基于光电传感器的精密播种机排种性能监测系统的研究

【目的】针对玉米、大豆等作物单粒精密播种过程中出现的漏播、重播以及播种量不精准的问题,设计一种基于光电法的单粒精密播种机排种性能监测系统。【方法】采用红外检测装置获取种子下落时的脉冲信号,脉冲信号经单片机处理后统计种子下落时间间隔,并与设定理论时间间隔相比较,计算漏播率、重播率及播种量。以垂直勺轮式排种器为对象,对监测系统进行单粒漏播、重播及播种量监测试验。【结果】该监测系统的单粒监测精度达到98.8%;与排种器性能检测试验台架检测结果相比,监测系统的漏播率监测误差小于0.3%,重播率监测误差小于0.6%;播种量监测精度大于94.4%。【结论】此监测系统工作稳定,监测精度较高。     

基于线阵CCD的油菜条播排种器播量在线监测装置的设计及试验

针对油菜条播机窝眼轮式排种器存在多粒种子同时下落难以监测的问题,设计加装了一种基于线阵CCD传感器的播量监测装置。监测装置发射端采用点光源,通过一组凸透镜形成由平行光线覆盖的种子监测区域,接收端采用线阵CCD传感器,通过实时监测像素值的连续变化,监测油菜种子播量,从而实现对播量的精确计量。运用室内试验台架,对窝眼轮式油菜排种器进行了单粒排种、排种计数、播量监测以及漏播和堵塞报警试验。结果表明:投种高度小于150 mm时,监测装置对单粒投种的监测准确率达100%;排种轴转速分别为20、30和40r/min时,监测装置对1000粒油菜种子计数的准确率分别为98.98%,98.26%和97.32%,对于5、10和20min连续排种播量计量的准确率均能达到97%以上。     

倒挂式圆管气吸玉米免耕精播机的试验研究

针对目前圆盘气吸式播种机存在的气道结构庞杂、风压损失大、动力损耗大的缺陷;以圆管气吸式排种装置为基础研制的倒挂气吸式玉米精密播种机。通过播种机的排种试验测得播种机排种负压值3.8 k Pa、漏播指数3.75%、重播指数8.33%、粒距合格率87.5%、合格粒距变异系数25.7、播种深度平均值42.76 mm、播深合格率87%。与2BYQFH-4垂直圆盘气吸播种机相比,气道结构简单、所需动力小,简化排种器结构,减少气压损失环节,降低风机功率;相关技术指标均达到国家标准,种子破损率低、播深一致、排肥稳定、播种均匀、可实现单粒精密播种。     

油菜精量播种机气力式排种器设计与试验

根据油菜精量播种技术的农机、农艺要求,提出了气力式油菜精量播种机排种器的设计方案,对排种器结构和工作过程进行了分析。以秦油10号为试验用种,种子发芽率在85%左右,设计播量为0.63~4.41 kg/hm2,取播量为1.8 kg/hm2、拖拉机行进速度为2.6 km/h进行田间试验。结果表明,油菜播种机田间实际出苗数与设计播量之间播种均匀性变异系数为2.4%,说明该播种机排种器播种均匀性好,达到播种质量标准。     

型孔轮式水稻排种器排种监控系统设计

针对型孔轮式水稻排种器展开了排种监控系统研究,利用红外光电传感器采集种子在输种管内的流动信息并转换输出相应的电信号,由单片机实时监测电信号的变化,实现对排种状况的监控。设计降低了播种机的漏播和重播现象,提高了播种质量和播种效率。     

勺链式马铃薯播种机排种器性能试验

中小型马铃薯播种机普遍采用勺链式排种器。链传动的多边形效应导致勺链式马铃薯播种机排种器的漏播现象随着机具作业速度的提高更加明显;切块薯种尺寸跨度较大,小尺寸薯种较多时重播率增大。针对上述问题,在实验室搭建了勺链式排种器试验台,以机具前进速度和薯种大小为试验因素、漏播率和重播率为试验指标,进行旋转正交试验回归分析,利用软件Design-Expert8.0.6对回归模型优化求解。结果表明,机具前进速度为2.44 km/h、薯种大小为41.34 mm时,漏播率和重播率的最优解分别为3.54%和5.52%。该研究为勺链式马铃薯播种机田间作业参数的确定提供了参考。     

