国外施肥机和植保机的发展现状和技术特点

　　当前，国外施肥和植保机械的技术发展，主要还是围绕其化肥的施洒技术和植物防护处理技术方向进行。

　　一些矿物质肥料施肥机的主要生产厂家，所生产的施肥机产品主要致力于施肥机完全保证所施肥料的结构形状的技术研究，其施肥机肥料罐的容积和肥料的导向装置等的结构尺寸都有较大的改进。国外各生产厂家生产的施肥机所装用的发动机，其启动和刹车均可以自动调节和操纵。为了减少肥料的损失，在施洒器旁边装有一个可以自动进行调控的操纵机构。为了减少肥料的喷洒被侧面风吹漂移，一些厂家在施肥机上安装了一个挡板以解决这一问题。为了补偿风力作用的负面影响，有的厂家则采用一个与操纵软装备连接在一起的机械，以改变其转盘的转速和减少肥料的损失。

　　对农作物所使用化学剂的防除处理技术法规要求是相当的严格。因此，国外所有施肥机产品均装用一种十分安全的防滴喷嘴，采用的所有技术数据均是标准文献数据库的信息。绝大部分施肥机产品均采用了电子控制技术进行各项作业操纵管理。

　　另外，国外新型施肥机也广泛地采用了传感器技术，对其施肥机每个肥料喷嘴的施肥量进行监测。在其操纵托架上均装有对施肥机各项技术性能进行检测的电子软设备，可以对施肥机的整个田间施肥作业进行全面的检控，可以检测剩余肥料的数量，驾驶员在驾驶室内即可对喷洒机喷杆等外部部件进行维护和保养。

　　国外施肥机械的最大施肥作业宽度已达到 51m,其施肥机的肥料罐容量最多可以达到 14 000 L,施肥作业行驶速度也比过去提高了许多。

　　在一些化肥施肥机上，均普遍装用了可以自动调整和控制施肥量的新机构。由于装用了这种自动调控机构，所以能使施肥机在各种作业条件下，所施撒的化肥分布均匀度达到最佳化，大部分施肥机生产公司所投放市场的新产品的技术性能均有很大的改进和提高。

　　如在 2013 年德国汉诺威 （Hanovre） 农机展会上，首次出现了一种全自动操纵控制的新机型，这是一种双盘式施肥机，可以对各类肥料进行施洒，其施肥作业的宽度也达到了令人满意的程度。新型施肥机装用了一种微波式传感器和一个全自动操纵系统的施肥器，使施肥的精确度达到最佳化。装用的微波臂可以围绕盘式施肥器的分配盘进行绕轴传动，这样就可以不接触肥料导向机构而测录导向机构的位置，并可以通过一个旋转箱底板自动对肥料施撒器进行校正和调整，根据施肥作业的最理想宽度，在旋转箱底板上设计有一些肥料定量孔。当施肥机在进行作业时，这个施肥器应保持常运转，否则的话，其分配盘上的肥料损失控制点就会再自动进行一次调整。与其他的传统调节方法相比，由于采用全自动进行调节，这种新型施肥机的作业宽度达到最佳化，并且使其在田间进行的施肥作业精度也有很大的提高。 因为施肥机的肥料导向器可以保持常运转状态，故在出现肥料负荷变化或天气变化的情况下，均可以根据作业宽度的需要，调节系统可以进行全自动精确调控。这样，不仅提高了肥料的使用效率，减少了环境污染和施肥作业的费用，而且也增加了施肥作业的安全性。在对农作物进行施肥作业时，肥料喷施管内肥料流量的连贯性和控制问题，就成为施肥机的一个技术难题。为了解决这一难题，Kotte 农机公司研发了一种 FlowCheck 新型测量传感器，通过肥料流动的声音来测量其每个肥料喷管内的肥料流量，并对肥料流量进行控制。

