植保机械综述

这种喷头上备有可供调节或选择的结构参数和 工作参数，如喷口大小、空间间隙、喷头的开合时 间等，可以在不改变喷雾压力的情况下改变喷量， 而不影响喷雾质量，其流量变化通过脉宽调制喷头 和可变通流截面积喷头两种方式来实现。
对喷头的研究关键要解决喷射压力、喷射角、 雾滴大小、喷洒均匀性等与喷雾机械喷洒性能相关 的主要设计参数，并理清这些参数与喷头结构参数 的相互关系，从而实现对喷头结构参数的优化。
标，减少漂移量，节省农
药，保护环境。
喷头中两种新型的喷雾技术
一 抗漂移技术
由于非目标的雾滴飘移现象产生大量的问题，如污 染土壤、空气和水源,沉积在作物、家畜、树木中最 终对人类和动植物造成危害。因此，对环境质量要求 的不断提高必然要求对雾滴飘移有更清楚的认识，从 而有助于正确、安全、有效的使用农药。
调压阀的组成：
由调压轮、调节手柄、回水体、阀门、 推杆、弹簧托、弹簧等组成
空气室的工作原理：
活塞在排液行程中的高压药液，进入空气室， 使空气室上部的空气压缩，药液贮于空气室下部， 将能量贮存起来，不至对喷头有过大的冲击压力。 当活塞在吸液行程中，高压药液的压力，显著下降， 这时空气室内的压缩空气膨胀，使药液从空气室排 出，对药液增压，以补偿其降低的压力 。
③专业化程度低。 我国地域辽阔、地理及气象条 件多样，目前农业生产中主要的农作物品种，包 括粮食、纤维、油料、蔬菜、果树、糖烟、茶桑、 牧草、绿肥等8大类共达2000多种，每年发生的 主要病虫草害约有1600多种，目前植保机械品种 及保有量显然不能满足防治需求。
从世界植保技术发展趋势看，在今后相当长
雾滴尺寸是影响雾滴飘移的重要因素，在一定的 工作压力、流动速度下,喷头决定了雾滴粒谱的分布， 在喷雾质量的控制范围内选择产生大雾滴的喷头能控 制移。低漂移喷头就是通过一定的喷头结构设计使 喷头产生低漂移的较大雾滴，从而有效降低漂移。
二 可变量喷雾技术
现代精确农业管理体系 SSM中要求喷头的流 量是可变的、可控的。对农作物实施精确喷雾有两 种方法：一是对靶喷雾，二是根据农作物所受病虫 害的程度进行变量喷雾。目前，可变量技术有两种 基本方式：基于地图信息的可变量技术和基于实时 传感器的可变量技术。可变量喷头正是基于实际需 要和产量潜力来施肥、施药、喷灌等，而不是对整 个农田均匀地喷洒一遍。
化学防治的方法在后面还会介绍到的
但是，需要强调的是，虽然现在用的最多最普遍
的化学防治方法，但植保机械绿色设计最理想的方法 是采用物理方法而不使用农药来达到防治效果。国内 外已有研究开发利用光、电、热杀灭害虫和杂草的物 理防治技术；也有使用“电子杀虫器”“机械式灭虫 机”和“电火花与红外辐射防治”等非化学药剂植保 机械及超声植保、电光源植保等新型无污染方法的报 导。但是，这样的新技术虽是植保机械的方向，但由 于研究尚未深入，离应用和推广尚有距离，而传统的 化学防治仍是植保机械的主要手段。
1.2.2 生物防治法
▪ 利用生物的天敌消灭病虫害的方法。 如：利用瓢虫、赤眼蜂等来消灭害虫等。
1.2.3 物理和机械防治法
利用物理方法和相应的工具消灭病虫害的 方法。例如：机械捕打、果实套代、紫外线照 射、超声波高频震荡、高速气流吸虫机等。
紫外线照射
防雨罩
农药
紫外线灯 农药承接器
高频振荡杀虫机
的一段时期内仍将以化学防治为主。在化防方面， 国际上农药向广谱、高效、低毒、低残留发展， 品种增加，产量减少;施药技术以提高农药在作物 靶标上的附着率，减少农药在地面的沉降和在非 处理区的飘移为目标，发展精准施药技术;施药机 械向高效安全、精量对靶、自动化智能化发展。
目前,欧美发达国家的植保机械以中、大型喷 雾机为主(自走、牵引和悬挂),并采用了大量的先 进技术,现代微电子技术、仪器与控制技术、信息 技术等许多高新技术现已在发达国家植保机械产 品中广泛地应用。
③技术水平低 几乎没有运用防飘移技术。我国 植保机械产品的使用可靠性、制造质量、外观质量 及制造工艺水平均不及发达国家的同类型产品，专 业化生产程度低。
④喷头的材质差 目前大部分喷头所用材料不 适合现代多元农药科学使用的要求，直接导致流量 精度差、雾化效果不佳。
3.1.2 喷头的类型和喷雾新技术
1、液力式喷头，涡流式喷头、扇形
1.2 植物保护的方法
▪ 农业技术防治法 ▪ 生物防治法 ▪ 物理和机械防治法 ▪ 化学防治法
1.2.1 农业技术防治法
利用相应的农业技术，通过作物品 种选育、施用化肥、改进栽培方法、 实行合理轮作、改良土壤等手段消灭 病虫害的方法。
如防治玉米青霉穗腐病就是通过选用 健康无病的种子和相应的农业技术来 消灭病虫害的例子。
4. 1. 2 自动对靶施药技术
