玉米免耕播种机漏播补偿方法对比研究

为解决玉米免耕播种机播种作业时存在漏播的问题,针对漏播自补偿和漏播辅助补偿方法进行了对比研究。对水平圆盘排种器的排种性能进行试验,获取了排种器在不同排种盘转速和播种粒距下排种合格指数、漏播指数和重播指数。由漏播自补偿补种性能分析可得,在排种口检测漏播信号进行加速补种,补种的实际粒距LPR>1.5L,补种粒距依然为漏播,无法实现漏播补偿功能,若在种子脱离排种口之前检测到漏播信号,提前做好加速准备再进行补种,可实现漏播自补偿功能。由漏播自补偿试验可知,漏播自补偿受播种速度和播种粒距影响较大,在播种粒距为20、25cm,播种速度不大于5km/h时,补种合格率不小于88%,在播种粒距为15cm或播种速度大于5km/h时,补种合格率较低;由漏播辅助补偿补种性能试验可知,在播种速度3~7km/h,粒距15~25cm下,补种成功率不小于89%,在播种速度不大于5km/h,补种合格率不小于96%。为了保证补种位置精确,采用漏播辅助补偿装置进行补种,〖JP2〗需合理设计漏播补偿装置安装位置,同时受播种速度、播种粒距、排种盘线速度、投种角的影响,通过合理设计补种装置安装参数后,控制补种装置响应时间t和补偿装置排种盘的线速度vb实现补种位置的精确控制。     

播种机电控株距无级调节器调节性能分析与试验

为了明确机械式株距无级调节器在玉米播种机上的工作性能,以本校设计的一种播种机电控株距无级调节器为对象,阐述了其基本结构和工作原理,进行了株距调节性能的分析;以排种器的合格指数、漏播指数、重播指数和变异系数为试验指标,对株距无级调节器的工作性能进行试验。结果表明:播种机电控株距无级调节器工作稳定、播种机前进速度为4km/h时,666.7m2株数为4 000、5 000时的合格指数分别为89.01%、90.00%;播种机前进速度为7 km/h时,666.7 m2株数为4 000、5 000时的合格指数分别为90.65%、90.11%以上数据均达到国家标准。     

基于GPS测速的电驱式玉米精量播种机控制系统

传统玉米精量播种机多采用地轮、链条驱动排种器,高速作业时因地轮打滑、链条跳动易造成播种粒距增大、粒距均匀性下降等问题,难以保证播种质量。针对这一问题,设计了基于GPS测速的电驱式玉米精量播种机控制系统,该系统以STM32为主控制器,采用Android手机终端设置播种株距、排种盘型孔数等作业参数,采用GPS接收器采集拖拉机的前进速度,根据GPS提供的速度信息实时调节排种器转速,从而实现排种器转速与拖拉机前进速度的实时匹配。为了检测该系统的性能,以编码器测速方式为对照,进行了3种株距(18、22、25 cm)、5种作业速度(4、6、8、10、12 km/h)下的对比试验。试验结果表明,在相同株距、相同作业速度下,GPS测速方式的变异系数小于编码器测速方式,且GPS测速方式的播种粒距合格指数和变异系数受作业速度的影响更小。在低速4 km/h时,GPS测速方式的平均合格指数比编码器测速方式低5.39个百分点;作业速度6~10 km/h时,GPS测速方式的平均合格指数比编码器测速方式高7.96个百分点;在高速12 km/h时,GPS测速方式的平均合格指数比编码器测速方式高14.32个百分点;表明GPS测速方式更适宜于高速作业工况。     

铺膜铺管马铃薯播种机的设计与试验

针对新疆干旱地区马铃薯种植需求,设计了带有铺膜铺管装置的马铃薯播种机,分析了播种机工作原理,确定了关键部件结构参数。为研究其种植精度,以重种指数、漏种指数、播种深度合格率及粒距变异系数为评价指标,在新疆和硕展开田间播种试验。试验结果表明:该机具重种指数4.1%,漏种指数2.0%,粒距合格率9 3.9%,粒距变异系数1 8.3%,播种深度合格率8 5.0%;在机具作业速度为1.2 m/s时,生产率为0.5 6 hm~2/h。该播种机具性能优良,生产效率较高,可满足新疆干旱地区马铃薯种植要求。     