棉花精量排种器排种性能试验研究

为实现南方棉花种子的精量播种,设计一种满足南方棉花种子"一穴两粒"农艺要求的机械式精量穴播棉花排种器,将该排种器安装在JPS-12型全自动排种器性能检测台上进行棉花种子排种性能试验。分别以合格指数、漏播指数和重播指数为评价该排种器排种性能指标,以适用于南方的棉花种子(湘杂棉3号、湘杂棉8号和慈抗杂3号)为试验对象,对排种器转速、勺孔直径和种室曲面曲率半径3个因素进行单因素试验,得出各因素作业时的最优范围。正交试验结果得到排种性能各因素的最优组合为:排种器转速100rad/s,勺孔直径9mm,种室曲面曲率半径25mm;该组合下,棉花种子精量排种效果较好,穴粒数合格指数为93.62%,重播指数3.87%,漏播指数2.51%。该机械式精量穴播棉花排种器满足国家标准对棉花种子的播种要求。     

精密播种机微机监测系统研究

本系统采用ＭＣＳ－５１单片机实现精密播种机排种性能监测,对重播,漏播分别进行了不同方式的声光报警,可定量计算重播率,漏播率及合格率,并送显示器显示,也可根据需要将这些参数打印下来,确保精密播种的质量。     

棉花播种质量实时监测系统设计与试验

【目的】针对新疆地区使用的棉花穴播机作业过程中,驾驶员无法及时发现穴播器漏播、重播的问题,设计了一套棉花播种质量实时监测系统。【方法】该监测系统以STM32F103C8T6微控制器硬件系统为下位机,通过安装在穴播器存种圈上的对射式光电传感器和光电编码器分别获取棉花种子漏播、重播信息,判断棉花播种状况,并通过nRF24L01模块将播种信息传输至DWIN触摸屏上位机人机交互界面实时显示。搭建棉花播种质量监测系统试验台,通过田间试验验证监测系统的准确性。【结果】台架试验结果表明：当穴播器转速为30 r/min时,系统的合格播种、漏播和重播监测精度最高,分别为96.65%、94.59%和92.00%。当穴播器转速高于30 r/min时,监测精度明显下降。田间试验验证结果表明：系统对合格播种、漏播和重播平均监测精度分别为94.51%、92.38%和86.55%。利用SPSS软件对田间试验数据进行分析,结果显示试验数据具有统计意义,采用监测系统获得的棉花播种质量数据与人工实测数据具有较高的相关性,实际值可以由系统监测值反映出来。【结论】该系统满足田间作业对棉花播种质量监测的需求,对实现棉花种植提质...     

基于反射式光电感应的精量播种机漏播监测系统研究

排种器是播种机的核心部件,其性能稳定性直接影响播种作业质量。实际工作过程中,由于排种器通常处于密闭状态,无法通过人工直接观测其作业质量,若发生断条漏播等问题将严重影响作物产量。针对中、小粒径作物开发了一种基于反射光电感应的精量播种机漏播监测系统,该系统采用FS-V11漫反射式光放大器获取排种脉冲信号,准确度高、抗扰动能力强。设计了基于单片机MSP430F149的信号处理电路,并以落种时长为基准,规划了种粒监测软件流程,实现系统软件硬件集成。以小麦精量排种器为例,进行漏播监测试验,结果表明,当排种器转速为30 r/min时,监测精度为95.5%;当排种器转速在30~45 r/min之间随机变速时,监测精度为93.5%。     