　　一旦肥料喷管出现裂缝，驾驶员就会接收到声响报警装置发出的信号，LED 显示器上则会显示被堵塞的施肥管。这种自动警告系统，使驾驶员的工作负荷得以缓解，所有肥料喷管都不会被堵塞，驾驶员还可以不接触肥料而进行排除故障的操作。为了防止被外部物件碰撞，传感器被设计装置在一个箱体内，并可以采用高压维护保养，也可以重新补装。

　　国外对于农作物的保护，主要致力于精确配料和减少干预方面的研究。按照相关技术规定，必须减少植物的有害残余物和对环境的污染。同时，还要求围绕“精准农业”的发展方向，对农药化学品的喷洒机具以及植物防护产品进行技术上的改进和提高。另外，也制定了相应的 （例如喷洒距离等）技术法规标准。

　　国外各厂家所生产的大量具有现代技术水平的植保喷洒作业机具主要有支撑式、牵引式和自走式3 种结构型式。其中支撑式喷洒机的喷洒作业宽度最高可达 28 m,其喷洒液罐的容量达 1 800 L,而牵引式和自走式喷洒机的喷洒作业宽度最高可达 45m,其喷洒液罐的容量达 8 000 L.国外市场上所销售的新型喷洒机的技术发展，主要在于其操纵上的舒适性提高，喷洒剂量的精确度以及减少喷洒偏移等方面。部分市场上也出现了高新技术的植保机，这类植保机均装有一个喷洒量调节系统，采用计算机操纵。这类装备的发展趋势主要是广泛采用带有 ISOBUS 接口的电子设备，既增强了喷洒机的功能性，还可以提高机具的作业效率和操纵舒适性。由于 GPS 技术也经常需要计算系统的安装和启用步骤，所以为了满足“精准农业”的要求，就必须从技术上予以保证。

　　由于在欧盟 UE 法规要求中，有对植物卫生的再生性管理的技术规定，所以近年来市场上所销售的植保机械的主要发展方向之一，就是紧紧围绕环境保护的法规，以及用户和消费者的要求，致力于改进农作物保护机具的技术结构和性能。

　　另外，国外植保机械主要在减少作业喷射漂移、采用气动助力式药液喷嘴以及新型直接喷洒系统等方面进行了技术创新研究。由于大量采用电子技术和电脑控制技术，所以使得植保机械作业达到了喷洒精量化并减少了驾驶人员的操纵干预。

　　值得一提的是，国外评价植保机械，主要是看其是否采用 DGPS 技术和 ISOBUS 电子终端设备技术，以此确定其在技术上是否有创新。因此，近年来所生产的绝大部分植保机械产品的操纵功能均广泛采用了电子技术，如斜坡地段自动断流、半转式管理、自动遥控以及转向系统辅助机构，这包含驾驶系统和平行通过行驶系统等。

　　植保机械绝大部分均采用了新型数据库 （基）系统，从而可以控制和获得植物卫生干预的技术资料信息。另外，为了使植保机械在斜坡上获得行走稳定性，各生产厂家均采用了防倾斜的新技术装备。当植保机在斜坡地上行走时，所装用的自动定位校正器及其他一些垂直运动减振系统，就极大地减少了植保机在斜地上行走的不稳定性。在不少植保机械上装用了药剂喷嘴系统，每个喷嘴均布置有照明灯，以方便用户在夜间进行植保作业。

　　各类植保机械除装有一种自动操纵管理机构外，最重要的一项技术发展就是增加了植保机械的单位面积作业经济性和道路行驶稳定性以及可操纵性。市场上销售的植保机械，均装有以 ISOBUS 技术为基础的电子调节和管理装置，可以自动切断转换开关，喷杆均采用标准型结构，其喷距可以自动进行调整。不少植保机械还装有新型的喷杆导向调整系统，当植保机在转弯作业时，可以减少喷洒漂移，并预防其减少上喷或下喷的药剂定量。通过对传感式喷嘴的控制，可以改变喷嘴喷洒的药剂流量。

