李 琪,竇漢杰,翟長(zhǎng)遠(yuǎn),高原源,楊 碩,趙春江

(1. 江蘇大學(xué) 農(nóng)業(yè)工程學(xué)院,江蘇 鎮(zhèn)江 212000; 2. 北京市農(nóng)林科學(xué)院智能裝備技術(shù)研究中心,北京 100097;3. 西北農(nóng)林科技大學(xué) 機(jī)械與電子工程學(xué)院,陜西 楊凌 712100)

0 引言

果園病蟲(chóng)害的有效防治可挽回巨大經(jīng)濟(jì)損失,目前病蟲(chóng)害防治主要靠化學(xué)農(nóng)藥,可挽回66%～90%的果樹(shù)產(chǎn)量損失[1-2]。為了提高藥液穿透能力,果樹(shù)冠層較大且枝葉稠密的果園開(kāi)始逐漸推廣使用風(fēng)送噴藥技術(shù)[3-4]。果樹(shù)冠層內(nèi)外沉積分布很大程度上取決于風(fēng)送系統(tǒng)風(fēng)力供給[5-6],而風(fēng)力調(diào)控的重要性不亞于藥量調(diào)控,只有風(fēng)力和藥量均得到精確控制,才能實(shí)現(xiàn)果園精準(zhǔn)對(duì)靶噴藥。

近年來(lái),隨著藥量按需調(diào)控方法的突破,風(fēng)送噴霧風(fēng)力調(diào)控方法與裝備受到國(guó)內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。風(fēng)力三要素中,風(fēng)向的調(diào)控主要采用風(fēng)箱旋轉(zhuǎn)和導(dǎo)流板角度調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)[7-9],風(fēng)送系統(tǒng)風(fēng)速風(fēng)量的控制主要通過(guò)改變風(fēng)箱出風(fēng)口面積、進(jìn)風(fēng)口面積和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速等方法實(shí)現(xiàn),通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)箱噴頭到噴霧靶標(biāo)的距離也可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)力供給調(diào)控。呂曉蘭等采用ICEM建立幾何模型,調(diào)節(jié)風(fēng)送噴霧機(jī)出風(fēng)口上、下導(dǎo)流板角度,改變出風(fēng)口風(fēng)速風(fēng)量,模擬分析風(fēng)機(jī)外部氣流場(chǎng)分布[10]。Pai等[11]和Ryszard等[12]通過(guò)改變風(fēng)機(jī)導(dǎo)流板傾斜角度改變氣流方向,實(shí)現(xiàn)出風(fēng)口處風(fēng)速風(fēng)量調(diào)節(jié)。邱威等[13]在風(fēng)箱內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)風(fēng)板調(diào)風(fēng)板,以根據(jù)需求調(diào)節(jié)風(fēng)箱內(nèi)部和出口處氣流方向,改變噴霧機(jī)風(fēng)速風(fēng)量。Khot等[14]設(shè)計(jì)了一種可調(diào)節(jié)出風(fēng)口風(fēng)速和風(fēng)量的機(jī)構(gòu),開(kāi)展了柑橘園試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)風(fēng)速和風(fēng)量的調(diào)節(jié)可提高藥液沉積和減少50%的藥液使用。Khot等[15]通過(guò)在風(fēng)送噴霧機(jī)出風(fēng)口增加遮擋板改變出風(fēng)口面積,以調(diào)節(jié)風(fēng)送風(fēng)力,為提高霧滴靶標(biāo)內(nèi)部沉積、降低飄移提供了一種新的方法和思路。李龍龍等[16]針對(duì)果園噴霧風(fēng)量調(diào)節(jié)需求,設(shè)計(jì)了可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)公式調(diào)節(jié)風(fēng)量的風(fēng)送噴霧機(jī)。Qiu等[17]設(shè)計(jì)了一種風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)的風(fēng)送噴霧機(jī),開(kāi)展梨樹(shù)試驗(yàn),研究表明不同類(lèi)型果樹(shù)冠層對(duì)風(fēng)速和風(fēng)量需求不同。Osterman等[18]和周良富等[19]設(shè)計(jì)的果園風(fēng)送噴霧機(jī),雖然不改變風(fēng)箱出口風(fēng)力大小,但能夠移動(dòng)風(fēng)箱出口位置,以調(diào)節(jié)噴霧靶標(biāo)處風(fēng)速風(fēng)量大小。

