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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 果樹(shù)自動(dòng)對(duì)靶農(nóng)藥噴灑機(jī)模型
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 自動(dòng)間歇式對(duì)靶噴藥是精準(zhǔn)施藥技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，該作品是精準(zhǔn)施藥的模擬應(yīng)用和嘗試。模型綜合應(yīng)用了機(jī)械、檢測(cè)和控制技術(shù)，機(jī)構(gòu)用“慧魚(yú)”構(gòu)件組裝，控制程序用“ROBOPro”設(shè)計(jì)，利用超聲波距離傳感器探測(cè)果樹(shù)位置、樹(shù)高和樹(shù)形。模型可實(shí)現(xiàn)在模擬果園環(huán)境中自動(dòng)前進(jìn)尋找果樹(shù)目標(biāo)并準(zhǔn)確定位，從樹(shù)冠頂部開(kāi)始向下按樹(shù)冠形狀精準(zhǔn)對(duì)靶噴藥作業(yè)。
- 詳細(xì)介紹：
- 目前國(guó)內(nèi)果園常用的連續(xù)式噴藥機(jī)械存在著工作效率低、農(nóng)藥利用率低及環(huán)境污染大等缺點(diǎn)。要解決傳統(tǒng)連續(xù)性噴藥效率低下的缺點(diǎn)，有效途徑之一是變連續(xù)噴藥為間歇噴藥，把自動(dòng)控制技術(shù)和噴霧技術(shù)結(jié)合，對(duì)果樹(shù)目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別，實(shí)現(xiàn)對(duì)靶噴藥。在研究適宜的機(jī)械化噴藥方式的基礎(chǔ)上確定出模型作業(yè)動(dòng)作，進(jìn)而設(shè)計(jì)模型機(jī)械結(jié)構(gòu)并完成模型組裝，利用“慧魚(yú)”專用單片機(jī)和控制軟件完成模型控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。經(jīng)試驗(yàn)，研制的“果樹(shù)自動(dòng)對(duì)靶噴藥機(jī)模型”能夠在模擬果園環(huán)境中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋找果樹(shù)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確對(duì)靶定位，并按照果樹(shù)樹(shù)冠的形狀實(shí)現(xiàn)精確對(duì)靶噴藥作業(yè)。對(duì)靶噴藥提高了噴藥的準(zhǔn)確性，間歇式噴藥方式提高了農(nóng)藥利用率，減少農(nóng)藥浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染，無(wú)人操作的自動(dòng)化作業(yè)避免了農(nóng)藥對(duì)人體的傷害。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目前國(guó)內(nèi)果園常用的連續(xù)式噴藥機(jī)械存在著工作效率低、農(nóng)藥利用率低及環(huán)境污染大等缺點(diǎn)。要解決傳統(tǒng)連續(xù)性噴藥效率低下的缺點(diǎn)，有效途徑之一是變連續(xù)噴藥為間歇噴藥，把自動(dòng)控制技術(shù)和噴霧技術(shù)結(jié)合，對(duì)果樹(shù)目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別，實(shí)現(xiàn)對(duì)靶噴藥。在研究適宜的機(jī)械化噴藥方式的基礎(chǔ)上確定出模型作業(yè)動(dòng)作，進(jìn)而設(shè)計(jì)模型機(jī)械結(jié)構(gòu)并完成模型組裝，利用“慧魚(yú)”專用單片機(jī)和控制軟件完成模型控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。研制的“果樹(shù)自動(dòng)對(duì)靶噴藥機(jī)模型”能夠在模擬果園環(huán)境中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋找果樹(shù)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確對(duì)靶定位，并按照果樹(shù)樹(shù)冠的形狀實(shí)現(xiàn)精確對(duì)靶噴藥作業(yè)。對(duì)靶噴藥提高了噴藥的準(zhǔn)確性，間歇式噴藥方式提高了農(nóng)藥利用率，減少農(nóng)藥浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染，無(wú)人操作的自動(dòng)化作業(yè)避免了農(nóng)藥對(duì)人體的傷害。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前國(guó)外廣泛運(yùn)用的精準(zhǔn)施藥機(jī)械主要包括：對(duì)靶間歇噴霧機(jī)、風(fēng)送低量噴霧機(jī)、靜電噴霧機(jī)、回收噴霧機(jī)和恒壓噴霧機(jī)等，而國(guó)內(nèi)在精準(zhǔn)施藥技術(shù)方面的研究相對(duì)落后，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的精準(zhǔn)施藥機(jī)械極少。設(shè)計(jì)完成的“果樹(shù)自動(dòng)對(duì)靶農(nóng)藥噴灑機(jī)模型”能夠在模擬果園環(huán)境中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋找果樹(shù)目標(biāo)，完成間歇對(duì)靶精確噴灑農(nóng)藥，是機(jī)械技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)在植保機(jī)械上的綜合創(chuàng)新應(yīng)用。該模型具有噴藥效率高、節(jié)約農(nóng)藥、工作可靠、污染小的特點(diǎn)。模型的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制設(shè)計(jì)有實(shí)用價(jià)值，可為實(shí)際的對(duì)靶間歇噴藥機(jī)設(shè)計(jì)提供參考。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2011年5月，獲“青春彩云南?動(dòng)感地帶杯”第六屆云南高校青年學(xué)術(shù)科技節(jié)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽二等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 目前模型還處在實(shí)驗(yàn)階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 模型，照片，現(xiàn)場(chǎng)演示，圖片，錄像。
