試論植保機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1、<p>　　試論植保機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　摘要介紹了植保機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)展的背景及研究意義，闡述了歐美等發(fā)達(dá)國家和我國植保機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，分析了中國植保機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)存在的問題，以期為我國植保機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)的發(fā)展提供參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞植保機(jī)械；設(shè)計(jì)制造技術(shù)；現(xiàn)狀；趨勢；問題 </p><

2、;p>　　隨著人們對環(huán)境保護(hù)和動植物安全的重視，世界各國對農(nóng)藥的使用都做出了不同程度的限制，農(nóng)藥使用技術(shù)不斷向低量、精確的方向發(fā)展，以確保農(nóng)藥在限制的用量范圍內(nèi)發(fā)揮出最大的效用。農(nóng)藥使用安全法律更加強(qiáng)調(diào)對農(nóng)藥使用者的安全保護(hù)，減少人與農(nóng)藥直接接觸的機(jī)會。這些要求促進(jìn)了植保機(jī)械在使用過程中不斷地改進(jìn)、完善。</p><p>　　我國農(nóng)作物種植面積居世界前列，但農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家，農(nóng)藥殘留超標(biāo)事情

3、經(jīng)常發(fā)生。最主要的原因就是農(nóng)作物在種植與生長過程中，缺乏先進(jìn)的植保機(jī)械和施藥技術(shù)對其進(jìn)行保護(hù)。使用的植保機(jī)械作業(yè)效率低、性能差，農(nóng)藥使用技術(shù)仍停留在大容量、大霧滴噴霧技術(shù)水平上。中國農(nóng)藥的產(chǎn)量和使用量均居世界第一，而有效利用率只有10% ~30%，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家50%的平均水平[1]。因此，研究設(shè)計(jì)制造具有自主產(chǎn)權(quán)的植保機(jī)械，解決植保機(jī)械的增效、霧化和漂移問題，具有十分重要的意義。 </p><p>　　1植保機(jī)

4、械設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀 </p><p>　　1.1發(fā)達(dá)國家植保機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀 </p><p>　　歐洲與美國是目前國際上最主要的生產(chǎn)植保機(jī)械的國家與地區(qū)，其產(chǎn)品覆蓋了全球的主要市場，其技術(shù)與設(shè)備都代表著當(dāng)今世界的最高水平。歐美國家的植保機(jī)械大主要分為四大類：噴桿式噴霧機(jī)、風(fēng)送式噴霧機(jī)；小型植保機(jī)械。 </p><p>　　（1）噴桿式噴霧機(jī)。歐美國

5、家的噴桿噴霧機(jī)已由傳統(tǒng)的機(jī)械傳動、控制向液壓傳動、電氣傳動和控制轉(zhuǎn)換。計(jì)算機(jī)監(jiān)測、控制系統(tǒng)已大量應(yīng)用；大型自走式機(jī)具大多采用四輪液壓驅(qū)動，噴幅達(dá)到10~40 m，中型自走式機(jī)具采用先進(jìn)的變速箱和發(fā)動機(jī)制造工藝，減震效果好、噪音小，操作舒適。 </p><p>　　（2）風(fēng)送式噴霧機(jī)。歐美國家的風(fēng)送噴霧機(jī)設(shè)計(jì)制造工藝十分先進(jìn)，其噴射部件、風(fēng)筒可做成各種形狀，機(jī)具的風(fēng)筒可以根據(jù)作物的形狀任意彎曲、組裝，可任意調(diào)節(jié)噴灑

6、方向進(jìn)行針對性噴灑，風(fēng)管可任意彎曲、組裝，以適應(yīng)不同作物的噴灑要求；風(fēng)機(jī)和噴射部件可任意旋轉(zhuǎn)，以適應(yīng)遠(yuǎn)程噴霧和射高噴霧，最大程度地提高了風(fēng)能的利用率和霧滴的穿透率、附著率，反映了發(fā)達(dá)國家在設(shè)計(jì)理念上的先進(jìn)性。 </p><p>　?。?）小型植保機(jī)械。小型植保機(jī)械主要包括背負(fù)式噴霧機(jī)和手動噴霧器2類，以日韓等人口多、土地少的發(fā)達(dá)國家為主，此類機(jī)具在歐美國家主要用于衛(wèi)生防疫、庭院花卉施灑，數(shù)量和品種雖少，但產(chǎn)品的技

7、術(shù)含量較高。從材質(zhì)上看，以工程塑料為主，耐腐美觀；從加工水平來看，無論是光潔度還是尺寸精度，都反映了較高的加工水平。 </p><p>　　1.2中國植保機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 </p><p>　　中國常用植保機(jī)械主要以小型背負(fù)式噴霧器為主，大中型植保機(jī)械市場幾乎被歐美發(fā)達(dá)國家壟斷。國產(chǎn)大中型植保機(jī)械，主要以仿造為主，難以形成自主產(chǎn)權(quán)，其核心部件如液泵、噴頭及變速箱大部分靠國外進(jìn)口。但

