农用喷药机的电控系统功能及技术优化方向

0 引言

随着农业机械技术快速进步，农业生产中所应用的农机装备种类和可靠性不断提升，有效保证了农业生产效率。喷药机是农业生产中主要植保设备之一，现阶段主要以轮式喷药机为主，通过化学药剂的喷施能够有效预防病虫害侵蚀，使农作物更好地适应农业生产的复杂环境，降低减产风险。喷药机械的使用有效改善了传统人工喷施农药效率低下、工作量大、威胁人身健康等弊端，使农业生产过程更加合理，且随着农机自动化技术的进一步发展与应用，喷药机上应用的电控技术逐渐增多，使喷药作业的合理性和便捷性进一步提升，有利于喷药机械的智能化发展。

1 喷药机技术现状

近年来我国的农用植保机械在技术上得到了快速发展，行进式新型喷药机在生产中的应用比例相对增加。但总体上讲，我国农业生产中使用的植保机械仍然多为传统半自动设备和结构简单的动力喷药机，喷药机的技术相对落后。生产中常出现农药“跑、冒、滴、漏”现象，农民在植保过程中中毒问题也时有发生。现阶段应用的植保机械大部分已经不能满足现代化生产的需要，先进的农用喷药机具有广阔的市场前景。从国际范围看，发达国家农业生产中主要以中、大型喷药机作为植保生产机具，所使用的机具应用了计算机、可编程控制、仪器仪表、液压气动、电驱动等众多先进技术，且多与地理信息系统、遥感系统相配合进行生产作业，设备具有较好的可靠性。同时，国外生产的先进植保喷药机械具有低喷量、精喷洒、少污染的特征，多以宽幅喷杆喷雾机实施生产作业，喷幅通常达到25～40 m，采用机电液一体化高度自动化控制技术。我国生产的行进式植保喷药机近年来在技术上也得到了较大程度的提升，与传统农业喷药机械相比，生产质量和应用的技术都明显提升。图1为我国山东瓦力公司生产的3WZ-2000A型自走式喷杆喷雾机，能够适应农作物中后期的植株高度，且具有良好的雾化喷施性能，最大喷幅可达28 m。可见我国自主研发的喷药机已具备较好的工作能力，但中大型植保喷药机的应用和推广仍不充分，自主生产机型在喷头技术、加工制造精度等方面仍与发达国家的先进机型存在差距

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双创教育与专业教育脱钩 双创教育与专业教育是大学教育不可或缺的两个方面，二者不是对立的，仅有双创理念，缺少专业知识，双创将成为无源之水，缺乏可持续发展的原动力；仅有专业知识，而没有经过系统的双创教育培训，只能在某一职业岗位成功就业，很难成为创造职业岗位的优秀人才。尽管有高校教师尝试将双创教育融入日常教学过程中，但因缺少系统的课程规划，专业教育和双创教育成为互不相关的“两张皮”[4]。

2 农用喷药机技术特征

现阶段，农用喷药机主要包括两种形式，一是以拖拉机作为行驶动力，配套牵引式或悬挂式喷杆喷雾机进行作业，拖拉机还能为喷药机提供液压动力和电力，以实现喷药机的控制功能需求；二是具有专用底盘和发动机的自走式喷药机，且具有专用液压系统和电气系统，多以高地隙喷药机产品为主。喷药机的主要功能结构包括驱动系统、供药喷药系统、电气控制系统、液压调整系统及其他辅助结构组成。驱动系统主要由发动机提供动力，部分机型也采取电动机作为动力；供药喷药系统包括药液箱、输药管路、药液喷头、可控阀门、喷药杆等组成；电气控制系统包括PC平台、显示设备、电控按钮、电控开关、信息传输线路、传感器等组成；液压调整系统包括液压泵、液压管路、液压分配阀门、液压油缸等；其他辅助结构包括挂接结构、转向控制结构；安全防护结构等组成

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随着喷药机自动化程度的不断提高，电气控制系统逐渐成为喷药机工作的核心模块，直接决定着农药喷施的质量和效率，良好的电控技术应用能有效改善施药量不充足、喷施不均匀、农药混合不均匀、农药喷施分布不均匀、重喷漏喷等问题，因此，电控技术提升是未来农用喷药机发展的主要方向

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参考答案：1.当时有个叫索驭驎的北方人，也说能制造指南车。2.有个吹洞箫的客人。3.如果凭着偌大的天下，却重蹈六国破灭的旧事，这就又在六国之下了。4.有人劝韩信说：“杀掉钟离昩去拜见皇上，皇上一定高兴，没有性命之忧。”

3 电控系统的主要功能

3.1 喷杆形态位置控制

传统的喷药机喷杆形态调整与控制主要通过驾驶员控制液压系统来实现，喷杆位置、高度调整常依靠目测，不利于精细化喷施的实施。随着液压与电控技术的融合，农业机械的电液控制技术得到了快速发展，利用电气控制技术控制电液比例阀能够实现对液压系统的精准控制。应用到喷药机上，能够实现电气系统控制液压油缸执行相关动作，使喷药机喷杆实现展开、折叠及精确位置调整，使农药喷施高度、角度达到最佳状态

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3.2 喷药状态控制

由于电控系统的技术在不断升级，在喷药机机械结构和功能逐渐成熟的同时，电控技术却还有很大的提升空间，因此，现阶段应用的电控系统大多具有良好的功能升级空间和开放性特点。一方面电控系统具备众多的预留接口，可以实现未来更多传感器、控制器的连接与更换；另一方面，通过通讯技术的引进，喷药机电控系统能与电脑、手机实现连通，实现程序调整与系统升级。