綜上所述,目前設(shè)計(jì)的風(fēng)速風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置大都為單一的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu),其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械結(jié)構(gòu)和調(diào)控系統(tǒng)均相對(duì)簡(jiǎn)單,但無(wú)法實(shí)現(xiàn)出風(fēng)口風(fēng)速和風(fēng)量的獨(dú)立控制。針對(duì)這一問(wèn)題,基于塔式果園風(fēng)送噴霧機(jī),創(chuàng)新設(shè)計(jì)了風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)風(fēng)口面積和出風(fēng)口導(dǎo)流板傾斜角度可獨(dú)立調(diào)控的風(fēng)速風(fēng)量調(diào)控試驗(yàn)臺(tái),并通過(guò)開(kāi)展風(fēng)力調(diào)控試驗(yàn)獲取3種方式獨(dú)立調(diào)控下噴霧機(jī)出風(fēng)口風(fēng)速變化,基于風(fēng)速變化提出一種適用于塔式果園風(fēng)送噴霧機(jī)出風(fēng)口風(fēng)速風(fēng)量調(diào)控的方法。

1 風(fēng)速風(fēng)量調(diào)控試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)

1.1 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)出風(fēng)口面積調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)

基于塔式果園風(fēng)送噴藥機(jī)(3WG-1200A,江蘇南通黃海藥械有限公司),利用風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)風(fēng)口面積和出風(fēng)口面積對(duì)風(fēng)速風(fēng)量的異向調(diào)控作用,設(shè)計(jì)了支持風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)風(fēng)口面積和出風(fēng)口導(dǎo)流板傾斜角度獨(dú)立調(diào)控的風(fēng)速風(fēng)量調(diào)控試驗(yàn)臺(tái),實(shí)現(xiàn)了對(duì)噴霧機(jī)進(jìn)風(fēng)口、噴霧機(jī)出風(fēng)口和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的獨(dú)立調(diào)控,如圖1所示。

試驗(yàn)臺(tái)由直流電機(jī)、進(jìn)風(fēng)口調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、出風(fēng)口調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、風(fēng)機(jī)和噴頭等組成。其中,風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用直流大功率電機(jī),向變頻器發(fā)送不同頻率值,調(diào)整電機(jī)功率,進(jìn)而控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié),風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍0～1800r/min;噴霧機(jī)進(jìn)風(fēng)口調(diào)節(jié)裝置采用百葉窗結(jié)構(gòu),通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)推桿伸縮,進(jìn)而控制百葉窗開(kāi)啟角度,實(shí)現(xiàn)進(jìn)風(fēng)口0～100%開(kāi)度大小的調(diào)節(jié);噴霧機(jī)出風(fēng)口調(diào)節(jié)裝置采用塔式結(jié)構(gòu),氣流通過(guò)風(fēng)箱內(nèi)部導(dǎo)流板輸送至噴霧機(jī)出風(fēng)口位置[20],同時(shí)出風(fēng)口高度方向不同位置處風(fēng)速風(fēng)量分布與內(nèi)部導(dǎo)流板安裝方式有關(guān)。為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)果樹(shù)冠層不同位置處枝葉稠密情況進(jìn)行風(fēng)速和風(fēng)量按需調(diào)控,在出風(fēng)口不同高度的導(dǎo)流板位置安裝舵機(jī),通過(guò)控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流板不同傾斜角度調(diào)控,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)出風(fēng)口不同位置處開(kāi)度大小的調(diào)節(jié),出風(fēng)口開(kāi)度調(diào)節(jié)的具體參數(shù)如表1所示。

