播种机单体两种仿形机构的研究

播种机单体仿形机构是保证播种质量的重要工作部件。为此,论述了目前广泛应用的平行四杆仿形机构的结构特点、工作原理、仿形量和连杆长度的设计方法;对研究设计的电液自控仿形机构的结构特点与工作原理进行介绍;对平行四杆与电液自控仿形机构的仿形能力、仿形精度、仿形的灵敏度与能否实现播深的精量控制等方面进行了对比分析。     

2CMF-4型牵引式马铃薯种植机的研制

针对当前马铃薯机生产实际,在研学外国同类先进技术基础上,设计研究开发了集开沟施肥、仿形开沟、播种薯（薯块）、起垄（培土）于一体的大型4行牵引式马铃薯种植机。为更灵活方便地组织生产,通用机架为基础进行各零部件间的变换与组合,实现各种不同作业的要求。为实现播深一致及对种植深度进行精确调整控制,创新设计播种机构单体仿形装置。     

2BY-6型小区育种试验播种机仿形机构研究

仿形机构是小区育种试验播种机的重要组成部分,对于提高播种机播种深度的稳定性和一致性具有重要作用。研究仿形机构的类型及工作原理,对限深轮仿形机构的结构特点、工作原理和仿形量等参数进行分析,设计出一种适用于育种试验播种的限深轮仿形机构,降低育种试验的误差,提高育种试验的准确性。      

油麦兼用型精量宽幅免耕播种机仿形凿式开沟器研究

针对播种作业地表不平、播种机宽幅导致各行播深均匀性和稳定性差等问题,设计了一种基于仿形辊弹性形变、实现仿形功能的凿式播种开沟器。阐述了凿式播种开沟器仿形开沟工作原理,确定了凿式刃口曲线方程,构建了开沟器与土壤互作关系力学模型,阐明了仿形机构的弹性形变与仿形阻力及仿形量之间的关系。以凿式曲面刃口宽度、仿形辊直径、入土角、播深为试验因素,采用二次回归正交组合试验方法,利用高速数字化土槽平台,开展了各试验因素对播深稳定性影响试验。试验结果表明,刃口宽度12mm、仿形辊直径24mm、入土角22°时,播深稳定性较优。田间对比试验表明,在最优参数组合下,凿式开沟器的播深变异系数低于9%,地表平整度低于18.5mm,作业通过性好,其开沟性能优于翼铲式开沟器;田间播种试验表明,以4.8m工作幅宽、24行播种的油麦兼用型精量宽幅免耕播种机播种的油菜、小麦,单行苗数变异系数、各行苗数一致性变异系数均低于10%,小麦各行1m内平均苗数为35,春油菜各行1m内平均苗数为26,冬油菜各行1m内平均苗数为20,满足油菜、小麦精量播种及成苗率要求。     

免耕播种机液压式加载仿形深度控制系统设计

由于免耕播种地表有残茬、秸秆和杂草覆盖,土壤坚硬,免耕播种机的仿形量较大,普通的仿形机构已不能满足仿形的平稳性要求。为此,采用液压式加载仿形深度控制系统,实现玉米垄作免耕播种机下压力和仿形量的调节,保证了玉米垄作免耕播种的播种深度和机器稳定性,克服了目前免耕播种作业的缺点,满足了免耕播种作业质量要求。     

移栽机械栽植深度仿形技术应用现状及展望

苗移栽能充分利用光热资源,有效提高作物产量,具有良好经济效益,是我国未来蔬菜产业的主要发展方向。栽植深度一致性直接影响作物移栽质量,也是移栽机具质量检测的重要指标。移栽仿形能够有效控制秧苗栽植深度,是当前移栽技术研究关注的重点之一。总结了几种栽深仿形控制基本原理,介绍了发达国家的代表机型和国内科研院所的研究现状,通过对仿形方式的结构特点进行对比分析,指出了国内在该方面研究存在的问题,并对我国未来移栽机栽植深度仿形技术的研究与发展提出了建议。      

玉米播种单体下压力控制系统设计与试验

针对机械式仿形压力调节机构的不足,开展了基于力反馈的播种深度一致性控制方法研究,研制了播种单体下压力控制系统。本系统由安装在播种单体平行四连杆仿形机构上的下压液压缸、电液减压阀、下压力感知传感器,以及控制器、车载计算机组成。在播种作业过程中,控制器实时采集力传感器信息,与设定的下压力阈值相比较,计算并输出控制量到液压阀组驱动液压缸实时调整平行四连杆仿形机构,使限深轮与地表的压力值在设定的阈值区间内,从而保证播种深度的一致性。田间试验结果表明,在播种深度判定标准为(5.0±1.0)cm时,下压力机械调节方式和下压力电控调节方式下的播种深度合格率均值分别为77.04%和90.37%,下压力电控调节方式下的播种深度合格率均值比机械调节方式高13.33个百分点。将播种深度判定标准提高至(5.0±0.5)cm后,对应播种深度合格率分别为31.11%和56.30%,下压力控制装置的播种深度合格率比机械调节方式高25.19个百分点。可见,下压力电控系统能保持种子播种深度的稳定性,提高了种子深度一致性。     

