農(nóng)業(yè)機械科技的發(fā)展趨向理工論文
歐洲農(nóng)業(yè)機械科技界從1984年開始,每隔一年召開一次以農(nóng)業(yè)機械為中心的國際性農(nóng)業(yè)工程學術會議,已先后在英國、荷蘭和法國舉行過三次。1990年的會議由聯(lián)邦德國工程師學會農(nóng)業(yè)機械分會和農(nóng)業(yè)機械化學會主辦,在柏林召開。根據(jù)柏林會議主辦單位發(fā)布的會議綱要,這次會議發(fā)表論文報告248篇,分別在大會報告和分組交流或以圖片、錄象形式交流。提供這些論文的代表來自32個國家。除歐洲以外,還有北美、亞、非、拉和大洋洲10多個非歐洲國家。近幾年,歐洲國家對農(nóng)業(yè)機械科技開發(fā)的投入較大,據(jù)介紹每年約520。萬美元,而美國只1900萬美元,而且在歐洲政府收入與工業(yè)投入結合密切,開發(fā)效果較好。因此,這次會議進行的科技交流,在相當程度反映了當今農(nóng)業(yè)機械科技發(fā)展的水平和趨向。
一、柏林國際農(nóng)機會議論文內(nèi)容簡介
現(xiàn)按會議分組的專業(yè),將學術論文涉及的主要內(nèi)容介紹如下:
1.拖拉機和運輸(1)輪胎與土壤系統(tǒng)包括特大輪胎和低壓輪胎等動態(tài)特性、載荷、受力分布、輪跡、滑轉優(yōu)化等;(2)拖拉機底盤包括支承系統(tǒng)、鉸接拖拉機、多軸底盤、靜液壓驅動等的特性,傳動系統(tǒng)的傳動效率,路感油泵特性,齒輪箱的計算機輔助設計、制造等;(3)拖拉機及駕駛包括拖拉機駕駛和計算機控制,三點懸掛參數(shù),拖拉機一犁系統(tǒng)的智能監(jiān)視,拖拉機的發(fā)展和在土耳其、西班牙地區(qū)特點等;(4)拖拉機振動、噪聲包括拖拉機噪聲分布,乘座的振動,振動對土壤粘附性能的影響,駕駛室疲勞強度等;(5)運輸工程包括自裝卸拖車的重量,商品土豆運輸系統(tǒng)等。
2.耕作與土壤保持(1)保土耕作制度包括保土耕作的實踐和試驗機架,不同農(nóng)機具和農(nóng)機化對土壤的壓實,亞土層土壤壓實,土壤的通行特性和工作特性的測定,并聯(lián)雙輪對土壤的壓實和移動,減少輪子、鏈軌板對土壤的有害影響,土壤和犁,不同耕作系統(tǒng)的能耗和生態(tài)環(huán)境的影響等;(2)拖拉機一犁系統(tǒng)包括犁的作業(yè)載荷、犁地阻力的變化,速度、耕深與犁工作部件的受力,不同拖拉機系統(tǒng)對灌溉地的壓實與能耗,窄鐵輪在水田作業(yè),以及苗床整備機具,苗床土塊分布,作業(yè)時土壤水分的快速測定等。
3.田間作物的生產(chǎn)(l)谷物收獲包括谷物新收獲方法試驗,田間直接脫粒收獲,高濕谷粒的聯(lián)合收割機脫粒機構,不同玉米收獲方法的能耗,聯(lián)合收割機莖稈粉碎裝置等;(2)飼草收獲包括飼草莖稈的切割,飼草的壓碎與干燥,高密度草捆,散草的堆垛,圓草捆青貯,飼草青貯的物理特性和透氣變質(zhì),提高飼料質(zhì)量的機械處理和熱處理,青貯玉米的產(chǎn)量測定,飼草收獲機風送管的自動控制等;(3)水果和特種作物收獲包括柑桔收獲機器人,土豆收獲的微電子技術等;(4)肥料和廄肥利用包括肥料運撒的物理性能,固體和液態(tài)肥料的撒施,液肥加工,提高固體肥料利用效果,施化肥機的顆粒流動,草地施廄肥等;(5)土豆、大豆、玉米地灌溉,草毒地噴水調(diào)溫以及農(nóng)作物特性數(shù)據(jù)庫,近紅外測定蘋果品質(zhì),用充氣輪測定種子,速生薪柴林用裝備,間隙吹氣的遮陰效果,土豆秧的火焰清除等。
