基于Zigbee的播种质量监控系统的设计

为了满足智能化农业的需求,应用无线传感网络技术和PLC控制器技术,设计了一个基于Zigbee的播种质量无线监控系统。该系统采用光电传感器实现对排种状态的检测,采集的信息通过无线传输模块发送到PLC;利用霍尔传感器检测拖拉机行进速度,步进电机驱动排种轴,以实现播种状况的实时检测、控制及排种速度与拖拉机速度的同步。试验表明：该系统具有高可靠性、高精度的特点,在高速通信的同时有效地实现了播种信息的实时监控。     

基于PID算法的水稻直播机播量控制系统的设计与试验

【目的】为了解决现有的机械式水稻直播机镇压轮传动播种导致的漏播以及播量无法同步均匀调节的问题,实现水稻直播机播量自动精准调节。【方法】对现有苏南地区传统机械式水稻直播机进行自动化改造,设计了基于PID调速算法的水稻直播机播量控制系统。该系统在田间播种作业时,由设计的测速轮采集机具作业速度,结合设定的目标播种量和机具作业速度,依据播量控制策略得到排种轴理论转速;利用PID调速算法和编码器测到的排种轴反馈转速对直流电机进行闭环控制,可在线无极调节播量,从而实现精准播种。【结果】该系统排种电机空载时转速调整时间小于0.63 s,最大超调量8.21%,施加12.5 N·m负载时,排种电机最长回调时间为0.32 s。目标设计播量对应转速范围内,转速控制误差最大值小于7.21%,转速误差小于5.21%,田间播量误差小于4.92%。田间车速阶梯变化时,排种转速跟随响应及时,具有较高的排种同步性,与传统机械式水稻直播机相比播量调节性能显著提高。【结论】该系统自动化改造简便,重点改进了播量调节机构,提高了传统播种机播种性能,对传统机械直播机具有较高适配性。     

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。     

油菜垄作播种机地轮传动系统改进设计与试验

针对油菜垄作播种机播种施肥装置在单个地轮驱动的作业过程中出现传动阻力大、漏种漏肥等问题,同时为实现油菜垄作高产栽培技术中不同时期不同油菜籽播量的作业要求,对湖南农业大学研制的2BYL-4型油菜垄作播种机第一代样机的播种施肥传动系统进行了改进设计,将原来中置的单地轮传动改为两侧双地轮传动,并增设了传动介轴和种肥量调控装置。田间试验表明,双地轮传动播种机的田间试验播种量均值与手测播种量的均值相差不超过2%,双地轮传动播种机的田间排种稳定性比单地轮传动播种机提高了4.64%。     

一种油菜浅耕直播机排种排肥系统的改进

针对油菜浅耕直播机在作业过程中出现漏种、漏肥等问题,对湖南农业大学研制的2BYD6型油菜浅耕直播施肥联合播种机排种排肥系统进行了改进,将排种排肥动力系统由被动传动改为伺服电机主动驱动,电机转速同步机具前进速度,于种、肥箱下方与排种管末端设计并安装监控报警装置,对肥料箱底部进行了改进设计,同时增设覆土镇压装置。田间试验结果表明,改进后的播种机生产率提高15.4%,并能对非正常排种、排肥进行自动报警。     

自动变量播种机控制系统设计

设计了以AT89S52单片机为核心的自动变量播种控制系统,将播种决策信息代码通过RS232从PC上位机传输到单片机、以反射式光电传感器检测播种机前进速度,以此通过控制输出给步进电机驱动器的脉冲频率来实现自动变量播种.试验结果表明:单片机可将播种决策信息代码、播种机前进速度进行综合处理控制步进电机转速.在前进速度为3.3～5.8km·h-1.决策信息代码为1～5时,控制步进电机转速误差小于4%.     

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>...     

精密播种机智能监测控制系统的研制

以高性能C8051F020单片机为核心,研制出一种与精密联合耕播机配套使用的智能监控系统。该系统可实现农作物播种的全过程监控,还可设定排种速度,并根据设定值进行播种作业,同时对播种作业参数进行测量。该系统采用了液晶显示模块作为人机界面,可实现米间落粒设定值、实际米间落粒值、播种作业速度、播种作业面积、播种种子数量及播种状况等参数的实时显示,并可在显示屏上绘制出相应的变化曲线,此外该系统还可组网应用,文中给出了系统硬件结构、系统工作原理及软件流程。     