表1 出風(fēng)口開(kāi)度調(diào)控參數(shù)Table 1 Regulation parameter of air outlet area

1.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在上述試驗(yàn)臺(tái)硬件基礎(chǔ)上,根據(jù)控制需求設(shè)計(jì)了果園風(fēng)送噴霧風(fēng)速風(fēng)量調(diào)控試驗(yàn)控制系統(tǒng),如圖2所示?？刂葡到y(tǒng)主要由工業(yè)平板電腦、電子控制單元(ECU)、變頻器、舵機(jī)及電動(dòng)推桿等組成。試驗(yàn)過(guò)程中,工業(yè)平板電腦通過(guò)上位機(jī)控制界面實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互,操作者根據(jù)試驗(yàn)需求輸入當(dāng)前試驗(yàn)控制參數(shù),工業(yè)平板電腦通過(guò)CAN總線(xiàn)將控制指令發(fā)送給電子控制單元(ECU);ECU成功接收到指令后,根據(jù)指令解析結(jié)果控制變頻器、電動(dòng)推桿和舵機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)風(fēng)口面積和出風(fēng)口面積的調(diào)節(jié),并將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)風(fēng)口開(kāi)度大小和出風(fēng)口開(kāi)度大小實(shí)時(shí)傳輸給ECU;ECU通過(guò)CAN總線(xiàn)傳送給工業(yè)平板電腦,平板電腦根據(jù)解析結(jié)果在上位機(jī)界面實(shí)時(shí)顯示風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)風(fēng)口開(kāi)度大小和出風(fēng)口開(kāi)度大小信息;同時(shí),ECU根據(jù)反饋信息分別建立風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)風(fēng)口開(kāi)度大小和出風(fēng)口開(kāi)度大小閉環(huán)PID控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)風(fēng)口面積和出風(fēng)口導(dǎo)流板傾斜角度的精確調(diào)控。

圖2 果園風(fēng)送試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)Fig.2 Control system of orchard airflow adjustment test bench

1.3 上位機(jī)控制界面設(shè)計(jì)

為了便于試驗(yàn)操作,基于C#語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了果園風(fēng)送噴霧風(fēng)速風(fēng)量調(diào)控系統(tǒng)上位機(jī)控制界面,如圖3所示。

圖3 上位機(jī)界面Fig.3 Host computer interface

界面依據(jù)功能可劃分為以下5個(gè)區(qū)塊,即通訊參數(shù)設(shè)置區(qū)、出風(fēng)口電機(jī)參數(shù)配置區(qū)、出風(fēng)口面積調(diào)控區(qū)、進(jìn)風(fēng)口面積調(diào)控區(qū)和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)控區(qū)。其中,通訊參數(shù)設(shè)置區(qū)的功能為設(shè)定通訊串口參數(shù),控制串口打開(kāi)和關(guān)閉,可以根據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送和接收類(lèi)型選擇數(shù)據(jù)發(fā)送和接收模式;出風(fēng)口電機(jī)參數(shù)配置區(qū)的功能為出風(fēng)口布置22路舵機(jī),控制出風(fēng)口不同位置開(kāi)度大小,可以根據(jù)實(shí)際控制需求進(jìn)行每路舵機(jī)ID號(hào)、PWM信號(hào)控制范圍、轉(zhuǎn)向和扭矩等參數(shù)的配置,便于對(duì)每路舵機(jī)的工作模式進(jìn)行設(shè)置;出風(fēng)口面積調(diào)控區(qū)的功能為出風(fēng)口面積通過(guò)22路舵機(jī)控制,每路舵機(jī)配置不同ID號(hào),通過(guò)ID號(hào)實(shí)現(xiàn)每路舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度控制,可實(shí)時(shí)顯示每路舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度和每路舵機(jī)控制出風(fēng)口位置開(kāi)度大小,實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)出風(fēng)口不同位置開(kāi)度大小的獨(dú)立調(diào)控;進(jìn)風(fēng)口面積調(diào)控區(qū)的功能為通過(guò)滑動(dòng)條設(shè)定進(jìn)風(fēng)口位置開(kāi)度大小,進(jìn)風(fēng)口面積控制裝置旋轉(zhuǎn)角度和開(kāi)度大小可實(shí)時(shí)顯示;風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)控區(qū)的功能為通過(guò)滑動(dòng)條設(shè)定風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速大小,同時(shí)根據(jù)滑動(dòng)條設(shè)定實(shí)時(shí)顯示風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

