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1、基于SOli(IWorkS的植保喷施农药混配装置设计刘彬廖奔姚培煜曾嘉均廖俊添(华南农业大学工程学院，广东广州510000)摘要：随着植保无人机的迅速发展，无人机农药喷施将成为未来农业中农药喷施的新常态。农药混配是农药喷施过程中的首要工作，农药混配的质量是保证农药喷施质量的重要前提。该研究基于SOIidWorkS三维软件设计了1台植保喷施农药混配装置，以期解决无人机植保喷施过程中对农药需求量和混配质量的问题。关箧词：农药：SoIidWori植保喷施；混配装置中图分类号S49文献标识码A文章型!号1007-7731(2020)07-011973DesignofPlantProtectionSpr
2、ayingPesticideMixingDeviceBasedonSolidworks1.iuBinetal.(CollegeofEngineering,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou51(XXX),China)Abstract:WiththerapiddevelopmentofUAVplantprotectionspraying,UAVpesticidesprayingwillbecomeanewnormalin(hefutureagriculture.Peslicidemixingis(heprimaryworkintheprocess
3、ofpesticidespraying,andthequalityofpesticidemixingisanimportantguaranteeforthequalityofpesticidespraying.Basedonthis,IwilldesignaplantprotectionsprayingpesticidemixingdevicebasedonSolidWorks3DsoftwaretosolvetheproblemofpesticidedemandandmixingqualityintheprocessofUAVplantprotectionsprayingKeywords:P
4、eStieide;SolidWOrks;PlantprotectionSPraying;MiXingdevice当前，在我国农业生产过程中，农药的配制主要是采用预混式，即手工混配。大多数农民主要依靠经验配制农药，混配得到药液的浓度和剂量都不精确，药液喷施后也无法进行回收利用，不仅造成了一定的经济损失，而且给环境带来了很大的污染。自20世纪90年代开始，精准农业在发达国家中兴起，我国在农业和环保的投入也正不断加大，随着我国农业现代化进程的加快，研发自动化程度更高、混药精确性更高的技术装置已成为了精准农业中的重点内容。针对传统手工农药混配浓度和精度不准确的特点，本研究利用SolidWOrkS三维建
5、模软件设计了1台植保喷施农药混配装置，实现了农药的自动混配，其采用静态混合管和反应釜搅拌装置相结合，分别进行农药第1、第2级混配，不仅减少了农药污染，避免了农药混配过程中对作业人员的健康危害，而且保证了植保喷施中农药的混配质量。单次最大混配容积达20L。1SOlidWorkS三维软件SolidWorkS软件是达索系统(DaSSaUItSystemesS.A)下的子公司专门负责研发与销售机械设计软件的视窗产品。该软件采用参数化建模技术，能根据产品形状和特点，快速、方便、精确的绘制其产品的三维数学模型L通过三维数学模型实现产品的零件设计、装配设计以及工程图设计等功能，在一定程度上提升了机械产品相关
