農業機械科技的發展趨向理工論文
農業機械科技的發展趨向理工論文
歐洲農業機械科技界從1984年開始,每隔一年召開一次以農業機械為中心的國際性農業工程學術會議,已先後在英國、荷蘭和法國舉行過三次。1990年的會議由聯邦德國工程師學會農業機械分會和農業機械化學會主辦,在柏林召開。根據柏林會議主辦單位釋出的會議綱要,這次會議發表論文報告248篇,分別在大會報告和分組交流或以圖片、錄象形式交流。提供這些論文的代表來自32個國家。除歐洲以外,還有北美、亞、非、拉和大洋洲10多個非歐洲國家。近幾年,歐洲國家對農業機械科技開發的投入較大,據介紹每年約520。萬美元,而美國只1900萬美元,而且在歐洲政府收入與工業投入結合密切,開發效果較好。因此,這次會議進行的科技交流,在相當程度反映了當今農業機械科技發展的水平和趨向。
一、柏林國際農機會議論文內容簡介
現按會議分組的專業,將學術論文涉及的主要內容介紹如下:
1.拖拉機和運輸(1)輪胎與土壤系統包括特大輪胎和低壓輪胎等動態特性、載荷、受力分佈、輪跡、滑轉最佳化等;(2)拖拉機底盤包括支承系統、鉸接拖拉機、多軸底盤、靜液壓驅動等的特性,傳動系統的傳動效率,路感油泵特性,齒輪箱的計算機輔助設計、製造等;(3)拖拉機及駕駛包括拖拉機駕駛和計算機控制,三點懸掛引數,拖拉機一犁系統的智慧監視,拖拉機的發展和在土耳其、西班牙地區特點等;(4)拖拉機振動、噪聲包括拖拉機噪聲分佈,乘座的振動,振動對土壤粘附效能的影響,駕駛室疲勞強度等;(5)運輸工程包括自裝卸拖車的重量,商品土豆運輸系統等。
2.耕作與土壤保持(1)保土耕作制度包括保土耕作的實踐和試驗機架,不同農機具和農機化對土壤的壓實,亞土層土壤壓實,土壤的通行特性和工作特性的測定,並聯雙輪對土壤的壓實和移動,減少輪子、鏈軌板對土壤的有害影響,土壤和犁,不同耕作系統的能耗和生態環境的影響等;(2)拖拉機一犁系統包括犁的作業載荷、犁地阻力的變化,速度、耕深與犁工作部件的受力,不同拖拉機系統對灌溉地的壓實與能耗,窄鐵輪在水田作業,以及苗床整備機具,苗床土塊分佈,作業時土壤水分的快速測定等。
3.田間作物的生產(l)穀物收穫包括穀物新收穫方法試驗,田間直接脫粒收穫,高溼穀粒的聯合收割機脫粒機構,不同玉米收穫方法的能耗,聯合收割機莖稈粉碎裝置等;(2)飼草收穫包括飼草莖稈的切割,飼草的壓碎與乾燥,高密度草捆,散草的堆垛,圓草捆青貯,飼草青貯的物理特性和透氣變質,提高飼料質量的機械處理和熱處理,青貯玉米的產量測定,飼草收穫機風送管的自動控制等;(3)水果和特種作物收穫包括柑桔收穫機器人,土豆收穫的微電子技術等;(4)肥料和廄肥利用包括肥料運撒的物理效能,固體和液態肥料的撒施,液肥加工,提高固體肥料利用效果,施化肥機的顆粒流動,草地施廄肥等;(5)土豆、大豆、玉米地灌溉,草毒地噴水調溫以及農作物特性資料庫,近紅外測定蘋果品質,用充氣輪測定種子,速生薪柴林用裝備,間隙吹氣的遮陰效果,土豆秧的火焰清除等。
4.植物保護(1)提高噴霧質量包括提高藥液混合均勻度、霧滴均勻度、噴射均勻度的研究和方法,改進噴射系統和噴杆設計,建立自動監測系統,靜電噴霧等;(2)防治化學汙染包括農藥對農業生態系統的影響和透過計算機最佳化,藥箱處理,非化學防治等。
5.畜牧業及牛奶生產(l)自動化擠奶系統包括擠奶臺、擠奶系統的對比和發展前景,資訊收集和感測器置放地點,標識系統,乳牛心態測定,環境和衛生,擠奶器最佳化,擠奶機器人,液力擠奶等;(2)豬群管理及畜舍設計包括不同豬群(母豬、仔豬、育肥豬)的管理,喂料系統,環境、稱重與體形測定,豬舍設計,柵狀地板載荷,畜舍墊料(草、舊報紙),禽舍通風、降溫、機械化轉運等。
