試論植保機械設計制造技術研究現狀及開展趨勢摘要介紹了植保機械設計制造技術開展的背景及研究意義，闡述了歐美等興旺國家和我國植保機械設計制造技術的現狀及開展趨勢，分析了中國植保機械設計制造技術存在的問題，以期為我國植保機械設計制造技術的開展提供參考。關鍵詞植保機械；設計制造技術；現狀；趨勢；問題隨著人們對環境保護和動植物平安的重視，世界各國對農藥的使用都做出了不同程度的限制，農藥使用技術不斷向低量、準確的方向開展，以確保農藥在限制的用量范圍內發揮出最大的效用。農藥使用平安法律更加強調對農藥使用者的平安保護，減少人與農藥直接接觸的時機。這些要求促進了植保機械在使用過程中不斷地改良、完善。我國農作物種植面積居世界前列，但農產品的產量卻遠遠落后于興旺國家，農藥殘留超標事情經常發生。最主要的原因就是農作物在種植與生長過程中，缺乏先進的植保機械和施藥技術對其進展保護。使用的植保機械作業效率低、性能差，農藥使用技術仍停留在大容量、大霧滴噴霧技術程度上。中國農藥的產量和使用量均居世界第一，而有效利用率只有10%~30%，遠低于興旺國家50%的平均程度[1]。因此，研究設計制造具有自主產權的植保機械，解決植保機械的增效、霧化和漂移問題，具有非常重要的意義。1植保機械設計制造技術開展的現狀1.1興旺國家植保機械設計制造技術開展的現狀歐洲與美國是目前國際上最主要的消費植保機械的國家與地區，其產品覆蓋了全球的主要市場，其技術與設備都代表著當今世界的最高程度。歐美國家的植保機械大主要分為四大類：噴桿式噴霧機、風送式噴霧機；小型植保機械。〔1〕噴桿式噴霧機。歐美國家的噴桿噴霧機已由傳統的機械傳動、控制向液壓傳動、電氣傳動和控制轉換。計算機監測、控制系統已大量應用；大型自走式機具大多采用四輪液壓驅動，噴幅到達10~40，中型自走式機具采用先進的變速箱和發動機制造工藝，減震效果好、噪音小，操作舒適。〔2〕風送式噴霧機。歐美國家的風送噴霧機設計制造工藝非常先進，其噴射部件、風筒可做成各種形狀，機具的風筒可以根據作物的形狀任意彎曲、組裝，可任意調節噴灑方向進展針對性噴灑，風管可任意彎曲、組裝，以適應不同作物的噴灑要求；風機和噴射部件可任意旋轉，以適應遠程噴霧和射高噴霧，最大程度地進步了風能的利用率和霧滴的穿透率、附著率，反映了興旺國家在設計理念上的先進性。〔3〕小型植保機械。小型植保機械主要包括背負式噴霧機和手動噴霧器2類，以日韓等人口多、土地少的興旺國家為主，此類機具在歐美國家主要用于衛生防疫、庭院花卉施灑，數量和品種雖少，但產品的技術含量較高。從材質上看，以工程塑料為主，耐腐美觀；從加工程度來看，無論是光潔度還是尺寸精度，都反映了較高的加工程度。1.2中國植保機械設計制造技術開展現狀中國常用植保機械主要以小型背負式噴霧器為主，大中型植保機械市場幾乎被歐美興旺國家壟斷。國產大中型植保機械，主要以仿造為主，難以形成自主產權，其核心部件如液泵、噴頭及變速箱大局部靠國外進口。但自“九五〞開場，國家加大了對植保機械的扶植力度，植保機械的設計制造正迎來較快的開展。“九五〞期間，中國研制了系列低量噴頭和24風幕式噴桿噴霧機；“十五〞期間，中國研制出自動對靶噴霧機，利用紅外線電子眼探測靶標[2]。目前，中國植保機械的種類和程度可歸納如下。〔1〕背負式手動噴霧器。目前在中國占絕對地位，占整個市場份額的80%左右。國產小型噴霧器產品制造技術程度低，噴射部件品種單一，噴嘴型號不全，整體加工質量不高；施藥量大，霧化不良，作業成效低，農藥浪費現象嚴重，給生態環境造成嚴重污染。〔2〕大中型噴霧器。以懸掛機型為主，噴桿長度一般在12左右，機械構造比擬簡單，噴量、噴桿高度、噴桿的折疊和翻開大多由人力調節或操作，自動化程度較低[1]。局部植保機械公司消費的的自走式噴桿噴霧機，大都模擬國外機型，關鍵零部件的質量和種類受到了限制，使噴霧質量難以保證。2植保機械設計制造技術開展的趨勢及研究領域2.1國外植保機械設計制造技術開展趨勢〔1〕計算機信息技術化。在興旺國家，計算機信息技術已經普遍運用到植保機械上。主要表如今3個方面：一是在有害生物防治方面，RS技術主要用于農作物病蟲害的監測。它可以通過接收到作物反射光譜的變化，及時而準確地預報病蟲害發生的時間、規模、品種。二是GPS技術可用于飛機、大型噴霧機等大面積作業的植保機具的定位、導航、導向。