油菜精量联合直播机随速播种控制系统设计与试验

针对传统油菜精量直播机多采用被动式地轮驱动排种器,高速时地轮易打滑,导致漏播、断条等现象,影响高速作业精量播种效果,且手动变速箱调整播量难以实现播种粒距、播量的精准调节等问题,设计了一种以STM32为主控器,通过蓝牙模块与手机端微信小程序进行实时数据交互的油菜随速播种控制系统。该系统采用地轮编码器和北斗接收器两种模式分别获取拖拉机低速和中高速作业时的前进速度,主控器分析各传感器数据并生成电机控制指令驱动闭环步进电机带动排种轴转动,实现排种轴转速与拖拉机前进速度匹配及无级播量调节;同时利用微信小程序设置目标粒距、传动比、地轮直径等参数以适用于不同类型播种机,并显示总播量、播种面积等关键参数;分析得出吸附种子临界负压为1477Pa,切换测速方式临界速度为3.7km/h,测速范围为1.44~12.77km/h,电机调速频率为5Hz。台架试验结果表明：随速播种控制系统播种性能优于恒定转速播种,播种速度2.6~7.8km/h时粒距合格指数大于87%。田间试验结果表明：本系统搭载一器双行正负气压组合式油菜精量排种器在作业速度为1.44~7.99km/h时播量误差小于3.9%、粒距合格率不低于84%,满足随速播种要求。     

全膜面覆土式马铃薯播种联合作业机设计与试验

为实现马铃薯大垄双行膜上覆土自然破膜出苗机械化栽培,设计了一种可实现施肥、播种、起垄、覆膜和全膜面覆土一体化作业的全膜面覆土式马铃薯播种联合作业机。对样机关键部件进行了设计,确定其排肥系统、链勺式排种系统工作参数,同时分析了提土-膜面覆土装置作业过程,得到满足膜顶覆土厚度的必要作业条件。田间试验结果表明,当作业速度为1.8~2.0 km/h时,重种指数为4.9%,漏种指数为6.6%,种植深度合格率为95.2%,种薯间距合格指数为90.1%,膜顶覆土厚度合格率为98.8%,各行排肥量一致性变异系数为6.5%,总排肥量稳定性变异系数为5.1%,试验指标均符合国家和行业标准要求,试验结果满足设计和实际作业要求。     

基于液压马达集中驱动的玉米免耕播种机设计与试验

针对不同品种玉米对粒距的农艺要求,为克服现有播种机有级调节粒距连续性及地轮驱动粒距均匀性差的问题,研制基于液压马达集中驱动的排种、排肥新型驱动方式,实现粒距无级调节。研究基于导航测速的液压马达转速自适应系统及基于速度反馈的液压马达转速自动补偿系统,实现了液压马达转速与机具前进速度的精确匹配,保证了粒距均匀一致。在此基础上,设计了适宜黄淮海两熟区的玉米免耕播种机,并进行试验。结果表明:在秸秆覆盖量40%的条件下,机器通过性好,粒距均匀性合格率≥95%,播种深度、施肥深度及种肥间距合格率分别为88.82%、90.32%、90.17%,邻接行距误差为2.8cm/100m,符合设计要求。     

