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国家重点研发计划项目“机器作业状态参数测试方法研究”正式启动

锐创动力2018-07-03 10:43:36


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文 |苑严伟

导读

机器作业状态参数测试方法研究”项目喜获2016年国家重点研发计划“智能农机装备”经费支持。该项目的实施,将为我国农机智能装备精细作业的精测、精施、精管的理论方法与技术基础提供支撑作用;对加快发展智能农机装备技术,缩小与国外主流产品差距、支撑现代农业发展、保障粮食和产业安全意义重大。


1.研究背景


2016年7月,由中国农业机械化科学研究院联合中国农业大学、浙江大学、吉林大学、北京农业智能装备研究中心、上海交通大学、中科院自动化所、华南农业大学、江苏大学、农业部南京农机化所、中科院沈阳自动化所等15家智能农机领域优势高校和科研机构承担的国家重点研发计划项目“机器作业状态参数测试方法研究”启动。

项目围绕现代农业发展方式转变、提质增效对高端技术和市场重大产品的紧迫需求,重点突破市场机制和企业无力解决的试验检测基础和关键共性技术,实现自主化,破解完全依赖进口、受制于人的瓶颈;重点突破农机作业环境与本体信息感知方法、精细生产管控机理、作业状态参数测试方法等方面的关键技术,创制关键共性核心技术装置与系统,达到测得准、控得精、管得细,解决我国农机装备技术基础研究不足,农机作业过程粗放、可靠性安全性低、作业质量差,导致农业投入品浪费,严重影响粮食产量、品质和作业效率等问题。

2.研究内容


项目针对复杂开放工况下机器作业状态参数缺乏有效在线监测方法的问题,研究复杂开放工况下农机作业安全探测原理,突破土壤致损性硬质异物探测、作业区域隐蔽性人畜识别、收获作业隐性火灾预警;研究动力机械作业参数检测方法,突破超低速驱动轮滑转率检测、维系原悬挂结构空间动态载荷测试;研究作业质量监测技术,突破播施深度检测、漏播断条报警、种肥流速流量检测、喷雾均匀性评价、果园对靶喷药控制、收获籽粒破损和含水率检测等关键技术,研制在线检测系列传感器,集成开发农用动力、施肥播种、植保和收获等农机在线检测装置和测试系统。

在理论方法创新方面,提出适应复杂环境的系列传感检测方法,包括:采用自吸式气敏传感方法探测干燥环境下棉花和秸秆等隐性火灾,采用热敏传感及切片成像方法实现隐蔽环境下人畜安全距离识别,采用电容层析成像方法实现播种施肥机排料管内种肥流量流速检测,采用内置自动参比和连续积分相结合的光谱分析方法实现复杂环境下稻麦水分快速在线检测。

在关键技术创新方面:

一是突破农机主要性能参数检测与传感关键技术,包括:采用多传感方法融合的超低速滑差率测量技术,实现复杂植被和丘陵山地等复杂环境驱动轮滑转率检测;采用维系原悬挂结构的空间动态载荷检测技术,实现农用动力机械本身性能和配套机具空间载荷的六分力在线检测;采用喷杆运动与状态参数的自动检测技术,实现宽幅喷杆自适应高度匹配;采用喂入负荷、脱粒负荷、输送负荷等关键参数的性能在线检测技术,实现收获机械堵塞自动预警。

二是突破农机作业质量检测与传感关键技术,包括:采用后悬挂件姿态动态测量技术,实现拖拉机耕播作业深度在线检测;采用肥流速流量压电传感技术,实现气流输送式播种施肥机种播种施肥均匀性在线检测;采用多传感器信息融合喷雾质量测量技术,实现喷雾机喷雾均匀性的在线检测。


3.预期效益


项目预期突破机器作业测试技术12项,研制新型传感器15种,开发农用动力、施肥播种、植保和收获等车载测试系统与检测装置15套。项目开发的产品作为独立的配套监测及控制系统安装在国产农机上,可以进一步提高种、药、肥、苗等的利用效率,减少农业生产资料过量投入造成的环境污染。

项目的实施,将为我国农机智能装备精细作业的精测、精施、精管的理论方法与技术基础提供支撑作用;对加快发展智能农机装备技术,缩小与国外主流产品差距、支撑现代农业发展、保障粮食和产业安全意义重大。


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