气吸式免耕播种机排种装置振动测试及分析

为探明免耕播种机在玉米留茬地作业时排种装置振动对排种特性的影响,采用六通道pulse LAN-XI振动测试系统及加速度传感器,分别测试免耕播种机在玉米免耕地不同速度作业状态下排种器的振动特性,并对其进行频域分析,得到振动信号的频谱图。分析结果表明:在免耕播种机作业状态下,排种器的振动主频主要集中在0~10Hz与40~55Hz;随着速度的提高,振动的主频率有所提高,在速度为3.6km/h时振动的主频率是最小的,是适合播种机播种的适宜速度。     

气吸免耕播种机排种器振动测试分析

为究明振动对免耕播种机排种性能的影响,采用Pulse LAN-XI振动测试系统,对2BM-5型气吸式免耕播种机在莜麦茬地作业状态下排种器的振动特性进行了测试;用Mat Lab对振动信号进行时域和频域分析,得到播种机在作业状态下田间振动信号的时域图及频域图。试验结果表明:在免耕播种机作业状态下,随着速度的提高,振动主频率对应的最大幅值有所提高;排种器的振动主频率主要集中在0~10Hz和40~60Hz;在莜麦茬地播种,2BM-5型气吸式免耕播种机作业速度为4km/h时振动较弱。     

气吸式免耕播种机葵花茬地作业振动测试与分析

为给免耕播种机振动试验台提供能够真实反映地表属性的振动数据,选取阴山北麓地区葵花茬地作为实验地表,对免耕播种机气吸式排种装置在作业过程中所受的地面振动激励进行实地测试,记录不同速度下所受地面振动激励的特性参数,并对其进行频域分析,得到振动信号的频谱图。试验分析表明,机器作业速度是影响振动频率与振幅的主要因素,随着速度的提高,振动的主频率有所提高。在速度为3.6km/h时振幅较弱,主频率成分为0~10Hz与45~55Hz,且能满足播种的要求,可以作为振动试验台主频选择的参考范围。实验数据为室内试验台进一步分析振动频率及振幅与机器作业速度之间的相互关系奠定了基础。     

指夹式排种器振动模拟与试验分析

为研究免耕播种机工作过程中产生的随机振动对排种质量的影响,对2BM-2免耕播种机在秸秆覆盖条件下作业时排种器的振动特性进行测试,并对振动信号进行时域和频域分析。结果表明:排种器的振动主要由免耕地表引起的垂直方向的振动,振动主频集中在0~20Hz。搭建排种振动试验台,测试不同频率与振幅条件下指夹式排种器播种合格指数,结果表明:随着振动幅值与振动频率的增加,播种合格指数降低,振动频率对播种合格指数的影响较振动幅值的影响更为显著。     

免耕播种机播深智能监控系统的设计

为了提高免耕播种机播种深度的一致性，提高农业生产规范化作业要求，为作物生长和产量提升提供一个良好的播种质量基础，基于单片机和无线通信技术等对免耕播种机播深监测系统进行研究，对各个生产部件的功能和选型进行分析，最后通过田间试验验证免耕播种机智能监测系统田间作业性能。研究结果可以为免耕播种机的设计及优化提供参考，对于进一步完善保护性耕作技术的发展提供技术支撑。     

基于模态的玉米高速精密排种器振动特性分析

高速高效是目前玉米播种机的发展方向,但随着播种速度的提升,耕作地表激励所产生的振动会对排种器工作性能造成影响。为研究排种器在耕作地表激励下的振动响应,以气吸式玉米高速精密排种器为分析对象,通过模态分析、振动测试相结合的方法,研究排种器自身振动特性及其在播种作业过程中耕作地表激励下的振动响应,判断排种器是否会在工作工程中产生共振,影响工作性能,降低整机耐久性。分析结果表明:当播种机作业速度在6～12km/h时,经功率谱密度分析,耕作地表振动信号主激励频率范围为3～10Hz,远低于排种器总成的1阶约束模态53. 8Hz,排种器在工作过程中不会因地表激励引发共振,结构设计合理。本文有助于协助排种器设计人员了解排种器的刚度分布及地表激励振动频谱分布,对后续设计手段和设计流程的提升有一定的帮助。     