幕流-气力窄板式穴盘育苗精密播种机设计与试验

 针对宽吸种盘结构的振动气力式穴盘育苗精密播种技术存在吸种与生产率不高,功耗与噪音大等问题,基于幕流—气力式吸排种原理,设计了一种新型窄吸种板结构的精密播种机,介绍了整机结构与工作原理,研究设计了幕流稳流控制装置、吸种和气力分配组件的关键结构。播种机播种试验结果表明：利用精密播种装置自身振动的幕流—气力式播种技术有利于改善吸种运动,吸种率接近100%;单行多孔组窄吸种板结构设计,可提高吸排种运动的连续性,扩大播种应用范围至异型种子,每小时播种量高达800盘;整机设计满足高速、高效、低功耗精密播种工作要求。     

精密播种机排种自动控制装置

为提高精密播种机的播种均匀性。解决地轮打滑和手动调换链轮或调整排种器排种量的问题．研究了一种用于精密播种机的排种自动控制装置。系统由五轮仪、智能控制单元、人机接口单元和执行单元组成，可以完成数据的输入、处理和排种器转速的控制。作业时系统采用五轮仪测量播种机的作业速度。用步进电机代替地轮作为执行机构带动排种器转动，减小了地轮打滑对播种均匀性的影响。该控制装置可以直接对五轮仪直径、排种器孔数和播种量等参数进行设置，使用方便。试验结果表明，系统运行稳定，可保证排种器与五轮仪转速同步。提高了播种机的播量均匀性，达到了设计目标。     

油菜精量集中排种器电驱控制系统设计与试验

为适应丘陵区油菜机械化精量播种要求,针对地轮驱动致使传动系统复杂或滑移影响播种精度的问题,设计了一种油菜电驱排种控制系统。该系统集成无线蓝牙传输模块、单片机模块和Android终端平台开发,采用优化PID算法,实现集排器转速随作业速度的同步控制和自动调节播种穴距。台架试验研究了油菜电驱排种控制系统的控制精度和排种性能,当集排器转速为10～55 r·min~(-1)时,实际转速与理论转速的平均偏差均小于1.5%,且转速的变异系数均小于2.0%,稳定性较好;当穴距和作业速度分别为60～180 mm和1.6～3.2 km·h~(-1)时,穴距均匀性变异系数均低于15.0%。该系统实现了集排器电驱条件下播种穴距的同步调节,为油菜轻简化精量播种机的排种控制系统设计提供了参考。     

小粒径作物种子气力式排种器适应性试验

针对现有气力式排种器对小粒径种子因吸附力大于重力造成落种困难的不足,设计了1种负压吸种、正压吹种的气力滚筒式小粒径种子排种器。选取油菜籽(球形)、芝麻种子(扁卵圆形)进行试验,以合格率为评价指标,通过转速、吸种压力、吹种压力、振动幅度等影响因素验证排种器的适应性。正交试验结果表明:该排种器能够适应球形、扁卵圆形种子的精播,合格率均能达到90%,球形种子精播效果优于扁卵圆形种子。影响油菜籽精播合格率的因素大小依次为吸种负压、振动幅度、转速、吹种正压;影响芝麻精播合格率的因素大小依次为转速、振动幅度、吹种正压、吸种负压。     

播种机速度自动检测的硬件及软件设计

为提高播种机的工作质量和自动化水平,研究设计了一种播种机排种自动控制装置.本文报道其中的播种机工作速度自动检测装置.本检测系统采用了光电式转速传感器将机具前进速度信号转化成脉冲信号,输入单片机进行推理得出机具的前进速度.采用汇编语言和模块化的程序设计方法,开发出了一套能自动检测播种机在工作过程中前进速度的软件程序.实验表明,使用MCS—51系列单片机及传感器组成的硬件测试系统实现了对播种机速度的实时检测和显示.     

链传动水稻穴盘精密播种机的研制

针对机械式水稻精密播种机播种质量差、机构传动复杂及伤种率高等问题,设计一种链传动/输送式水稻播种机。设计的链传动水稻播种机主要由型孔轮式排种器、波纹滚筒式覆土器及链条传动/输送机构等工作部件组成,完成了主要工作部件结构参数的设计计算。样机播种性能试验结果表明:随着生产率的提高,播种合格率下降,伤种率增大,当电机输出转速n0=0.1r/s,排种轮转速n2=0.05r/s时,播种机生产率为360盘/h,播种合格率94.3%,单粒率1.0%,重播率5.4%,空穴率0.3%,伤种率仅0.4%,播种效果最好,试验指标均达到或超过水稻精密播种机试验要求。     