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。     

免耕播种机漏播补偿系统设计与试验

针对免耕播种机作业时存在漏播问题,设计了一种漏播自动补偿系统,建立了补偿装置驱动的数学模型,应用滑模变结构控制算法设计了补偿系统控制器,并对补偿系统的动态响应性能进行了仿真分析。通过补种控制算法,确定了补种机构与主排种器的距离S和离地高度H,得到了补种排种盘转速n和播种机行进速度v_m、粒距L_l之间的关系曲线,对排种器安装高度H、粒距L_l、传送带速度v_m进行了二次回归正交试验,验证了漏播补偿系统的补种性能。台架试验的最佳工况组合为,补种排种器安装高度15.33 cm、粒距25.16 cm、传送带速度3.52 km/h时,补种成功率可达96.5%。田间试验表明,安装漏播补偿系统后,免耕播种机播种合格率均值为98.72%,有效提高了播种质量。     

双自由度多铰接仿形免耕精量播种单体设计与试验

针对2BMFJ系列原茬地免耕覆秸播种机播后镇压效果和播种深度一致性不理想的问题,设计了双自由度多铰接仿形免耕精量播种单体,应用保守系拉格朗日方程建立了种沟深度数学模型,初步确定了影响种沟深度的关键结构与工作参数。采用四因素五水平二次回归正交旋转中心组合试验方法,选取弹簧初始增量、初始牵引角、弹簧刚度、机具作业速度为影响因素,开沟深度合格率、土壤坚实度合格率和开沟深度变异系数为性能评价指标,得到影响开沟深度合格率各因素由大到小顺序为:弹簧刚度、机具作业速度、弹簧初始增量、初始牵引角,影响土壤坚实度合格率各因素由大到小顺序为:弹簧刚度、机具作业速度、初始牵引角、弹簧初始增量,影响开沟深度变异系数各因素由大到小顺序为:初始牵引角、机具作业速度、弹簧刚度、弹簧初始增量。对试验数据进行优化处理,结果表明,在初始牵引角0°、弹簧刚度10 N/mm条件下,弹簧初始增量15～19. 5 mm、机具作业速度6. 7～7. 8 km/h范围内,开沟深度合格率大于95%,土壤坚实度合格率大于95%,开沟深度变异系数小于10%。     

新型荞麦排种器排种性能

研制一种荞麦播种专用排种器，通过单因素台架试验，探究排种轴转速、阻种套单排孔数量及种床带速度对平均排量、各行排量一致性变异系数、总排量一致性变异系数、种子破碎率和播量均匀性变异系数的影响规律。当排种轴的转速为150～190 r/min时，各行排量一致性变异系数、总排量一致性变异系数、破碎率分别为0.22%～2.67%、0.69%～1.31%、0.27%～0.35%；阻种套单排孔数量为3、6和12时，总排量一致性变异系数分别为1.45%、1.00%、0.95%；种床带速度为4～9 km/h时，播量均匀性变异系数为28.87%～42.26%。当排种轴转速为150～190 r/min时，各行排量一致性变异系数、总排量一致性变异系数、种子破碎率符合性能指标要求；当阻种套单排孔数量为3、6和12时，总排量一致性变异系数符合性能指标要求；当种床带速度为4～9 km/h时，播量均匀性变异系数符合性能指标要求。排种轴转速、阻种套单排孔数量、种床带速度对排量有极显著的影响。      

小白菜复式播种机犁旋辊压驳岸型种床起垄装置研究

针对长江中下游地区小白菜直播作业时,因土壤含水率波动大导致播种机后托板起垄种床厢面不平整的问题,提出了适应小白菜生长的犁耕开沟、旋耕碎土和主动辊压式起垄与平整结合的联合耕整作业方案,结合小白菜种床合理构建技术及大田旱作耕整作业要求,设计了一种小白菜复式播种机犁旋辊压驳岸型种床成型装置。根据土壤挤压和垄体曲面成型原理,分析了种床辊压成型的动力学原理,确定了起垄辊的主要结构和工作参数。田间起垄试验表明,整机作业速度为2.0~5.0km/h,作业后垄体的垄高合格率、垄顶宽合格率和垄间距合格率分别为90.00%、93.33%和96.67%;双垄垄顶处的土壤坚实度稳定性系数均不低于92.36%,双垄垄壁处的土壤坚实度稳定性系数均不低于92.53%;垄顶厢面地表粗糙度的最大差值为2.19mm。采用驳岸型种床装置垄播的小白菜单行苗数变异系数及各行苗数一致性变异系数均低于10%,满足小白菜直播农艺要求。     

