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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 新型農(nóng)田施肥播種控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本品是在傳統(tǒng)施肥播種控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，對(duì)農(nóng)田施肥播種控制系統(tǒng)的進(jìn)一步研究與開發(fā)。傳統(tǒng)的施肥播種控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思想是播種均勻化，而新型施肥播種控制系統(tǒng)可以根據(jù)土壤狀況通過“便捷”調(diào)孔器，和排種器的設(shè)計(jì)和手動(dòng)及自動(dòng)系統(tǒng)的引入，人為或自動(dòng)改變作用孔的大小或排種器的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，從而調(diào)節(jié)播種和施肥量的大小，從而達(dá)到高效、便捷播種的目的。這樣必將能降低播種和施肥成本，提高農(nóng)田產(chǎn)量，創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益。
- 詳細(xì)介紹：
- 1.1便捷”調(diào)孔器的設(shè)計(jì)原理 “便捷”調(diào)孔器的擋板下面有兩根彈簧，彈簧可以使擋板將孔完全封??；擋板上面連接一個(gè)線控開關(guān)，可以提升擋板，來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)作用孔大小的目的。線控開關(guān)可以用手動(dòng)來控制，也可安裝電磁鐵裝置來實(shí)現(xiàn)電控。 1.2調(diào)孔器的安裝小型工具：固定槽是固定在播撒工具箱體上的，用來固定擋板，擋板的下面連接兩根彈簧，彈簧的另一端與箱體固連，擋板的上端與拉力線相連，拉力線上面適當(dāng)位置有個(gè)固定節(jié)，固定節(jié)固連在箱體上，拉力線再經(jīng)操控線與控線開關(guān)相連，控線開關(guān)固連在播撒工具的把手上，以便隨時(shí)操控。大型機(jī)械：針對(duì)大型機(jī)械，可以安裝電控調(diào)孔器。電控調(diào)孔器安裝在大型機(jī)械的作用部位，通過控制電流的大小來控制電磁鐵裝置上力的大小，從而控制作用孔的大小。調(diào)孔器的設(shè)計(jì)方法有很多種，作用方法可以不同，只要能實(shí)現(xiàn)控制孔的作用即可。調(diào)孔器的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)據(jù)機(jī)械的具體要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，那樣才能實(shí)現(xiàn)更有效的控制。以上兩種，只是最基本的設(shè)計(jì)。 2 排種器現(xiàn)在的播種機(jī)多采用改變排種器（如圖2）轉(zhuǎn)動(dòng)和“齒廓”的大小以及“齒溝”的長(zhǎng)度來調(diào)節(jié)播種量，但是它只能在停機(jī)的時(shí)候進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果加裝控制裝置就可以達(dá)到在工作時(shí)適時(shí)調(diào)控目的，這種結(jié)構(gòu)的控制和前面的“便捷”調(diào)孔器原理大致相同，這里不再贅述。 3 控制系統(tǒng) 3.1手動(dòng)控制系統(tǒng) 手動(dòng)控制系統(tǒng)，一般是安裝在小型的播種或施肥的農(nóng)具上，在小塊田地耕種中應(yīng)用。一般來說，農(nóng)民對(duì)自己的田地塊比較了解，知道什么地方土壤肥力高，什么地方肥力不好，什么地方種子出苗率高，什么地方出苗率低，什么地方適合密植，什么地方應(yīng)該稀植。因此，他們可以根據(jù)他們的經(jīng)驗(yàn)，適時(shí)的通過調(diào)孔器控制播種或施肥量的大小。一些施肥播種工具已實(shí)現(xiàn)半機(jī)械化，但對(duì)施肥播種量的控制仍有許多不足。例如在播種機(jī)的前輪處加上傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用小型柴油機(jī)做動(dòng)力，安裝在箱體前部，從而減輕了勞動(dòng)。但仍缺少對(duì)“閥門”或排種器轉(zhuǎn)動(dòng)的有效控制，由于機(jī)械部分重量大，起步停機(jī)不方便，適于持續(xù)工作，相應(yīng)的就給停機(jī)調(diào)控帶來麻煩。如果安裝這種手動(dòng)控制系統(tǒng)，適時(shí)的做出調(diào)節(jié)，將會(huì)減少不必要的勞動(dòng)和時(shí)間的浪費(fèi)。在播種或施肥工具的把手旁邊設(shè)有線控開關(guān)，上有根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)定好的初始標(biāo)準(zhǔn)值，使用者可根據(jù)土壤條件或經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)調(diào)控。 3.2自動(dòng)控制系統(tǒng)在小面積的田地中，多使用小型機(jī)械，土壤條件掌握比較容易，農(nóng)民可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)獲得，自動(dòng)控制系統(tǒng)可利用電磁鐵裝置簡(jiǎn)易控制。需要使用大型機(jī)械、面積較大的田地中，工作人員無法隨時(shí)觀察土地情況，很難做到適時(shí)調(diào)控?？蓪ｉT進(jìn)行土地營(yíng)養(yǎng)狀況檢測(cè)，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制電控開關(guān)，作用于調(diào)孔器或排種器，進(jìn)而控制播種量和施肥量。 