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农业机械科技的发展趋向
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欧洲农业机械科技界从1984年开始,每隔一年召开一次以农业机械为中心的国际性农业工程学术会议,已先后在英国、荷兰和法国举行过三次。1990年的会议由联邦德国工程师学会农业机械分会和农业机械化学会主办,在柏林召开。根据柏林会议主办单位发布的会议纲要,这次会议发表论文报告248篇,分别在大会报告和分组交流或以图片、录象形式交流。提供这些论文的代表来自32个国家。除欧洲以外,还有北美、亚、非、拉和大洋洲10多个非欧洲国家。近几年,欧洲国家对农业机械科技开发的投入较大,据介绍每年约520。万美元,而美国只1900万美元,而且在欧洲政府收入与工业投入结合密切,开发效果较好。因此,这次会议进行的科技交流,在相当程度反映了当今农业机械科技发展的水平和趋向。

一、柏林国际农机会议论文内容简介

现按会议分组的专业,将学术论文涉及的主要内容介绍如下:

1.拖拉机和运输(1)轮胎与土壤系统包括特大轮胎和低压轮胎等动态特性、载荷、受力分布、轮迹、滑转优化等;(2)拖拉机底盘包括支承系统、铰接拖拉机、多轴底盘、静液压驱动等的特性,传动系统的传动效率,路感油泵特性,齿轮箱的计算机辅助设计、制造等;(3)拖拉机及驾驶包括拖拉机驾驶和计算机控制,三点悬挂参数,拖拉机一犁系统的智能监视,拖拉机的发展和在土耳其、西班牙地区特点等;(4)拖拉机振动、噪声包括拖拉机噪声分布,乘座的振动,振动对土壤粘附性能的影响,驾驶室疲劳强度等;(5)运输工程包括自装卸拖车的重量,商品土豆运输系统等。

2.耕作与土壤保持(1)保土耕作制度包括保土耕作的实践和试验机架,不同农机具和农机化对土壤的压实,亚土层土壤压实,土壤的通行特性和工作特性的测定,并联双轮对土壤的压实和移动,减少轮子、链轨板对土壤的有害影响,土壤和犁,不同耕作系统的能耗和生态环境的影响等;(2)拖拉机一犁系统包括犁的作业载荷、犁地阻力的变化,速度、耕深与犁工作部件的受力,不同拖拉机系统对灌溉地的压实与能耗,窄铁轮在水田作业,以及苗床整备机具,苗床土块分布,作业时土壤水分的快速测定等。

3.田间作物的生产(l)谷物收获包括谷物新收获方法试验,田间直接脱粒收获,高湿谷粒的联合收割机脱粒机构,不同玉米收获方法的能耗,联合收割机茎秆粉碎装置等;(2)饲草收获包括饲草茎秆的切割,饲草的压碎与干燥,高密度草捆,散草的堆垛,圆草捆青贮,饲草青贮的物理特性和透气变质,提高饲料质量的机械处理和热处理,青贮玉米的产量测定,饲草收获机风送管的自动控制等;(3)水果和特种作物收获包括柑桔收获机器人,土豆收获的微电子技术等;(4)肥料和厩肥利用包括肥料运撒的物理性能,固体和液态肥料的撒施,液肥加工,提高固体肥料利用效果,施化肥机的颗粒流动,草地施厩肥等;(5)土豆、大豆、玉米地灌溉,草毒地喷水调温以及农作物特性数据库,近红外测定苹果品质,用充气轮测定种子,速生薪柴林用装备,间隙吹气的遮阴效果,土豆秧的火焰清除等。

4.植物保护(1)提高喷雾质量包括提高药液混合均匀度、雾滴均匀度、喷射均匀度的研究和方法,改进喷射系统和喷杆设计,建立自动监测系统,静电喷雾等;(2)防治化学污染包括农药对农业生态系统的影响和通过计算机优化,药箱处理,非化学防治等。

5.畜牧业及牛奶生产(l)自动化挤奶系统包括挤奶台、挤奶系统的对比和发展前景,信息收集和传感器置放地点,标识系统,乳牛心态测定,环境和卫生,挤奶器优化,挤奶机器人,液力挤奶等;(2)猪群管理及畜舍设计包括不同猪群(母猪、仔猪、育肥猪)的管理,喂料系统,环境、称重与体形测定,猪舍设计,栅状地板载荷,畜舍垫料(草、旧报纸),禽舍通风、降温、机械化转运等。