4.植物保護(1)提高噴霧質(zhì)量包括提高藥液混合均勻度、霧滴均勻度、噴射均勻度的研究和方法,改進噴射系統(tǒng)和噴桿設計,建立自動監(jiān)測系統(tǒng),靜電噴霧等;(2)防治化學污染包括農(nóng)藥對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響和通過計算機優(yōu)化,藥箱處理,非化學防治等。
5.畜牧業(yè)及牛奶生產(chǎn)(l)自動化擠奶系統(tǒng)包括擠奶臺、擠奶系統(tǒng)的對比和發(fā)展前景,信息收集和傳感器置放地點,標識系統(tǒng),乳牛心態(tài)測定,環(huán)境和衛(wèi)生,擠奶器優(yōu)化,擠奶機器人,液力擠奶等;(2)豬群管理及畜舍設計包括不同豬群(母豬、仔豬、育肥豬)的管理,喂料系統(tǒng),環(huán)境、稱重與體形測定,豬舍設計,柵狀地板載荷,畜舍墊料(草、舊報紙),禽舍通風、降溫、機械化轉運等。
6.貯藏、千燥和加工(1)糧食貯藏和干燥包括谷物干燥機理和模型,不同干燥方法對比,谷層厚度、狀態(tài)對干燥的影響,冷凍、微波和對流的應用,濕谷貯藏工藝、能耗;(2)太陽能干燥包括農(nóng)作物、藥用植物的太陽能干燥和計算機管理,牛肉的冷藏過程分析,豌豆熱于燥及貯藏質(zhì)量,谷物和菜籽吸附性對干燥的影響,果品分級,干胡蘿卜的再濕過程,農(nóng)作物廢料的沼氣化等。
7.自動化和控制(l)計算機應用包括農(nóng)機信息標準化,過程控制計算機,自動化的微機系統(tǒng),谷物收獲圖象分析,水果收獲機器人及其視覺系統(tǒng),農(nóng)用機器人的適時網(wǎng)絡,溫室內(nèi)機器人;(2)計算機輔助農(nóng)業(yè)(cAF)包括土壤耕作系統(tǒng)的圖象評估,谷物收獲過程優(yōu)化,田間自動化灌溉系統(tǒng),排水系統(tǒng)cAD,壩址選定;(3)過程監(jiān)測包括種子發(fā)芽的計算機監(jiān)視,盆栽作物的彩色圖象系統(tǒng),溫室氣流控制,農(nóng)村廢物沼氣化過程監(jiān)視,以及核磁共振質(zhì)子測定水果成熟度,農(nóng)用紅外照相機,高速移栽機等。
8人體工程與安全(l)安全標準包括歐洲共同體的農(nóng)機具安全標準,房舍規(guī)劃標準,植保人員的安全要求;(2)農(nóng)用車輛的人體工程包括車輛行動分析,駕駛室熱環(huán)境,乘座振動及支承系統(tǒng)改造,計算機輔助防止駕駛事故;(3)改善作業(yè)條件包括改善獸醫(yī)、人工授精技術員、救護員的工作環(huán)境,降低擠奶員的噪聲危害及袋裝肥料提升桿的載荷分析等。
9運用研究(])系統(tǒng)分析包括聯(lián)合收割機市場分析,田間作物種植的咨詢系統(tǒng),美國中西部農(nóng)業(yè)發(fā)展知識系統(tǒng)和農(nóng)場決策支持系統(tǒng);(2)規(guī)劃方法包括農(nóng)場設備投資規(guī)劃方法,小規(guī)模機械化的優(yōu)化,用于確定邊際面積的軟件包,仔豬繁育規(guī)劃,苗木優(yōu)化分布和管理規(guī)劃,以及農(nóng)用運輸統(tǒng)計,農(nóng)業(yè)管理哲學等。
10模擬與模型(])機器運動包括農(nóng)機線性運動模擬,轉彎的側向運動學,不飽和土壤內(nèi)的`溶質(zhì)運輸模型;(2)動態(tài)模擬包括車輛的動態(tài)振動分析,乘座振動信息分析和計算機模擬優(yōu)化,拖拉機載荷譜與疲勞壽命預估和發(fā)動機檢測的專家系統(tǒng);(3)飼草收貯包括飼草收割的數(shù)學模型和計算機模擬,青貯的空氣滲透損失以及廄料處理的技術經(jīng)濟分析模型。