3.3 喷药状态监测

环境感知技术是农业机械由自动化向智能化发展的关键技术，通过环境感知，喷药机作业时可以获得作业位置、环境温度、实时风力、地表状态、天气预报等多种信息，帮助喷药机实施更合理的喷施作业。环境感知主要通过视相设备、雷达、传感器及网络或卫星数据实现

。喷雾作业过程中利用摄像头、雷达能够自动检测地表障碍物或深坑、沟壑等可能影响正常作业的因素，并结合卫星定位和导航实现自动行驶、自动避障，而利用风力检测、地表倾斜度测量、温度检测等数据能够快速对作业方案进行调整，使自动喷药作业始终保持最合理的方案。

和其他国家不同，我国老龄化进程速度快，而且是未富先老，金融行业、社会保障体系建设还不能有效配合养老地产的扩大；由于国外投资、保险资金和房地产投资进入养老地产是最近几年的事情，养老服务成果有待检验，政府相关部门也处于观望阶段，相关政策尚不明朗；养老地产领域在经营模式、营利模式上还缺少经验的总结。这些问题，都是中国养老地产进一步发展需要理顺的问题。

3.4 环境感知与方案调控

状态监测是喷药机电控系统的另一个重要功能，状态监测应用于喷药机的各个功能结构，状态监测主要利用传感器和数据传输技术实现。首先对喷药机的重要功能结构如喷杆、药液箱、输药管路、喷头等位置布置相应的传感器，用以检测喷药过程中的药箱药液量、药液浓度、喷药量、喷头喷洒质量、喷头是否堵塞等数据，并将获取的数据实时显示到驾驶位的显示器上，驾驶员可以及时获取喷药作业的各项信息，当喷药系统出现故障，监测系统将会将异常数据传递给处理器，处理器会控制预警信号灯闪烁并在显示器上显示故障，确保驾驶员及时发现并解决问题

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3.5 喷药机系统功能升级

喷药机喷药状态的控制是多方面的，是影响喷药质量的关键技术。首先，利用电控系统能实现农药自动配比和混合，通过控制农药与水的投放比例，有效保证农药药液处于最合理的浓度范围，结合自动混药技术保证农药混合均匀；其次，通过控制药液泵的功率调整供药压力，实现喷药量和喷药效率的调整，能够实现喷药量与机械行驶速度相匹配，避免过量喷施和喷量不足；再次，通过电控开关可对各个管路甚至各个喷头进行控制，有利于变量喷药功能的实现。

电控技术升级应充分考虑喷药机生产作业过程中存在的不足之处，结合我国农业生产实际和地区农业生产条件展开研究，并做到在机械技术升级的同时同步升级电控技术，确保机械与电控技术的有机结合。考虑如何通过简单的方式改造传统喷药机，使其具备更好的电气控制性能，在减轻农民购机经济负担的前提下，通过旧农机改造提高我国农用喷药机的平均作业能力。同时，应提高喷药机的适用性，利用电控技术使喷药机具备多种模式的喷施功能，以适应不同作物、不同气候、不同地形地区的农业生产使用

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4 电控系统技术优化方向

4.1 与喷药机功能需求的深度融合

“难道不是你收买了他吗？夏冰不可能撞人，因为那天早上，他还和我在从南京回成都的火车上!”雪萤直直地盯着一杭。

4.2 进一步提高喷药过程的合理性

目前，我国电控技术在喷药机上的应用还处于初级阶段，对于喷药过程的功能控制局限于流量调整、喷头开闭等，没有充分利用PC和编程技术提高喷药作业的合理性。从电气控制的角度出发，应充分考虑自然界的气候、地形条件、行驶速度等对喷药质量的影响关系，建立喷药过程模拟程序，并利用程序控制喷雾过程各个喷头的工作状态、喷杆角度、喷药量等参数，以改善喷药作业质量。

4.3 充分结合国际先进喷药技术

电控技术的应用还应与国际先进的喷药技术相结合，例如高雾化喷施、静电喷施、对靶喷施等，使电控技术摆脱单纯的应用形式，真正实现以电控技术为核心全面引领喷药机技术升级。除喷药技术升级外，还要充分考虑喷施过程如何适应环境条件变化，将先进的喷施技术与现代化的环境感知、地理信息技术结合，不仅全面提升喷药机的自动化水平，还促进国产喷药机产品逐渐赶超国际水平，提高国产喷药机的市场竞争力。

4.4 进一步提高整体控制程度

我国现阶段使用的具有电控技术特征的喷药机先进程度仍不足，很多电控技术集中在控制液压、控制单独开关等方面，而没有形成系统化的控制技术，电控系统没有将喷药机的各个功能部件联系成为可控的整体，缺少智能化调整喷雾方案和能适应环境变化的能力，因此，喷药机的后期功能升级还要重视智能技术的应用并实现喷药机各个电控部件的集成控制

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5 结语

综上所述，喷药机作为农业生产丰产丰收的保障机型，在农业生产过程中发挥着重要作用，电控系统对于喷药机性能的发挥具有较大影响。先进电控系统的合理应用有利于提高喷药机的工作效率与农药喷施合理性，因此，喷药机的生产和研发机构应重视喷药机电控技术的研发，确保喷药机既能实现喷雾性能的提升，还能提高机具的自动化和智能化程度。

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