6、设计人员的工作质量和工作效率，降低了机械产品在市场流通中的风险，从而有效地提升了相关企业的市场占有率和核心竞争力，使企业在激烈的市场竞争中处于有利地位4。研究将借助S。IidWorkS强大的三维设计功能，完成植保喷施农药混配装置的三维模型设计。2植保喷施农药自动混配装置SoIidWorkS三维设计基金项目：广东大学生科技创新培育专项资金项目“用于植保喷施的农药自动混配装置”，项目编号：WJ2019b0078o 作部价：刘彬(1998),男，河4舱州人，研究方向：农业机械自动(匕收日期：植保喷施农药混配装置三维模型设计如图I所示，主要应用SoIidWorkS软件完成机架、二级混配机构、药罐可拆卸
7、机构、农药输入机构、镀金外壳、输入水泵、输出水泵、药粉通道、霍尔流量计、电磁阀、清水输入口、药液输出口等零件的三维设计。通过调用SOIidWorkS设计库中的电机、轴承、联轴器以及螺丝等标准件与设计好的零件进行装配，从而实现植保喷施农药混配装置的三维模型设计。I .药粉通道2.饭金外壳3机架4.爱尔流量计5.电磁阀6.药液输出口7.药液输出泵8.清水编入口9.清水输入泵10.二级混配机构II .农药输入机构12.药雄可拆部机构图1植保喷旅农药混配制t2.1 工作原理植保喷施农药混配装置在将清水输入口连接至清水后，通过基于stm32的控制器输入混配参数，如果混配农药中存在药粉或颗粒，可直接通过药
8、粉通道将药粉或颗粒输入进二级混配箱。启动装置，清水输入泵开始工作，清水延管道流经农药输入机构，农药输入机构通过端动泵将农药原液输入进管道，清水和农药原液未混合流体进入二级混配机构，当二级混配箱内液体达到控制器设定量时，清水输入泵停止工作，单向阀反向撤至。第一级混配机构利用静态混合器进行一级混配，第二级混配机构利用反应釜搅拌杆进行二级混配，通过控制器设定的混配时间控制第二级反应釜搅拌电机的搅拌时间，实现药液的二级均匀混配，农药混配完成后通过控制器设定输出药液量，打开电磁阀和药液输出泵，药液最终经过霍尔流量计输出。2.2 nWl构设计二级混配机构如图2所示，主要由静态混合器、霍尔流量计、单向阀、二
9、级搅拌箱、反应釜搅拌杆、PH传感器、电机、轴承、电机支架等组成。静态混合器通过利用螺旋叶片的加入，管内流体在流动工程中产生旋转、扭曲、分割，使混合性能得到强化。在混配工艺过程中，涡旋扩散、分子扩散同时存在。由于分子扩散速度远大于涡旋扩散速度，涡旋扩散对混合其主导作用，湍流流动可以看成是由不同尺度不同强度的涡旋运动构成的，湍流强度增加，能有效提高混合器的混合性能6。混合过程中，从静态混合器流出的混合液为第1级混合液，流经霍尔流量计和单向阀进入第2级混配箱，当2级混配箱内液体达到控制器设定量时，清水输入泵停止工作，单向阀反向截至，控制器按照设定的混配时间启动电机，反应釜搅拌杆进行搅拌，完成搅拌后P
10、H传感器检测最终药液是否符合混配标准，从而实现农药的二级混配。1.电机2.电机支架3.反应釜搅拌杆4.PH传感器5.二级搅拌箱6.单向淘7.集尔流量计8.静态混合器图2二磔配2.3农药输入机构设计农药输入机构如图3所示，主要由蠕动泵、蠕动泵支架、定制6通输入接头等组成。蠕动泵主要由步进电机、连接轴、压辑子、进样软管、软管卡紧装置组成，在步进电机的带动下压转子挤压软管内液体流动，蠕动泵每次脉动旋转时能微量定量的输出液体，在农药输入机构过程中，借助蠕动泵的精确性实现农药的精确输出，控制器控制的蠕动泵一端与储药罐连接，药液在蠕动泵的剂量输出控制下，通过定制6通输入接头输人进静态缓混合器。1.廊A泵支
11、他M六曲入接头3泵图3农尚入机构2.4药罐可拆卸机构设计药罐可拆卸机构如图4所示，主要由储药罐、U型卡扣、迷你球阀、药罐固定支架、液位传感器等组成。储药罐通过U型卡扣固定在药罐固定支架上，储药罐可从U型卡扣中取出，液位传感器贴于储药罐下端，当储药罐中药液低于一定量时，液位传感器传递信号至控制器，控制器发出警报，提醒补充药液,储药罐出口连接有迷你球阀，当需要将储药罐取出补充药液或清洗时，需先关闭迷你球阀，装置工作时迷你球阀打开。（下转125页）4讨论与结论4.1 讨论根据正交试验结果再次制作并评价该配方的火龙果果皮软糖品质，其外观透明光滑，具有纯正的火龙果贝味利口不粘牙，柔软有弹性，咀嚼性良好，
