第 卷 第 期 年 月 華 中 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報 萬星宇 廖慶喜 廖宜濤 等 油菜全產(chǎn)業(yè)鏈機械化智能化關(guān)鍵技術(shù)裝備研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報 收稿日期 基金項目 國家油菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項 國家自然科學(xué)基金項目 中國博士后科學(xué)基金項目 萬星宇 通信作者 廖慶喜 油菜全產(chǎn)業(yè)鏈機械化智能化關(guān)鍵技術(shù)裝備 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 萬星宇 廖慶喜 廖宜濤 丁幼春 張青松 黃凰 陳慧 朱龍圖 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院 武漢 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部長江中下游農(nóng)業(yè)裝備重點實驗室 武漢 摘要 油菜全產(chǎn)業(yè)鏈包括產(chǎn)前 產(chǎn)中 產(chǎn)后階段 發(fā)展各階段機械化與智能化技術(shù)是實現(xiàn)油菜生產(chǎn)節(jié)本增效 的重要途徑之一 本文分析了國內(nèi)外油菜全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)概況和主要環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)與裝備發(fā)展現(xiàn)狀 概述了產(chǎn)前 油菜小區(qū)育種 種子精細(xì)處理與產(chǎn)后油脂加工關(guān)鍵技術(shù) 重點闡述了產(chǎn)中階段耕整地 播種 收獲 田間管理環(huán)節(jié) 的重點技術(shù)發(fā)展動態(tài) 涵蓋了種床整理技術(shù) 開畦溝技術(shù) 深施肥與秸稈還田技術(shù) 單體式與集中式精量排種技 術(shù) 無人機播種與病蟲草害防控技術(shù) 分段與聯(lián)合收獲技術(shù) 飼用油菜收獲技術(shù)及其配套裝備 在系統(tǒng)總結(jié)和分 析我國油菜產(chǎn)業(yè)特點和發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上 指出了現(xiàn)階段油菜全產(chǎn)業(yè)鏈機械化智能化發(fā)展存在區(qū)域不平衡 上 下游階段不平衡和各環(huán)節(jié)技術(shù)體系不平衡 提出加快產(chǎn)前 產(chǎn)后成套裝備研發(fā) 促進(jìn)油菜多功能開發(fā)利用 實現(xiàn) 產(chǎn)中各環(huán)節(jié)機械化水平均衡發(fā)展 探索油菜機械化生產(chǎn)智能技術(shù)與無人系統(tǒng) 形成政府推動 市場拉動 規(guī)模驅(qū) 動 科技引領(lǐng)的發(fā)展路徑 是實現(xiàn)油菜全產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)高效發(fā)展的關(guān)鍵 關(guān)鍵詞 油菜 油菜機械 全產(chǎn)業(yè)鏈 機械化 智能化 發(fā)展趨勢 成套裝備 多功能開發(fā) 無人系統(tǒng) 均 衡發(fā)展 中圖分類號 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 文章編號 油菜是我國最重要的油料作物之一 具有飼料 綠肥 蔬菜 能源 旅游以及蜜源等多種功能和開發(fā) 利用上的優(yōu)勢 我國主要油菜種植區(qū)域一般可分為 冬播油菜和春播油菜兩大產(chǎn)區(qū) 其中冬油菜產(chǎn)區(qū)集 中分布于長江流域 占總產(chǎn)量的 以上 種植形 式上以稻 油或稻 稻 油水旱輪作方式為主 按照 油菜生產(chǎn)經(jīng)營流程 油菜全產(chǎn)業(yè)鏈包括產(chǎn)前 產(chǎn)中 產(chǎn)后三大階段 產(chǎn)前階段以育種和種子精細(xì)處理為 主 涵蓋優(yōu)良種子種苗繁育與推廣 農(nóng)資儲備與供應(yīng) 等 耕整地 播種 田間管理 收獲是產(chǎn)中階段的主要 環(huán)節(jié) 但各環(huán)節(jié)機械化整體水平不高且發(fā)展不均衡 年油菜機播率 機收率分別僅為 和 產(chǎn)后階段主要為油脂加工 包括收獲后油菜種 子預(yù)處理 制油 精煉等環(huán)節(jié) 長期以來 油菜全產(chǎn) 業(yè)鏈三大階段發(fā)展相對孤立 綜合機械化水平低下 智能化進(jìn)展緩慢 進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)成本高 效益低 制 約了油菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程快速推 進(jìn) 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營向以機械化為支撐的適度規(guī)模方 式轉(zhuǎn)型 打通我國油菜生產(chǎn)產(chǎn)前 產(chǎn)中 產(chǎn)后階段 技術(shù)與經(jīng)營壁壘 提高全產(chǎn)業(yè)鏈綜合機械化 智能化 水平是實現(xiàn)油菜產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要途徑 本文在介紹國內(nèi)外油菜生產(chǎn)與我國全產(chǎn)業(yè)鏈概 況基礎(chǔ)上 比較了國內(nèi)外油菜生產(chǎn)產(chǎn)前 產(chǎn)中 產(chǎn)后 三大階段主要環(huán)節(jié)機械化智能化關(guān)鍵技術(shù)與裝備發(fā) 展現(xiàn)狀 分析了現(xiàn)階段油菜全產(chǎn)業(yè)鏈綜合發(fā)展的技 術(shù)難點和存在問題 展望了我國油菜全產(chǎn)業(yè)鏈機械 化智能化技術(shù)發(fā)展趨勢 油菜全產(chǎn)業(yè)鏈概述 油菜是十字花科蕓薹屬一年生草本植物 主要 分為白菜型 芥菜型和甘藍(lán)型 種類型 由于其抗 逆性強 適應(yīng)范圍廣 