2BMZJ-4玉米免耕播种机粤北适应性研究

为检验2BMZJ-4玉米免耕播种机在广东的适应性,对该机的播种均匀性、播量和地轮滑移率等指标进行了田间试验。试验结果表明:当玉米种子三轴尺寸分别为8.2、9.0、5.6 mm,机组前进速度为0.81 m/s时,穴距合格率为96.67%,播深合格率为94.88%,漏播指数3.33%,重播指数为3.33%,实际播量为36.45 kg/hm~2,地轮滑移率为13.9%。该机具需要根据土壤情况进行调整,若调整得当,就能够满足广东玉米种植区精量播种的农艺要求。     

槽穴组合式多品种绿肥定量电动匀播装置设计与试验

为解决现有绿肥播种方式作业时存在的排种器适用性不强、撒播作业质量不高、生产效率低等问题,设计了一种槽穴组合式多品种绿肥定量电动匀播装置,设计了棱锥型种箱、槽穴组合式排种器、定量电动匀播组件等关键部件。试验测量了8种主要绿肥品种滑动摩擦角,设计棱锥型种箱最小倾面角为35.5°;根据所播绿肥种子大小、千粒质量和单位面积用种量等因素选择槽穴组合式排种器的排种通道并设定了通道有效开度;应用EDEM软件构建匀播机构排种仿真模型,验证了匀种圆柱直径在3.2~6.8mm时,种子经匀种圆柱碰撞落地后的概率分布规律较好。以青弋江1号为试验材料,通过多因素试验和回归分析,得出影响出苗率和撒播均匀性变异系数的主次因素均为：排种轮转速、匀种圆柱直径、机具前进速度;影响各行排量一致性变异系数的主次因素依次为：匀种圆柱直径、机具前进速度、排种轮转速;最终确定影响槽穴组合式多品种绿肥定量电动匀播装置播种质量最佳因素参数组合为：机具前进速度3.36km/h,排种轮转速44r/min,匀种圆柱直径6.14mm。通过田间试验验证,最优参数组合条件下紫云英绿肥出苗率为96.49%,各行排量一致性变异系数11.73%,播种均匀性变异系数8.67%,与模型预测优化结果的相对误差均小于6%,验证了所建模型与优化参数的合理性,与已有的绿肥播种方式相比,槽穴组合式多品种绿肥定量电动匀播装置作业效率为0.8～1.0hm2/h,优于人工撒播作业效率0.1～0.125hm2/h、手摇撒播作业效率0.2～0.3hm2/h和电动喷播作业效率0.5～0.8hm2/h,低于无人机飞播作业效率3～4hm2/h。     

双轨道弹射式水稻精量直播排种器设计与试验

针对现有排种器存在投种不顺及大播量成穴性较差等问题,本文设计了一种双轨道弹射式水稻精量直播排种器。基于理论分析设计了关键部件,利用DEM-MBD耦合仿真技术得到了弹簧力参数及因素取值范围,明确了转速超过35 r/min后排种器的性能显著下降。以合格率、漏播率及重播率为性能评价指标开展台架正交试验,研究转速、调节深度及稻种球度对排种器工作性能的影响,建立排种性能评价指标的回归预测模型。试验结果表明：排种轮转速为23.06 r/min、型孔深度为8.99 mm、稻种球度为52.7%时,排种器合格率为88.58%、漏播率为4.43%、重播率为6.99%,排种器工作性能最佳。为验证排种器工作性能及优化后参数的准确性,开展了田间试验,试验结果与优化后结果保持一致,回归方程预测结果误差小于2%,验证了试验可行性及参数准确性,在最优参数下排种器穴径合格率为100%、平均穴径为3.62 cm、穴径变异系数为18.45%、平均穴距为22.98 cm、穴距变异系数为8.43%、平均穴粒数为11.08、穴粒数变异系数为17.56%。所设计的排种器具有较好的播种性能、较高的穴径合格率及较低的变异系数,表明该排...     