目前,国外主要有两种方法实现对靶施药:一是使用 图像识别技术。该系统由摄像头、图像采集卡和计算 机组成。计算机把采集的数据进行处理,并与图像库中 的资料进行对比,确定对象是草还是庄稼、何种草等等, 以控制系统是否喷药。二是采用叶色素光学传感器。 该系统的核心部分由一个独特的叶色素光学传感器、 控制电路和阀体组成。阀体内含有喷头和电磁阀。当 传感器通过测试叶色素判别有草存在时,控制喷头对准 目标喷洒除草剂。
主要表现在：
①施药技术落后。基本上仍沿用大流量、全履盖的喷 洒方式，农药用量大，有效利用率低仅为20%一30% 左右;污染严重，每年有近7000万一8000万t的药液流 失到土壤、水源和空气中，生态环境受到严重污染，
②机械化防治水平低。 我国耕地面积约1.4亿hmz， 农作物病虫害发生面积每年约3.4亿hm“，而机械 植保的面积仅为0.41亿hm“，只占到了12%，手动 机具的防治面积约占防止总面积的60%一70%， 作业效率低(2一3亩/天)，作业质量难以保证。机 动植保机械多为背负式机械喷雾机，总体防治效 率低、人工成本偏高;
植保机械
一、 概 述 二、植保机械的主要类型及特点 三、植保机械的主要工作部件 四、 最新智能化植保机械的简介
一 概述
1.1 植保机械的作用和分类
▪
首先我们了解一下植物保护。植物保护是农林生产
的重要组成部分，是确保农林业丰产丰收的重要措施之
一。为了经济而有效地进行植物保护，应发挥各种防治
方法和积极作用，贯彻“预防为主，综合防治”的方针，
振荡波发生器
高速气流杀虫机
高速气流
进气管
排气管
吸风机
害虫
气流 分 离 筒
折皱吸气管 吸盘
1.2.4 化学防治法
利用化学药剂，通过专用设备灭病虫害的 方法。
这种方法的特点是操作简便，防治效果好， 生产率高，受地域和季节影响小，但对环境和 生态具有一定的破坏作用。目前植物保护的方 法主要是化学防治法，植保机械也是针对化学 防治法的。
▪ （3）对所施用的化学农药应有较高的附着率， 以及较少的飘移损失。
▪ （4）机具应有较高的生产效率和较好的使用经 济性和安全性。
1.4 国内外植保机械的发展概况
目前，我国农药生产技术已处于世界先进水平， 但施药机具和技术的水平却严重滞后，在“耕、种、 肥（施肥）、保（植保）、收”整个生产过程机械化 中，植保机械是相对落后的 ，虽然我国植保机械发展 较快，但和发达国家相比还有很大差距。70%左右的 植保机械处于发达国家20 世纪 70～80 年代的水平。 有大量工作有待继续努力。
4. 1. 3 防飘移技术
在施药过程中,控制雾滴的飘移,提高药液的附着 率是减少农药流失、降低对土壤和环境污染的重要 措施。欧美国家在这方面采用了防飘喷头、风幕技 术、静电喷雾技术及雾滴回收技术等。
手动式喷雾机
2.2 弥雾机——利用风机产生的高速气流
将粗雾滴进一步破碎雾化成75~100微米的雾滴， 并吹送到远方。
2.3 超低量喷雾
机——利用高速旋转
的齿盘将药液甩出，形 成15~75微米的雾滴， 可不加任何稀释水，故 又称超低容量喷雾。
三 植保机械的主要工作部件
一、喷雾机喷头 二、喷雾机液泵 三、药液箱、搅拌器和滤网 四、风机 五、调压阀和空气室
四、 最新智能化植保机械的简介
4.1 几种先进的植保施药技术 4.2 研究发展智能化植保机械的意义 4.3 一些最新的智能化植保机械技术
4.1 几种先进的植保施药技术
4.1.1 低量喷雾技术
低量喷雾技术是指单位面积上施药量不变,但 减少农药原液的稀释倍数,从而减少喷雾量,用水量 相当于常规喷雾技术的1 /5~1 /10。其主要目的是 通过利用小雾滴( 100um以下)较好的穿透性,达到 雾滴在植物各个部位,包括叶子背面均匀分布的目 的。除了使用低量高效的农药外,开发了系列低量 喷头,可依据不同的作业对象、气候情况等选用相 应的低量喷头,以最少的农药达到最佳防治效果。
喷头、撞击式喷头等。
2、气力式喷头 3、离心式喷头 4、静电式喷头
静电式喷头的工作原理
▪ 通过充电装置使雾滴携带
一极性电荷，同时，根据
静电感应原理，地面上的
目标物将引发出和喷嘴极
性相反的电荷，并在两者
之间形成静电场。带电雾 滴受喷嘴同性电荷的排斥，
＋
＋
而受到目标物异性电荷的
－
吸引，使雾滴迅速飞向目
我国植保机械最致命的弱点在于喷头，目前国内植保 喷头主要存在以下 4 个方面的问题：
①喷头种类少 多数植保机械的喷头仍然是 20 世纪 50～70 年代研制开发的产品，20 世纪 80～ 90年代没有较大的发展。
②雾化质量差 其原因是喷头流量精度差，误 差范围在 15%以上；雾锥角精度差，摆动幅度大； 只用一种喷头喷施所有作物，针对性差。
把病、虫、草害以及其它有害生物消灭于危害之前，不 使其成灾。
▪
再来看看植保机械， 植保机械的分类方法，一般按
所用的动力可分为：人力（手动）植保机械、畜力植保
机械、小动力植保机械、拖拉机配套植保机械、自走式