目前是全球許多國家和地區(qū)的 主要油料作物之一 我國的油菜主產(chǎn)區(qū)一般可劃 分為冬播油菜區(qū)和春播油菜區(qū) 我國冬播油菜種植 第 期 萬星宇 等 油菜全產(chǎn)業(yè)鏈機械化智能化關(guān)鍵技術(shù)裝備研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 區(qū)域主要集中在長江流域各省份 春播油菜種植區(qū) 主要分布在青海 內(nèi)蒙 甘肅等 省 區(qū) 油菜全 產(chǎn)業(yè)鏈指油菜生產(chǎn)的產(chǎn)前 產(chǎn)中 產(chǎn)后 個階段 主 要環(huán)節(jié)如圖 所示 圖 油菜全產(chǎn)業(yè)鏈機械化生產(chǎn)主要環(huán)節(jié) 產(chǎn)前階段主要為油菜育種和種子精細(xì)處理 田 間機械化育種技術(shù)與裝備已發(fā)展成為特殊的 獨立 的機械化技術(shù)體系 以小區(qū)播種最為典型 種子精 細(xì)處理指使用生物 物理 化學(xué)因子以精選或保護(hù)油 菜種子 控制病蟲草害 提高油菜在不同土壤條件下 的出苗率和幼苗素質(zhì) 對于提高油菜 一播全苗 的 穩(wěn)定性 產(chǎn)量和品質(zhì)有著重要意義 主要環(huán)節(jié)包括油 菜種子清選 消毒浸種 包衣等 產(chǎn)中階段主要包括耕整地 播種 田間管理 收 獲等主要環(huán)節(jié) 耕整地是油菜種植的首要環(huán)節(jié) 其 目的在于創(chuàng)造良好的土壤耕層構(gòu)造和表面狀態(tài) 關(guān)鍵技術(shù)包括油菜種床整理 開畦溝 深施肥 秸稈 還田等 播種是油菜生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一 現(xiàn)階段 主要應(yīng)用精量播種技術(shù)將油菜種子以一定播種量均 勻地播撒在種床適宜位置 保障了農(nóng)藝要求的種植 密度 為種子發(fā)芽 光水肥氣充分利用 個體與群體 均衡發(fā)育提供良好條件 田間管理是油菜生產(chǎn)的 長周期環(huán)節(jié) 是油菜從播種到收獲的整個生長過程 所需的各種管理措施 包括間苗 追肥 防治病蟲草 害等 收獲是產(chǎn)中階段的收尾環(huán)節(jié) 是高效低損獲 取清潔籽粒的關(guān)鍵 機械化收獲在多熟制地區(qū)有利 于縮短收獲期 為及時栽種后茬作物創(chuàng)造條件 產(chǎn)后階段主要指油脂加工過程 是油菜生產(chǎn)商 品轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié) 油脂加工環(huán)節(jié)主要是從油菜籽粒中提 取油脂 并對提取的毛油進(jìn)行精煉 得到精制的食用 油脂產(chǎn)品 同時 對油菜籽粒進(jìn)行精深加工和綜合利 用 從油脂生產(chǎn)副產(chǎn)物中提取高附加值的產(chǎn)品 協(xié)調(diào)同步發(fā)展產(chǎn)前 產(chǎn)中 產(chǎn)后階段機械化生產(chǎn) 關(guān)鍵技術(shù)與裝備是提高企業(yè) 新型經(jīng)營主體等抵御 市場風(fēng)險的能力 促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化 實現(xiàn)勞動力就業(yè) 與油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展由產(chǎn)中集約向產(chǎn)前 產(chǎn)后階段拓展 的關(guān)鍵 產(chǎn)前小區(qū)播種和種子精細(xì)處理技術(shù) 與裝備 小區(qū)播種技術(shù)與裝備 小區(qū)播種機是培育新品種時專門用于田間試驗 的播種機 具有定量播種 自動清種等特點 高性能 小區(qū)播種機的應(yīng)用是提高小區(qū)育種試驗 加快油菜 新品種研發(fā) 促進(jìn)育種產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方式 國外小區(qū)育種機械起步較早 小區(qū)播種機技術(shù) 趨于成熟 國外生產(chǎn)小區(qū)播種裝備的公司包括奧地 利的溫特斯泰格 丹麥的霍爾 美國的阿麥科 巴西的 等 代表機型如圖 所示 溫特斯 泰格 公司研制了氣吸組合式小區(qū)精 量播種機 實現(xiàn)了單粒排種 并通過安裝電子調(diào)控 器 播種定位控制器以及 模塊 提高了自動化 程度 實現(xiàn)了種子播量 播深等參數(shù)的可調(diào)可控 小區(qū)單粒播種機 輕型小區(qū)條播播種機 小區(qū)單粒播種機 型自走式小區(qū)播種機 手扶式小區(qū)育種播種機 全自動化小區(qū)精量播種機 圖 油菜育種小區(qū)播種裝備 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報 第 卷 國內(nèi)對小區(qū)育種機械的研究起步較晚 小區(qū)育種試 驗多采用人工播種的作業(yè)方式 隨著種子產(chǎn)業(yè)的發(fā) 展 玉米 大豆 苜蓿等大粒徑作物的小區(qū)播種機發(fā) 展迅速 年 黑龍江省農(nóng)墾總局紅興隆農(nóng)管局 科研所成功研制 系列小區(qū)播種機 圖 可實現(xiàn)不同種類種子及肥料的播量可調(diào) 年 黑龍江省東北農(nóng)業(yè)大學(xué)成功研制了 手 扶式小區(qū)育種精密播種機 圖 可一次完成開 溝 播種 覆土 鎮(zhèn)壓等作業(yè)工序 體積小 質(zhì)量輕 可 單人操作 年 中機美諾農(nóng)機公司成功研制 了全自動化的小區(qū)精量播種機 圖 具有自動化 程度高 播種效率高 播種穩(wěn)定性好等特點 然 而 針對籽粒細(xì)小油菜的育種專用小區(qū)播種裝備鮮 有報道 我國大部分地區(qū)處于 無機可用 或 無好機 可選 的狀態(tài) 嚴(yán)重制約了油菜種業(yè)的發(fā)展 種子精選處理技術(shù)與裝備 產(chǎn)前種子精選處理包括種子清選 浸種消毒 包 衣等環(huán)節(jié) 種子清選是指利用種子與雜余物物理和 空氣動力學(xué)特性差異 通過種子清選機械選出合格 優(yōu)良的種子 目前種子清選以風(fēng)篩組合式清選方式 為主 侯艷芳等 利用懸浮速度的差異設(shè)計了由吸 