2 風(fēng)速測(cè)量平臺(tái)設(shè)計(jì)

為了便于采集果園塔式風(fēng)送噴霧機(jī)出風(fēng)口不同高度位置風(fēng)速變化,設(shè)計(jì)了風(fēng)速測(cè)量平臺(tái),如圖4所示。

圖4 風(fēng)速測(cè)量平臺(tái)Fig.4 Air speed measurement platform

平臺(tái)主要由滾珠絲杠,步進(jìn)電機(jī),步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,風(fēng)速傳感器(8455-300,TSI Incorporated,American)及數(shù)據(jù)采集模塊等組成。風(fēng)速測(cè)量過(guò)程中,上位機(jī)界面向驅(qū)動(dòng)器和數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送控制指令,驅(qū)動(dòng)器接收到控制指令后控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)滾珠絲杠在垂直方向等間距上下移動(dòng);步進(jìn)電機(jī)每次移動(dòng)間距可進(jìn)行設(shè)置,滾珠絲杠螺母每次運(yùn)動(dòng)到指定位置后,固定在滾珠絲杠螺母上的風(fēng)速傳感器采集當(dāng)前位置風(fēng)速大小,并將采集風(fēng)速信息發(fā)送給數(shù)據(jù)采集模塊,進(jìn)而發(fā)送給上位機(jī)控制軟件;上位機(jī)根據(jù)接收到的風(fēng)速探頭位置信息和風(fēng)速大小信息進(jìn)行對(duì)應(yīng)存儲(chǔ),便于后期數(shù)據(jù)分析。整個(gè)風(fēng)速測(cè)量過(guò)程實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ),為噴霧機(jī)風(fēng)速風(fēng)量解耦調(diào)控方法研究提供了便利。

3 試驗(yàn)與結(jié)果分析

利用上述果園塔式風(fēng)送噴霧風(fēng)速風(fēng)量調(diào)控試驗(yàn)臺(tái)和風(fēng)速測(cè)量平臺(tái),開(kāi)展基于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)風(fēng)口面積和出風(fēng)口面積獨(dú)立調(diào)控的出風(fēng)口風(fēng)速風(fēng)量變化特性試驗(yàn),如圖5所示。試驗(yàn)過(guò)程中,風(fēng)速測(cè)量平臺(tái)放置在距出風(fēng)口水平距離為2.0m的位置(根據(jù)正常噴藥作業(yè)噴霧機(jī)出風(fēng)口距離果樹(shù)冠層的位置),風(fēng)速傳感器探頭位于出風(fēng)口中間位置,在風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速分別為500、600、700、800、900、1000r/min條件下測(cè)量出風(fēng)口在垂直方向不同高度位置處的風(fēng)速大小,在進(jìn)風(fēng)口面積分別為575、1175、1738、2313、2924、3116cm2條件下測(cè)量出風(fēng)口在垂直方向不同高度位置處的風(fēng)速大小,在出風(fēng)口面積分別為403、552、701、848、1000、1150cm2條件下測(cè)量出風(fēng)口在垂直方向不同高度位置處的風(fēng)速大小,進(jìn)而獲取風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)風(fēng)口面積和出風(fēng)口導(dǎo)流板傾斜角度獨(dú)立調(diào)控試驗(yàn)條件下噴霧機(jī)出風(fēng)口風(fēng)速變化特性。