11機械設計(l)優(yōu)化設計包括農(nóng)機性能優(yōu)化的戰(zhàn)略,農(nóng)機具的CAD,自裝卸牧草車的新型割臺和聯(lián)合收割機逐稿器和清選裝置,滑塊曲柄機構降低速度浮動的改進設計;(2)液壓系統(tǒng)設計包括農(nóng)用液壓系統(tǒng)的模塊設計,拖拉機操作的壓力流調(diào)節(jié)系統(tǒng)和靜液壓操作系統(tǒng)的動態(tài)分析,以及7千瓦柴油機燃沼氣和低壓燃氣(LPG),聯(lián)合收割機維修費用和中小企業(yè)的產(chǎn)銷信息系統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡。
12干旱半干旱國家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都是發(fā)展中國家機械化題目。涉及的國家有亞洲的中國(含臺灣)、印度、敘利亞和土耳其,非洲的摩洛哥、坦桑尼亞、蘇丹、/文秘站－您的專屬秘書！/突尼斯、尼日利亞和烏干達,拉美的古巴和巴西。(1)土壤耕作包括畜力牽引架,耕作機具試驗,塊根集堆鋤,適耕期;(2)地區(qū)特種作物包括棉花、小麥、玉米、大豆的能量投入和產(chǎn)出,茶葉機械化,旱作高粱栽培,灌溉甜菜地除草,旱作巴黎果的灌溉效果,甘蔗機械化收獲,奶牛飼料的青貯系統(tǒng)等;(3)溫室包括溫室參數(shù)、設計,土管熱交換的周圍空氣加熱,以及小規(guī)模農(nóng)業(yè)機械化的合作經(jīng)營,小榨油機和油料工業(yè)規(guī)劃,低洼地作物生產(chǎn)的水利設施規(guī)劃設計等。
二、世界農(nóng)機技術發(fā)展動向
綜合分析上述各專題交流內(nèi)容,可以看出近期農(nóng)業(yè)機械技術發(fā)展的一些重要趨向。
1.保土耕作,減輕土壤壓實,減少耕作能耗,是土壤耕作的重要實踐,仍繼續(xù)發(fā)展
研究土壤耕性、通行性和壓實性,輪胎和鏈軌板的形式、載荷分布,動力機的支承系統(tǒng),犁和耕作機的配置,耕作制度和耕作規(guī)范(速度、耕深等),耕作的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境等,對保土耕作進行完善和提高。
2.收獲新工藝新技術有較大發(fā)展
改進傳統(tǒng)谷物聯(lián)合收割機的清選分離機構,提高收獲潮濕谷物的能力;谷物收獲新工藝,尤其是田間直接收獲工藝有了突破,取得了可行的成果;飼草收獲中推行飼草打碎,發(fā)展散草收貯和圓草捆袋裝青貯等工藝,對提高飼草收貯工效和質(zhì)量都有明顯作用;柑桔的視覺和彩色圖象技術的發(fā)展,加速了自動化收獲的機械手開發(fā),蘋果、葡萄收獲的機械手也已有人著手研究。
3.防治環(huán)境污染
畜牧業(yè)發(fā)達的國家,牲畜糞便堆積侵占土地,污染周圍水源和大氣,并使大氣暖化;糞便處理,液態(tài)和固態(tài)廄肥的加工、運輸和向大田、草地施撒機械化是近期發(fā)展的熱門課題,研制的新成果也不少;施用廄肥后,田間殘磷增多,危害作物已引起注意,有的國家已經(jīng)作出限制施用的決定。農(nóng)藥、化肥施用過多,土壤中殘留量超標和污染水源日趨嚴重;提高化肥施撒質(zhì)量,提高植保機械噴霧性能,從配藥、霧滴形成和均勻噴射到減少飛逸散失的技術和裝備以及靜電噴霧、非化學防治都有發(fā)展;舊塑料容器多得成災,已建立回收制度。
4.完善和提高畜牧業(yè)生產(chǎn)的機械系統(tǒng)