入型風(fēng)選裝置和下吹風(fēng)裝置組成的風(fēng)選裝置 獲選 率為 胡志超等 針對現(xiàn)有風(fēng)篩 式清選機生產(chǎn)率低的問題 對振動喂料裝置和主動 力系統(tǒng)與篩體振動裝置進(jìn)行優(yōu)化 研制了高效風(fēng)篩 式種子清選機 實際生產(chǎn)率可達(dá) 針對油 菜種子粒徑小 易破損等問題 提高種子清選機械適 應(yīng)性是解決專用化的關(guān)鍵 現(xiàn)階段浸種消毒研究以消毒工藝為主 萬林 等 通過研究經(jīng) 浸泡的油菜種子出苗后生 物質(zhì)酶的活性及有機質(zhì)的含量 得出過氧化氫浸種 能促進(jìn)苗期生長 提高產(chǎn)量 張順凱等 通過研究 浸種對不同播期油菜生長發(fā)育的影響 得出 浸種處理對早播油菜生產(chǎn)具有負(fù)向效應(yīng) 但 對晚播油菜生產(chǎn)具有顯著的正向效應(yīng) 目前與消毒 浸種工藝的配套機械化技術(shù)與裝備鮮有報道 種子包衣是將農(nóng)藥 肥料 殺蟲劑 殺菌劑等化 學(xué)成分混合在一起 加入黏著劑或成膜劑通過攪拌 或噴涂等方法包裹在種子的表面 是現(xiàn)代種子加工 生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 具有代表性的種子設(shè)備有丹麥 的興百利 公司生產(chǎn)的 批次式包 衣機 美國的 公司生產(chǎn)的 批次式種 子處理機等 任奕林等 為解決包衣過程中種子 之間的粘接問題 設(shè)計了一種可自由拆卸式的對輥 式滾筒機構(gòu)油菜種子包衣設(shè)備 通過設(shè)置密布和相 互配合的上凹槽和下凹槽 可實現(xiàn)油菜種子單獨包 衣 喻志成 結(jié)合機器視覺技術(shù) 依據(jù)種子包衣后 種衣的特點 提出使用機器視覺技術(shù)對種子包衣技 術(shù)進(jìn)行鑒定 提出了采用結(jié)合機器視覺技術(shù)的種子 包衣智能化控制方式 總體而言 我國產(chǎn)前種子精細(xì)處理設(shè)備多為通 用機型 存在適應(yīng)性差 作業(yè)質(zhì)量不佳等問題 難以 滿足油菜高質(zhì)量精細(xì)處理要求 油菜專用設(shè)備匱 乏 需要圍繞油菜種子粒徑小 流動性好 含油量高 易破損等生產(chǎn)現(xiàn)實開發(fā)配套技術(shù)與裝備 產(chǎn)中環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)與裝備 耕整地技術(shù)與裝備 種床整理技術(shù)與裝備 我國南方冬油菜主產(chǎn) 區(qū)生產(chǎn)季節(jié)的降水量較大 因此 一般要求油菜種植 耕整地機具作業(yè)后的種床廂面平整 具體而言細(xì)碎 土層深度需在 以上 地表平整度在 之內(nèi) 碎土率大于 且開好廂溝 腰溝 畦溝 溝寬需 溝深 以便雨水及時 排出 才能滿足油菜種植的基本要求 進(jìn)行機械化耕整作業(yè)時 耕整機械的耕作深度 主要由聯(lián)合耕整 翻耕 旋耕 深松等機具作業(yè)深度 及仿形機構(gòu)共同決定 研究耕深穩(wěn)定性調(diào)控技術(shù) 對后續(xù)油菜播種作業(yè)至關(guān)重要 國外如凱斯紐荷 蘭 約翰迪爾等大型農(nóng)機公司研發(fā)的聯(lián)合耕整機 圖 利用機具自身質(zhì)量 通過調(diào)節(jié)行走支撐輪離地 高度進(jìn)而控制機具作業(yè)深度 可通過相關(guān)傳感技術(shù) 實時調(diào)節(jié)耕作深度 國內(nèi)相關(guān)學(xué)者對耕整機具作業(yè) 深度也進(jìn)行了研究 萬國偉等 研制了一種液壓驅(qū) 動式圓盤耙 作業(yè)耕深為 耕深穩(wěn)定性 變異系數(shù)為 劉曉鵬等 開發(fā)設(shè)計了一種聯(lián) 合耕整機 該耕整機主要采用主動式對置犁耕與被 動式開畦溝 碎土 平整相結(jié)合的工藝方案 試驗結(jié) 果顯示 該該耕整機耕深穩(wěn)定性系數(shù)達(dá) 以上 一般耕作機具實現(xiàn)耕深穩(wěn)定后 還需進(jìn)行碎土 平整作業(yè) 以避免播深不一致 導(dǎo)致油菜出苗不齊及 長勢不一致等問題 國外油菜用聯(lián)合耕整機具一 般通過后置安裝釘齒耙 彈齒耙或者碎土輥以實現(xiàn) 土地的細(xì)碎平整 圖 張青松等 研制 了一種深淺旋組合式種床整備裝置 該裝置采用多 區(qū)段雙螺旋線對稱排列旋耕彎刀實現(xiàn)旋耕碎土 再 第 期 萬星宇 等 油菜全產(chǎn)業(yè)鏈機械化智能化關(guān)鍵技術(shù)裝備研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 配合后拖板實現(xiàn)廂面平整 試驗結(jié)果顯示 該種床整 備裝置的碎土率與廂面平整度分別為 和 在保證廂面平整度與碎土率的基礎(chǔ)上 還需滿 足油菜種植作畦開溝的農(nóng)藝要求 現(xiàn)階段油菜播種 開畦溝裝置的作業(yè)方式主要包括主動和被動開溝 種 其中主動開畦溝裝置作業(yè)效果好 但功耗較高 被動開畦溝裝置雖然結(jié)構(gòu)簡單 但難以保持作業(yè)穩(wěn) 定 張青松等 設(shè)計了一種類鏵式犁開畦溝裝 置 實現(xiàn)了前犁開溝起土 后犁收溝整形的開溝工 藝 為滿足土壤高含水率條件下的開畦溝作業(yè)要 求 劉曉鵬等 進(jìn)一步設(shè)計了一種船型開溝器 該 船型開溝器作業(yè)是可形成溝深 上溝 寬 溝底寬 的梯形畦溝 開 畦溝技術(shù)是我國南方冬油菜產(chǎn)區(qū)油菜種植田間雨水 順利排出的重要保障 種床整理是油菜播種重要環(huán)節(jié) 穩(wěn)定的土層深 度 適宜的細(xì)碎土壤和廂面平整度是保障油菜正常 生長發(fā)育的必備條件 國外種床整理多采用大型化 裝備 作業(yè)效率高 但不適宜于我國南方油菜主產(chǎn)區(qū) 土壤黏重板結(jié) 地表前茬作物秸稈殘留量大等復(fù)雜 田間工況 發(fā)展適應(yīng)該地區(qū)種床整理的耕整地裝備 是研究難點 深施肥和秸稈還田技術(shù)與裝備 傳統(tǒng)撒施或 者機械混施于土壤表面的施肥方式 其肥料利用率 一般不超過 與之相比 肥料深施通過將肥料 施入到種子的正下方或者側(cè)下方土層指定深度 可 有效降低肥料揮發(fā)和流失 肥料利用率可提高到 形式多樣的深施肥鏟 圖 是 實現(xiàn)肥料深施的關(guān)鍵部件之一 