圖5 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)風(fēng)口面積和出風(fēng)口面積獨(dú)立調(diào)控試驗(yàn)Fig.5 Independent control test of fan speed,air inlet area and air outlet area

對(duì)上述試驗(yàn)獲取的出風(fēng)口風(fēng)速數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,分別獲取風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)風(fēng)口面積和出風(fēng)口導(dǎo)流板傾斜角度獨(dú)立調(diào)控試驗(yàn)條件下果園風(fēng)送噴霧機(jī)出風(fēng)口風(fēng)速在垂直方向上的變化情況,分別如圖6～圖8所示。

圖6 風(fēng)機(jī)出風(fēng)口風(fēng)速隨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化情況Fig.6 Variation of air speed with fan speed at fan outlet

圖7 風(fēng)機(jī)出風(fēng)口風(fēng)速隨進(jìn)風(fēng)口面積變化情況Fig.7 Variation of air speed with air inlet area at fan outlet

圖8 風(fēng)機(jī)出風(fēng)口風(fēng)速隨出風(fēng)口面積變化情況Fig.8 Variation of air speed with air outlet area at fan outlet

由風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速獨(dú)立調(diào)控試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知:不同風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速條件下果園風(fēng)送噴霧機(jī)出風(fēng)口風(fēng)速變化趨勢(shì)一致,隨著風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加,出風(fēng)口風(fēng)速增加,反之風(fēng)速減小;同時(shí),出風(fēng)口最大風(fēng)速位置隨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化近似保持不變,采用線(xiàn)性模型對(duì)出風(fēng)口最大風(fēng)速與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行擬合分析,如圖9所示。其中,R2=0.9537,其擬合方程為

圖9 出風(fēng)口最大風(fēng)速隨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化情況Fig.9 Variation of the maximum air speed with fan speed at fan outlet

y=0.0075x-0.1762

(1)

由圖7數(shù)據(jù)分析可知:進(jìn)風(fēng)口面積調(diào)節(jié)過(guò)程中,風(fēng)送噴霧機(jī)出風(fēng)口風(fēng)速變化趨勢(shì)始終一致,且隨著進(jìn)風(fēng)口面積增加,出風(fēng)口風(fēng)速增加,反之風(fēng)速減小;而隨著進(jìn)風(fēng)口面積變化,出風(fēng)口最大風(fēng)速位置近似不變。對(duì)出風(fēng)口最大風(fēng)速與進(jìn)風(fēng)口面積進(jìn)行線(xiàn)性擬合分析,如圖10所示。其中,R2=0.902,其擬合方程為

圖10 出風(fēng)口最大風(fēng)速隨進(jìn)風(fēng)口面積變化情況Fig.10 Variation of the maximum air speed with air inlet at fan outlet

y=0.0013x+3.2031

(2)

上述風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)風(fēng)口面積獨(dú)立調(diào)控試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明:風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)風(fēng)口面積調(diào)節(jié)與出風(fēng)口風(fēng)速變化呈正相關(guān),與出風(fēng)口最大風(fēng)速呈線(xiàn)性關(guān)系;以上兩種調(diào)節(jié)方式下,噴霧機(jī)出風(fēng)口面積保持不變,出風(fēng)口風(fēng)量與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)風(fēng)口面積變化也呈正相關(guān),出風(fēng)口最大風(fēng)量位置近似保持不變,出風(fēng)口最大風(fēng)量與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)風(fēng)口面積調(diào)節(jié)也呈線(xiàn)性關(guān)系。

