自走式热烟雾机设计开题报告

1. 研究目的与意义

森林和果园病虫害给国家造成了巨大的经济损失，科学高效地对其进行防治是当前面临的艰巨任务。

热烟雾机是一种新型、高效防治病虫害机械，通过热烟雾发生装置将热雾剂蒸发成细小烟雾弥散、充满防治区域以达到减少病虫害、提高作物质量和增产的目的，目前热烟雾机主要以手提式和车载式为主，其中手提式热烟雾机人为因素起主导作用，主观性较强很难做到精确施药；作业过程中人与药剂接触，长时间作业对人体伤害较大。

车载式热烟雾机主要适用于道路旁行道树的病虫害防治，适用范围受限。

2. 国内外研究现状分析

国外对热烟雾机的研究起步较早、技术成熟、已形成较完整的体系，其中以美国、德国、日本、俄罗斯最为突出。目前美国已经具备了从小型手提式到大型车载式等众多种类的热烟雾机，其中CURTIS生产的脉冲式热烟雾机性能优异，并且已经系列化，如DynaFOG系列中的Golden Eagle-2610型热烟雾机。德国生产和应用烟雾机较早，再加上雄厚的植保机械设计力量，生产的热烟雾机处于世界领先地位，尤其是脉冲式热烟雾机。日本是世界上植保机械较发达的国家之一，近些年来小型、肩背式烟雾机发展迅速，如丸山制造的LVM系列、光株式会社的LVH系列以及本田公司的背负式烟雾机。俄罗斯的烟雾机以大型动力居多，小型的、手提背负式较少，还顺利地将烟雾机应用于军事。

我国烟雾机生产起始于1957年，上海农业药械厂在引进西德Swing fog手提式小型烟雾机的基础上，研制了YT-5型手提式烟雾机，最终选型、质量、农药配套等问题并未发挥作用，随即停产。70年代，浙江林科所在YT-5的基础上改进了启动性能和外形，研制出了3Y-10型烟雾机，但该时期烟雾机结构复杂、喷烟量小。1986年，浙江林科所和南京农业机械化研究所在3Y-10型烟雾机的基础上，参照其他国家的烟雾机，研制出了3Y-35型手提式烟雾机和3YD-8型背负式烟雾机。此时，我国的烟雾机生产已经具备一定的规模，但由于烟雾机工作可靠性的限制，烟雾机难以得到进一步的推广使用。1987年，南京农业机械化研究所与安徽林业、化工部合作，承担了国家七五项目，所研制的3YD-8A背负弯曲管式烟雾机成功解决了松毛虫防治问题，还被应用于卫生防治。1991年，南京林业大学主持、多个科研院所共同参加完成了林业部项目森林病虫害烟雾载药防治技术及设备的研究，对脉冲喷气发动机进行研究，解决了启动问题，提高了工作稳定性，研制出了6HY-25型系列脉冲式烟雾机。在此基础上，南京林业大学与南通广益公司进一步合作，综合用户信息、市场需求以及产品测试数据，不断提高产品的质量性能，改进烟雾机的启动性能和工作稳定性。目前，生产的6HYB、6HYC、6HYW得到了广泛地推广使用。2013年，南京林业大学周宏平教授以车载为工作移动方式，稳态燃烧器为动力，提出了新型车载式稳态燃烧热烟雾机的开发构想。2014年底，许林云主持的脉冲式烟雾水雾机通过鉴定。2015年，赵旭东设计了车载烟雾机架，并以电动三轮车为载具设计了自走式热烟雾机。中国科学院合肥物质科学研究院发明了一种自走式热雾机的控制方法，弥补了人工现场操作的缺陷。热烟雾机未来将不仅仅作为植保机械使用，随着热烟雾机轻便化、智能化的发展，它还会被广泛运用于我们日常生活中的病虫害防治。

病虫害防治是森林和果园最主要的管理作业，而我国大多使用手提、背负机械进行施药作业，不仅劳动强度大，且效率不高。2014年，山东农业大学研制了履带自走式果园定向风送喷雾机，以橡胶履带底盘为载具。2015年，宁夏大学研制的温室自走式自动喷雾、烟台三新新能源科技有限公司制造的一种自走式农用喷雾机和朱大海发明的智能型自走式农药喷雾机分别以导轨、车子和液压机构为行走机构，丰富了植保机械的行走模式。2016年，孙立民提出了自走式喷药车和东方红装备机械有限公司设计的3WPZ-2000型自走式喷雾机都采用了人工驾驶机动车的模式进行施药作业，但由于价格等方面的原因，推广难度较大。目前自走式植保机械载具种类多样，大体包括了机动车、履带、导轨、液压机构。其中人工驾驶的机动车、履带行走机构体积大，造价昂贵，适用于规模化的大型经济林，导轨、液压机构相较于机动车、履带行走机构而言，结构精巧、智能控制方便、技术门槛高、对地形要求高，主要应用于大棚、温室作业。实现植保机械载具的精巧性、灵活性、智能性和网络化将成为该领域研究的新方向。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

（1）掌握现有热烟雾机的机械结构和工作原理，并完成测绘；

（2）在保持现有烟雾机基本型式不变的基础上，综合运用机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、人机工程学得知识，创新性的增加履带性行走结构和智能控制部分；

4. 研究创新点

（1）自走式热烟雾机保持市场上热烟雾机的基本型式不变，创新性地以履带为载体，有利于热烟雾机能够在许多复杂路况中行进，并完成施药工作。

（2）自走式热烟雾机具备智能化控制部分，控制可靠，有利于减少药剂的残留，保护生态环境，符合绿色生产的要求，同时拓宽了热烟雾机的应用场所，提高了热烟雾机的利用率。