丘陵山區機載移動提灌裝置的研究與推廣應用

□曾文明 李光輝 阮紅麗 周小波/四川省農業機械研究設計院

四川省地跨青藏高原、橫斷山脈、云貴高原、秦巴山區、四川盆地等幾大地貌單元，地勢西高東低，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，為提高灌區抗旱減災能力、促進自身灌排能力提升、確保農業生產經濟效益，亟需一種便于移動、方便靈活的抗旱減災裝置。

機載移動裝置將四輪拖拉機輸出動力與水泵進行關鍵技術匹配，是構建于利用拖拉機懸架拖掛，拖拉機動力輸出為水泵提供動力實現作物灌溉的作業方式，該機載提灌裝置牽引動力和驅動力都為拖拉機。

1 機載移動提灌技術及裝置研究簡介

該系統由水泵、傳動裝置、閥門、管路、監控系統、車架等組成，裝置組成框圖、結構示意圖如圖1、圖2所示。

裝置參數表如表1所示，水泵實驗性能特性曲線如圖3所示。

移動式機載提灌裝置監控系統以觸摸屏為上位機、PLC為控制核心、傳感器為輸入信號端，通過編制可視化界面及程序，對輸入信號進行處理。監控系統示意圖如圖4所示。

2 使用說明

2.1 適用范圍

本裝置適用于無法進行固定提灌站建設、缺電環境、旱片死角等區域，以及送水、輸水、灌溉和人畜飲水等應用場合。適用于拖拉機機型功率≥22.07 kW，動力輸出轉速540～1 000 r/min的輪式、履帶式拖拉機，拖拉機能到達工作位置且水位離地面≤5 m。

2.2 操作方法

1）拖拉機牽引機載移動提灌裝置到達指定作業地點后，鋪設進、出水管道。

2）將拖拉機動力檔切換到動力輸出軸上，水泵啟動，開始自吸，待水泵自吸完成，提灌裝置開始正常運行。

3）開啟控制系統，利用觸摸屏，根據作業需要監測水泵運行工況。

3 裝置特點

1）無需電源。利用拖拉機驅動力為水泵提供動力，尤其適用于無法架設低壓線路或架設低壓線路較為困難的地區。

圖 1 裝置組成框圖

圖 2 裝置結構示意圖

圖 3 水泵性能特性曲線

表 1 裝置參數表

2）工作可靠。水泵采用自吸泵，結構簡單，無故障工作時間長，維護和使用方便、體積小、重量輕、效率高；傳動裝置的行星齒輪傳動體積小，承載能力大，傳動效率高、工作平穩；監控系統以觸摸屏為上位機、PLC為控制核心、傳感器為輸入信號端，實現提灌數據采集、傳輸和存儲，以及運行工況的實時監測。

3）機動靈活。該裝置牽引動力和驅動力都為拖拉機，移動靈活、操作方便、結構簡單。

4）提高了拖拉機的利用率。該裝置利用拖拉機懸架拖掛，拖拉機動力輸出為水泵提供動力，適合及時開展農業灌溉作業；裝置不工作時，拖拉機還可以用于其他方面，提高了拖拉機的利用率，擴大了農用拖拉機的使用范圍，對豐富農村提灌站的種類也起到了很好的拓展作用。

圖 4 監控系統示意圖

4 推廣應用前景展望

1）該裝置如果達到一定規模，通過監控系統的智能化升級，可實現基于B/S模式和基于WEB的網頁監控進行用戶在線監測，實現提灌裝置數據的存儲和運行工況的及時監測。采用4G無線遠程模塊，基于Android手機設備，采用通信技術和編程技術與云服務器運管平臺建立連接，可實現運行工況的全時段連續監控。主管部門可實時監控各地旱情、水澇，實現各地抗旱排澇設備及時調配，為適應農業集約化、智慧化發展需求提供有力保障。

2）該裝置對拓寬現代科學技術在農業機械領域中的應用，促進現代農機朝著智能化方向發展，發揮著重要的促進和推動作用。