6.貯藏、千燥和加工(1)糧食貯藏和乾燥包括穀物乾燥機理和模型,不同乾燥方法對比,谷層厚度、狀態對乾燥的影響,冷凍、微波和對流的應用,溼谷貯藏工藝、能耗;(2)太陽能幹燥包括農作物、藥用植物的太陽能幹燥和計算機管理,牛肉的冷藏過程分析,豌豆熱於燥及貯藏質量,穀物和菜籽吸附性對乾燥的影響,果品分級,幹胡蘿蔔的再溼過程,農作物廢料的沼氣化等。
7.自動化和控制(l)計算機應用包括農機資訊標準化,過程控制計算機,自動化的微機系統,穀物收穫圖象分析,水果收穫機器人及其視覺系統,農用機器人的適時網路,溫室內機器人;(2)計算機輔助農業(cAF)包括土壤耕作系統的圖象評估,穀物收穫過程最佳化,田間自動化灌溉系統,排水系統cAD,壩址選定;(3)過程監測包括種子發芽的計算機監視,盆栽作物的彩色圖象系統,溫室氣流控制,農村廢物沼氣化過程監視,以及核磁共振質子測定水果成熟度,農用紅外照相機,高速移栽機等。
8人體工程與安全(l)安全標準包括歐洲共同體的農機具安全標準,房舍規劃標準,植保人員的安全要求;(2)農用車輛的人體工程包括車輛行動分析,駕駛室熱環境,乘座振動及支承系統改造,計算機輔助防止駕駛事故;(3)改善作業條件包括改善獸醫、人工授精技術員、救護員的工作環境,降低擠奶員的噪聲危害及袋裝肥料提升杆的載荷分析等。
9運用研究(])系統分析包括聯合收割機市場分析,田間作物種植的諮詢系統,美國中西部農業發展知識系統和農場決策支援系統;(2)規劃方法包括農場裝置投資規劃方法,小規模機械化的最佳化,用於確定邊際面積的軟體包,仔豬繁育規劃,苗木最佳化分佈和管理規劃,以及農用運輸統計,農業管理哲學等。
10模擬與模型(])機器運動包括農機線性運動模擬,轉彎的側向運動學,不飽和土壤內的`溶質運輸模型;(2)動態模擬包括車輛的動態振動分析,乘座振動資訊分析和計算機模擬最佳化,拖拉機載荷譜與疲勞壽命預估和發動機檢測的專家系統;(3)飼草收貯包括飼草收割的數學模型和計算機模擬,青貯的空氣滲透損失以及廄料處理的技術經濟分析模型。
11機械設計(l)最佳化設計包括農機效能最佳化的戰略,農機具的CAD,自裝卸牧草車的新型割臺和聯合收割機逐稿器和清選裝置,滑塊曲柄機構降低速度浮動的改進設計;(2)液壓系統設計包括農用液壓系統的模組設計,拖拉機操作的壓力流調節系統和靜液壓作業系統的動態分析,以及7千瓦柴油機燃沼氣和低壓燃氣(LPG),聯合收割機維修費用和中小企業的產銷資訊系統的計算機網路。
12乾旱半乾旱國家農業生產都是發展中國家機械化題目。涉及的國家有亞洲的中國(含臺灣)、印度、敘利亞和土耳其,非洲的摩洛哥、坦尚尼亞、蘇丹、/文秘站－您的專屬秘書！/突尼西亞、奈及利亞和烏干達,拉美的古巴和巴西。(1)土壤耕作包括畜力牽引架,耕作機具試驗,塊根集堆鋤,適耕期;(2)地區特種作物包括棉花、小麥、玉米、大豆的能量投入和產出,茶葉機械化,旱作高粱栽培,灌溉甜菜地除草,旱作巴黎果的灌溉效果,甘蔗機械化收穫,奶牛飼料的青貯系統等;(3)溫室包括溫室引數、設計,土管熱交換的周圍空氣加熱,以及小規模農業機械化的合作經營,小榨油機和油料工業規劃,低窪地作物生產的水利設施規劃設計等。
二、世界農機技術發展動向
綜合分析上述各專題交流內容,可以看出近期農業機械技術發展的一些重要趨向。
1.保土耕作,減輕土壤壓實,減少耕作能耗,是土壤耕作的重要實踐,仍繼續發展