免耕播种机排种装置振动特性数学模型的建立

为了研究气吸式免耕播种机在田间耕作时,由于免耕地表的不平度激励所产生的振动对播种机的排种装置的影响,推导了气吸式免耕播种机排种装置振动特性数学模型。同时,由所建立的数学模型得出气吸式免耕播种机排种装置的振动特性主要由播种机的结构特性、作业时的前进速度、排种器与土壤表面间的距离、土壤不平度和土壤粘性决定。通过建立振动特性数学模型,可对工作状态下免耕播种机排种质量进行预测和分析。     

基于压电薄膜的免耕播种机播种深度控制系统

为使免耕播种机在秸秆覆盖地作业时自动保证播种深度的一致性和稳定性,设计了一种主动作用式播种深度自动控制系统。采用聚偏二氟乙烯(Polyvinylidence fluoride,PVDF)压电薄膜传感器将免耕播种机限深轮的胎面形变量转换为电压信号,信号处理电路对传感器产生的信号放大滤波,提取信号峰值,系统根据峰值信号实时监测播种单体对地表的压力,控制信号形成电路在压力不足时发出控制信号,控制安装在播种机机架与播种单体四连杆间的空气弹簧产生推力,使播种单体能够产生对地表的压力,从而保证播种深度的一致性。试验结果表明,所设计的主动作用式播种深度自动控制系统能够精确控制开沟深度,仿形性能可靠,作业速度为5~8 km/h时,播深合格率达到90%,作业速度大于8 km/h时,播深合格率明显高于被动作用式播种深度控制装置。     

基于传感和信息采集的自主导航免耕播种机设计

为了提高免耕播种机的自动化程度,设计了一款新的具有自主导航和路径规划功能的免耕播种机。该播种机能够很好地估算出入射信号的个数和方向,克服了传统定位精度低的缺点,可以有效解决密集信号环境中多个辐射源的高分辨率、高精度测向定位问题。为了验证免耕播种机的性能,对使用DOA估计信号后的播种机进行了性能测试。测试发现:其播种误差要明显小于单纯使用最小二乘法和双曲线测量法,播种合格率最高达到了98.7%,变异系数最低为1.35%,播种的精确性和稳定性较高。通过对比传统播种机和本文设计播种机的播种时间,本文设计的播种机播种时间有所缩短,播种效率有了大幅度的提高,免耕播种性能好,可以在自动化播种作业中进行推广。     

棉花覆膜播种机振动测试试验与激励源分析

南疆棉田中大量的田间杂物对播种机造成了较大的振动影响,降低了排种器的排种精度。为了测试不同作业速度下的播种机振动特性,以2BMJ-8/2型机械式棉花精量覆膜播种机为测试点,利用测振仪器布置测点,测试在不同作业速度下的振动位移,并对测试数据进行频谱分析。结果表明:覆膜播种机作业速度为9.8~1 0.5 km/h时,振动幅值主要发生在低频0~1 0 Hz的频率段,受到的振动激励主要为田间杂物的缠绕、土块振动等影响;覆膜播种机作业速度为7.5~8km/h时,播种机振动幅值明显减小,能保持较优的作业效率,工作状况为最优;覆膜播种机低速作业时,振动幅值较小,振动频率在0~50Hz之间,与柴油机的振动频率接近,振动激励主要来自于拖拉机动力振动。     