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。     

玉米播种深度智能调控系统研究

针对目前玉米播种机播深控制装置多采用限深轮配合仿形机构,存在仿形精度差,播深一致性和稳定性难以保证等问题,从覆土、镇压确定种子上层土壤厚度(播种深度)的测控角度出发,设计了覆土-镇压联动监控装置,进而设计了该联动监控装置的智能控制系统,实现了播种深度的自动调控,保证了玉米播种深度一致性。该系统以MSP430单片机为控制中心,以试验所得镇压强度形成的专家系统为标准,以镇压系统上的压力传感器检测结果为手段,实现传感器检测结果与专家系统检测结果实时对比,不断调整作业过程覆土装置的覆土量,确保播种深度和镇压强度的稳定性和一致性。对该装置进行了响应时间检测试验,结果表明该控制系统的响应时间为0.58s,且实际工作时响应时间要小于试验值。继而进行田间试验,结果表明,当播种作业速度为3～8km/h时,播深合格率高于90%,且在高速作业时播种合格率明显优于机械仿形装置,有效提高了播种深度的一致性。     

播种机播种深度控制技术研究进展

播种作为农业生产重要环节之一,控制播种深度一致性可有效改善作物萌芽情况和生长状态,实现节本增产。总结国内外播种机播种深度控制技术研究现状、主要控制装置研究形势,阐述播种深度控制技术中仿形技术特点,指出播种深度控制技术存在适用范围小,控制不及时的不足。结合农艺要求对我国播种机械的播种深度控制技术优化和发展进行讨论并提出建议。     

精密播种机及常见故障排除

精密播种机是机械精少量播种技术核心，它的任务就是把种子定量、定位的播到土壤中，因此对精密播种机要求：一是排种部件性能可靠，种子破损率低于1％，空穴率不超过5％～10％；二是开沟仿形机构灵敏，以提高播深的稳定性，保证播深变化幅度在允许的范围内；三是精密播种机要有深施肥装置，以保证种子化肥的相对距离。     

单体仿形双行绿豆播种机的设计与试验

为满足北方旱坡丘陵地区绿豆大垄双行栽培的农艺技术要求,设计了一种单体仿形双行绿豆播种机。该机采取单体独立悬挂结构设计,通过仿形连接装置连接多个单体施肥播种机,具有在旱坡丘陵地播种深度一致、适应能力强的特点;设计了精量播种、大垄双行种植结构,在实现节本增效的同时,使田间植株分布更加合理。试验结果表明:单体仿形双行绿豆播种机作业后,可实现大垄双行种植,双行间距为60~80mm;播种平均深度为33.8mm,施肥平均深度为65.8mm,种肥间距为45.6mm,株距为147mm。该机可一次性完成开沟、施肥、精量播种、覆土及镇压等作业,作业质量符合绿豆种植农艺要求。     

俯仰式播种单体仿形性能检测试验台设计与试验

为解决播种单体仿形机构性能难以检测的问题,设计了俯仰式播种单体仿形性能检测试验台。阐述了试验台组成结构与工作原理,对其高速传动系统、液压升降系统、监控系统以及关键部件参数进行设计。应用ANSYS软件对台架整体和关键部件进行静力学分析和模态分析,验证结构设计的合理性。为检验俯仰式播种单体仿形性能检测试验台的实际检测效果,以德邦大为1205型牵引式免耕精量播种机播种单体为研究对象,先以液压杆伸出量与传送带速度为试验因素,以监控系统误差为评价指标进行试验。试验得出,在液压杆伸出量为0～200 mm范围内,监控系统角度传感器最大误差为0.69 mm;在传送带速度8～19 km/范围内,光电编码器最大误差为0.18 km/h。确认监控系统准确性后,再以单体速度为试验因素,采集速度8、10、12 km/h下地块的起伏数据为目标曲线,以地形起伏模拟曲线的绝对误差平均值为指标进行单因素试验,试验得出,所设计的试验台可有效模拟田间地面的起伏频率与起伏量,绝对误差平均值为1.86 mm,满足播种单体仿形性能检测需求。     