歐美國家大多數大型植保機械都配有GPS接口和GPS接收器。三是在有害生物防治方面，GIS技術主要用于建立動態的地理信息資料庫，這些資料與有害生物的發生息息相關。通過運用計算機技術，對當時數據的采集及與庫存標準資料的比照、分析，可以及時準確地對有害生物災害提出預警。〔2〕噴藥技術智能化。智能化技術也稱為自動對靶施藥技術，是近幾年才應用到植保機械上的一項高新技術。所謂智能化技術，就是讓植保機械具有識別才能，此圖像識別技術系統由攝像頭、圖像采集卡和計算機組成，計算機把采集的數據進展處理，并與圖像庫中的資料進展比照，確定對象是草還是莊稼，或者是何種草等，以控制系統自動決定是否噴藥[3]，從而做到真正意義上的對靶噴霧。〔3〕平安保護綠色化。一是保護性噴灑。采用環保型的噴射部件，增加噴灑防護裝置，防止霧滴外逸，這些防護裝置有噴頭防護罩〔主要用于手動噴霧器〕、噴桿防護罩〔用于噴桿噴霧機〕、防護刷等。二是循環式噴霧機。作業時，該機具可以把未擊中靶標的霧滴進展回收，循環使用，在節省了農藥的同時，又減少了農藥對環境的污染。三是農藥注入〔DIS〕和自清洗系統。方便、準確、快捷地對農藥進展注入混合，并在操作完成后對藥箱進展自動清洗，減少操作人員對農藥的直接接觸，從而最大程度地降低農藥中毒的可能性。〔4〕零部件消費系列化、專業化、標準化。歐美先進國家植保機械消費，根本都實現了社會化大協作和零部件的系列化、專業化、標準化消費。主機消費廠商只需考慮如何把先進的零部件按市場需要組裝成整機，并表達出先進的設計理念，而零部件消費廠家那么在零部件消費中精益求精。這有利于進步植保機械零部件科技含量、質量，降低消費本錢。2.2中國植保機械的技術開展方向及研究領域根據國際上植保機械的開展趨勢、方向及中國的國情〔中國農村將來走農戶結合作業方式〕，大力開展大中型植保機械、兼顧小型植保機械是必然的選擇。中國植保機械的研制與開發的開展方向及重點領域如下。〔1〕中國植保機械技術研究開展方向。一是開展超低量噴霧和變量施藥技術研究，重點研究超低量噴霧技術的霧化原理及霧化部件的性能與構造參數，研究變量施藥技術決策及執行系統，進一步完善設計方法和手段。二是開展防霧滴漂移技術研究，重點研究影響霧滴漂移的主要因素及防止和減少霧滴漂移的方法，研制噴桿噴霧機專用防漂移噴頭；繼續加強對靜電噴霧技術的研究，盡快推出實用產品[3]。三是加強植保機械制造材料和工藝的研究，如工程塑料、陶瓷、聚甲苯和玻璃鋼等新材料以及新工藝的研究和運用；創新實用新型技術，加強物理、生物等綠色、環保、無公害防治技術和機具的研究開發。〔2〕中國植保機械技術研究的重點領域。一是加強根底工作部件的研制與開發，重點加強液泵、噴頭及車輛的車架、驅動系統新產品的研制與開發。進步中國植保機械根底工作部件的配套性能，增加配套附件、擴展機具的通用性和一機多用性，并進步機械產品的產業化，特別是要加快噴頭新產品的研制與開發，以滿足各種農作物不同生長期的配套需要。二是加強新產品的研發，研制開發與蓄電池配套的節能型小型便攜式低量噴霧機；合適于水稻田使用的水旱兩用的遠射程寬幅噴霧機；果園專用型風送式噴霧機和小型低底盤自走式果園噴霧機系列新產品；以及整地、施藥、播種、施藥等復式作業機系列新產品等。三是進展自走式噴桿噴霧機的研制與開發，設計具有知識產權的自走式底盤總體配置技術和自走式底盤四輪液壓驅動技術，重點研究自走式底盤機架懸掛及減震技術和自走式底盤操縱與控制系統，加強噴桿自動平衡機構及液壓折疊機構的研究。3中國植保機械設計制造技術存在的問題國內植保機械存在的主要問題包括：植保機械產品系列化程度較低，國內的系列化程度不高，無法進步競爭力，不能保證系列產品的供給，無法減低消費本錢；產品品種規格少，不能滿足不同作物、不同生長期、不同病蟲害的防治作業需要[4]；制造設備及制造工藝相對落后，加工精度低，本錢高，不能保證產品質量穩定，“跑冒滴漏〞嚴重，噴嘴噴孔加工一致性較差，機具故障多，產品的使用可靠性較低；因技術開發根底薄弱，從事植保機械研究的科研院所、大專院校科研經費缺乏，嚴重制約著中國植保機械新產品開發、老產品改良以及植保機械整體程度的進步[4]。4參考文獻[1]孫文峰，王立君，陳寶昌，等.農藥噴施技術國內外研究現狀及開展[J].農機化研究，2022〔9