免耕播种机开沟器的适应性分析

目前,国内外免耕播种机开沟器种类较多,但性能与实际生产要求存在着相当大的差距,表现出适应作物单一、通过性能差、破茬能力弱、对地表破坏率较大、调节困难、使用可靠性及适应性较差等问题。为推广保护性耕作,实施有效免耕播种,以研究开沟器适应性为主题,在不同地表田间对北方地区使用的免耕播种机开沟器进行了试验、测试、分析、研究,对其适应性进行了探讨,认为在实施免耕播种作业时,开沟器必须有较强的破茬和清草能力,需配备切草与清草装置。单纯依靠增加机具的重量来加强开沟器的入土能力,其适应性较差。通过实验可知,采用动力型平面条旋开沟器性能可靠,实现了在土壤硬度较高、含水率较低、土壤板结严重、秸秆覆盖条件下进行免耕开沟作业,其适应性可靠,可以满足免耕播种农艺要求。     

元宇宙环境下玉米免耕播种机作业机组仿真与试验

针对玉米免耕播种机研发周期长和研发成本高等问题,本文将元宇宙技术应用于玉米免耕播种机作业机组的仿真试验。基于元宇宙系统架构构建仿真平台,在元宇宙环境下,采用标线法和转换法对虚拟农场中场景进行高度还原,构建沉浸式玉米免耕播种机驾驶平台并进行交互性能测试,验证沉浸式玉米免耕播种机驾驶平台交互性能。在此基础上,在不同行驶速度下进行播种性能仿真试验,当玉米免耕播种作业机组前进速度不断增大时,播种质量整体呈下降趋势,趋势接近实际田间试验结果,株距合格率大于88.52%、重播率小于6.97%、漏播率小于4.51%。试验结果表明,本文设计实现的元宇宙虚拟播种仿真平台能够用于玉米播种试验,对降低玉米免耕播种机研发成本、缩短玉米免耕播种机研发周期具有重要意义。     

轻量化玉米垄作免耕播种机设计与试验

针对目前东北地区的免耕播种机主要依靠自重增加下压力来保证开沟深度的问题,设计了2BQM-2型轻量化玉米垄作免耕播种机,重量为一般免耕播种机的一半,可减轻对土壤的压实。轻量化垄作免耕播种机采用悬挂方式与拖拉机联结成作业机组,利用拖拉机液压系统的位置调节法来控制破茬深度。为了验证作业机组的工作性能,田间试验以播种机速度、播种深度、秸秆覆盖量为试验因素,以免耕播种机的工作阻力和粒距合格率为试验指标,进行三因素五水平二次回归正交试验。试验结果得到的最佳工况组合为:播种机速度为1.21 m/s,播种深度为4.96 cm,秸秆覆盖量为0.73 kg/m2时,播种机工作阻力为3.62 k N,粒距合格率为93.63%。经过对免耕播种机优化设计有效减轻了免耕播种机的重量,减少了机器的制造成本和工作时对土壤的压实,降低了能耗。经田间测量镇压轮压实土壤的深度平均为10 mm,相对现有的垄台被压平的机具,工作效果良好。     

气吸式免耕播种机排种装置的振动试验分析

排种装置作为气吸式免耕播种机的关键部件,其由免耕地表引起的振动对排种性能具有一定的影响。为此,对气吸式免耕播种机排种装置进行了振动分析和基于响应面法的振动排种优化试验。通过振动模型简化和理论分析,由种子振动受力分析得出临界吸附力和临界真空度的计算式。在田间振动测试与理论分析的基础上,利用精密排种试验台进行了排种性能试验。基于响应面法分析的试验结果表明,影响气吸式免耕播种机排种性能指标的因素次序:合格指数主次顺序为振动频率、排种盘转速、真空度;漏播指数主次顺序为真空度、振动频率、排种盘转速。考虑到各因素之间的交互作用和农艺要求,玉米排种的最优参数是真空度为3~3.5kPa,种盘速度为25~30m/s,振动频率为55~65Hz。该结论为免耕播种机气吸式排种装置的性能优化和免耕振动机理的深入研究奠定了基础。     