由圖8出風(fēng)口面積獨(dú)立調(diào)控試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知:隨著出風(fēng)口不同位置導(dǎo)流板傾斜角度變化,噴霧機(jī)風(fēng)速在垂直方向分布位置發(fā)生變化,隨著導(dǎo)流板傾斜角度增加,出風(fēng)口風(fēng)速增加,且最大風(fēng)速位置向垂直方向下方移動(dòng)。這是由于導(dǎo)流板傾斜角度變化,在改變出風(fēng)口面積的同時(shí)出風(fēng)口風(fēng)向也在發(fā)生了變化,可以通過(guò)建立導(dǎo)流板傾斜角度和出風(fēng)口最大風(fēng)速分布位置之間的關(guān)系模型,實(shí)現(xiàn)出風(fēng)口最大風(fēng)速在果樹(shù)冠層上分布位置調(diào)節(jié)。由表2可知:在出風(fēng)口面積為1000cm2時(shí),出風(fēng)口最大風(fēng)速約為7.19m/s,最大風(fēng)速在垂直方向高度約為144.5m,符合一般果園果樹(shù)最大冠層分布位置,能夠達(dá)到良好的施藥效果。

綜合上述3種果園噴霧機(jī)風(fēng)力調(diào)節(jié)方式,風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)風(fēng)口面積變化可以實(shí)現(xiàn)出風(fēng)口風(fēng)速大小的調(diào)節(jié),出風(fēng)口不同位置導(dǎo)流板傾斜角度的變化可以調(diào)節(jié)出風(fēng)口風(fēng)速分布位置。果園實(shí)際噴藥作業(yè)中,可通過(guò)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)口導(dǎo)流板傾斜角度調(diào)節(jié)或進(jìn)風(fēng)口面積與出風(fēng)口導(dǎo)流板傾斜角度調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)果樹(shù)冠層不同位置處風(fēng)速風(fēng)量調(diào)節(jié)。

4 結(jié)論

1)基于果園塔式風(fēng)送噴霧機(jī),創(chuàng)新設(shè)計(jì)了支持風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)風(fēng)口面積和出風(fēng)口面積獨(dú)立調(diào)控的果園風(fēng)送噴霧機(jī)風(fēng)速風(fēng)量調(diào)控試驗(yàn)臺(tái)。同時(shí),為便于采集塔式風(fēng)送噴霧機(jī)出風(fēng)口不同高度位置風(fēng)速變化,設(shè)計(jì)了風(fēng)速測(cè)量平臺(tái)。

2)開(kāi)展了風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)風(fēng)口面積和出風(fēng)口導(dǎo)流板傾斜角度3種調(diào)節(jié)方式下出風(fēng)口風(fēng)速獨(dú)立調(diào)控試驗(yàn),得知風(fēng)口風(fēng)速風(fēng)量變化與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)風(fēng)口面積調(diào)節(jié)呈正相關(guān)關(guān)系,出風(fēng)口風(fēng)速在垂直方向不同位置的分布隨導(dǎo)流板傾斜角度增加發(fā)生改變,并分別建立了風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)口最大風(fēng)速風(fēng)量和進(jìn)風(fēng)口面積與出風(fēng)口最大風(fēng)速風(fēng)量的關(guān)系模型。

3)根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)提出一種適用果園塔式風(fēng)送噴霧機(jī)的風(fēng)速風(fēng)量在線(xiàn)調(diào)控方法,可通過(guò)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與導(dǎo)流板傾角調(diào)節(jié)或進(jìn)風(fēng)口面積與導(dǎo)流板傾斜角度調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)果樹(shù)冠層不同位置處風(fēng)速風(fēng)量調(diào)節(jié)。本研究為實(shí)現(xiàn)根據(jù)果樹(shù)冠層體積和枝葉稠密度變化進(jìn)行風(fēng)力在線(xiàn)調(diào)控提供了一種新方法,對(duì)加快風(fēng)力在線(xiàn)調(diào)控方法研究具有重要意義。