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。     

不同耕整地机械对油菜播种机适应性试验

为了提高北京地区油菜播种质量,参照相关标准,开展了驱动耙和灭茬旋耕机2种耕整地方式下的油菜播种机试验。结果表明:与驱动耙对比,灭茬旋耕机的作业质量好,作业效率高,性能较优,但油耗稍大。综合考虑油菜播种机的播种质量发现,驱动耙耕作方式更适合油菜播种机,在播种机设定的作业条件下,驱动耙耕整地后播种机的播种均匀性变异系数比灭茬旋耕机低25.5%,各行播种量一致性变异系数低1.3%,同时用种量高0.45 kg/hm2,作业速度低0.09 hm2/h。      

旋耕播种施肥复式作业机测控系统的设计

【目的】传统旋耕播种机多利用地轮链传动方式驱动排种器,受到秸秆或杂草覆盖、土壤含水率以及土地表面平整度的影响,导致地轮附着力减弱,出现地轮打滑等情况,难以满足高速、高精度的作业要求。【方法】基于此,课题组采用GPS卫星定位测速和电机驱动播种施肥转轴的方式,设计了一种旋耕播种施肥复式作业机测控系统,该系统主要由微控制器模块、GPS卫星定位测速模块、人机交互模块、播种施肥模块、监测报警模块等构成。【结果】进行田间播种施肥试验,由GPS接收器采集复式作业机的行驶速度,控制器依据设定好的亩目标播种（施肥）量对电机进行闭环控制,能够自适应复式作业机行驶速度的变化,播种（施肥）量与设定目标值的相对误差小于4%。【结论】该测控系统控制性能良好,具有较高的稳定性,可以用于播种施肥复式作业机精量播种施肥控制。     

气流辅助高速投种精量播种机压种装置设计与试验

气流辅助高速投种能够减小种子在导种管内因与管壁碰撞而产生的株距变异,但气流作用增大了种子落地的初速度,导致落地后弹跳对株距均匀性产生影响。为此,设计了一种适于气流辅助高速投种的精量播种机压种装置,在种子落地时,利用压种轮与土壤双向挤压作用实现种子精准定位。将压种装置安装在大豆精量播种机上进行了田间试验,结果表明,作业速度、导种管末端与压种轮的水平距离对株距合格指数、变异系数影响均显著,种子投射角对株距合格指数影响不显著、对株距变异系数影响显著。采用压种轮、压种舌和无压种条件下的对比试验表明,压种轮能够显著减少种子落地弹跳,采用压种轮的株距合格指数、变异系数明显优于采用压种舌和无压种条件,压种轮最优工作参数组合为作业速度9.5km/h、投射角30°、导种管末端与压种轮的水平距离75mm,在此工作条件下株距合格指数、变异系数分别为95.68%、10.32%。     

基于CAN总线的播种深度监测评价系统研究

针对已有播种深度检测技术测量精度有待提高、缺乏有效实时播种深度评价系统且通信方式不易扩展等问题,设计了一种基于CAN总线的播种深度监测评价系统。系统主要由车载平板计算机、数据采集评价单元(ECU)和播深测量装置等组成,阐述了播种深度测量原理,设计了基于限深轮摆动角度的播深测量装置并建立相应测量模型,基于ISO 11783标准制订了智能化总线通信协议,开发了基于LabVIEW的实时监测评价上位机界面。为研究播种深度变化特性,以耕作方式和作业速度为试验因素,开展了二因素裂区试验。对数据进行了频谱分析,结果表明,播种深度变化主频幅值随车速增加呈减小趋势,且免耕地变化大于旋耕地,而振荡频率受耕作方式和车速变化影响较小,主要集中在0.4Hz以下。田间监测评价试验结果表明,所得播种深度监测图可在一定程度上表征地块土壤信息,相比人工测量方式,系统监测的稳定一致性较好,在6~10km/h车速下,其对平均播深、合格率、标准〖JP2〗差和变异系数最大值分别为50.01mm、78.95%、8.95mm和17.90%,相对误差分别处于4.20%~9.74%、6.11%~17.92%、10.93%~16.32%和18.83%~19.79%之间,满足实际播种深度监测评价需求。     

