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。     

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。     

马铃薯播种漏播检测自动补种装置设计与试验

针对勺式马铃薯播种机作业中排种勺空穴漏播需人工检测与补种的难题,提出了一种基于激光对射传感器的漏播检测方法,设计了一种马铃薯播种漏播检测自动补种装置,并验证了装置的漏播检测性能和自动补种性能。采用两对激光对射传感器和接触式行程开关传感器分别探测漏播空勺和准确补种位置,依靠步进电机驱动补种装置进行精确补种。试验结果表明:在工作速度为2~5km/h时,播种机原始平均播种率为91.35%,补种装置平均成功补种率达到82.17%,综合漏播率≤1.5%,总播种率达到98.5%;排种线速度>0.5m/s时,播种率和漏播率都明显下降。设计的漏播检测方法检测准确可靠,自动补种装置效果明显,适应不同播种速度和种薯大小等工作条件,可为马铃薯播种机的智能化设计提供参考。     

带勺式马铃薯排种器漏播检测与补种系统设计与试验

针对带勺式马铃薯排种器作业过程中存在漏播问题,分析排种器工作过程,设计漏播检测与补种系统。对检测模块、补种模块、单片机模块、显示模块和声光报警模块进行电路设计、硬件选型和机械结构设计,针对整个控制系统的控制要求编写控制程序,实现马铃薯漏播检测与补种控制。采用高速摄像技术,对补种模块动作的响应速度进行分析,结果显示,可以满足排种器在当前最快运行速度6.8 km/h下的连续补种需求。搭建试验台进行系统漏播检测与补种的成功率性能测试,结果表明,当取种带线速度为0.14～0.54 m/s时,原始漏播率为5.9%～11.4%,经该系统补种后,最终漏播率为0.9%～2.1%,该漏播检测模块漏播检测成功率为100%,补种模块的补种成功率平均为83.0%,在试验速度范围内,随着取种带线速度的增大,该系统漏播检测仍准确,且补种成功率较为稳定。     

巨菌草播种机漏播补种系统设计

针对缓坡地预切种式菌草种植机存在的漏播现象,提高菌草播种机械作业的质量和自动化水平,提出一种基于stm32的漏种补播系统,该系统采用光电对射传感器和编码器分别监测漏种和排种器转速,在监测到排种器漏种时驱动补种器步进电机执行补种动作,播种发生故障时自动报警。为验证系统的可靠性,对试验样机进行测试。结果表明,排种速度在1～6 km/h时,播种机的漏种率较低,漏种后的补种率高,提高了巨菌草种植机的播种质量。      

智能玉米精密播种施肥机的研制

针对现有机械式玉米精密播种施肥机播种施肥一致性差、肥管易堵塞、种子重播漏播严重、无补种机构等问题,研制基于DSP控制技术的智能玉米精密播种施肥机。实现精密播种施肥机工作过程中种肥的实时监控及故障处理,统计已播、重播、漏播种子数及施肥量等数据,当发现漏播时能即时补种;当出现肥料堵塞时能即时疏通;种箱缺种和肥箱缺肥能发出声光报警。同时,可以通过触摸屏设定播种株距及施肥量。田间试验表明,整机结构稳定,重播、漏播、缺种、缺肥、肥管堵塞报警率达100%,肥管堵塞疏通率达100%,并且安装补种系统后,总播种率达到99.4%,相比没有加补种系统前提高5.8个百分点。     

玉米精播机漏播补偿系统设计

目前玉米免耕播种机的播种质量仍低于常规播种。本文讨论了微机控制的排种监测及漏播补偿装置，通过机电结合手段解决漏播问题。台架试验表明本装置能够准确发现漏播，并通过采取的措施实现及时补种，补种成功率可达90％以上。     

带有补偿装置的精密排种器

目前,国内使用的精密播种机绝大多数是机械式播种机,播种机作业时都存在不同程度的漏播现象.为此,利用机电一体化技术,研制了带有补偿装置的新型精密排种器.当排种器出现空穴缺种时,排种器上的光电传感器将漏播信号发送至单片机(AT89C51),由单片机控制补种装置进行补种,以达到漏播补偿目的.该系统大大提高了机械式精播机的精播质量和作业效率.     