研究土壤耕性、通行性和壓實性,輪胎和鏈軌板的形式、載荷分佈,動力機的支承系統,犁和耕作機的配置,耕作制度和耕作規範(速度、耕深等),耕作的農業生態環境等,對保土耕作進行完善和提高。
2.收穫新工藝新技術有較大發展
改進傳統穀物聯合收割機的清選分離機構,提高收穫潮溼穀物的能力;穀物收穫新工藝,尤其是田間直接收穫工藝有了突破,取得了可行的成果;飼草收穫中推行飼草打碎,發展散草收貯和圓草捆袋裝青貯等工藝,對提高飼草收貯工效和質量都有明顯作用;柑桔的視覺和彩色圖象技術的發展,加速了自動化收穫的機械手開發,蘋果、葡萄收穫的機械手也已有人著手研究。
3.防治環境汙染
畜牧業發達的國家,牲畜糞便堆積侵佔土地,汙染周圍水源和大氣,並使大氣暖化;糞便處理,液態和固態廄肥的加工、運輸和向大田、草地施撒機械化是近期發展的熱門課題,研製的新成果也不少;施用廄肥後,田間殘磷增多,危害作物已引起注意,有的國家已經作出限制施用的決定。農藥、化肥施用過多,土壤中殘留量超標和汙染水源日趨嚴重;提高化肥施撒質量,提高植保機械噴霧效能,從配藥、霧滴形成和均勻噴射到減少飛逸散失的技術和裝備以及靜電噴霧、非化學防治都有發展;舊塑膠容器多得成災,已建立回收制度。
4.完善和提高畜牧業生產的機械系統
牲畜的識別裝置、生產環境控制、喂料系統、稱重系統、活牲畜和畜產品運送機械,均在不斷完善和提高,重點是根據畜禽的生育生長特性,透過有關資訊的收集分析,進行環境和飼養的最佳化和自動調控。如根據擠奶量、體重調控喂料量和喂料成分,根據產蛋量調控禽舍內部環境等以增加產量、提高質量和最佳化投入。
5.農產品貯藏和乾燥技術發展的重點是提高質量和降低能耗
建立農產品品質的資料庫,應用紅外和近紅外進行果品分級和品質評定,應用模型技術研究乾燥工藝過程,應用微波技術和對流技術提高太陽能用於乾燥的利用率,發展冷凍技術提高穀物的貯存質量等。
6.計算機技術應用發展迅速,幾乎進人了農業機械科學技術的各個領域
計算機用於運用管理,有計算機輔助農業(cAF),農場決策支援系統和諮詢系統,防止拖拉機事故的輔助駕駛系統;計算機用於農業工程和農業機械的輔助設計,有設計排水系統的CAD,農機整機的CAD和部件、零件的cAD和cAM;計算機用於作業過程研究,有種子發芽、廢棄物沼氣化過程計算機監視,圖象分析和資料處理,各種生產過程的自動化作業系統;模擬技術和數學模型的求解,多數都依賴於計算機。計算機應用技術的發展,特別是用於過程研究和自動化控制,與感測技術的開發和發展是密切相關的。除力學引數的感測繼續有發展外,光、熱引數的感測、採集和圖象處理技術也有較大發展,促進人們對作物生長特性、動物生育特徵以及它們與環境關係的瞭解,進而帶動工程技術的開發,促進農業和畜牧業生產的發展和產量的提高。正是由於資訊科技和計算機技術的迅速發展,農業機械的技術水平提高很快。機、電、儀一體化的農機產品和技術不斷湧現。
7.第三世界農業機械化發展趨向
第三世界農業機械化的發展,不是這次會議交流討論的重點,但從論文數量及內容涉及的地區來看,農業機械化正在開展,科技發展的趨向主要是小規模農業機械化問題的研究,畜力機具的開發,拖拉機和農機具的區域性試驗和推廣,灌溉農業機械化技術和特種作物機械化技術的開發。總的技術發展水平較低,但個別專案的水平較高。瞭解和掌握世界農業機械科技和發展,根據農村經濟發展的需要和條件,有選擇地選用和參考,將有助於推動我國農業機械化事業的發展和農業機械科學技術的提高。