6.贮藏、千燥和加工(1)粮食贮藏和干燥包括谷物干燥机理和模型,不同干燥方法对比,谷层厚度、状态对干燥的影响,冷冻、微波和对流的应用,湿谷贮藏工艺、能耗;(2)太阳能干燥包括农作物、药用植物的太阳能干燥和计算机管理,牛肉的冷藏过程分析,豌豆热于燥及贮藏质量,谷物和菜籽吸附性对干燥的影响,果品分级,干胡萝卜的再湿过程,农作物废料的沼气化等。

7.自动化和控制(l)计算机应用包括农机信息标准化,过程控制计算机,自动化的微机系统,谷物收获图象分析,水果收获机器人及其视觉系统,农用机器人的适时网络,温室内机器人;(2)计算机辅助农业(cAF)包括土壤耕作系统的图象评估,谷物收获过程优化,田间自动化灌溉系统,排水系统cAD,坝址选定;(3)过程监测包括种子发芽的计算机监视,盆栽作物的彩色图象系统,温室气流控制,农村废物沼气化过程监视,以及核磁共振质子测定水果成熟度,农用红外照相机,高速移栽机等。

8.人体工程与安全(l)安全标准包括欧洲共同体的农机具安全标准,房舍规划标准,植保人员的安全要求;(2)农用车辆的人体工程包括车辆行动分析,驾驶室热环境,乘座振动及支承系统改造,计算机辅助防止驾驶事故;(3)改善作业条件包括改善兽医、人工授精技术员、救护员的工作环境,降低挤奶员的噪声危害及袋装肥料提升杆的载荷分析等。

9.运用研究(])系统分析包括联合收割机市场分析,田间作物种植的咨询系统,美国中西部农业发展知识系统和农场决策支持系统;(2)规划方法包括农场设备投资规划方法,小规模机械化的优化,用于确定边际面积的软件包,仔猪繁育规划,苗木优化分布和管理规划,以及农用运输统计,农业管理哲学等。

10•模拟与模型(])机器运动包括农机线性运动模拟,转弯的侧向运动学,不饱和土壤内的溶质运输模型;(2)动态模拟包括车辆的动态振动分析,乘座振动信息分析和计算机模拟优化,拖拉机载荷谱与疲劳寿命预估和发动机检测的专家系统;(3)饲草收贮包括饲草收割的数学模型和计算机模拟,青贮的空气渗透损失以及厩料处理的技术经济分析模型。

11•机械设计(l)优化设计包括农机性能优化的战略,农机具的CAD,自装卸牧草车的新型割台和联合收割机逐稿器和清选装置,滑块曲柄机构降低速度浮动的改进设计;(2)液压系统设计包括农用液压系统的模块设计,拖拉机操作的压力流调节系统和静液压操作系统的动态分析,以及7千瓦柴油机燃沼气和低压燃气(LPG),联合收割机维修费用和中小企业的产销信息系统的计算机网络。

12•干旱半干旱国家农业生产都是发展中国家机械化题目。涉及的国家有亚洲的中国(含台湾)、印度、叙利亚和土耳其,非洲的摩洛哥、坦桑尼亚、苏丹、突尼斯、尼日利亚和乌干达,拉美的古巴和巴西。(1)土壤耕作包括畜力牵引架,耕作机具试验,块根集堆锄,适耕期;(2)地区特种作物包括棉花、小麦、玉米、大豆的能量投入和产出,茶叶机械化,旱作高粱栽培,灌溉甜菜地除草,旱作巴黎果的灌溉效果,甘蔗机械化收获,奶牛饲料的青贮系统等;(3)温室包括温室参数、设计,土管热交换的周围空气加热,以及小规模农业机械化的合作经营,小榨油机和油料工业规划,低洼地作物生产的水利设施规划设计等。