免耕播种机排种装置振动试验研究

针对气吸式免耕播种机气吸式排种的工作原理及特点,提出并试验了利用振动频谱分析技术来提取振动对气吸式免耕播种机气吸式排种的性能影响方法,采集排种盘附近关键位置的振动信号作为原始信号,利用MATLAB软件进行数据分析与处理。结果表明,气吸式免耕播种机主要为低频振动,振动强度随播种机前进速度的增加而增强,同时,振动的方向、开沟深度和垄向也作为试验指标。试验结果表明,决定气吸式免耕播种机气吸式排种的振动特性主要决定于振动方向和播种机前进速度,并且振动强度呈线性增大。     

2BJM-6型气吸式免耕精量播种机设计与试验

免耕播种具有省时省工、节水节肥和抗旱保全苗等显著优点，被广泛应用于农业生产中。近些年，我国免耕播种技术及装备发展迅速，整体水平得到有效提升，但也存在着整机地域适应性差，传动系统不可靠，破茬入土能力不足，以及播深株距不稳定等问题，严重影响免耕播种机作业质量。为助力黑龙江省保护性免耕播种技术推广应用，根据实际农艺要求和气候条件差别，研制一种新型气吸式免耕精量播种机，可满足玉米、大豆作物在少免耕地的垄上或者平作条件下精量播种作业。经过田间性能试验，整机性能稳定，作业质量可靠，满足国家及行业相关标准规定要求。     

排种位置自补偿式播种机试验台设计与试验

为解决精量播种机行株距标准性实施差、播施位置自主调节能力低等问题,设计了一种播种位置自补偿式播种机试验台。试验台主要由六自由度振动平台、播种机机架、指夹式排种器、横纵向导轨平台、传送带和控制系统组成。试验台系统可通过输入载荷谱,调整六自由度平台各方向偏移量(角),以模拟田间作业情况,同时传感器与反馈控制系统实时监测数据并调节排种器导管位置偏移量,实现播种位置补偿。系统还可通过输入排种量与机组速度,对播量进行控制,最终实现在实验室内模拟播种机行走,并完成多种情况下的排种试验。试验台试验结果表明:有补偿装置作用的播种机,播种直线性提升了42%,稳定性提升了54%,播种位置补偿效果良好,播种效果在模拟工况下明显改善。     

免耕播种机选型应注意的几个问题

<正>免耕播种机在地表覆盖较多秸秆情况下进行免耕播种作业,机具作业条件十分恶劣,对机具性能要求较高。为了选用相对成熟的产品,避免给农民和农机手带来损失,在免耕播种机选型中应注意以下问题。     

基于卫星定位的玉米高位精播种子着床位置预测方法

玉米植株的精确空间位置分布信息可为中耕、植保、对行收获等田间精准作业提供数据支撑,是玉米精细化生产的基础。本文提出一种基于卫星定位的玉米高位精播种子着床位置预测方法。基于卫星精准定位播种机组位置,结合播种机结构特点构建播种机组与播种单体相对位置模型,基于EDEM数值模拟和动态仿真,构建高位精播种子着床补偿模型,搭建种子着床位置预测系统,实现了玉米播种环节种子着床位置的精准预测。田间试验表明,作业速度、定位数据更新率对着床位置偏差影响极显著(p<0.01),播种株距对着床位置偏差影响显著(p<0.05);作业速度对着床位置预测准确率影响显著(p<0.05),播种株距、定位数据更新率对着床位置预测准确率影响不显著(p>0.05)。着床位置偏差随着作业速度的减小、播种株距和定位数据更新率的增大而减小;着床位置预测精确率随作业速度的减小而增大。作业速度、播种株距、定位数据更新率为3 km/h、0.4 m、10 Hz时,着床位置预测最准确,平均着床位置偏差和着床位置预测准确率分别为24.3 mm和88.9%。该系统能将玉米高位精播种子着床位置的预测控制在厘米级。     

小麦玉米双免播农机农艺两相宜

在黄淮海小麦玉米一年两作区,由于农时季节的影响,小麦玉米大量秸秆覆盖地表,免耕播种机作业时秸秆量大,而且由于农时较短,作业时地表秸秆韧性强,因此对播种机械的通过性、作业性能及效率要求较高。