种盘秧苗生产中图像处理与机器人技术

为提高蔬果类种盘秧苗生产系统的自动化程度,本文应用图像处理与机器人技术对其排种装置漏播的检出和补种方法进行了探讨。利用对播种前后的数字图像进行相减运算来提取种子的尺寸和灰度特征,从而对种盘种穴内的漏播情况进行判断。试验证明,此法可精确地检出黄瓜及丸粒化的莴苣种子的漏播。同时利用检出的漏播信号控制辅助播种机器人,能有效地对漏播的种穴进行补种作业,补种精度达到９９％ 。     

加速补种的马铃薯播种机控制系统研发

针对当前马铃薯播种难以满足轻简、高效、均匀、精准和联合播种作业的需求,以及无法改善播种过程中的漏播和仍然依靠人工辅助补种等问题,研发了一种基于单片机控制的集排种、检种和补种于一体的马铃薯播种机。阐述了播种和加速补种的控制原理,建立播种机行走路径与排、补种之间的数学模型,并给出了主要硬件电路和软件流程的相关设计。所设计的播种机以2～10 km/h速度作业,株距设置为300 mm。分段多组田间试验结果表明,播种机漏播率≤1.24%,株距平均值307.5 mm,株距变异系数2.41%,各项指标符合马铃薯播种机技术国家标准,满足马铃薯高效、精准和无人工辅助播种作业的需求。      

玉米勺式排种器变速补种系统设计与试验

针对玉米勺式排种器出现的漏播问题,设计了一种变速补种系统,该系统采用光电传感器在偏离出种口20°位置进行提前检测,漏播发生时由步进电动机改变排种器转速越过空种槽达到实时补种的目的。为了使变速补种系统具有通用性,选取具有一定代表性的玉米籽粒外形形状品种:久龙5号(球形)、九单57(锥形)和郑单958(矩形),以不同转速作为试验因素,运用EDEM软件和排种器性能试验台进行排种性能研究。仿真结果表明:当转速不超过23.1 r/min时,排种性能受变速影响不超过2%,在转速达到27.7 r/min时,变速种子抖落现象明显;在转速达到32.3 r/min时,变速时种子会出现严重的抖落现象;试验结果表明:具有变速补种系统的勺式排种器转速处于13.9~23.1 r/min时,漏播率不超过1.4%,平均补种率达到89.95%,播种率达到98.7%。在转速为27.7 r/min时,比不具有变速补种系统的勺式排种器漏播指数降低10.4%,补种效果最为显著,在转速达到32.3 r/min时,补种效果不显著;3种玉米品种的排种性能优劣次序为:球形、矩形、锥形。     

勺链式马铃薯排种器自补种系统设计与试验

针对勺链式马铃薯排种器普遍存在的漏种问题,提出了一种基于电容值精确测量技术的漏种检测方法,设计了电容式漏种检测传感器,以及以PLC为核心的自补种系统,实现了该系统在马铃薯种植机上的应用,并试验研究了该系统的补种性能。试验结果表明：排种速度为0.3~0.7m/s时,原始漏种率为7%~11.3%,排种株距误差率为3.3%~9.1%;经自补种系统补偿后,最终漏种率为1.1%~1.75%,补种株距误差率为7.6%~16.9%;在试验范围内,随排种速度增大,补种成功率变化不大,平均为84.6%。设计的电容式漏种检测传感器检测可靠,自补种系统补偿效果显著,补种株距精度满足马铃薯种植要求。     

基于PLC控制的马铃薯漏播检测装置设计

马铃薯机械化播种过程中的漏播现象严重影响机具的作业性能。针对马铃薯漏播现象,设计出一种利用PLC与传感器进行马铃薯漏播检测的装置,该检测装置通过传感器与PLC之间的信号交换完成马铃薯漏播检测。通过试验测试得出该装置的平均漏种检测精度为99.64%,进一步证明该装置可靠性高,操作简单,同时该漏播检测装置可为后续补种装置的设计提供基础和支撑。     

播种机漏播补种系统设计——基于ZigBee无线传感网络

为了降低播种机的漏播现象,提高播种机械作业的质量和自动化水平,提出了一种新的漏种补播系统,并利用Zig Bee无线传感网络设计了播种机作业状态的远程监控平台。该系统以51单片机为控制核心,在排种器上设计了漏报监测的红外线传感器,当监测到漏播时可以通过单片机控制偏心电机的振动,实现再次补种;利用Zig Bee无线传感网络,可以对故障进行远程报警。为了验证该系统的可靠性,对试验样机进行了测试,结果表明:对于1d Bm的信号,在远处通讯距离可以延长接近100m,其通信性能较好,播种机的漏播率较低,在漏播后的补种率非常高,达到了98%以上,从而大大提高了播种机的作业效率和质量。     