　　国外生产的植保机械产品，在其结构和性能方面，均十分重视对驾驶操纵人员和环境的保护。对此，所有推向市场的新型植保机械均采用了无堵塞填充结构的喷嘴，在喷嘴与喷嘴之间，设计有一个药剂填充的封闭系统，该系统可以在不接触喷嘴的情况下，自动进行喷嘴的药剂填充控制。

　　在实际进行植保作业过程中，当植保机在转弯时，经常会碰到各种各样的喷洒质量问题，不是转弯外圈药剂喷洒得较少，就是转弯内圈药剂喷洒得太多。另外，许多作业地块并不都是成直角的结构，有的地面还需要绕行一些障碍物才能进行作业。因此，为了能够保证喷杆宽度为 36 m 的喷施作业质量，达到 40%~160%的期望漂移值，德国的一家公司专门研究出一种 C-C-A 型喷施质量控制系统，能够使植保作业质量达到这一指标。该控制系统采用了对转弯操纵模块进行数据运算的方法，可以对喷杆的每段药剂喷洒量进行平均值调控操纵，以此来达到喷杆期望的喷洒漂移值。计算所需要的数据由测量转弯半径的传感器提供，通过车轮传感器测量其速度，就可以计算出单位面积喷洒药剂量的期望值。采用这种计算方法，可以评估出每段喷洒量期望值的百分比差值。通过改变每段喷嘴的喷施压力或对 2 个参数进行组合的方法，调节其喷嘴支架上每个喷嘴的喷洒药剂量。

　　由德国 Horsch Leeb 公司研发生产的喷杆自动操纵系统，可以在种植的蔬菜上面准确而安全地操控植保机的喷杆进行药剂喷洒作业。这种喷杆采用一种活性操纵形式，可以方便地操纵喷杆，近距离对准植物表面进行喷施作业。带有底盘支架的喷杆可以全部分离，并能够在田边地头进行精细的喷洒作业。这样就可以极大地减少由风力和气候所引起的喷洒药剂漂移现象。这种喷杆采用了一些径向球轴承，因而在实际使用时可以悬挂在靠近防止摩损的惯性力点的地方。这样，当植保机转弯时，其喷杆位置就不会受到任何离心力的冲击影响。为使喷杆能够在田边地头进行最佳化的喷洒作业，还装用了一个专用型操纵机构，可以消除 2 个液压油缸施加的液压力，使喷杆不受任何影响，同时，植保机进行快速行驶操纵也不会对喷杆产生任何冲击力。

　　当进行坡度行驶调整控制时，这个操纵机构就支撑在一个具有预定行程的高弹性塑料件上，并向喷杆回转方向加速传动。在刚好达到喷施的理想位置时，高弹性塑料件反弹力加强，进而使其喷杆停止转动在进行调整期间，调整油缸应处于常啮合测量位置，同时也对摇摆运动进行补偿。这种调整新方法，主要是使用了一个极为快速的比例液压阀，并创新地采用了一些可以进行旋转测量的传感器逻辑操纵机构。

　　另外，德国的 LEMKEN 公司也推出了一种Swing cut 新型药剂喷洒自动控制系统。由于植保机装用了一个可以使喷杆回转运动的活性补偿机构，所以可以获得药剂喷洒的最佳化分布效果。不论是植保机在启动加速、提升或下降操作，还是在凸凹不平的地面或刮风条件下进行前进行驶和倒退行驶喷施作业，其喷杆位置均可以保持水平方向不变。

　　到目前为止，绝大部分植保机的药剂喷杆均普遍采用一种悬浮式摆动型结构，并装用了具有弹性的操纵构件和动态弹簧件来进行操控。在植保机喷杆上使用一种半活性减振系统，也是一种创新减振技术方式，并可以对系统进行调整。有的植保机械还创造性地装用了一个 3D 型摄像装置记录其喷杆的运动，一旦超过了校准值，装用的活性减振系统就对其进行干预调整。在植保机进行喷洒作业过程中，这一干预调整方法可以连续进行。

　　因此，通过对喷杆最佳位置的动态化调整，也极大地提高了喷洒药剂的侧向和纵向分布的均匀性。