型玉米套种精量穴播器研制

基于种肥同施单元和穴播变频单元等结构研制了一种玉米套种精量种肥穴播器,主要用来实现小麦收获前期的玉米套种播种机械化,可精确控制种子、化肥的穴播量及穴间距（130～380mm）。与此同时,对自行研制的套种精量种肥穴播器进行了相关试验。结果表明：该穴播器有较高的工作可靠性,行走流畅且不会影响小麦的生长和收获,能够高效地完成小麦垄沟间玉米的精量播种;播种行距、株距均匀,深度适中,基本没有漏播、重播现象。该穴播器适用丘陵地区作业,并能实现播种量、施肥量的调节。     

深松少耕棉花施肥覆膜播种机的设计与试验

针对山东棉花产区的抗旱播种和免耕播种的种植条件,研制了采用≥66.2k W拖拉机提供动力的2MBJ-2型深松少耕棉花施肥覆膜播种机。该播种机采用深耕单轴旋耕犁、可控施肥装置、株距可调式仿形播种装置和一体化覆膜装置,可一次性完成耕整地、灭茬、定量施肥、平整地、精密播种、覆膜和膜上覆土等田间作业。在山东省利津农机专业合作社进行田间试验,结果表明:该播种机作业稳定性高,漏播率1.875%,重播率3.45%,株距合格率94.68%,播深合格率89.5%,作业效率0.53~0.8hm2/h,各项技术指标满足铺膜播种机行业标准的要求。     

超级杂交稻压电振动式匀种装置设计与试验

针对目前振动式水稻育秧盘低播量精量排种器存在匀种均匀性差、难以提供单列稳定种子流的问题,设计了一种压电振动式匀种装置。通过对压电振子振动原理、振动板动力学和水稻种子转向等分析,确定了各部件的结构参数。进行振动板结构参数优化设计,以储种盒深度、转向槽角度以及振动方向角为试验因素,结合Box-Behnken试验方案进行优化,试验结果表明转向槽角度、储种盒深度、振动方向角和转向槽角度交互作用对试验结果影响显著,当储种盒深度为8mm、转向槽角度为49°、振动方向角为29°时,种子均匀性变异系数为17.91%。通过台架试验测定振动板加速度,确定输入电压与振幅之间的关系。最优结构参数下振动板匀种试验结果表明,匀种均匀性变异系数、播种合格率和漏播率分别为18.20%、94.65%和0.67%。不同匀种速度下播种性能试验结果表明,当工作电压为130~180V时,其播种合格率均不小于94.17%,漏播率均不大于0.83%。不同水稻品种适应性试验结果表明,在工作电压130、150、170V下,其播种合格率均不小于94.17%,漏播率均不大于1.0%,满足超级杂交水稻精量化育秧播种要求。     

耕种机虚拟样机精密单体播深和排种仿真研究

为了进一步改善耕种机的播深控制和排种精度,提高耕种机的设计效率,提出了一种基于数值仿真模拟的耕种机播种精度优化设计方法,建立了播种机的虚拟样机模型,并对播种参数的优化效果进行了仿真计算分析。利用三维绘图软件UG设计了排种器的零部件,建立了装配模型,设计了精密播种机的虚拟样机模型;采用ADAMS软件对排种器排种精度和播种机虚拟样机的播深合格率进行了动力学仿真。通过数值仿真模拟计算,得到了精密播种机播深随时间的变化曲线,以及ADAMS参数优化前后排种精度和播深合格率的结果。通过结果的对比分析发现:优化后的排种器排种精度有了明显的改善,且变异系数小;虚拟样机的播深合格率有了明显的提高,并且播深控制的稳定性较好,播深的控制精度较高,为播种机的优化设计提供了技术参考。