國外聯(lián)合耕整機 由于作業(yè)幅寬大 一般多采用鋤鏟式或滑刀式深施 肥鏟 主要為多列交錯布置以防止土壤擁堵 如約翰 迪爾 型聯(lián)合耕整機的作業(yè)幅寬可達(dá) 其 中深施肥鏟布置成 列 每列鏟體間距達(dá) 受我國南方冬油菜產(chǎn)區(qū)田塊面積小 田間轉(zhuǎn)移不便 等不利因素的影響 我國油菜深施肥裝備作業(yè)幅寬 一般較小 普遍作業(yè)幅寬為 機具作業(yè)速度 一般不超過 為解決水旱輪作區(qū)深施肥鏟易 堵塞的問題 肖文立等 設(shè)計了一種帶切茬圓盤的 類鏵式深施肥裝置 通過在施肥鏟體前安裝切茬圓 盤 實現(xiàn)切茬 破土及深施肥的功能 廖宜濤等 基于主動刮削防堵原理設(shè)計了一種油菜精量聯(lián)合直 播機主動防堵深施肥裝置 可滿足稻 油輪作區(qū)油菜 種植施肥播種農(nóng)藝要求 在我國冬油菜產(chǎn)區(qū) 由于 地表秸稈量大且韌性強 土壤黏重板結(jié) 油菜種植機 具作業(yè)幅寬小 深施肥部件鏟體及出肥口易堵塞 難 以保證深施肥作業(yè)質(zhì)量 采用仿生技術(shù)及創(chuàng)新性設(shè) 計新型深施肥機是目前冬油菜產(chǎn)區(qū)深施肥部件研究 的重點及難點 秸稈還田不僅降低了秸稈焚燒所造成的大氣污 染 而且還可通過增加土壤有機質(zhì) 改良土壤結(jié)構(gòu) 促進(jìn)微生物活力和作物根系發(fā)育等實現(xiàn)增產(chǎn) 進(jìn)一 步減少化肥施用量 國外地塊廣闊區(qū)域如加拿大等 在播種油菜前 先通過大型聯(lián)合耕整機對地表秸稈 進(jìn)行翻埋和還田處理 為后續(xù)的油菜播種提供了良 好條件 目前我國南方冬油菜產(chǎn)區(qū)采用獨特的水旱 輪作模式 由于油菜播種時土壤黏重板結(jié) 且地表前 茬作物秸稈高粗 殘留量大 秸稈還田技術(shù)尚未成熟 應(yīng)用 為提高對復(fù)雜田間工況的適應(yīng)性 魏國粱 等 設(shè)計了一種犁旋組合式油菜直播機 圖 該機型可一次性作業(yè)完成秸稈翻埋 碎土平整 開畦 溝 施肥 播種等作業(yè)工序 廖慶喜等 則設(shè)計了 一種帶狀種床整理裝置 圖 通過旋耕裝置的滅 茬刀組及帶狀旋耕刀組進(jìn)行秸稈還田及種床整理 秸稈還田技術(shù)及裝備的應(yīng)用可實現(xiàn)田間大量秸稈的 機械化埋覆 在減輕勞動強度的同時還可有效地避 免機具堵塞 提高了油菜機械化播種效率 精量播種技術(shù)與裝備 隨著農(nóng)機農(nóng)藝技術(shù)深度融合 傅廷棟院士提出 油菜種植可因地 因時增加種植密度等建議 達(dá)到 以密增產(chǎn) 以密補遲 以密省肥 以密控草 以密適 機 的效果 油菜種子具有粒徑小 球形度高以及流 動性較好等特點 但由于其表皮薄且含油量高 導(dǎo)致 機播時易出現(xiàn)破損和堵塞現(xiàn)象 開發(fā)適用于油菜種 子特殊生物學(xué)特性和密植農(nóng)藝要求的排種器是目前 油菜機械化精量播種的難點和關(guān)鍵點之一 此外 隨著土地經(jīng)營方式轉(zhuǎn)變 以農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社 農(nóng)機專 業(yè)合作社和家庭農(nóng)場為主體的適度規(guī)模經(jīng)營成為發(fā) 展趨勢 對作物播種效率提出了更高要求 目前 油 菜機械化精量播種主要由單體式排種 集中式排種 無人機排種等排種方式 單體式精量排種技術(shù)與裝備 單體式排種器 可播種一行作物 依據(jù)作業(yè)幅寬及行距 播種機可模 塊化配置多個單體式排種器一次完成多行作業(yè) 油 菜單體式精量排種主要包含機械式和氣力式兩類 湯楚宙等 針對型孔輪式排種器設(shè)計了一種調(diào)節(jié) 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報 第 卷 聯(lián)合耕整機限深單元 聯(lián)合耕整機碎土單元 聯(lián)合耕整機平整單元 深施肥示意圖 鋤鏟式深施肥鏟 滑刀式深施肥鏟 類鏵式深施肥鏟 犁旋組合式油菜直播機 滅茬旋耕雙軸耕整機 圖 種床整理 深施肥技術(shù)以及秸稈還田技術(shù)裝備 環(huán)以調(diào)節(jié)播量 研究了不同排種器結(jié)構(gòu)尺寸及作業(yè) 參數(shù)對排種均勻性及種子破損率的影響規(guī)律 張青 松等 設(shè)計了一種帶缺口矩形勺式油菜精量穴播 排種器 研究了型孔尺寸 數(shù)量 安裝傾角和轉(zhuǎn)速等 因素對播種質(zhì)量的影響規(guī)律 氣力式排種器相比于機械式排種器具有傷種率 低及對種子適應(yīng)性好等優(yōu)點 田波平等 研制了 型油菜精量聯(lián)合直播機 能一次完成開溝 起壟 播種 施肥等作業(yè) 舒彩霞等 廖宜濤等 進(jìn)一步分析了其氣力系統(tǒng)工作特性并提出一種溢流 釋壓的穩(wěn)壓方法 研究了各運行參數(shù)對排種質(zhì)量的 影響規(guī)律 為提高油菜精量直播機對播量變化的適 應(yīng)性 舒彩霞等 設(shè)計了一種凸輪搖桿式播量調(diào)節(jié) 裝置 分析了調(diào)節(jié)裝置運動學(xué)特性 為進(jìn)一步提高正 負(fù)氣壓式排種器對高速排種適應(yīng)性 李兆東等 設(shè) 計了槽齒組合式吸種盤 采用動力學(xué)分析與 仿真分析等手段研究了較優(yōu)的槽齒結(jié)構(gòu)型式及其對 充種和吸種效果的影響機理 通過不斷改進(jìn)優(yōu)化 系列播種機已在長江流域冬油菜種植區(qū)及部 分春油菜種植區(qū)得到廣泛應(yīng)用 集中式精量排種技術(shù)與裝備 集中排種器 簡稱集排器 為 個排種部件 個種箱或者 個 統(tǒng)一的輸種系統(tǒng)同時排種 實現(xiàn) 一器多行 的精量 排種裝置 可實現(xiàn)高速 寬幅播種 顯著提高工作效 率 具有裝種卸種方便 整機及傳動結(jié)構(gòu)簡單等特 點 已成為當(dāng)前排種技術(shù)發(fā)展的趨勢 根據(jù)排種 原理可分為機械離心式集排器 氣力滾筒式排種器 和氣送式集排器 圖 機械離心式排種器主要利用回轉(zhuǎn)運動部件迫使 種子在離心力作用下排出 廖慶喜等 設(shè)計了一 器多行機械離心式油菜排種器 圖 依靠回轉(zhuǎn)的 倒置內(nèi)錐筒實現(xiàn)一器多行排種 同時結(jié)合 軟 件模擬分析了排種過程 