玉米单粒精密播种机械筛选测试研究

为进一步提高机械播种质量,选择本地代表性的单粒精播机(2BYF-3型玉米免耕施肥播种机)进行测试。结果表明,该机器在播深、播量、重播率、漏播率、粒距合格指数等性能指标均符合机械设计;产量结果同大田人工播种基本持平,同时又起到节本增效的效果。     

基于GIS的油菜播种控制系统设计与试验

针对江苏稻油轮作模式下由于水稻土壤湿黏导致地轮打滑而造成的漏播等问题,设计一套电控排种系统,对现有机械式油菜复式播种机进行自动化改造。播种作业时,该系统可根据计算机加载的播种作业信息、地图数据和实时获取的GPS位置信息确定当前播种参数,并发送到主控制器,经处理后,运用比例积分微分控制算法结合目标穴距和播种机前进速度,使用直流电机控制排种轴的旋转速度,实现油菜精准播种。试验结果表明,该系统控制电机转速的变异系数最大值为4.85%,台架试验中穴距变异系数的最大值为15.28%,较传统播种精度明显提高,且系统工作响应及时。     

关中原区油菜机械直播技术研究

【目的】对气吸式、窝眼式和海绵式3种具有不同排种器形式的油菜播种机的作业质量进行对比研究。【方法】在关中原区油菜大面积种植区域选择具有代表性的试验区,采用单因素试验和大田试验,对3种播种机的作业质量和可靠性等进行检测,并对机械播种和人工撒播的作业成本进行经济核算。【结果】油菜机播的适宜土壤含水率为20%～30%,适宜播深为1cm。气吸式播种机的最佳播量为1.5～2.0kg/hm2,窝眼式播种机的最佳播量为3.0～3.5kg/hm2,海绵式播种机的最佳播量为4.5～5.0kg/hm2。气吸式播种机的作业质量最好,最节约种子;其次是窝眼式和海绵式。油菜机播较人工撒播节约种子,降低成本达50%以上。【结论】建议小规模的农户选用窝眼式油菜播种机,合作社、种植大户适宜选用气吸式油菜播种机。     

具有自动补种功能的机械精密播种系统的研究

针对机械式精密播种机存在不同程度的漏播问题,研制了带有自动补种装置的精密播种系统.当光电传感器监测到主排种器出现满播现象时,中央处理器驱动步进电机推开副排种器输种管下端的挡种板,播下其中存储的一粒种子,挡种板释放,同时控制步进电机驱动副排种器排出一粒种子到副排种器的输种管中,确保补种及时准确.台架试验表明:补种成功率>...     

同步铺膜铺管旱作水稻播种机的设计与试验

针对目前旱作水稻不易大规模推广的难题,研制开发一种旱作水稻铺膜铺管播种机。根据旱作水稻种植农艺要求,采用滑刀式开沟器,在距种行水平距离110~130mm处开出宽45mm,深20mm的沟,将滴灌带铺设于沟内;地膜通过随动仿形机构铺设于地表;通过改变容腔容积调整机械翼勺式排种器下种量大小;螺旋导土板将土壤送至种行完成覆土。以杂交稻种"秋田小町"为播种对象,采用3因素4水平的正交试验设计方法,研究播种机前进速度、容种腔长度和种面高度对播种性能的影响。试验结果表明,影响合格指数和重播指数的主次因素为:播种机前进速度容种腔长度种面高度;影响漏播指数的主次因素为:容种腔长度播种机前进速度种面高度;当播种机前进速度1.0m/s,容种腔长度14mm,种面高度140mm时,播种机播种性能最为优良,此时合格(6~8粒/穴)指数为86.5%,漏播(6粒/穴)指数为10.2%,重播(8粒/穴)指数为3.3%,满足旱作水稻农艺种植要求。     