牲畜的識別裝置、生產(chǎn)環(huán)境控制、喂料系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、活牲畜和畜產(chǎn)品運送機械,均在不斷完善和提高,重點是根據(jù)畜禽的生育生長特性,通過有關信息的收集分析,進行環(huán)境和飼養(yǎng)的優(yōu)化和自動調(diào)控。如根據(jù)擠奶量、體重調(diào)控喂料量和喂料成分,根據(jù)產(chǎn)蛋量調(diào)控禽舍內(nèi)部環(huán)境等以增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量和優(yōu)化投入。
5.農(nóng)產(chǎn)品貯藏和干燥技術發(fā)展的重點是提高質(zhì)量和降低能耗
建立農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的數(shù)據(jù)庫,應用紅外和近紅外進行果品分級和品質(zhì)評定,應用模型技術研究干燥工藝過程,應用微波技術和對流技術提高太陽能用于干燥的利用率,發(fā)展冷凍技術提高谷物的貯存質(zhì)量等。
6.計算機技術應用發(fā)展迅速,幾乎進人了農(nóng)業(yè)機械科學技術的各個領域
計算機用于運用管理,有計算機輔助農(nóng)業(yè)(cAF),農(nóng)場決策支持系統(tǒng)和咨詢系統(tǒng),防止拖拉機事故的輔助駕駛系統(tǒng);計算機用于農(nóng)業(yè)工程和農(nóng)業(yè)機械的輔助設計,有設計排水系統(tǒng)的CAD,農(nóng)機整機的CAD和部件、零件的cAD和cAM;計算機用于作業(yè)過程研究,有種子發(fā)芽、廢棄物沼氣化過程計算機監(jiān)視,圖象分析和數(shù)據(jù)處理,各種生產(chǎn)過程的自動化操作系統(tǒng);模擬技術和數(shù)學模型的求解,多數(shù)都依賴于計算機。計算機應用技術的發(fā)展,特別是用于過程研究和自動化控制,與傳感技術的開發(fā)和發(fā)展是密切相關的。除力學參數(shù)的傳感繼續(xù)有發(fā)展外,光、熱參數(shù)的傳感、采集和圖象處理技術也有較大發(fā)展,促進人們對作物生長特性、動物生育特征以及它們與環(huán)境關系的了解,進而帶動工程技術的開發(fā),促進農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)量的提高。正是由于信息技術和計算機技術的迅速發(fā)展,農(nóng)業(yè)機械的技術水平提高很快。機、電、儀一體化的農(nóng)機產(chǎn)品和技術不斷涌現(xiàn)。
7.第三世界農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展趨向
第三世界農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展,不是這次會議交流討論的重點,但從論文數(shù)量及內(nèi)容涉及的地區(qū)來看,農(nóng)業(yè)機械化正在開展,科技發(fā)展的趨向主要是小規(guī)模農(nóng)業(yè)機械化問題的研究,畜力機具的開發(fā),拖拉機和農(nóng)機具的區(qū)域性試驗和推廣,灌溉農(nóng)業(yè)機械化技術和特種作物機械化技術的開發(fā)。總的技術發(fā)展水平較低,但個別項目的水平較高。了解和掌握世界農(nóng)業(yè)機械科技和發(fā)展,根據(jù)農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的需要和條件,有選擇地選用和參考,將有助于推動我國農(nóng)業(yè)機械化事業(yè)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)機械科學技術的提高。
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