    2.2 喷头施药参数
        2.2.1 位置参数
        2.2.2 运动参数
        2.2.3 流量参数
    2.3 精确施药系统模型及响应时间
        2.3.1 系统模型
        2.3.2 系统响应时间
第三章 系统结构设计
    3.1 系统结构设计方法
    3.2 系统总体设计方案
        3.2.1 主要性能指标
        3.2.2 总体设计方案
    3.3 动力选配
    3.4 底座及升降机构设计
        3.4.1 底座固定装置设计
        3.4.2 升降机构设计
    3.5 传动机构设计
        3.5.1 丝杠副的选择
        3.5.2 喷头传动机构设计
    3.6 其他部件
        3.6.1 药泵
        3.6.2 风送装置
        3.6.3 其他装置
    3.7 材料准备及零件加工
第四章 控制系统设计
    4.1 控制系统方案及控制方式设计
        4.1.1 方案设计
        4.1.2 控制方式设计
    4.2 下位机控制系统设计
        4.2.1 下位机软件基础
        4.2.2 下位机硬件设计
        4.2.3 下位机控制软件设计
    4.3 上位机控制系统设计
        4.3.1 人机界面
        4.3.2 人机界面设计
    4.4 控制系统的通讯网络
        4.4.1 通讯方式的选择
        4.4.2 PLC与上位机通讯设置
        4.4.3 触摸屏与PLC通讯设置
    4.5 施药系统整体构建
第五章 系统试验
    5.1 喷头流量试验
        5.1.1 试验目的
        5.1.2 试验材料及方案
        5.1.3 试验结果和分析
    5.2 喷头间距试验
        5.2.1 试验目的
        5.2.2 试验材料及方案
        5.2.3 试验结果和分析
    5.3 雾滴均匀性试验
        5.3.1 风机出.风速测试
            5.3.1.1 测试目的
            5.3.1.2 测试材料及方案
            5.3.1.3 测试结果和分析
        5.3.2 雾滴均匀性试验
            5.3.2.1 试验材料及方案
            5.3.2.2 试验结果和分析
第六章 结论及展望
    6.1 主要结论
    6.2 本文特色与创新之处
    6.3 研究展望
参考文献
附录1：施药机械主要零件二维图
附录2：施药系统控制程序主要代码


【参考文献】：
期刊论文
[1]谈植保喷药机的喷药技术[J]. 高明宇,张宝库,刘恩宏.  农机使用与维修. 2013(05)
[2]喷雾压力与施药量对农药在苹果叶片沉积量的影响[J]. 庾琴,封云涛,张润祥,刘中芳,王振,范仁俊.  农药. 2012(11)
[3]基于模糊PID调节的核磁兼容机器人气动控制技术[J]. 姜杉,冯文浩,杨志永,刘筠.  机器人. 2012(05)
[4]世界苹果种植概况与我国苹果生产前景展望[J]. 崔家升,李晓萍.  北方果树. 2012(04)
[5]基于C8051F的果树施药控制系统设计[J]. 房开拓,尤丽华.  电子设计工程. 2012(09)
[6]我国果园管理机械发展现状及趋势[J]. 李倩,宋月鹏,高东升,李学超,束怀瑞.  农业装备与车辆工程. 2012(02)
[7]喷雾技术参数对雾滴沉积分布影响试验[J]. 吕晓兰,傅锡敏,吴萍,丁素明,周良富,闫惠娟.  农业机械学报. 2011(06)
[8]我国果园植保机械现状与技术需求[J]. 傅锡敏,吕晓兰,丁为民.  新疆农机化. 2011(01)
[9]车载对靶喷雾机自动控制及低速巡航系统的研究[J]. 甘英俊,周宏平,郑加强.  南京林业大学学报(自然科学版). 2011(01)
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博士论文
[1]农药航空静电喷雾系统及其应用研究[D]. 茹煜.南京林业大学 2009
[2]农药精确施用机械智能决策支持系统研究[D]. 孙松平.南京林业大学 2009
[3]自动施药机器人及可变量控制系统研究[D]. 陈勇.南京林业大学 2005

硕士论文
[1]毫米波汽车防撞雷达信号处理关键技术研究[D]. 郑兴林.国防科学技术大学 2007



本文编号：3306523