探明了種子量與臨界轉(zhuǎn)速 之間的關(guān)系 進(jìn)一步通過優(yōu)化型孔直徑并設(shè)計枝 狀閥式分流裝置提高了田間作業(yè)適應(yīng)性 王都 等 為提高油菜離心式集排器充種穩(wěn)定性 設(shè)計了 一種 沙漏通道 型充種管 實現(xiàn)排種器種子流可控 機械離心式集排器結(jié)構(gòu)簡單且靈敏度高 但其排種 量與播種機前進(jìn)速度同步性不夠 氣力滾筒式集排器 圖 應(yīng)用氣流正壓或負(fù) 壓使種子吸附或壓在型孔上 一次播種 行 基于正負(fù)氣壓組合式排種原理 李明等 設(shè)計了一 種氣力滾筒式油菜精量集排器 建立了負(fù)壓值 正壓 值與集排器結(jié)構(gòu)參數(shù)和運行參數(shù)的數(shù)學(xué)關(guān)系模型 李兆東等 采用氣流清種與氣壓護(hù)種組合技術(shù)解 決了種子易被剪切破壞的問題 設(shè)計了一種 倒方 錐 型孔并應(yīng)用于油菜精量氣壓式集排器 德國阿 瑪松公司研制了 氣壓式精密排種器 可適 應(yīng)前進(jìn)速度 的高速精量播種 完全滿足大 田塊高效播種需求 氣送式集排器采用機械定量 氣流一階分配或 二階分配的方式排種 能適應(yīng)多種作物高速 寬幅 第 期 萬星宇 等 油菜全產(chǎn)業(yè)鏈機械化智能化關(guān)鍵技術(shù)裝備研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 高效播種 已成為國內(nèi)外排種器發(fā)展的主要方向 國外的氣送式播種機主要應(yīng)用于以大豆 麥類等為 代表的中 大粒徑作物種子精量條播 等 采用的 型和 型氣送式集 排器可將大豆 綠豆 高粱和小麥等種子平均分配至 開溝器中 等 比較了平行盤 封閉漏斗型 和流線型分配器結(jié)構(gòu)形狀對排種性能的影響 發(fā)現(xiàn) 供種速率和入口氣壓對分配均勻性影響較大 我國 南方冬油菜產(chǎn)區(qū)多為稻油 麥 水旱輪作種植方式 油菜 小麥?zhǔn)侵饕痉N植作物 為提高機具利用 率 雷小龍等 設(shè)計了油麥兼用型氣送式集排器 圖 以提高機具利用率 提出了一種傾斜錐柱狀 型孔和錐孔輪交錯排布的結(jié)構(gòu) 優(yōu)化設(shè)計了文丘里 管式供料裝置和碗式枝狀分配器 邢鶴琛等 設(shè) 計一種油菜雙圈 小麥三圈型孔交錯排布以及斜錐 形型孔結(jié)構(gòu)的油麥兼用集排器 基本滿足長江中下 游地區(qū)油菜和小麥播種要求 為實現(xiàn)油菜輕簡化精 量 高速播種 等 進(jìn)行了氣流集排的關(guān)鍵 參數(shù) 空氣速度 流量濃度和管道直徑 與排種均勻 性影響的研究 等 為研究氣送式集 排器中種子 氣流兩相流的影響機制 開展了 耦合仿真 以數(shù)學(xué)模型的方式描述了集 排器分種的過程 針對作業(yè)坡度對油菜氣送式集排 器性能影響的問題 王磊等 應(yīng)用 仿真探究地表坡度對供種裝置 集中分配器性 能的影響規(guī)律 針對坡度變化范圍大時供種量穩(wěn)定 性不足等問題 設(shè)計了一種調(diào)節(jié)彈簧調(diào)節(jié)清種毛刷 與外切圓弧型孔輪距離以控制充種及清種量 實現(xiàn) 坡地播種穩(wěn)定供種 氣送式集排器排種性能優(yōu)越 可適應(yīng)高速 寬幅 多種作物的精量播種 現(xiàn)階段能 滿足油菜 小麥等小 中粒徑種子的播種要求 有效 提高了機具利用率和生產(chǎn)效率 是中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化 進(jìn)程中規(guī)?；?jīng)營機械化播種的發(fā)展趨勢 無人機播種技術(shù)與裝備 長江中下游地區(qū)丘 陵 山區(qū) 河灘 坡地等冬閑田面積廣闊 是油菜種植 的潛在耕地資源之一 常規(guī)地面播種裝備因適應(yīng)性 問題無法進(jìn)入作業(yè)或進(jìn)入作業(yè)的經(jīng)濟效益不高 配 備高精度自主飛行功能的無人機體型小 作業(yè)靈活 可懸停 起降無需跑道 地形適應(yīng)性好 可以實現(xiàn)航 跡規(guī)劃和自動導(dǎo)航飛行 具有地面播種裝備無法 比擬的高通過性特點 利用無人機飛播技術(shù)可 完成復(fù)雜地貌的油菜種植 油菜無人播種裝備主要由無人機和播種裝置組 成 無人機作為利用無線電遙控設(shè)備和自備程序控 制裝置操縱的不載人飛行器 可實現(xiàn)適應(yīng)不同地貌 和播量需求的油菜飛播 黃小毛等 為有效解決 農(nóng)用無人機復(fù)雜邊界田塊下的油菜播種作業(yè)問題 引入貪婪算法 凸多邊形最小跨度法和步進(jìn)旋轉(zhuǎn)法 提出一種對田塊邊界形狀具有普適性意義的旋翼無 人機作業(yè)路徑規(guī)劃算法 徐博等 為實現(xiàn)多個作 業(yè)區(qū)域不同播種效果 基于遺傳算法與 問題得 到區(qū)域間的優(yōu)化作業(yè)順序 研究了一種無人機全局 航線規(guī)劃算法 吳開華等 為在坡地作業(yè)過程中 保持穩(wěn)定的仿地飛行以提高作業(yè)質(zhì)量 通過前置毫 米波雷達(dá)與對地毫米波雷達(dá)的高度進(jìn)行多雷達(dá)高度 信息融合以提高響應(yīng)速度 并采用模糊 控制算 法控制無人機高度 針對無人機的研究主要為提高 飛播作業(yè)過程的作業(yè)質(zhì)量 效率和續(xù)航 重點開展無 人機作業(yè)路徑的規(guī)劃和優(yōu)化工作 播種裝置作為實現(xiàn)飛播的核心部件 其排種性 能決定種子在地表分布的均勻性和一致性 張青松 等 為解決丘陵山區(qū)油菜種植面積逐步擴大和平 原地區(qū)稻油茬口矛盾突出的問題 開發(fā)了與極飛 四旋翼無人機平臺配套的油菜無人機飛播裝置 和控制系統(tǒng) 設(shè)計的槽輪式排種裝置可實現(xiàn)油菜條 播 黃小毛等 設(shè)計了基于離心條播式排種器的無 人機油菜飛播裝 優(yōu)化了上凸錐筒離心式排種器結(jié) 構(gòu) 提出了一種與離心排種器配合使用可實現(xiàn)油菜 條播的輔助導(dǎo)種裝置 等 為實現(xiàn)坡地有效播 種 設(shè)計了一種用于無人機的離心式排種裝置 應(yīng)用 仿真分析離心式圓盤的轉(zhuǎn)速 無人機的飛行 高度和擋板環(huán)的角度對分布均勻性的影響 綜上所 述 現(xiàn)有針對無人機播種裝備的研究主要集中于設(shè) 計輕量化 結(jié)構(gòu)簡單的排種裝置 