試論植保機械設計制造技術研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1、<p>　　試論植保機械設計制造技術研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　摘要介紹了植保機械設計制造技術發(fā)展的背景及研究意義，闡述了歐美等發(fā)達國家和我國植保機械設計制造技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，分析了中國植保機械設計制造技術存在的問題，以期為我國植保機械設計制造技術的發(fā)展提供參考。 </p><p>　　關鍵詞植保機械；設計制造技術；現(xiàn)狀；趨勢；問題 </p><

2、;p>　　隨著人們對環(huán)境保護和動植物安全的重視，世界各國對農藥的使用都做出了不同程度的限制，農藥使用技術不斷向低量、精確的方向發(fā)展，以確保農藥在限制的用量范圍內發(fā)揮出最大的效用。農藥使用安全法律更加強調對農藥使用者的安全保護，減少人與農藥直接接觸的機會。這些要求促進了植保機械在使用過程中不斷地改進、完善。</p><p>　　我國農作物種植面積居世界前列，但農產品的產量卻遠遠落后于發(fā)達國家，農藥殘留超標事情

3、經常發(fā)生。最主要的原因就是農作物在種植與生長過程中，缺乏先進的植保機械和施藥技術對其進行保護。使用的植保機械作業(yè)效率低、性能差，農藥使用技術仍停留在大容量、大霧滴噴霧技術水平上。中國農藥的產量和使用量均居世界第一，而有效利用率只有10% ~30%，遠低于發(fā)達國家50%的平均水平[1]。因此，研究設計制造具有自主產權的植保機械，解決植保機械的增效、霧化和漂移問題，具有十分重要的意義。 </p><p>　　1植保機

4、械設計制造技術發(fā)展的現(xiàn)狀 </p><p>　　1.1發(fā)達國家植保機械設計制造技術發(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植保機械的國家與地區(qū)，其產品覆蓋了全球的主要市場，其技術與設備都代表著當今世界的最高水平。歐美國家的植保機械大主要分為四大類：噴桿式噴霧機、風送式噴霧機；小型植保機械。 </p><p>　　（1）噴桿式噴霧機。歐美國

5、家的噴桿噴霧機已由傳統(tǒng)的機械傳動、控制向液壓傳動、電氣傳動和控制轉換。計算機監(jiān)測、控制系統(tǒng)已大量應用；大型自走式機具大多采用四輪液壓驅動，噴幅達到10~40 m，中型自走式機具采用先進的變速箱和發(fā)動機制造工藝，減震效果好、噪音小，操作舒適。 </p><p>　?。?）風送式噴霧機。歐美國家的風送噴霧機設計制造工藝十分先進，其噴射部件、風筒可做成各種形狀，機具的風筒可以根據作物的形狀任意彎曲、組裝，可任意調節(jié)噴灑

6、方向進行針對性噴灑，風管可任意彎曲、組裝，以適應不同作物的噴灑要求；風機和噴射部件可任意旋轉，以適應遠程噴霧和射高噴霧，最大程度地提高了風能的利用率和霧滴的穿透率、附著率，反映了發(fā)達國家在設計理念上的先進性。 </p><p>　　（3）小型植保機械。小型植保機械主要包括背負式噴霧機和手動噴霧器2類，以日韓等人口多、土地少的發(fā)達國家為主，此類機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，但產品的技

7、術含量較高。從材質上看，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中國植保機械設計制造技術發(fā)展現(xiàn)狀 </p><p>　　中國常用植保機械主要以小型背負式噴霧器為主，大中型植保機械市場幾乎被歐美發(fā)達國家壟斷。國產大中型植保機械，主要以仿造為主，難以形成自主產權，其核心部件如液泵、噴頭及變速箱大部分靠國外進口。但

8、自“九五”開始，國家加大了對植保機械的扶植力度，植保機械的設計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風幕式噴桿噴霧機；“十五”期間，中國研制出自動對靶噴霧機，利用紅外線電子眼探測靶標[2]。目前，中國植保機械的種類和水平可歸納如下。 </p><p>　　（1）背負式手動噴霧器。目前在中國占絕對地位，占整個市場份額的80%左右。國產小型噴霧器產品制造技術水平低，噴射部件品種單一，噴嘴

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

10、t;<p>　　2植保機械設計制造技術發(fā)展的趨勢及研究領域 </p><p>　　2.1國外植保機械設計制造技術發(fā)展趨勢 </p><p>　　（1）計算機信息技術化。在發(fā)達國家，計算機信息技術已經普遍運用到植保機械上。主要表現(xiàn)在3個方面：一是在有害生物防治方面，RS技術主要用于農作物病蟲害的監(jiān)測。它可以通過接收到作物反射光譜的變化，及時而準確地預報病蟲害發(fā)生的時間、規(guī)模、品