振孔式播种机仿形机构的研究与设计

论述了农业机械几种典型的仿形机构的工作原理和特点,分析了各种仿形机构所适用机具的类型,确定了振孔式播种机仿形机构各参数设计方法,并对此仿形机构的结构特点进行了介绍。     

花生播种机仿形机构的运动仿真分析——基于UG

仿形机构是播种机的重要工作机构,仿行机构工作性能的好坏直接影响到播种深度的稳定性。利用UG软件的运动仿真模块对花生播种机仿形机构进行运动学的分析,通过运动仿真动画来观察仿行机构的运动过程,利用开沟器运动轨迹曲线来研究仿形机构的运动规律,并分析影响仿行误差的相关因素,以此来验证仿形机构设计的合理性及优化的方法。     

果树施药仿形控制系统的设计

介绍一种能够实现果树仿形施药的机械装置及其控制系统.本设计采用由步进电机驱动的仿形推杆作为执行装置,根据不同树冠大小来对仿形机构在水平和竖直方向进行调节,从而达到仿形施药的目的.控制系统选用SILICON公司C8051F020和C8051F340增强型单片机作为主控芯片,采用主从通讯方式,方便有效地控制了执行机构和喷雾参数.     

自走式青饲料收获机仿形系统设计与试验

针对复杂环境下自走式青饲料收获机地形适应性差和留茬高度难控制等问题,采用两点探测-电液控制的方式,设计了一套适用于自走式青饲料收获机的割台仿形系统,并开展仿形系统相关试验。在阐述系统整体架构及工作原理的基础上,通过理论计算确定了仿形探测机构、横向仿形调节机构等主要关键部件的结构参数。建立静应力分析模型,得出割台与喂入箱体连接处相关力学特征。利用ADAMS仿真软件创建油缸负载特性模型,完成仿形系统的设计与相关优化,确定油缸的最佳作业参数范围。为验证仿形系统的功能,将系统搭载在4QZ-30型自走式青饲料收获机上进行试验,以试验过程中割刀前端距地面高度处于100~150mm内的时间所占总试验时长的比率为试验指标,安排道路模拟试验与仿形样机测试,并利用控制系统实时获取割台高度及响应时间,结果表明：仿形探测机构探测高度信息可靠,线性拟合R2为0.9987;仿形调节电液控制系统的响应时间均值在0.16s内;仿形系统能够在行驶速度0~6km/h下,对坡度0°~6°内的地面进行仿形工作,道路模拟试验过程中,割刀前端距地面高度处于标准范围内的时间所占总试验时长的比率β为90.76%,且3组仿形样机测试合格率分别为86.67%、86.67%、93.33%,提高了自走式青饲料收获机的地形适应能力,降低了留茬高度的控制难度,可为自走式青饲料收获机的仿形技术提供参考。     

播种机单体仿形装置高度探测机构的设计

针对玉米精播机电液仿形地面高度信息探测机构采集精度低、稳定性差、容易受到地表杂物影响等问题,设计了玉米精播机电液仿形系统地面高度信息探测机构,包括红外地面信息采集组件和Arduino控制器程序。通过对红外测距传感器的性能研究及对玉米种植整地后的地面情况分析,确定了采用多点数据采集的探测方案。试验结果表明:该机构精度为1mm,可对采集到的地面高度变化信息数据进行处理过滤,实现了避免非必要仿形的功能。该地面高度信息探测机构的研究为电液式仿形系统地面高度变化系信息采集机构设计提供了参考。     

苗带清整型夏棉精量免耕播种机设计

根据黄淮海麦棉轮区种植体系的种植要求,研发了一种能同时完成苗带浅旋、开沟、施肥、播种作业的多功能精密棉花播种机。该播种机采用苗带浅旋技术,能够使碎土、破茬、除草等工艺一并完成;采用平行四杆机构,使播种单体有足够的仿形量,保证了播深一致性;勺轮式排种器实现精量穴播,穴粒数、穴距可根据需要随时调整;中凸型镇压轮充分保证了播种部位的压实强度,确保发芽率和出苗率。     

甘蔗收获机切割器仿形机构研究现状与发展趋势

切割器是甘蔗收割机的重要工作部件之一。本文论述了国内外甘蔗切割器的研究状况和仿形技术的应用情况,对比了两种仿形机构模式的优缺点,针对蔗叶杂草等干扰传感器信号收集困难的问题,提出选用超声波传感器作为测距元件的方案,为甘蔗切割器仿形机构设计方案的选定提供了依据。