通過仿真和試驗分 析無人機旋翼氣流 排種裝置 導(dǎo)種管對播種均勻性 的影響 且為增加地表種子分布的有序性 無人播種 逐漸由撒播到條播技術(shù)發(fā)展 收獲技術(shù)與裝備 油菜屬于無花序作物 植株高大 分枝多 成熟 果莢易炸裂 機械化收獲作業(yè)難度較大 現(xiàn)階段油 菜機械化收獲方式主要有聯(lián)合收獲和分段收獲兩種 形式 此外 為提高油菜種植附加價值 實現(xiàn)油菜多 功能開發(fā)利用 飼用收獲也逐步推廣應(yīng)用 分段收獲技術(shù)與裝備 分段收獲主要通過割 曬機先將油菜割倒鋪放于田間進(jìn)行晾曬 利用后熟 作用至油菜完全成熟后 再進(jìn)行撿拾 脫粒作業(yè) 我 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報 第 卷 國油菜種植區(qū)域跨度較大 各地區(qū)油菜特性與成熟 度不一致 增加了油菜的收獲難度 分段收獲充分 利用了油菜的后熟作用 確保成熟度基本一致 對油 菜的品種適應(yīng)性較強 延長了收獲期 可減小收獲損 失率并有效緩解輪作區(qū)茬口矛盾突出的問題 且收 獲后籽粒相對飽滿 含水率基本一致 利于產(chǎn)后油脂 加工 提高油脂品質(zhì) 割曬機主要通過立式或臥式割臺輸送裝置將割 倒后的油菜集中并有序鋪放至田間 鋪放方式可分 為中間鋪放與側(cè)邊鋪放 種形式 因油菜植株高 大 國內(nèi)外油菜割曬機以臥式割臺為主 種鋪放方 式并存 發(fā)達(dá)國家已實現(xiàn)油菜規(guī)模化種植 形成了 寬幅 大馬力 專用化 智能化的油菜割曬裝備 如 公司研制的 系列割曬機 圖 采用中間鋪放方式 割幅可達(dá) 可根 據(jù)需要調(diào)節(jié)割茬高度 加拿大 公司研制的 型割曬機 圖 割幅為 能夠 實現(xiàn)雙向駕駛 收獲效率高 在關(guān)鍵裝置與調(diào)控技 術(shù)研發(fā)上 等 針對油菜收獲時堵塞嚴(yán)重 損失較大的問題 設(shè)計了一種輔助輸送裝置 提高了 油菜輸送的流暢性 等 設(shè)計了一種配有 速度控制系統(tǒng)的自走式油菜割曬機 可以根據(jù)作業(yè) 需求調(diào)節(jié)收獲速度 提高了收獲的適應(yīng)性 我國油菜收獲機械研究起步較晚 現(xiàn)階段分段 收獲裝備基本實現(xiàn)了切割 輸送 鋪放的功能 但存 在輸送效率低 鋪放質(zhì)量差 輸送通道易堵塞等問 題 限制了割曬機的工作效率 廖宜濤等 針對南 方小地塊作業(yè)損失大 能耗高等問題 設(shè)計了一種用 于小地塊油菜分段收獲的 型手扶式油菜割 曬機 與手扶拖拉機配套作業(yè) 結(jié)構(gòu)簡單 韓彩銳 等 針對前懸掛油菜割曬機傳動路徑復(fù)雜 動力損 失大等問題 設(shè)計了一套與 型油菜割曬機 配套的液壓驅(qū)動系統(tǒng) 各運動單元獨立工作 提高了 對不同品種油菜的適應(yīng)性 王修善等 針對現(xiàn)有 油菜割曬機適應(yīng)性差等問題 設(shè)計了一種 型油菜割曬機 采用履帶式底盤和立式割臺作業(yè) 可 根據(jù)地形調(diào)整割茬高度 油菜鋪放整齊均勻 石增 祥 等以聯(lián)合收獲機為動力平臺設(shè)計了 型油菜割曬機 圖 實現(xiàn)油菜的單側(cè)鋪放 油菜輸送和鋪放的過程中 機具參數(shù)與油菜特 殊生物學(xué)特性不匹配是導(dǎo)致鋪放效果不佳的重要原 因 金誠謙等 基于 型油菜割曬機研究了 油菜形態(tài) 成熟度 輸送機構(gòu)參數(shù) 鋪放裝置參數(shù)以 及排禾口等因素對鋪放質(zhì)量的影響 蔣亞軍等 針對 型油菜割曬機 圖 機架振動幅度 大等問題 基于 對機架進(jìn)行了建模分析 得 到了六階模態(tài)下機架的頻率與振型 提出了增加拱 門結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案 降低了割曬機工作時的共振 李海同等 為提高手扶立式油菜割曬機的作業(yè)性 能 基于 和 建立了割曬機與油菜植 株的剛?cè)狁詈夏Ｐ?并進(jìn)行了仿真試驗 得到了前進(jìn) 速度 割茬高度 植株密度 摩擦系數(shù)等因素對油菜 鋪放質(zhì)量的影響 為割曬機的作業(yè)參數(shù)優(yōu)化提供了 理論支撐 綜上所述 國外因田塊面積大 油菜割曬機以寬 幅 大喂入量 大馬力 廣適性為特點 多采用中間鋪 放方式 基本實現(xiàn)了油菜莖稈的有序條鋪 我國南 方冬油菜種植區(qū)受田塊面積小 水旱輪作田間工況 復(fù)雜等制約 寬幅割曬機難以應(yīng)用推廣 有限割幅內(nèi) 實現(xiàn)莖稈有序鋪放是割曬機研發(fā)的難點 此外 實現(xiàn) 割曬機機組前進(jìn)速度 撥禾輪轉(zhuǎn)速 輸送裝置運行參 數(shù)等的綜合適配是提高割曬機對油菜植株適應(yīng)性的 關(guān)鍵 聯(lián)合收獲技術(shù)與裝備 聯(lián)合收獲是使用聯(lián)合 收獲機一次性完成油菜切割 脫粒 分離 清選等主 要工序的收獲方式 具有省時省力 作業(yè)效率高 適 宜搶農(nóng)時等優(yōu)點 可適應(yīng)我國絕大部分地區(qū)的油菜 種植環(huán)境 得益于水稻 小麥等糧食作物聯(lián)合收獲 技術(shù)的快速發(fā)展 稻麥聯(lián)合收獲已形成了較為成熟 的機械化收獲技術(shù)與裝備體系 然而 由于油菜植 株高大 成熟度不一致 角果易炸裂等特殊生物學(xué)特 性 由稻麥聯(lián)合收獲平臺發(fā)展而來的油菜聯(lián)合收獲 機適應(yīng)性不足 綜合損失率居高不下 年我國 油菜機收率僅為 遠(yuǎn)低于小麥 水稻的機械化 收獲水平 目前油菜聯(lián)合收獲機總體上向廣適性 大喂入量 智能化 功能集成化方向發(fā)展 圖 和 圖 為國內(nèi)外典型油菜聯(lián)合收獲機 油菜聯(lián)合收獲機由割臺 脫粒分離裝置 清選裝 置等組成 割臺工作過程中割刀 側(cè)邊切割器往復(fù)運 動及撥禾輪擊打是導(dǎo)致割臺振動與落粒損失的主要 因素之一 植株接觸部件的優(yōu)化是提高油菜聯(lián)合收 獲機適應(yīng)性 減少籽粒損失的關(guān)鍵 在解決割臺 均勻喂入的問題上 李海同等 提出了具有莖稈切 割 輸送 復(fù)切功能的分體組合式割臺及其復(fù)切輸送 器間隙自適應(yīng)調(diào)節(jié)機構(gòu) 朱劍等 開發(fā)了一種基于 嵌入式的電液比例控制系統(tǒng) 