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本模型由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可接9V電池或9V直流變壓器。按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)后，模型自動(dòng)前進(jìn)尋找果樹(shù)目標(biāo)，完成噴藥作業(yè)?！肮麡?shù)自動(dòng)對(duì)靶農(nóng)藥噴灑機(jī)模型”的主要特點(diǎn)是模擬實(shí)現(xiàn)了噴藥過(guò)程的全程自動(dòng)化，能自動(dòng)尋找果樹(shù)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確對(duì)靶定位；噴頭可根據(jù)果樹(shù)的高低、寬窄，自動(dòng)完成對(duì)靶噴灑的作業(yè)；四輪驅(qū)動(dòng)底盤(pán)能夠適應(yīng)果園泥濘的環(huán)境和復(fù)雜地形。與國(guó)內(nèi)普遍采用的人工和連續(xù)式機(jī)械噴藥方式相比較，模型采用的間歇式對(duì)靶噴藥方式具有顯著優(yōu)勢(shì)。 我國(guó)果園農(nóng)藥用量很大，采用普通的噴霧器有80-90%的藥液不能有效的沉積在作物上，發(fā)展高效對(duì)靶噴藥技術(shù)，能節(jié)約大量農(nóng)藥提高病蟲(chóng)害防治的經(jīng)濟(jì)效率，避免農(nóng)藥對(duì)工作人員的危害，最大限度地提高農(nóng)藥利用率，減少環(huán)境污染。對(duì)靶噴藥技術(shù)應(yīng)用前景良好。 模型能在模擬果園環(huán)境中完成高效自動(dòng)化作業(yè)，主要受資金制約尚未能研制出實(shí)際的樣機(jī)，市場(chǎng)前景及經(jīng)濟(jì)效益有待研究。
同類課題研究水平概述
- 近幾年來(lái)，發(fā)達(dá)國(guó)家為提高農(nóng)藥噴灑的效率和減少農(nóng)藥噴灑時(shí)對(duì)人體的傷害，農(nóng)藥噴灑機(jī)械正趨向自動(dòng)化。所以，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一直在高效施藥技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)展著大量研究工作。研究趨勢(shì)是根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中殺菌和病蟲(chóng)害防治的要求，結(jié)合現(xiàn)有的高精尖科技成果，應(yīng)用光機(jī)電一體化技術(shù)、自動(dòng)化控制等技術(shù)在施藥過(guò)程中按照實(shí)際的需要噴灑農(nóng)藥，做到“定量、定點(diǎn)”，實(shí)現(xiàn)噴藥作業(yè)的人工智能化，做到對(duì)靶噴藥，計(jì)算機(jī)智能決策，保證噴灑的藥液用量最少和最大程度附著在作物葉面，減少地面殘留和空氣中懸浮漂移的霧滴顆粒。 國(guó)外在農(nóng)藥施藥技術(shù)方面的研究比國(guó)內(nèi)的要先進(jìn)很多，在發(fā)達(dá)國(guó)家精準(zhǔn)施藥的機(jī)械主要包括：1、對(duì)靶間歇噴霧機(jī)，2、風(fēng)送低量噴霧機(jī)，3、靜電噴霧機(jī)，4、回收噴霧機(jī)，5、恒壓噴霧機(jī)，這些技術(shù)現(xiàn)在都已經(jīng)得到廣泛的運(yùn)用。而國(guó)內(nèi)在這方面的研究相對(duì)落后，對(duì)精準(zhǔn)施藥機(jī)械的應(yīng)用也很少或是基本沒(méi)有應(yīng)用。中國(guó)農(nóng)大的何雄奎教授在接受《農(nóng)經(jīng)》雜志記者采訪時(shí)表示：“按照這樣的趨勢(shì)發(fā)展下去，經(jīng)過(guò)5—10年，我們才僅僅達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家上世紀(jì)八九十年代的水平?！鞭r(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所戴奮奮在《簡(jiǎn)論我國(guó)施藥技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)》中說(shuō)道：“對(duì)于‘對(duì)靶間歇噴霧機(jī)’關(guān)鍵是要解決對(duì)靶物的識(shí)別技術(shù)。而識(shí)別技術(shù)可以分為兩類：一類是圖像識(shí)別技術(shù)，一類是回波識(shí)別技術(shù)。根據(jù)我國(guó)的國(guó)情，應(yīng)該重點(diǎn)發(fā)展二維成像技術(shù)和回波識(shí)別技術(shù)。同時(shí)如何準(zhǔn)確、及時(shí)、定量地把藥液噴灑到已識(shí)別的靶物上，也是此類機(jī)具的關(guān)鍵和難點(diǎn)?！卑凑宅F(xiàn)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)靶間歇噴霧機(jī)也將是未來(lái)幾年或幾十年內(nèi)發(fā)展的重要方向。 目前國(guó)內(nèi)使用的噴藥機(jī)具主要是手動(dòng)踏板式噴霧機(jī)和高壓噴槍。“果樹(shù)自動(dòng)對(duì)靶農(nóng)藥噴灑機(jī)模型”是精準(zhǔn)施藥技術(shù)的模擬應(yīng)用和嘗試，可為實(shí)際的對(duì)靶間歇噴藥機(jī)設(shè)計(jì)提供參考。
