□曾文明 李光輝 阮紅麗 周小波/四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究設(shè)計(jì)院

四川省地跨青藏高原、橫斷山脈、云貴高原、秦巴山區(qū)、四川盆地等幾大地貌單元，地勢(shì)西高東低，山地、高原和丘陵約占全省土地面積的97%左右。在缺水少電的丘陵山區(qū)，為提高灌區(qū)抗旱減災(zāi)能力、促進(jìn)自身灌排能力提升、確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益，亟需一種便于移動(dòng)、方便靈活的抗旱減災(zāi)裝置。

機(jī)載移動(dòng)裝置將四輪拖拉機(jī)輸出動(dòng)力與水泵進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)匹配，是構(gòu)建于利用拖拉機(jī)懸架拖掛，拖拉機(jī)動(dòng)力輸出為水泵提供動(dòng)力實(shí)現(xiàn)作物灌溉的作業(yè)方式，該機(jī)載提灌裝置牽引動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)力都為拖拉機(jī)。

1 機(jī)載移動(dòng)提灌技術(shù)及裝置研究簡(jiǎn)介

該系統(tǒng)由水泵、傳動(dòng)裝置、閥門(mén)、管路、監(jiān)控系統(tǒng)、車(chē)架等組成，裝置組成框圖、結(jié)構(gòu)示意圖如圖1、圖2所示。

裝置參數(shù)表如表1所示，水泵實(shí)驗(yàn)性能特性曲線如圖3所示。

移動(dòng)式機(jī)載提灌裝置監(jiān)控系統(tǒng)以觸摸屏為上位機(jī)、PLC為控制核心、傳感器為輸入信號(hào)端，通過(guò)編制可視化界面及程序，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理。監(jiān)控系統(tǒng)示意圖如圖4所示。

2 使用說(shuō)明

2.1 適用范圍

本裝置適用于無(wú)法進(jìn)行固定提灌站建設(shè)、缺電環(huán)境、旱片死角等區(qū)域，以及送水、輸水、灌溉和人畜飲水等應(yīng)用場(chǎng)合。適用于拖拉機(jī)機(jī)型功率≥22.07 kW，動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)速540～1 000 r/min的輪式、履帶式拖拉機(jī)，拖拉機(jī)能到達(dá)工作位置且水位離地面≤5 m。

2.2 操作方法

1）拖拉機(jī)牽引機(jī)載移動(dòng)提灌裝置到達(dá)指定作業(yè)地點(diǎn)后，鋪設(shè)進(jìn)、出水管道。

2）將拖拉機(jī)動(dòng)力檔切換到動(dòng)力輸出軸上，水泵啟動(dòng)，開(kāi)始自吸，待水泵自吸完成，提灌裝置開(kāi)始正常運(yùn)行。

3）開(kāi)啟控制系統(tǒng)，利用觸摸屏，根據(jù)作業(yè)需要監(jiān)測(cè)水泵運(yùn)行工況。

3 裝置特點(diǎn)

1）無(wú)需電源。利用拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)力為水泵提供動(dòng)力，尤其適用于無(wú)法架設(shè)低壓線路或架設(shè)低壓線路較為困難的地區(qū)。

圖 1 裝置組成框圖

圖 2 裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖 3 水泵性能特性曲線

表 1 裝置參數(shù)表

2）工作可靠。水泵采用自吸泵，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)故障工作時(shí)間長(zhǎng)，維護(hù)和使用方便、體積小、重量輕、效率高；傳動(dòng)裝置的行星齒輪傳動(dòng)體積小，承載能力大，傳動(dòng)效率高、工作平穩(wěn)；監(jiān)控系統(tǒng)以觸摸屏為上位機(jī)、PLC為控制核心、傳感器為輸入信號(hào)端，實(shí)現(xiàn)提灌數(shù)據(jù)采集、傳輸和存儲(chǔ)，以及運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

3）機(jī)動(dòng)靈活。該裝置牽引動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)力都為拖拉機(jī)，移動(dòng)靈活、操作方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

4）提高了拖拉機(jī)的利用率。該裝置利用拖拉機(jī)懸架拖掛，拖拉機(jī)動(dòng)力輸出為水泵提供動(dòng)力，適合及時(shí)開(kāi)展農(nóng)業(yè)灌溉作業(yè)；裝置不工作時(shí)，拖拉機(jī)還可以用于其他方面，提高了拖拉機(jī)的利用率，擴(kuò)大了農(nóng)用拖拉機(jī)的使用范圍，對(duì)豐富農(nóng)村提灌站的種類也起到了很好的拓展作用。

圖 4 監(jiān)控系統(tǒng)示意圖

4 推廣應(yīng)用前景展望

1）該裝置如果達(dá)到一定規(guī)模，通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)的智能化升級(jí)，可實(shí)現(xiàn)基于B/S模式和基于WEB的網(wǎng)頁(yè)監(jiān)控進(jìn)行用戶在線監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)提灌裝置數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和運(yùn)行工況的及時(shí)監(jiān)測(cè)。采用4G無(wú)線遠(yuǎn)程模塊，基于Android手機(jī)設(shè)備，采用通信技術(shù)和編程技術(shù)與云服務(wù)器運(yùn)管平臺(tái)建立連接，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行工況的全時(shí)段連續(xù)監(jiān)控。主管部門(mén)可實(shí)時(shí)監(jiān)控各地旱情、水澇，實(shí)現(xiàn)各地抗旱排澇設(shè)備及時(shí)調(diào)配，為適應(yīng)農(nóng)業(yè)集約化、智慧化發(fā)展需求提供有力保障。

2）該裝置對(duì)拓寬現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用，促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)機(jī)朝著智能化方向發(fā)展，發(fā)揮著重要的促進(jìn)和推動(dòng)作用。