3.2.1 小型機(jī)械自動(dòng)控制系統(tǒng)原理 在有些機(jī)械上，因結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，手動(dòng)控制系統(tǒng)的安裝和操作不方便，需要利用簡(jiǎn)易的自動(dòng)系統(tǒng)。在圖2所示的原理圖中，利用電磁鐵裝置取代拉線作用于擋板，線路中裝有滑動(dòng)變阻開關(guān)來控制電流大小，通過控制電流大小來調(diào)節(jié)電磁鐵裝置所產(chǎn)生的磁力的大小，這樣就可以控制擋板的位置[1]。另外，擋板與固定槽有一定的摩擦，可避免電磁鐵裝置不穩(wěn)定使擋板產(chǎn)生的晃動(dòng)。使用時(shí)，可通過調(diào)節(jié)把手處的滑動(dòng)變阻開關(guān)，適時(shí)方便的做出調(diào)控。 3.2.2大型機(jī)械自動(dòng)控制系統(tǒng)原理思路一：先通過專門的測(cè)試對(duì)土地肥力狀況進(jìn)行檢測(cè)，掌握各段土地營(yíng)養(yǎng)狀況，制定出土地的營(yíng)養(yǎng)狀況數(shù)據(jù)庫，工作前，調(diào)出當(dāng)前地域的土地營(yíng)養(yǎng)狀況的數(shù)據(jù)信息，輸入到機(jī)械上的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這樣計(jì)算機(jī)就可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫信息來控制調(diào)孔器[2]，使得播種和施肥量達(dá)到最佳狀態(tài)，以此來實(shí)現(xiàn)根據(jù)土壤所需進(jìn)行施肥或播種。思路二：利用機(jī)載檢測(cè)裝置，對(duì)土地營(yíng)養(yǎng)狀況實(shí)行時(shí)時(shí)檢測(cè)，將檢測(cè)到的信息及時(shí)傳給機(jī)載計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)信息進(jìn)行分析處理，然后再通過控制系統(tǒng)對(duì)調(diào)孔裝置進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)土壤所需進(jìn)行施肥或播種。 3.3操作系統(tǒng)的可行性分析自動(dòng)控制系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻開關(guān)，來調(diào)節(jié)流過電磁線圈的電流，從而改變了電磁線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，就可以改變電磁線圈對(duì)鐵質(zhì)檔板的吸引力，繼而控制調(diào)孔器開口的大小。具體分析如下： B與I的關(guān)系為線性關(guān)系。螺旋線圈中插入鐵芯可使磁感應(yīng)強(qiáng)度B增加約5000倍，電磁線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度可足夠大。電磁線圈的軸線端部的磁感線非常密集，因?yàn)閾醢寰嗑€圈很近，這樣電磁線圈對(duì)擋板的作用就比較穩(wěn)定[3]。設(shè)線圈端部距擋板的距離L，初始距離為a，彈簧的變形量為x，彈簧與擋板的作用力。因?yàn)锽與I的關(guān)系為線性關(guān)系，即不會(huì)對(duì)量曲線的關(guān)系產(chǎn)生影響，由兩曲線的關(guān)系可知，兩中曲線的交點(diǎn)即為工況點(diǎn)。目前由于還沒有關(guān)于精確控制電磁力大小的研究，由上述可行性分析電流I、電磁線圈磁場(chǎng)強(qiáng)度B、線圈與擋板的吸引力F、調(diào)孔器開口大小L之間的關(guān)系可知，可通過調(diào)節(jié)電路中電流的大小調(diào)節(jié)調(diào)孔器擋板的位置。
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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)
- 目的：適量的播種施肥能降低生產(chǎn)成本，提高化肥利用率，節(jié)約勞動(dòng)力，增加農(nóng)田產(chǎn)量，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益以及對(duì)環(huán)境有益。不同地區(qū)、地段的土壤養(yǎng)份有所不同。因此，在保證播種機(jī)或施肥工具可靠、便捷的前提下，適時(shí)、適量、高效地播種施肥變得尤為重要。新型農(nóng)田施肥播種控制系統(tǒng)就是為了在一定程度上解決這個(gè)問題而展開的研究?；舅悸罚涸擁?xiàng)目是在傳統(tǒng)施肥播種控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，對(duì)農(nóng)田施肥播種控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的研究與開發(fā)。它根據(jù)土壤狀況人為或自動(dòng)改變作用孔的大小或排種器的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，從而改變播種和施肥量的大小。創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。作品先介紹了“便捷”調(diào)孔器以及排種器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用原理，在此基礎(chǔ)上又分析了控制系統(tǒng)的原理、可行性、調(diào)試、操作和使用。小型機(jī)械控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是：通過控制電流大小來調(diào)節(jié)電磁鐵裝置所產(chǎn)生的磁力的大小，來控制排種器或閥門的作用位置。