电驱式玉米高速作业播种机控制系统设计与试验

我国市面上流行的玉米播种机多数采用指夹式排种器和气吸式排种器,依靠地轮传递带动排种器排种,在一定程度上提高播种粒距均匀性,但排种仍然会受到地轮打滑的影响。针对以上问题,设计电驱式玉米高速作业智能播种机控制系统,以STM32F103芯片作为主控器核心,该系统由地轮安装速度传感器测量机具速度,根据智能车载终端设置的作业参数,通过算法计算目标排种电机转速,实现播种株距与机具前进速度实时匹配,采用红外光电式传感器进行实时播种监测。室内试验和田间试验结果表明：该系统转速控制精度高,播种计数和漏播监测精度较高;设置株距为25 cm时,作业速度分别为8 km/h、10 km/h、12 km/h进行3组重复试验,在3种作业速度下,平均合格指数分别为95.18%、94.36%、91.24%;变异系数分别为15.36%、16.83%、18.24%。     

电控播种系统设计与试验

播种是农业生产的重要环节,传统播种机使用地轮为排种器提供动力,地轮打滑对播种均匀性产生影响,不利于播种质量的提高.为此,设计了电控播种系统,使用旋转编码器采集行进速度,系统的微处理器结合设定播种信息和速度信息计算得出电机理论转速,驱动排种器转动,完成播种作业.JPS-12排种器试验台试验表明:播种合格指数大于96.64...     

2BDG-2型谷子精少量电动播种机设计与试验

为解决丘陵山区分散小块地谷子播种量大、间苗工作量大等问题,按照谷子精少量播种要求,设计试制了2BDG-2型谷子精少量电动播种机,该播种机主要由电力驱动系统、动力传动系统以及倾斜圆盘式精少量排种装置等零部件组成,能够一次完成开沟、精少量排种、覆土和镇压等播种作业。依据谷物播种的国标,进行了排种装置的排种性能和播种机播种均匀性的试验。排种性能试验结果表明:不同地轮转速和理论穴距下的各行排量一致性和总排量稳定性的变异系数均≤1.27%、种子破损率≤0.08%。播种均匀性试验结果表明:不同作业速度和理论穴距下的穴距合格率均≥86.81%,重播率、漏播率和合格穴距变异系数分别≤7.40%、7.28%和6.97%,各项参数均达到谷物播种的国标要求。该研究可用于丘陵山区分散小块地谷子精少量播种。      

2BM-4型藜麦覆膜精量播种机设计与试验

针对目前国内缺乏藜麦专用播种机械的现状,设计了一种藜麦覆膜精量播种机。根据藜麦覆膜精量种植农艺要求,采用滴灌管浅埋开沟技术,使用滑刀式开沟器在两侧种行间开出宽45mm、深20mm的浅沟,用于埋设滴灌管;采用随动仿形覆膜装置将地膜铺设于整平装置整平后的地表上;设计了翼勺式取种器,确定了种勺结构和侧孔、容种腔的长度,以实现藜麦精量取种;采用滚筒式穴播器在地膜上打穴播种,采用覆土装置将土壤输送至种行进行覆盖,完成播种过程。以白藜品种“陇藜1号”为试验对象,采用三因素四水平正交试验设计方法,试验分析播种机的作业速度、侧孔长度、充种高度对播种性能的影响。结果表明,当播种机作业速度为1.0m/s、侧孔长度为10mm、充种高度140mm时,播种机性能指标最佳,此时合格指数为85.4%,空穴指数为1.7%,漏播指数为5.2%,重播指数为9.4%,播深合格指数为88.1%,各项性能指标均达到了设计要求和相关标准要求,满足藜麦种植的覆膜精量播种要求。     

基于PLC的苔麸播种机设计与试验

设计了一种基于PLC的苔麸施肥播种机。该播种机主要由排种器、开沟器和PLC控制器等关键部件组成,通过转速传感器测量播种速度,建立播种速度和伺服电动机转速之间的对应关系,通过控制伺服电动机转速实现不同播种速度下单位面积播种量一致。在播种量4、5、6kg/hm2,播种速度3、4、5km/h条件下,进行了排种器性能测试,播种量5kg/hm2条件下,得到各行排种量一致性变异系数5.02%,总排种量稳定性变系数0.89%,种子破损率0.1%,试验零水平时排种均匀性变异系数18.9%,满足标准要求;田间试验结果表明播种均匀性变异系数20.4%,满足苔麸农艺要求。     

气吸式精量播种装置种子落点规律的试验研究

对2BQM-2型气吸式精量播种机种子的运动机理进行了分析,根据试验结果,得出了实际种子的落点位置滞后于理论落点位置的结论,找出了排种器实际调整的合适的落种角度及落种角度随时间变化的规律,对播种机的生产和设计有一定的指导意义.     