基于PVDF双压电薄膜的油菜播种监测系统的设计与试验

针对苏南地区油菜播种一体机作业过程中种子监测困难的问题,设计了一种基于PVDF双压电薄膜的油菜单粒精密播种机播种性能监测系统。系统通过播种机安装在测速轮上的编码器采集机具作业速度,结合设定的目标播量,得到理论排种间距,采用聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜监测装置,采集油菜种子落粒数。为了滤除机器振动信号干扰,设置参照压电薄膜,通过逻辑运算模块降低振动干扰,采用施密特电路迟滞原理消除比较器抖动干扰。系统采用STM32F103VBT6单片机作为中央处理器,结合设定的理论株距、相邻脉冲电压信号的时间间隔与播种机前进速度,计算得出播种量、排种速度、漏播率与重播率等性能指标。试验台试验表明,在26.5~42.2 r/min排种轴转速下,系统对排种量的检测精度不低于96.4%,漏播检测精度高于95.8%,重播检测精度高于98.4%;振动频率8~16 Hz条件下,系统播量检测精度高于95.2%。     

手持式播种(施肥)机的设计研究

大中型播种机在小块地、山坡地或套种作物行间进行播种时难以适应,而传统人工播种的劳动强度较大,效率低,播种质量差,针对这种情况,应用人机工程学的原理研究设计了一种手持式播种(施肥)机,该机也可在作物根部进行追肥。主要由控制器、种(肥)箱、排种(肥)系统、鸭嘴式开沟器等零部件组成,适用于谷物穴播或追肥,可使传统的人工播种(施肥)操作变为半机械化操作,将开沟、播种(施肥)、覆土一次完成。它采用了简单可靠的机构和通用的零、部件,具有携带方便、使用可靠,耗材少、易加工、成本低等特点。     

精密播种机导种管曲线的设计研究——2BQYF—6A硬茬精密播种机导种管的设计研究

免耕精密播种机由于在高茬硬地作业 ,一般都在较高位投种 ,加上硬茬地开沟阻力变化较普通耕耙地相对较大 ,作业速度稳定性低 ,从而造成投种后的粒距变异系数比普通地精播机大 ,合格指数低。笔者设计的曲线导种管 ,经过优化设计计算 ,投种时的水平速度受排种速度影响最小 ,且接近播种机作业速度 ,提高了投种的一致性 ,降低了粒距变异系数 ,已应用在 2BQYF— 6A气压式硬茬精密播种机上     

三七育苗播种机导种管设计与试验

【目的】为提高三七Panax notoginseng育苗机械化播种精确性,针对三七小行株距的特点,研究一种新型导种管。【方法】分别建立有、无导种管情况下种子运动的力学模型。在土槽上开展了以投种高度、播种机前进速度、投种角度为试验因素,以理论播种点与实际播种点距离偏差的标准差和弹跳率为试验指标的三因素五水平二次回归正交旋转组合试验;借助Design-Expert 10.0.3软件建立了试验因素与指标间的回归方程及多目标优化数学模型,获取最佳投种参数组合;在最优参数组合下,使用高速摄像技术获取种子运动轨迹,结合运用图像处理技术和曲线拟合法进行种子运动轨迹曲线方程研究;借助EDEM软件进行导种管截面尺寸仿真分析,确定截面尺寸;用3D打印技术试制导种管并开展播种验证试验。【结果】在有、无导种管情况下,影响种子离开排种器后运动的共同因素为排种器的周围速度、投种高度和投种角度。通过正交旋转组合试验得出最优投种参数组合为投种高度20 cm、播种机前进速度7.8 m/min、投种角度42°。在未安装导种管条件下,理论播种点与实际播种点距离偏差的标准差、弹跳率分别为51.66 mm和72.31%。研制的...     

2BLZ-2型垄上镇压式精密播种机结构及参数的确定

介绍了2BLZ-2型垄上镇压式精密播种机的结构和特点，并对其主要部件的参数选取作了详尽的阐述。该播种机前端为圆犁刀，用于切断残须根或玉米叶，可提高垄上播种时播种单体的对行性能；采用垄上仿形驱动装置，取代传统机上的地轮，垄上仿形提高了播深的一致性；采用双圆盘开沟器开沟，开沟宽度较小，不搅动土壤，有利于保墒；设计了可调镇压器，可根据土壤含水率不同，适当调节镇压强度。通过田间作业试验，表明各项作业指标能满足农艺要求。     

变容量型孔轮式排种器种子适应性研究

选取绿豆、芝麻、高粱等3种粒径为1～5 mm的种子,运用变容量型孔轮式排种器进行排种试验,分析排种均匀性、一致性、破损率等适应性参数,确定排种器对作物种子的适应性。结果表明:变容量型孔轮式排种器适用于芝麻、高粱的条播,不适应于绿豆的排种。通过正交试验分析转速、调节舌形式、调节舌宽度、播量调节档位对芝麻、高粱的排种均匀性、各行排量一致性和破损率的影响,当排种器的调节舌形式为圆头、调节舌宽度为8 mm、转速为50 r/min、播量调节档位为IV时,对提高芝麻、高粱的排种均匀性、各行排量一致性及降低破损率有利。