二、世界农机技术发展动向

综合分析上述各专题交流内容,可以看出近期农业机械技术发展的一些重要趋向。

1.保土耕作,减轻土壤压实,减少耕作能耗,是土壤耕作的重要实践,仍继续发展

研究土壤耕性、通行性和压实性,轮胎和链轨板的形式、载荷分布,动力机的支承系统,犁和耕作机的配置,耕作制度和耕作规范(速度、耕深等),耕作的农业生态环境等,对保土耕作进行完善和提高。

2.收获新工艺新技术有较大发展

改进传统谷物联合收割机的清选分离机构,提高收获潮湿谷物的能力;谷物收获新工艺,尤其是田间直接收获工艺有了突破,取得了可行的成果;饲草收获中推行饲草打碎,发展散草收贮和圆草捆袋装青贮等工艺,对提高饲草收贮工效和质量都有明显作用;柑桔的视觉和彩色图象技术的发展,加速了自动化收获的机械手开发,苹果、葡萄收获的机械手也已有人着手研究。

3.防治环境污染

畜牧业发达的国家,牲畜粪便堆积侵占土地,污染周围水源和大气,并使大气暖化;粪便处理,液态和固态厩肥的加工、运输和向大田、草地施撒机械化是近期发展的热门课题,研制的新成果也不少;施用厩肥后,田间残磷增多,危害作物已引起注意,有的国家已经作出限制施用的决定。农药、化肥施用过多,土壤中残留量超标和污染水源日趋严重;提高化肥施撒质量,提高植保机械喷雾性能,从配药、雾滴形成和均匀喷射到减少飞逸散失的技术和装备以及静电喷雾、非化学防治都有发展;旧塑料容器多得成灾,已建立回收制度。

4.完善和提高畜牧业生产的机械系统

牲畜的识别装置、生产环境控制、喂料系统、称重系统、活牲畜和畜产品运送机械,均在不断完善和提高,重点是根据畜禽的生育生长特性,通过有关信息的收集分析,进行环境和饲养的优化和自动调控。如根据挤奶量、体重调控喂料量和喂料成分,根据产蛋量调控禽舍内部环境等以增加产量、提高质量和优化投入。

5.农产品贮藏和干燥技术发展的重点是提高质量和降低能耗

建立农产品品质的数据库,应用红外和近红外进行果品分级和品质评定,应用模型技术研究干燥工艺过程,应用微波技术和对流技术提高太阳能用于干燥的利用率,发展冷冻技术提高谷物的贮存质量等。

6.计算机技术应用发展迅速,几乎进人了农业机械科学技术的各个领域

计算机用于运用管理,有计算机辅助农业(cAF),农场决策支持系统和咨询系统,防止拖拉机事故的辅助驾驶系统;计算机用于农业工程和农业机械的辅助设计,有设计排水系统的CAD,农机整机的CAD和部件、零件的cAD和cAM;计算机用于作业过程研究,有种子发芽、废弃物沼气化过程计算机监视,图象分析和数据处理,各种生产过程的自动化操作系统;模拟技术和数学模型的求解,多数都依赖于计算机。计算机应用技术的发展,特别是用于过程研究和自动化控制,与传感技术的开发和发展是密切相关的。除力学参数的传感继续有发展外,光、热参数的传感、采集和图象处理技术也有较大发展,促进人们对作物生长特性、动物生育特征以及它们与环境关系的了解,进而带动工程技术的开发,促进农业和畜牧业生产的发展和产量的提高。正是由于信息技术和计算机技术的迅速发展,农业机械的技术水平提高很快。机、电、仪一体化的农机产品和技术不断涌现。

7.第三世界农业机械化发展趋向

第三世界农业机械化的发展,不是这次会议交流讨论的重点,但从论文数量及内容涉及的地区来看,农业机械化正在开展,科技发展的趋向主要是小规模农业机械化问题的研究,畜力机具的开发,拖拉机和农机具的区域性试验和推广,灌溉农业机械化技术和特种作物机械化技术的开发。总的技术发展水平较低,但个别项目的水平较高。了解和掌握世界农业机械科技和发展,根据农村经济发展的需要和条件,有选择地选用和参考,将有助于推动我国农业机械化事业的发展和农业机械科学技术的提高。

农业机械科技的发展趋向责任编辑:陈老师    阅读:人次