提升了割臺工作高度 第 期 萬星宇 等 油菜全產(chǎn)業(yè)鏈機械化智能化關(guān)鍵技術(shù)裝備研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 調(diào)整實時性和準(zhǔn)確性 莊肖波等 提出一種基于魯 棒反饋線性化割臺高度控制策略 提升喂入量的穩(wěn) 定性 降低整機各環(huán)節(jié)的作業(yè)負(fù)荷波動 目前割臺 損失仍是整機主要損失之一 低損均勻喂入是提升 后續(xù)工作部件性能的關(guān)鍵 針對脫粒分離裝置大喂入量作業(yè)適應(yīng)性要求 國內(nèi)外圍繞脫粒元件的選擇與優(yōu)化設(shè)計 脫粒間隙 可調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)參數(shù)匹配設(shè)計開展了研究 唐 忠等 研究了不同脫粒元件的脫粒分離的性能影 響 試驗得出短紋桿綜合脫粒性能較優(yōu) 邸志峰 等 設(shè)計了一種紋桿塊與釘齒組合式軸流脫粒滾 筒 謝芳平等 耿端陽等 設(shè)計了柔性脫粒滾 筒 均為脫粒元件的設(shè)計與選型提供依據(jù) 李耀明 等 設(shè)計了由凹板間隙調(diào)節(jié)系統(tǒng)和凹板篩后側(cè)油 壓力采集系統(tǒng)組成的脫粒滾筒負(fù)荷監(jiān)測和凹板間隙 調(diào)節(jié)裝置 王勛威等 設(shè)計了一種直徑可調(diào)的脫粒 滾筒 通過改變脫粒滾筒直徑 實現(xiàn)脫粒間隙調(diào)節(jié) 脫粒分離裝置作為聯(lián)合收獲機的核心裝置 其物料 處理能力的提升是實現(xiàn)聯(lián)合收獲機喂入量提升的關(guān) 鍵 圍繞大喂入量及其波動變化作業(yè)開展脫粒滾筒 結(jié)構(gòu)設(shè)計 脫粒分離裝置的參數(shù)優(yōu)化與匹配是未來 發(fā)展方向 清選裝置以風(fēng)機與振動篩組合式清選裝置為 主 也有部分中小型聯(lián)合收獲機采用旋風(fēng)分離清選 裝置 針對風(fēng)篩組合式清選裝置主要開展了篩分機 理探究 風(fēng)機和篩體優(yōu)化 氣流場和物料耦合分析等 研究 童水光等 樊晨龍等 王立軍等 為優(yōu) 化風(fēng)機和篩體分別提出了雙風(fēng)道六出風(fēng)口風(fēng)機 圓 錐形風(fēng)機 雙層振動清選裝置以提高清選系統(tǒng)的工 作性能 李耀明等 針對清選篩脫出物易粘附 堵 塞清選篩的問題開展了仿生篩的研究 明確脫出物 粘附規(guī)律與仿生篩的結(jié)構(gòu)設(shè)計 在清選裝置內(nèi)氣流 場和物料運動分析研究中計算流體力學(xué) 和顆 粒離散元 及其耦合的方法應(yīng)用廣泛 李洋 等 研制了多風(fēng)道清選試驗臺以研究脫出物喂入 量對清選裝置內(nèi)部氣流場的影響 李洪昌等 對風(fēng) 篩式清選裝置進(jìn)行 與 軟件耦合仿真 得 到脫出物在清選室內(nèi)的運動規(guī)律及脫出物顆粒運動 軌跡 此外 廖慶喜等 基于短程收獲原理 開發(fā) 了利用懸浮氣流清選的旋風(fēng)分離清選系統(tǒng) 驗證了 旋風(fēng)分離應(yīng)用于油菜清選的可行性 隨著油菜單位 產(chǎn)量的不斷提高 需要進(jìn)一步研究清選裝置的結(jié)構(gòu) 與運動參數(shù)匹配 脫出物與清選裝置耦合 脫出物組 分分配 關(guān)鍵裝置布局優(yōu)化在聯(lián)合收獲機有限空間 內(nèi)合理布局 提高清選裝置性能及效率 飼用收獲技術(shù)與裝備 為增加油菜種植附加 產(chǎn)值 提高農(nóng)戶種植積極性 除油用外 油菜的莖 葉 可作為鮮喂飼料直接供牲畜食用 也可青貯后作為 春冬飼草的重要來源 緩解冬春季節(jié)青飼料嚴(yán)重缺 乏的問題 且飼用油菜作飼料具有種植成本低 產(chǎn)量 高 適口性好 蛋白質(zhì)和脂肪含量高等優(yōu)點 對于我 國畜牧業(yè)的發(fā)展具有促進(jìn)作用 目前 青飼收獲技 術(shù)和裝備發(fā)展相對成熟 典型裝備包括紐荷蘭公司 青貯收獲機 科樂收 自走式青貯飼料收割機 新疆牧神 型自走式青 黃 貯飼料收獲機 中機美諾 自 走式飼料收獲機等 但飼用油菜專用收獲裝備鮮有 報道 飼用收獲技術(shù)關(guān)鍵在于切碎技術(shù)的研究 莖稈 切碎質(zhì)量的高低是評價飼料優(yōu)劣的重要標(biāo)準(zhǔn) 公譜 等 研究表明切碎方式不僅影響切碎效果 且對畜 禽采食率 飼料營養(yǎng)價值等影響顯著 切碎方式的選 擇要綜合飼喂對象 飼料種類 飼料后續(xù)處理和功耗 等多方面的因素 按照切碎方式的不同 切碎裝置 可分為盤刀式和滾刀式 種類型 盤刀式切碎 裝置用于飼用油菜收獲時 油菜受過度揉搓擠壓 導(dǎo) 致汁水溢出無法飼喂 而且切碎后物料易在長而窄 的輸送通道內(nèi)堵塞而無法繼續(xù)作業(yè) 蔣亞軍等 針對長江中下游地區(qū)飼用油菜生物量大 含水率高 缺乏適用收獲機械的問題 開發(fā)了飼用油菜專用收 獲機 圖 開展了冬春鮮喂飼用油菜機械化收獲 切碎裝置設(shè)計與試驗 吳巧梅等 對平板刀式滾 筒切碎裝置的參數(shù)進(jìn)行試驗優(yōu)化 在滿足拋扔條件 下 應(yīng)盡量選擇較大的切割前角 刀片的安裝隙角要 盡可能小 飼用油菜收獲期長 不同生育期物料特性 差異大 喂入量大 含水率高等特殊生物學(xué)性狀是導(dǎo) 致常規(guī)青貯收獲機適應(yīng)性不高的主要原因 同時 飼用油菜作為新型飼料 其適口性 飼喂效果與機械 化收獲裝備參數(shù)匹配關(guān)系亟待深入研究 病蟲草害無人機防治技術(shù)與裝備 無人機植保作業(yè)對不同地形 地塊大小和作物 高度適應(yīng)性好 具有作業(yè)效率高 應(yīng)對突發(fā)災(zāi)害能力 強等特點 國內(nèi)相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)了系列化的植保無人 機 如大疆 系列植保無人機 極飛 系列植保無 人機等 為提高施藥的均勻性 減小藥液的飄逸損 失和節(jié)能高效作業(yè) 眾多學(xué)者開展了無人機噴藥系 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報 第 卷 機械離心式 氣力滾筒式 氣送式 約翰迪爾 油菜割曬機 油菜割曬機 型油菜割曬機 型油菜割曬機 聯(lián)合收獲機 