8、自“九五”開始，國家加大了對植保機(jī)械的扶植力度，植保機(jī)械的設(shè)計(jì)制造正迎來較快的發(fā)展?！熬盼濉逼陂g，中國研制了系列低量噴頭和24 m風(fēng)幕式噴桿噴霧機(jī)；“十五”期間，中國研制出自動對靶噴霧機(jī)，利用紅外線電子眼探測靶標(biāo)[2]。目前，中國植保機(jī)械的種類和水平可歸納如下。 </p><p>　?。?）背負(fù)式手動噴霧器。目前在中國占絕對地位，占整個市場份額的80%左右。國產(chǎn)小型噴霧器產(chǎn)品制造技術(shù)水平低，噴射部件品種單一，噴嘴

9、型號不全，整體加工質(zhì)量不高；施藥量大，霧化不良，作業(yè)功效低，農(nóng)藥浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，給生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。 </p><p>　　（2）大中型噴霧器。以懸掛機(jī)型為主，噴桿長度一般在12 m左右，機(jī)械結(jié)構(gòu)比較簡單，噴量、噴桿高度、噴桿的折疊和打開大多由人力調(diào)節(jié)或操作，自動化程度較低[1]。部分植保機(jī)械公司生產(chǎn)的的自走式噴桿噴霧機(jī)，大都模仿國外機(jī)型，關(guān)鍵零部件的質(zhì)量和種類受到了限制，使噴霧質(zhì)量難以保證。 </p&g

10、t;<p>　　2植保機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)展的趨勢及研究領(lǐng)域 </p><p>　　2.1國外植保機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)展趨勢 </p><p>　　（1）計(jì)算機(jī)信息技術(shù)化。在發(fā)達(dá)國家，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)已經(jīng)普遍運(yùn)用到植保機(jī)械上。主要表現(xiàn)在3個方面：一是在有害生物防治方面，RS技術(shù)主要用于農(nóng)作物病蟲害的監(jiān)測。它可以通過接收到作物反射光譜的變化，及時(shí)而準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)病蟲害發(fā)生的時(shí)間、規(guī)模、品

11、種。二是GPS技術(shù)可用于飛機(jī)、大型噴霧機(jī)等大面積作業(yè)的植保機(jī)具的定位、導(dǎo)航、導(dǎo)向。歐美國家大多數(shù)大型植保機(jī)械都配有GPS接口和GPS接收器。三是在有害生物防治方面，GIS技術(shù)主要用于建立動態(tài)的地理信息資料庫，這些資料與有害生物的發(fā)生息息相關(guān)。通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，對當(dāng)時(shí)數(shù)據(jù)的采集及與庫存標(biāo)準(zhǔn)資料的對比、分析，可以及時(shí)準(zhǔn)確地對有害生物災(zāi)害提出預(yù)警。 </p><p>　?。?）噴藥技術(shù)智能化。智能化技術(shù)也稱為自動對靶

12、施藥技術(shù)，是近幾年才應(yīng)用到植保機(jī)械上的一項(xiàng)高新技術(shù)。所謂智能化技術(shù)，就是讓植保機(jī)械具有識別能力，此圖像識別技術(shù)系統(tǒng)由攝像頭、圖像采集卡和計(jì)算機(jī)組成，計(jì)算機(jī)把采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并與圖像庫中的資料進(jìn)行對比，確定對象是草還是莊稼，或者是何種草等，以控制系統(tǒng)自動決定是否噴藥[3]，從而做到真正意義上的對靶噴霧。 </p><p>　?。?）安全保護(hù)綠色化。一是保護(hù)性噴灑。采用環(huán)保型的噴射部件，增加噴灑防護(hù)裝置，防止霧滴

13、外逸，這些防護(hù)裝置有噴頭防護(hù)罩（主要用于手動噴霧器）、噴桿防護(hù)罩（用于噴桿噴霧機(jī)）、防護(hù)刷等。二是循環(huán)式噴霧機(jī)。作業(yè)時(shí)，該機(jī)具可以把未擊中靶標(biāo)的霧滴進(jìn)行回收，循環(huán)使用，在節(jié)省了農(nóng)藥的同時(shí)，又減少了農(nóng)藥對環(huán)境的污染。三是農(nóng)藥注入（DIS）和自清洗系統(tǒng)。方便、準(zhǔn)確、快捷地對農(nóng)藥進(jìn)行注入混合，并在操作完成后對藥箱進(jìn)行自動清洗，減少操作人員對農(nóng)藥的直接接觸，從而最大程度地降低農(nóng)藥中毒的可能性。 </p><p>　　（4

14、）零部件生產(chǎn)系列化、專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化。歐美先進(jìn)國家植保機(jī)械生產(chǎn)，基本都實(shí)現(xiàn)了社會化大協(xié)作和零部件的系列化、專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。主機(jī)生產(chǎn)廠商只需考慮如何把先進(jìn)的零部件按市場需要組裝成整機(jī)，并體現(xiàn)出先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，而零部件生產(chǎn)廠家則在零部件生產(chǎn)中精益求精。這有利于提高植保機(jī)械零部件科技含量、質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。 </p><p>　　2.2中國植保機(jī)械的技術(shù)發(fā)展方向及研究領(lǐng)域 </p><p>