气吸式辣椒精量穴直播机的研制与试验

【目的】针对辣椒种植育苗移栽方式存在的成本高、劳动强度大和生产效率低等问题,结合南方辣椒种植模式和农艺要求,研制一种气吸式辣椒精量穴直播机。【方法】该机具由主机架、仿形机构、风机、传动系统、变速器、气吸式排种器、开沟装置和镇压装置等组成,可一次完成开沟、播种、覆土和镇压作业。利用负压取种和断压排种的原理,根据辣椒种子物理特性和播种要求,确定了气吸式排种器排种盘尺寸、排种孔数量和大小,满足播种精度和播种量要求。播种部分通过平行四杆仿形机构与主机架连接,可实现播种单体对地仿形,保证开沟和播种深度。【结果】播种量1～3粒/穴的平均合格率为91.16%,平均漏播率为0.18%,平均重播率为8.66%。不同穴距试验的播种穴距合格指数均大于89%,重播指数均小于4.85%,漏播指数均小于11%,穴距变异系数均小于23.77%,播深合格率为86%。【结论】整机工作性能满足辣椒种植要求,本研究可为蔬菜精密播种机的研制和开发提供参考。     

花生农艺农机融合轻简栽培现状及发展策略(二)

<正>(三)精细播种机器播种质量高高产花生必须苗全、苗齐、苗壮。出苗率应占播种粒数的99%以上,实收株数应达98%以上。作物群体数量的高低是作物高产的基础,因此高产花生要求花生种子质量高,播种机械要不漏播、不重播、排种均匀、播深一致,播种深度控制在3~5厘米,播种后镇压及时喷施除草剂,起垄质量要高。高效施肥技术研制肥量精准控制、分层分散施肥的花生联合播种机和配套精     

气吸式玉米播种机播种智能电控系统的设计

由于传统玉米播种机采用地轮驱动所有排种器同步工作,作业模式单一,地轮打滑影响播种质量。为提高播种机作业灵活性和播种质量,设计了气吸式玉米播种机播种智能电控系统。系统以微处理器为核心,采用光电编码器实时采集机车作业速度,通过直流电机驱动排种器,每个排种器独立工作,微处理器根据作业速度与设置的播种参数实时调节电机转速,完成按需播种。同时,系统还具有作业数据显示、存储及查询,播种单体的智能控制,故障监测报警等功能。实验结果表明,电控播种机播种粒距合格指数为95.9%,播量控制精度为98.18%。该系统实现了播种作业模式多样化,提高了播种效率和播种质量。     

振动对勺轮式排种器排种性能的影响试验

针对排种器在垂直方向的振动特性,搭建垂直振动试验台。以勺轮式玉米排种器为研究对象,优先进行工作速度单因素试验,确定勺轮式排种器在工作速度为2～5 km·h~(-1)排种性能较好;以播种机振动频率、振动幅值、工作速度为试验因素,排种合格率、重播率、漏播率、变异系数为评价指标进行3因素3水平响应面试验。试验结果表明,振动幅值和工作速度对4个评价指标均有显著影响,振动频率对除重播率外其他3个因素均有显著影响。各因素对重播率影响程度为振动幅值工作速度振动频率;各因素对漏播率影响程度为振动幅值振动频率工作速度,各因素对合格率均有极显著影响;各因素对变异系数影响程度为振动幅值工作速度振动频率。     

基于模糊PID的电控精量播种系统与试验研究

为解决传统播种机地轮打滑导致播种质量下降的问题,设计了电控精量播种系统,并确定了电机控制数学模型。通过Z-N法和模糊控制完成PID参数整定,借助MATLAB完成模糊PID控制的设计和Simulink仿真,将系统响应时间缩短了0.23 s,提高了控制精度。土槽试验台对比试验表明,电控精量播种系统较传统播种系统播种合格指数提高了6.04%,漏播指数下降了4.57%,重播指数下降了0.61%,合格粒距变异系数下降了2.23%,播种均匀性得到了大幅度提高。系统的合格指数、重播指数、漏播指数和合格粒距变异系数均满足JB/T10293—2013《单粒(精密)播种机技术条件》的要求,播种质量指标的变化均在6%以内,具备较好的播种稳定性。