玉米免耕深松播种机的设计与试验

针对小麦收割后残茬覆盖表面影响玉米播种以及由于旋耕深度不够导致土壤形成坚硬犁底层的问题,设计了玉米免耕深松播种机。该玉米免耕深松播种机主要由机架、防堵装置、S弹齿型振动深松铲、圆盘开沟器、排种装置、排肥装置、种肥箱,以及镇压轮等组成,可一次性完成清除残茬杂草、深松土壤、开沟播种、覆土施肥和种后镇压等工序。田间试验表明:该玉米免耕深松播种机可实现8km/h高速作业,播种质量、苗带清理质量、深松质量完全满足免耕深松播种的农艺要求,作业效果良好,特别适合我国小块土地作业,且省工省时,具有很大的经济效益。     

玉米精量播种机排种性能检测系统研究——基于光电法

为了确保玉米精播机的播种质量,在结合了过去排种监测方法优缺点的基础上,设计了一种以3对红外发光二极管和光敏三极管交叉摆放为监测传感器的排种性能监测系统。该系统能够实现种粒信号拾取、种箱状态监测、漏播和重播警报等功能。工作时,光电传感器检测到的光电信号通过调理电路把数据传给单片机,如果检测到的数据满足种箱排空、种管阻塞或多粒重播,单片机就会给报警电路传输指令使其发生警报。试验结果表明:系统性能可靠且监测无盲区,检测误差率可控制在97.5%以内,能对玉米精密排种器排种性能进行精确监测,有助于提升播种机作业性能。     

气吸式玉米播种机排种监测系统研究

为了对播种机的工作状况进行实时监测,对播种过程中出现的种箱排空和导种管堵塞情况及时报警,设计了一种对播种机作业中的各项参数实时监测系统。系统以嵌入式微处理器和红外光电传感器为主要部件,通过无线通信的方式与上位机进行数据的传输,对播种作业中出现的种箱排空和导种管堵塞及时进行声光报警,并通过上位机软件对所需的参数实时显示。试验结果表明:该系统工作稳定,对故障的报警准确率较高,有效提高了播种质量。     

精密播种机的可靠性研究

通过对精密播种机的结构和作业分析，提出了排种器的耐磨性可靠度计算干涉模型和播种机整机疲劳累积损伤理论，并从经济性角度考虑可靠性的优化及用合理的维修性来保证播种机总体有效度问题。     

2BQM-6型免耕播种机结构设计及开沟器的力学分析

保护性耕作技术因其具有减少风蚀、保墒、提前播种期等作用,近年来在北方干旱地区得到逐步推广。免耕播种机作为保护性耕作的主要机具,其使用性能直接影响着这一技术的应用。为此,根据目前免耕播种机存在的主要问题,设计了2BQM-6型气吸式免耕播种机,实现了切茬、排茬、施肥、播种及覆土镇压等联合作业。在此基础上,对该免耕播种机重要部件开沟器进行了力学分析,寻找出了开沟器最容易疲劳失效的部位。     

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。     

气吸精播机施肥量无线计量监测系统的研究

针对目前播种机施肥工作环境条件恶劣、人员监测难度大及施肥监测装置较少等问题,以嵌入式微处理器为核心,采用传感器技术、无线通信技术,研究了施肥量计量及工况监测系统,该系统已进行田间生产试验。试验结果表明:施肥计量误差6.3%,肥箱空、肥管堵、肥管空误报警率为0,报警延迟时间0.5s,具有较好的全天候作业能力,能够满足实际田间作业中肥量监测及肥量施肥状态预警等任务。     

玉米播种机控制中的英语复合句语义分析

玉米是主要的粮食作物和经济作物,设计和推广玉米播种机械具有很大的现实意义。我国玉米播种机的部分性能还不完全成熟,可以加载控制系统以推动智能化水平提升。语言理解是农业机械控制的新型技术,而英语复合句对事件的对象和条件进行限定,可以增加农业机械控制的精确程度。为此,对英语语言理解中的复合句依据完整语义的思想进行语义分析,探讨在玉米播种机播种深度、排种精度和行驶方向控制中的应用,并列举了各种控制功能的代表性复合句和从句类型。试验结果表明:该方法有助于提高玉米播种机播种精度和行驶方向的控制效果,能够满足实际作业要求,降低农业机械操作难度。     

2B-P-10漂浮育苗装盘播种机的设计

烟草是云南主要经济作物之一,也是云南的优势和特色产业,备受政府重视,烟草种植现代化进程正在加速。研制漂浮育苗装盘播种机对减轻烟农劳动强度、提高生产效率、提高烟草育苗质量和降低生产成本有明显的作用。为此,进行了装盘播种机的设计、生产和试验,结果表明:2B-P-10漂浮育苗装盘播种机具有自动化程度高、作业效率高、作业质量好、经济效益显著及使用维护简单等特点。