沃得 聯(lián)合收獲機 飼用油菜收獲機 圖 油菜精量播種與收獲機械裝備 統(tǒng)關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化 作業(yè)參數(shù)和作業(yè)效果實時檢 測等研究 噴藥系統(tǒng)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和作業(yè)參數(shù)控制是良 好作業(yè)效果的重要保證 李熙等 采用在藥箱設(shè) 置水平和豎直阻尼隔板的結(jié)構(gòu)方案 降低了藥液晃 動對無人機穩(wěn)定運行的不利影響 姜銳等 設(shè)計 一種通過采集藥箱內(nèi)外氣壓差值及無人機傾斜角 度 利用混合數(shù)字濾波算法準(zhǔn)確獲取藥箱液量的監(jiān) 測裝置 何勇等 詳細(xì)分析了不同噴嘴的結(jié)構(gòu) 特 點和適用場景 介紹了噴嘴性能評價指標(biāo)及測試方 法 提出應(yīng)結(jié)合作物 噴藥需求以及作業(yè)環(huán)境三因素 進(jìn)行施藥決策 劉洋洋等 通過建立閥門開度與 作業(yè)高度 作業(yè)速度和施藥量的分級控制算法 構(gòu)建 多信息監(jiān)測與變量施藥系統(tǒng) 此外 仿真模擬分析 是研究施藥效果的有效措施 張豪等 采用 方法分析了懸停高度 生長階段和自然風(fēng)速等因素 對無人機下洗氣流場的影響規(guī)律 研究得出自然風(fēng) 影響下洗氣流分布對稱性 沿逆風(fēng)方向調(diào)整可改善 施藥效果 等 采用生成對抗網(wǎng)絡(luò)模型提取 樣本特征來預(yù)測單旋翼無人機氣流場 獲得比 模型更快的數(shù)據(jù)壓縮速度和更高壓縮率 噴藥效果的精準(zhǔn)高效觀測是評價作業(yè)質(zhì)量和改 進(jìn)噴藥系統(tǒng)的重要依據(jù) 張瑞瑞等 采用熒光示 蹤法與水敏紙法研究了不同飛行速度和飛行高度條 件下施藥霧滴沉積特性 王志翀等 設(shè)計一種無 人機噴藥霧滴沉積飄移立體分布的測試方法 通過 在地面和空中布設(shè)沉積和飄移收集器 研究了不同 機型和噴頭作業(yè)時的沉積和飄移特性 王昌陵 等 設(shè)計一種仿真果園試驗臺 通過在地面 冠 層 空中等處設(shè)置沉積和飄移收集裝置 提出可采用 霧滴空間飄移指數(shù)評價藥液霧滴空間飄移特性 利 用無人機技術(shù)可解決因油菜生育后期植株高大 分 枝眾多等因素導(dǎo)致田間封行 傳統(tǒng)植保機械難以作 業(yè)的難題 開放環(huán)境下實現(xiàn)霧滴均勻覆蓋 提高續(xù)航 時間及作業(yè)效率仍是重大挑戰(zhàn) 產(chǎn)后油脂加工技術(shù)與裝備 油脂是人體所需能量和脂肪酸的重要來源之 第 期 萬星宇 等 油菜全產(chǎn)業(yè)鏈機械化智能化關(guān)鍵技術(shù)裝備研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 一 油脂加工設(shè)備包括了從油菜籽粒收獲后的干 燥 清理 分選 儲藏及輸送 籽粒的預(yù)處理 預(yù)榨 浸 出 精煉 包裝與副產(chǎn)品的精深加工等全過程各個單 元操作所需的各種專用設(shè)備和通用設(shè)備 通過制油 工藝改良提高油料產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率和利用率 對協(xié)調(diào)產(chǎn) 業(yè)發(fā)展 推進(jìn)農(nóng)業(yè)增效 促進(jìn)農(nóng)民增收 保障農(nóng)村穩(wěn) 定 提高城鄉(xiāng)居民生活水平和質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實 意義 脫皮冷榨制油工藝是近幾年國內(nèi)外涌現(xiàn)出的新 型工藝技術(shù) 可減少加工物料的高溫處理 所得油脂 品質(zhì)高且降低了加工能耗和成本 脫皮與皮仁 分離是制油前預(yù)處理中重要環(huán)節(jié) 也是雙低菜籽高 效加工研究的難點和熱點 德國凱姆瑞亞 斯凱特 公司與德國埃森綜合大學(xué)食品工藝系合作開發(fā)了一 種油菜籽破殼及殼 仁分離設(shè)備 采用相對運動的 個圓輥對油菜籽進(jìn)行壓碎的破殼方式 殼 仁分離則 采用了高壓電場分離法 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料 作物研究所應(yīng)用離心撞擊式脫皮和綜合分離原理 研制出油菜籽干法脫皮機與皮仁分離系統(tǒng) 傳統(tǒng)熱榨 浸出菜籽油加工工藝生產(chǎn)的油脂色 澤深 酸值高等缺點 與傳統(tǒng)的油菜籽制油普 遍采用蒸炒 預(yù)榨 浸出工藝不同 低溫壓榨不需蒸 炒 能耗較低 且冷榨制油工藝一般為全機械過程 經(jīng)螺旋壓榨機壓榨后過濾 雙螺旋壓榨機由于具有 油脂高效提取 餅粕質(zhì)量好和工藝成本低等優(yōu)點而 得到廣泛推廣 現(xiàn)已出現(xiàn)了多種新型低溫壓榨工藝 技術(shù)和設(shè)備 國內(nèi)在相應(yīng)低溫壓榨設(shè)備加工能 力和規(guī)模方面不斷擴大 如低溫螺旋榨油機 單 螺桿油料冷榨機 油料冷榨機 等 然而 我 國油菜生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)模相對較小 油菜產(chǎn)后油脂加工 環(huán)節(jié)缺少成套產(chǎn)地加工設(shè)備 導(dǎo)致收獲后油菜籽粒 無法及時處理 延長了產(chǎn)后加工周期 提高了高含水 率油菜籽粒霉變風(fēng)險 造成籽粒損失 油菜無人農(nóng)場關(guān)鍵技術(shù)與裝備 農(nóng)場由于其特殊規(guī)模效應(yīng) 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域具 有重要的作用 伴隨農(nóng)業(yè)的發(fā)展 農(nóng)場經(jīng)歷了傳統(tǒng)農(nóng) 場到機械化農(nóng)場到自動化農(nóng)場再到目前的無人農(nóng) 場 無人農(nóng)場是在人不進(jìn)入農(nóng)場的情況下 采用物 聯(lián)網(wǎng) 大數(shù)據(jù) 人工智能 機器人等新一代信息 技術(shù) 通過對農(nóng)場設(shè)施 裝備 機械等遠(yuǎn)程控制或智 能裝備與機器人的