实时切种式木薯种植机漏播监测标记系统设计与试验

木薯机械化种植是产业可持续发展的趋势,漏播漏种是制约木薯种植机推广应用的关键问题。为此,在自主研发的实时切种式木薯种植机基础上,采用光电传感器,结合单片机技术和自动控制技术,设计开发木薯种植机漏播监测与标记系统,漏播处撒播石灰标记,为后续人工补种提供位置参考。为验证工作的可靠性,对漏播监测系统和漏播标记系统进行试验验证。试验结果表明:在拖拉机前进速度2.5km/h、刀辊转速4.5r/min条件下,标记率平均在80%以上;在拖拉机前进速度0.7km/h、刀辊转速4.5r/min条件下,系统对漏播量的监测精度达到81.57%,播种量的监测精度达到98.28%,系统可为木薯补种提供较可靠的位置信息。     

籽粒作物漏播补偿方法研究现状分析

漏播补偿可有效解决播种机工作过程中存在的漏播问题,从而有效提高播种质量。漏播补偿方法主要包括漏播自补偿法、漏播辅助补偿法和人工机械补偿法,本文对三种方法的原理和各方法对应的研究现状进行了总结和分析,归纳了各方法对应的优缺点和适用范围。基于对漏播补偿方法的分析和归纳,得出了目前漏播补偿方法存在的不足,展望了漏播补偿方法在漏播检测技术、电机驱动技术和智能控制技术的发展趋势,为国内漏播补偿方法的进一步发展提供借鉴和参考。     

甘蔗横向种植机补种系统设计与试验

针对甘蔗横向种植机在种植过程中出现的漏播问题,设计了一套基于51单片机的甘蔗实时补种系统。通过对充种、储种、供种、护种及投种过程进行运动学和动力学的仿真分析,确定了影响补种效果的主要因素,设计了补种系统的关键部件。该系统采用AT89C52单片机、3套对射型激光传感器分别对漏种、补种箱和储蔗槽中蔗种余量不足的情况进行信号采集,进行漏种计数显示和实现蔗种余量不足时的报警,步进电机作为动力源,驱动辊耙转动完成补种过程。选取行进速度和补种辊槽数为试验因素,以补种成功率和重置率为补种性能指标,进行了二因素五水平的正交旋转组合试验。结果表明,行进速度对补种成功率的影响极显著,补种辊槽数对补种成功率的影响极显著;利用Excel软件进行了二次回归方程分析,得出当行进速度为3 km/h、补种辊槽数为10个时,补种成功率达到93.97%,重置率为1.69%。设计的实时补种系统性能稳定可靠,解决了播种器工作过程中的漏种问题。     

基于三维可视化技术的播种机结构设计

为了能够直观观察到播种机的作业状态,识别播种机的种子破碎和漏播,并进行补种,设计了基于三维可视化技术的播种机。通过采用三角测量方法对摄像机的图像进行三维重建,实现了精密播种机的实时监控。结合光电传感器装置对播种过程中种子破碎和漏播进行检测,并对该区域进行补种。使用该播种机对玉米和小麦进行了播种试验,结果表明:播种机能够适应不同类别的种子,播种精度和准确率较高,能够满足播种机的性能要求。     

免耕播种机漏播图像采集与传输系统设计——基于Android和4G通信

免耕播种机是现代化农业耕种常用的农机之一,其漏播率是制约播种机作业质量的关键。为了降低免耕播种机作业时漏播率,提高播种机作业时智能化和自动化漏播监测水平,提出了一种基于Android和4G通信图像采集与传输的漏播检测系统,并将其成功地应用到了气动式免耕播种机上,完成了装置的安装和调试。采用小波算法对采集图像和信息进行了滤波处理,通过图像的去噪,降低了设备和耕种作业环境对播种机的影响。开发了手持终端的Android系统界面,包括漏播率报告、漏播次数显示、播种时长、田间作业历史数据和漏播报警等功能。最后,通过对历史漏播数据的查询,调试了系统的漏播检测功能,由调试结果发现:一天的作业累计漏播率小于1%,满足播种作业的设计要求,也验证了基于Android和4G通信系统播种机漏播检测系统的可行性。     

气吸式播种机播种监测系统设计与试验--基于光敏原件

目前,机械式播种器研究较为成熟,但因本身结构特点难于播种长圆、扁等各种不规则形状的作物种子,而气吸式播种器尤其擅于播种棉籽、打瓜、葫芦籽、甜菜及玉米等种子。目前,播种机的监测装置大多使用机械式、压电传感器针对播种管、种料箱进行信号采集,并非在播种器内部进行监测。为此,设计了一种运用光敏二极管模块、霍尔传感器和单片机微处理器的气吸式播种机播种监测装置,实现了对播种机漏播、播种数统计,以及漏种报警等功能。播种监测系统试验结果表明:监测单元安装误差不应大于2.2mm,此时系统的漏播监测精度、播种数监测精度均大于95%。该气吸式播种监测系统符合监测要求,可避免过度漏播及无种空跑,提高了播种效率,降低了经济损失。