畦作沟灌的小麦起垄播种机的研制

研制了畦作沟灌的小麦起垄播种机,采用Pro/E软件建立了整机模型.该机一次性完成起垄、整形、开沟播种、镇压等多道工序,减少了田间作业工序,提高了作业效率,改善了起垄和播种质量.与之配套的拖拉机轮胎和机具地轮均在垄沟中行走,不压实播种带,播种作业时避开了根茬,减少了机具的堵塞,同时可节省功耗.通过更换部分部件,可以对原垄进行修复.     

玉米种肥同穴与膜下滴灌一体机的设计与试验

针对河西灌区玉米种植过程中水肥利用率及播种效率低下的问题,设计一种玉米种肥同穴与膜下滴灌一体播种机。该机具由有机肥排肥装置、滴灌铺设装置、地膜铺设装置、排沙装置、膜上覆土装置和播种装置等6部分组成。根据农艺种植要求对机具的关键装置进行理论分析,确定正常工作时机具匹配的施肥装置、播种装置和覆沙装置的合理容积;确定穴播器和排肥器的外形尺寸;通过Adams分析软件验证了机具种肥同穴的可行性。田间试验结果表明:机具前进速度为0.55m/s时,空穴率为0.9%、穴粒数合格率92.3%、膜下播种深度合格率97.8%。样机能够一次性完成施肥、滴灌带铺设、覆膜、覆沙、播种、覆土等工序,实现了旱区玉米的种肥同穴与膜下滴灌的栽培且满足覆膜穴播机技术要求。     

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%。     

井窖式烟草移栽机设计与试验

针对井窖式烟草移栽人工栽植劳动强度较大、现有机械化装备作业效率和可靠性不高等问题,结合"井窖式烟草移栽技术"提出的农艺要求,设计一种用于井窖式烟草移栽的专用移栽机.在确定整机的结构和工作原理的基础上,对成穴移栽注水机构和栽植器进行设计,建立成穴移栽注水机构的运动学模型,以此建立其人机交互辅助界面,通过人机交互的方式获取...     

2BFQ-4 型油菜精量联合直播机的研制

研制了一种与手扶拖拉机配套的2BFQ-4 型气力式油菜精量联合直播机。该机以正负气压组合式油菜 精量排种技术为核心、高度集成免耕开沟/种床旋耕灭茬、气力精量播种、施肥、覆土等机械化作业环节、可实现油菜 机械化精量联合直播作业、并能根据农艺要求进行播量调节。经检测、该机性能指标全部达到设计要求、有效实现了 农机与农艺的结合、综合效益明显、适应稻-油、棉-油种植的机械化油菜直播。     

水稻育秧播种机钵体苗底土压实装置

设计了一种能实现水稻精密育秧播种机钵体软、硬秧盘穴孔底土压实的通用装置,该装置以AT89C51单片机为控制系统核心,采用步进电动机和送盘行程开关实现秧盘供送,以及限位行程开关和对准接近开关实现秧盘穴孔与压实辊指对准,压实辊指与秧盘穴孔内底土相互作用完成底土压实。通过系统的试验研究,确定了该装置的最佳工作参数。压实试验表明,该系统能满足秧盘穴孔底土压实的工作要求,实现了穴孔与压实辊指的精确对准和底土压实,当生产率在500盘/h、提前角对应弧长为1 mm时,对准率为98%,满足钵体苗穴孔底土压实的技术要求;育秧试验表明,增加穴孔底土压实深度,可提高秧苗素质,保持土壤根系坚实不散,有利于栽插作业,压实深度为6 mm时效果最佳。     

基于PSO-BP的甘蔗施肥监控系统设计与试验

针对甘蔗横向种植机的施肥机构由于肥料潮湿结块易堵塞等问题,该研究对施肥机构进行电液传动与控制改造,构建了一套基于粒子群（Particle swarm optimization,PSO）-前反馈（Back propagation,BP）神经网络预测的施肥监控系统。以施肥马达的压力、转速及肥料箱中肥料量为输入参数,将施肥机构的工作状态（空载状态、正常状态、重载状态、堵塞状态）作为输出,通过BP算法建立输入与输出之间的映射关系,并用PSO算法优化BP算法的权值与阈值,相比未优化BP算法,优化后的工作状态预测准确率由97%提高到99%。以识别施肥机构工作状态响应准确率以及重载状态下堵塞预防概率为试验指标进行车间试验,结果表明：工作状态响应识别准确率为89%;重载状态下,控制系统控制施肥马达正反转并消除堵塞的概率为87.5%。在田间试验中,监控系统能准确预测施肥机构的重载状态并自动执行防堵控制指令,没有出现堵塞故障。该施肥防堵塞监控系统无需上位机,能够满足复杂多变工况下施肥机构的工况预测及防堵控制要求,可为其他施肥机构的自动化改造提供参考。     

土壤分流式宽苗带小麦少耕播种机设计与试验

为实现长江中下游农业区宽苗带小麦少耕播种需求,本研究结合区域小麦种植农艺特点,设计一种土壤分流式宽苗带小麦少耕播种机。通过对表土盖种装置结构与抛土运动学分析,设计耕抛刀辊结构参数,得到覆盖种带运动学条件;通过对沟土匀摊装置结构及螺旋叶片作用下土壤受力与速度分析,设计沟土匀摊装置结构参数,明确影响播种深度与其稳定性关键因素为终止螺旋极径、螺距、螺旋叶片转速。以播种深度合格率与播种深度稳定性系数为评价指标,运用离散元仿真结合中心组合正交试验,建立播种深度合格率与播种深度稳定性系数回归方程,确定较优参数组合为终止螺旋极径119 mm、螺距140 mm、螺旋叶片转速98 r/min,此时,播种深度合格率为86.38%、播种深度稳定性系数为78.84%。在稻茬离田与稻茬还田两种模式下田间试验表明,机具作业运行稳定,厢沟质量满足小麦后期生长排水需求,镇压辊滑移率良好,试验过程未出现稻茬、秸秆缠绕堵塞现象;两种模式下播种深度合格率分别为83.12%、80.67%;播种深度稳定性系数分别为74.78%、72.25%,满足长江中下游农业区宽苗带小麦少耕播种标准和农艺要求。     

基于高垄种植的花生播种施肥机设计与试验

起垄栽培因其能提高地温、增加土壤透气性、促进植物根系生长发育及增加产量,已得到广大农户的认可和采用,但起垄播种装备有待进一步完善。为此,研制了一种基于高垄种植的花生播种施肥机,主要由旋耕机、起垄装置、机架、播种、施肥、喷药和覆膜装置等部分组成,可一次性完成起垄、施肥、播种、喷药、覆膜及压膜等作业,并有效解决了起垄高度不够、起垄质量不佳的问题,有利于花生的增产增收。田间试验结果表明:起垄成功率达到98%,作业质量符合花生种植的农艺要求,为我国垄作花生种植提供了技术支持。     

气吸式穴盘育苗精密播种机的设计与试验

针对育苗播种机设备作业过程播种效率较低,取种、播种过程不够精确等问题,设计了气吸式穴盘育苗精密播种机,并对其进行了试验验证。该播种机的主要组成为PLC控制器、电源模块、机架、播种模块、气动系统模块和传感器模块。通过采用吸盘进行吸种播种和双排播种的方式,提高播种机的播种精度和效率,并建立了种子吸附过程和双排播种过程的数学模型。为了验证该播种机的性能,对其进行试验验证。试验结果表明:播种机的PLC反馈控制系统响应速度快、精度高,播种性能良好且能满足精密播种的要求。