————獼猴桃靶向噴霧授粉參數(shù)研究與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

獼猴桃靶向噴霧授粉參數(shù)研究與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)c
任洋
【摘要】： 獼猴桃是一種具有花粉直感效應(yīng)的雌雄異株植物，其授粉質(zhì)量會(huì)直接影響到獼猴桃的座果率、單果質(zhì)量、外觀品質(zhì)和內(nèi)在成分。目前的國(guó)內(nèi)授粉大多處于半人工階段，作業(yè)強(qiáng)度大效率低。本文進(jìn)行了獼猴桃靶向噴霧授粉技術(shù)的研究，以獼猴桃授粉作業(yè)參數(shù)量化為基礎(chǔ)，研究壓力式旋流噴霧的靶向控制參數(shù)，設(shè)計(jì)靶向噴霧授粉樣機(jī)及控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)靶瞄準(zhǔn)、精準(zhǔn)噴霧和智能機(jī)械化噴霧授粉作業(yè)。主要研究工作內(nèi)容及結(jié)論如下：(1)獼猴桃靶向噴霧授粉作業(yè)參數(shù)量化研究。通過(guò)對(duì)獼猴桃的種植模式、花朵花簇生理特性與空間分布特征的量化研究，提出了以花簇為靶向目標(biāo)的授粉方式，確定了靶向噴霧面積，計(jì)算了理論花粉液沉積量。研究表明獼猴桃花簇直徑小于15cm的數(shù)量占比在90%以上，靶向噴霧的最小覆蓋范圍直徑確定為15cm。采用授粉液花粉濃度為0.3%，單位面積下的理論花粉液沉積量為3.8568)2)/(88)~2時(shí)才可保證充分授粉。

▲播宏果業(yè)是貴州省最大的獼猴桃種植公司，種植1200畝高山獼猴桃，其中獼猴桃花粉項(xiàng)目是中國(guó)單體面積最大的獼猴桃花粉園，豐產(chǎn)期產(chǎn)花粉400公斤，提供高品質(zhì)、高倍體、高活性的獼猴桃花粉。聯(lián)系微信18030405084

(2)壓力式旋流噴霧的靶向噴霧控制參數(shù)研究。搭建壓力式旋流噴霧參數(shù)試驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)試驗(yàn)得到了噴嘴孔徑、噴霧距離、壓力、噴霧時(shí)間等因素對(duì)于噴霧特性與沉積特性的影響。依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果與靶向噴霧授粉農(nóng)藝要求，篩選出最佳的靶向噴霧控制參數(shù):噴霧距離25cm、噴口直徑0.4mm、工作氣壓200Kpa、最短噴霧時(shí)間為350ms、最大噴嘴偏角為20°、最大移動(dòng)速度為2.052km/h。

(3)靶向噴霧授粉控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)與相關(guān)算法研究。根據(jù)最佳靶向噴霧控制參數(shù)與作業(yè)要求，完成靶向噴霧授粉樣機(jī)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)。選擇Jetson Nano為視覺(jué)處理單元，設(shè)計(jì)了以STM32F103ZET6為主控的控制系統(tǒng)電路。為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)靶噴霧作業(yè)，完成了SSD＿mobilenet V2目標(biāo)檢測(cè)算法、圖像坐標(biāo)與空間坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換算法、標(biāo)靶區(qū)域分割算法與多路舵機(jī)對(duì)靶噴霧控制算法的編程與調(diào)試。

(4)實(shí)際對(duì)靶噴霧性能測(cè)試。通過(guò)模擬實(shí)際授粉環(huán)境，搭建了實(shí)際靶向授粉試驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行實(shí)際對(duì)靶噴霧試驗(yàn)。驗(yàn)證了對(duì)靶噴霧的準(zhǔn)確性，在1km/h運(yùn)行速度下的靶向噴霧成功率為95%左右，2km/h運(yùn)行速度下的靶向噴霧成功率略有下降，為85%。研究了不同作業(yè)參數(shù)對(duì)沉積霧滴分布與粒徑的影響，在不同速度與噴霧距離下，霧滴的沉積分布較為均勻，不存在霧滴集中區(qū)域與空白區(qū)域。且霧滴沉積的平均粒徑、霧滴的覆蓋率與車(chē)速、噴霧距離呈明顯反比關(guān)系。在標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)參數(shù)下(噴霧距離25cm)的霧滴沉積覆蓋率可達(dá)50%以上。
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2023

▲獼猴桃花粉授粉