12、无硬皮，不皱缩。其他指标：水分含量经熬糖后小于15%还原糖含量220%,无肉眼可见杂质：微生物指标细菌总数Wloo个；每100g软糖中大肠杆菌W30个；致病菌未检出。4.2 结论本试验结果表明，制作火龙果果皮软糖的复合凝胶剂配比为明胶：琼脂：结冷胶=6.3:2:50寸，效果最佳，对软糖品质影响最大的凝胶剂是明胶，其次是琼脂和结冷胶；火龙果果皮软糖的最佳工艺配方为火龙果果皮原浆15%、凝胶剂3.5%、柠檬酸0.06%、白砂糖2%、麦芽糖Ct接120页）51341.陛同0储药罐3迷你球阀4液位传感器5.药罐固定支架呼例丽聊!构3结语本研究通过应用SoIidWOrkS三维设计软件，实现了植保喷施农药
13、混配装置的三维模型设计，在了解植保喷施农药混配需求的基础上，结合静态混合器和搅拌结构实现农药的二次混配，使药液混配更均匀。整个混配过程毋122页)油料类等农产品机烘干与薯类、水果、中药材、特色商品蔬菜等初、深加工结合，提高附加值销售增收。3.6加大社会化服务力度一是构建互联网+农机大数据信息公益服务发布平台。市农机部门要投资建设互联网+农机大数据+APP客户端软件与其采集所需数据输入输出互联互通，引擎信息资源共享与农机作业服务供需双方信息及时精准对接。二是以创新服务为突破口。农机服务企业(含种植大户农机资源)要利用自有的农机装浆13%,在此配方下制作的火龙果果皮软糖综合感官评价最佳。印张福平，
14、林小琼火龙果果皮多酚氧化怫性的研沏食品科学，2009,30:57-59.王娅玲，李维峰，曹海燕.超声辅助提取火龙果果皮色素的研究J.云南化工，2015,2):14-17.李升锋，刘学铭，舒娜，等.火龙果的开发与利用可食品_!业科技，2003,27):880).王宝森，白红丽，郭俊明，等.火龙果矿物元素含量分析(JI江苏农业科学，2009(3):313-314.陈杰，庞江琳，李尚德，等.火龙果的微量元素含量分析田广东微量元素科学，2004,11(5):56-57.(责编：张宏民)不仅避免了人工操作，节省了大量的人力物力，也避免了农药混配作业过程中对操作员的身体健康危害，提高了植保喷施的工作效率。
15、m漆海曲廖海，兰玉彬.农药自动溷糕置的研究现状与展望讥中国农业科技导报，2019,021(007):IO-IR顾伟，薛新宇，杨林.植保无人机行业现状和发展建议PJ农业工程，2019(10):28-33.李刚.SOIidWOri(s软件在机械X程中的应用J.机械管理开发，2018,033(008):147-149.宋晋.SOlidWOri(s软件在机械设计中的应用探析印科技经济导刊，2019(24):41.5朱春华，叶建华，朱聪玲.利用SOlidWakS建构企业规范标准库J福建电脑，2009(12):23-24.6聂欣，路一丁，李萌前.一种开槽式静态混合管.中国：CN204602021.2015.张晓昶，许金，胡鸿志基于CANOPen的蟠动泵设仪表技术与传感器，2019(11):32-3d(责编：张宏民)备、供油、维修、机手等资源优势，创新耕地全程“保姆”式农机化作业服务，或“托管”式、“菜单”式农机作业，开拓农机作业市场、实行跨区作业创收结合，要总结推广潜山市瑞隆农机化服务公司“菜单”式承包种植大户作物、飞防病虫害等多项农机化服务的经验和做法。近几年来，潜山市农机企业创新服务增收，服务质量、收费标准受到了种植大户认可和信赖，解决了种植大户农事雇工难、雇工贵及农民务工、种植口粮出难兼顾问题，又提高了农机作业率、效益、农机投资回报率。(责编：张丽)