11、種。二是GPS技術可用于飛機、大型噴霧機等大面積作業(yè)的植保機具的定位、導航、導向。歐美國家大多數(shù)大型植保機械都配有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。通過運用計算機技術，對當時數(shù)據的采集及與庫存標準資料的對比、分析，可以及時準確地對有害生物災害提出預警。 </p><p>　?。?）噴藥技術智能化。智能化技術也稱為自動對靶

12、施藥技術，是近幾年才應用到植保機械上的一項高新技術。所謂智能化技術，就是讓植保機械具有識別能力，此圖像識別技術系統(tǒng)由攝像頭、圖像采集卡和計算機組成，計算機把采集的數(shù)據進行處理，并與圖像庫中的資料進行對比，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>　?。?）安全保護綠色化。一是保護性噴灑。采用環(huán)保型的噴射部件，增加噴灑防護裝置，防止霧滴

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

14、）零部件生產系列化、專業(yè)化、標準化。歐美先進國家植保機械生產，基本都實現(xiàn)了社會化大協(xié)作和零部件的系列化、專業(yè)化、標準化生產。主機生產廠商只需考慮如何把先進的零部件按市場需要組裝成整機，并體現(xiàn)出先進的設計理念，而零部件生產廠家則在零部件生產中精益求精。這有利于提高植保機械零部件科技含量、質量，降低生產成本。 </p><p>　　2.2中國植保機械的技術發(fā)展方向及研究領域 </p><p>

15、　　根據國際上植保機械的發(fā)展趨勢、方向及中國的國情（中國農村將來走農戶聯(lián)合作業(yè)方式），大力發(fā)展大中型植保機械、兼顧小型植保機械是必然的選擇。中國植保機械的研制與開發(fā)的發(fā)展方向及重點領域如下。 </p><p>　　（1）中國植保機械技術研究發(fā)展方向。一是開展超低量噴霧和變量施藥技術研究，重點研究超低量噴霧技術的霧化原理及霧化部件的性能與結構參數(shù)，研究變量施藥技術決策及執(zhí)行系統(tǒng)，進一步完善設計方法和手段。二是開展防

16、霧滴漂移技術研究，重點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，研制噴桿噴霧機專用防漂移噴頭；繼續(xù)加強對靜電噴霧技術的研究，盡快推出實用產品[3]。三是加強植保機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用；創(chuàng)新實用新型技術，加強物理、生物等綠色、環(huán)保、無公害防治技術和機具的研究開發(fā)。 </p><p>　　（2）中國植保機械技術研究的重點領域。一是加強基礎工

17、作部件的研制與開發(fā)，重點加強液泵、噴頭及車輛的車架、驅動系統(tǒng)新產品的研制與開發(fā)。提高中國植保機械基礎工作部件的配套性能，增加配套附件、擴展機具的通用性和一機多用性，并提高機械產品的產業(yè)化，特別是要加快噴頭新產品的研制與開發(fā)，以滿足各種農作物不同生長期的配套需要。二是加強新產品的研發(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；適合于水稻田使用的水旱兩用的遠射程寬幅噴霧機；果園專用型風送式噴霧機和小型低底盤自走式果園噴霧機系列新產品

18、；以及整地、施藥、播種、施藥等復式作業(yè)機系列新產品等。三是進行自走式噴桿噴霧機的研制與開發(fā)，設計具有知識產權的自走式底盤總體配置技術和自走式底盤四輪液壓驅動技術，重點研究自走式底盤機架懸掛及減震技術和自走式底盤操縱與控制系統(tǒng)，加強噴桿自動平衡機構及液壓折疊機構的研究。 </p><p>　　3中國植保機械設計制造技術存在的問題 </p><p>　　國內植保機械存在的主要問題包括：植保機械

19、產品系列化程度較低，國內的系列化程度不高，無法提高競爭力，不能保證系列產品的供應，無法減低生產成本；產品品種規(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]；制造設備及制造工藝相對落后，加工精度低，成本高，不能保證產品質量穩(wěn)定，“跑冒滴漏”嚴重，噴嘴噴孔加工一致性較差，機具故障多，產品的使用可靠性較低；因技術開發(fā)基礎薄弱，從事植保機械研究的科研院所、大專院?？蒲薪涃M不足，嚴重制約著中國植保機械新產品開發(fā)、老產品改進以

20、及植保機械整體水平的提高[4]。 </p><p><b>　　4參考文獻 </b></p><p>　　[1] 孫文峰，王立君，陳寶昌，等.農藥噴施技術國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J].農機化研究，2009（9）：225-228. </p><p>　　[2] 何雄奎.改變我國植保機械和施藥技術嚴重落后的現(xiàn)狀[J].農業(yè)工程學報，2004，20（1