創(chuàng)新點(diǎn)：該作品以高效、便捷為指導(dǎo)思想，運(yùn)用合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)形成完整的控制系統(tǒng)，并與信息技術(shù)相結(jié)合，對(duì)當(dāng)前播種施肥工具的控制系統(tǒng)做出改進(jìn)，根據(jù)土壤狀況適量施肥播種，降低生產(chǎn)成本，提高化肥利用率，增加農(nóng)田產(chǎn)量。技術(shù)關(guān)鍵：實(shí)現(xiàn)機(jī)械機(jī)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，土壤信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的建立，土壤實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置的性能可靠性，以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的完善。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性與先進(jìn)性: 該項(xiàng)目利用合理的機(jī)械機(jī)構(gòu)，通過手動(dòng)或者自動(dòng)來實(shí)現(xiàn)根據(jù)土壤狀況進(jìn)行適量施肥播種，這種做法是可以實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)有各種農(nóng)業(yè)機(jī)械在播種施肥量的控制方面主要采用停機(jī)調(diào)控，而該項(xiàng)目要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是在機(jī)械工作時(shí)，根據(jù)土壤的具體狀況進(jìn)行及時(shí)調(diào)節(jié)，使得播種施肥量更加合理，降低生產(chǎn)成本，提高化肥利用率，增加農(nóng)田產(chǎn)量。本項(xiàng)目還提出建立農(nóng)田信息數(shù)據(jù)庫，或者對(duì)土壤進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)分析土壤信息，進(jìn)而控制排種器或閥門形成完整的控制系統(tǒng)，增強(qiáng)了控制系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，使得控制系統(tǒng)朝著更加人性化方向發(fā)展，頗具新意
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 暫無
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 暫無
作品可展示的形式
- ppt,圖紙，圖片。
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：在傳統(tǒng)農(nóng)用機(jī)械上加裝該新型施肥播種控制系統(tǒng)，并保證控制系統(tǒng)的可行性與可靠性。能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)土壤狀況適量施肥播種，降低生產(chǎn)成本，提高化肥利用率，增加農(nóng)田產(chǎn)量，這是項(xiàng)目最大的優(yōu)勢(shì)。適應(yīng)范圍和推廣前景：該項(xiàng)目主要適用于施肥播種的農(nóng)業(yè)機(jī)械上。由于它能實(shí)現(xiàn)根據(jù)土壤狀況適時(shí)、適量的施肥播種，降低生產(chǎn)成本，提高化肥利用率，增加農(nóng)田產(chǎn)量的目標(biāo)，因此將具有較好的市場(chǎng)前景。理論意義： 1）對(duì)于小型播種施肥機(jī)械控制系統(tǒng)，采取此類方法，開發(fā)制造簡(jiǎn)單，易于推廣。 2）大型機(jī)械的控制系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析土壤信息后進(jìn)而控制排種器或閥門，使得控制更經(jīng)濟(jì)實(shí)用，具有較好的應(yīng)用前景?，F(xiàn)實(shí)意義： 1）能夠合理利用化肥，保護(hù)土壤環(huán)境。 2）提高土地資源利用率。 3）直接提高種子和化肥的利用率，節(jié)約成本。節(jié)省勞動(dòng)力，提高產(chǎn)量。
同類課題研究水平概述
- 目前在國(guó)內(nèi)外對(duì)播種施肥機(jī)械研究的人員比較多，但是現(xiàn)有各種農(nóng)業(yè)機(jī)械在播種施肥量的控制方面主要采用停機(jī)調(diào)控，而該項(xiàng)目要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是在機(jī)械工作時(shí)，根據(jù)土壤的具體狀況進(jìn)行及時(shí)調(diào)節(jié)，使得播種施肥量更加合理，提高化肥利用率，增加農(nóng)田產(chǎn)量，目前這方面的研究基本還是空白。適量的播種施肥能降低生產(chǎn)成本，提高化肥利用率，節(jié)約勞動(dòng)力，增加農(nóng)田產(chǎn)量，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益以及對(duì)環(huán)境有益。我們知道，不同地區(qū)的土壤的養(yǎng)份有所不同，同一地區(qū)不同地塊的土壤養(yǎng)份也可能有所不同，甚至同一地塊不同地段的土壤養(yǎng)分也會(huì)不相同。針對(duì)這種養(yǎng)份不同的地段我們應(yīng)該怎樣耕種呢？在以前，這個(gè)問題是可以忽略的，但隨著人類社會(huì)的發(fā)展，大自然要求人們?cè)谟邢薜目臻g里利用最少的資源，創(chuàng)造出最高的價(jià)值，這就要求我們采取更加先進(jìn)的耕種方式。因此，在保證播種機(jī)或施肥工具可靠、便捷的前提下，適時(shí)、適量、高效的播種施肥變得尤為重要，新型農(nóng)田施肥播種控制系統(tǒng)就是為了在一定程度上解決這個(gè)問題而展開的研究。