15、　　根據(jù)國際上植保機(jī)械的發(fā)展趨勢、方向及中國的國情（中國農(nóng)村將來走農(nóng)戶聯(lián)合作業(yè)方式），大力發(fā)展大中型植保機(jī)械、兼顧小型植保機(jī)械是必然的選擇。中國植保機(jī)械的研制與開發(fā)的發(fā)展方向及重點(diǎn)領(lǐng)域如下。 </p><p>　?。?）中國植保機(jī)械技術(shù)研究發(fā)展方向。一是開展超低量噴霧和變量施藥技術(shù)研究，重點(diǎn)研究超低量噴霧技術(shù)的霧化原理及霧化部件的性能與結(jié)構(gòu)參數(shù)，研究變量施藥技術(shù)決策及執(zhí)行系統(tǒng)，進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)方法和手段。二是開展防

16、霧滴漂移技術(shù)研究，重點(diǎn)研究影響霧滴漂移的主要因素及防止和減少霧滴漂移的方法，研制噴桿噴霧機(jī)專用防漂移噴頭；繼續(xù)加強(qiáng)對靜電噴霧技術(shù)的研究，盡快推出實(shí)用產(chǎn)品[3]。三是加強(qiáng)植保機(jī)械制造材料和工藝的研究，如工程塑料、陶瓷、聚甲苯和玻璃鋼等新材料以及新工藝的研究和運(yùn)用；創(chuàng)新實(shí)用新型技術(shù)，加強(qiáng)物理、生物等綠色、環(huán)保、無公害防治技術(shù)和機(jī)具的研究開發(fā)。 </p><p>　?。?）中國植保機(jī)械技術(shù)研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。一是加強(qiáng)基礎(chǔ)工

17、作部件的研制與開發(fā)，重點(diǎn)加強(qiáng)液泵、噴頭及車輛的車架、驅(qū)動系統(tǒng)新產(chǎn)品的研制與開發(fā)。提高中國植保機(jī)械基礎(chǔ)工作部件的配套性能，增加配套附件、擴(kuò)展機(jī)具的通用性和一機(jī)多用性，并提高機(jī)械產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化，特別是要加快噴頭新產(chǎn)品的研制與開發(fā)，以滿足各種農(nóng)作物不同生長期的配套需要。二是加強(qiáng)新產(chǎn)品的研發(fā)，研制開發(fā)與蓄電池配套的節(jié)能型小型便攜式低量噴霧機(jī)；適合于水稻田使用的水旱兩用的遠(yuǎn)射程寬幅噴霧機(jī)；果園專用型風(fēng)送式噴霧機(jī)和小型低底盤自走式果園噴霧機(jī)系列新產(chǎn)品

18、；以及整地、施藥、播種、施藥等復(fù)式作業(yè)機(jī)系列新產(chǎn)品等。三是進(jìn)行自走式噴桿噴霧機(jī)的研制與開發(fā)，設(shè)計(jì)具有知識產(chǎn)權(quán)的自走式底盤總體配置技術(shù)和自走式底盤四輪液壓驅(qū)動技術(shù)，重點(diǎn)研究自走式底盤機(jī)架懸掛及減震技術(shù)和自走式底盤操縱與控制系統(tǒng)，加強(qiáng)噴桿自動平衡機(jī)構(gòu)及液壓折疊機(jī)構(gòu)的研究。 </p><p>　　3中國植保機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)存在的問題 </p><p>　　國內(nèi)植保機(jī)械存在的主要問題包括：植保機(jī)械

19、產(chǎn)品系列化程度較低，國內(nèi)的系列化程度不高，無法提高競爭力，不能保證系列產(chǎn)品的供應(yīng)，無法減低生產(chǎn)成本；產(chǎn)品品種規(guī)格少，不能滿足不同作物、不同生長期、不同病蟲害的防治作業(yè)需要[4]；制造設(shè)備及制造工藝相對落后，加工精度低，成本高，不能保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，“跑冒滴漏”嚴(yán)重，噴嘴噴孔加工一致性較差，機(jī)具故障多，產(chǎn)品的使用可靠性較低；因技術(shù)開發(fā)基礎(chǔ)薄弱，從事植保機(jī)械研究的科研院所、大專院?？蒲薪?jīng)費(fèi)不足，嚴(yán)重制約著中國植保機(jī)械新產(chǎn)品開發(fā)、老產(chǎn)品改進(jìn)以

20、及植保機(jī)械整體水平的提高[4]。 </p><p><b>　　4參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 孫文峰，王立君，陳寶昌，等.農(nóng)藥噴施技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J].農(nóng)機(jī)化研究，2009（9）：225-228. </p><p>　　[2] 何雄奎.改變我國植保機(jī)械和施藥技術(shù)嚴(yán)重落后的現(xiàn)狀[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2004，20（1