小型马铃薯播种施肥联合作业机的设计

针对现有马铃薯播种机械漏播和重播等问题,研究设计出一种马铃薯播种施肥联合作业机,可一次性完成开沟、施肥、播种、覆土、起垄、覆膜等作业。该机采用独特的手指状取种播种机构,使漏播率和重播率降低;使用了旋耕起垄装置,种沟均匀覆土的同时能够完成起垄作业,大大提高了作业效率和质量。该机具无论播种质量(包括株行距、漏重播率、起垄覆土、覆膜等),还是作业效率,均能达到行业相关标准要求。田间试验表明,该马铃薯联合作业机具的平均漏播率为0.91%,平均重播率为1.17%,平均株距偏移率为7.28%。     

小区育种播种装备与技术研究现状与展望

小区育种播种机是培育新品种、繁殖良种和对比品种等田间试验所用的专用播种机。本文简述了我国小区育种业发展现状与小区育种机械化发展水平,综述了小区育种播种技术及装备的研发历程,从小区育种的播种特点出发,结合不同作物品种和不同播种农艺要求,阐述现有条播、精播模式下小区育种的播种核心技术和工作原理,归纳了小区育种条播排种和精密排种装备的主要结构形式和作业模式,阐述了国内外供种、排种、开沟、覆土、镇压等装置,以及自动控制、小区定位模式、实时监测与记录等方面的实际应用及前沿先进技术研究进展,分析目前国内外小区育种播种机械的研发现状,列举我国小区育种播种技术及装备有代表性的研发成果,从播种技术优化创新完善、机械加工质量提升、高新技术融合和服务模式创新等方面,结合我国国情提出了我国小区育种播种机械化研究方向。     

基于CAN总线的24行小麦播种监控系统的研制

为了对小麦播种过程中的种管状态进行实时监测,研制了一种基于CAN总线的24行小麦播种监控系统。重点研究了播种监控传感器的设计与信号处理方法、监测模块的设计以及关键技术、显示终端的功能设计以及系统通讯协议设计;并对所研制的小麦播种监控系统进行了功能和性能试验验证,系统误报警率在0.5%以下,能够满足播种作业的要求。试验和应用结果表明,系统能够及时监测到小麦播种过程中排种轴断裂、种箱缺种、种管堵塞、漏播等状况并进行报警,在振动、灰尘等田间作业环境下能够长时间稳定可靠地工作,避免人工监控不全面、随机性强等问题,在小麦播种季节发挥重要作用。     

育种试验马铃薯播种机的设计与试验

目前，我国马铃薯育种试验播种工作缺少专用机具，存在人工播种劳动量大、效率低、播种质量参差不齐等问题，对育种试验的准确性产生了误差。为此，设计了一种育种试验马铃薯播种机，可用于马铃薯育种试验过程中的播种环节。工作时，采用圆盘式排种装置进行排种，可一次性完成开沟、施肥、播种及起垄作业，在此主要对圆盘式排种装置、导种装置以及种薯存放装置进行了研究分析。田间试验表明：育种试验马铃薯播种机可保证种薯的单株播种，无重种、漏种现象，种植深度合格率为92%,株距变异系数平均值为13.2%,各项性能指标均达到国家设计标准，填补了我国马铃薯育种试验播种缺少专用机具的空白。     

小麦单粒精密播种机的研制

针对现阶段小麦育种缺乏相应机械,人工点播劳动强度大、效率低、难于满足育种农艺要求等问题,研制了一种基于FPGA控制技术的小麦单粒精密播种机。该机在旋耕平整后的土地上作业,可一次性完成种床平整、单粒播种及覆土镇压作业;利用电机驱动代替地轮驱动,根据作业速度自动调节电机转速,实现等距播种。试验结果表明:整机结构简单、体积小、造价低,能够完成宽苗带单粒播种作业,效率高且适应小麦小区作业的农艺要求,为小区及大田单粒播种提供了理论与实践依据。     

电液混合调控式大蒜播种机设计与试验

针对传统大蒜播种装备自动化程度低而导致的播种合格率和作业效率低等问题,设计了一种电液混合调控式大蒜播种机。该机主要由电控播种装置、播深调节装置、参数检测装置和人机交互界面等组成。以单片机为核心控制器,利用速度传感器和旋转编码器,实现了株距与作业速度的匹配;分析开沟入土阻力与入土深度关系,确定了播深调节液压装置关键部件;结合光电传感器和显示屏,完成了作业参数实时显示与播种异常报警功能。以杂交蒜为试验对象,分别进行了播深一致性试验、播量检测试验和播种质量试验,结果显示,播深调节平均误差为4.7%,播深变异系数平均值为5.3%;播量检测平均误差为4.0%;播种合格率为83.7%,漏播率为6.2%,满足大蒜播种农艺要求,且较同种条件下以汽油机为动力源的大蒜播种机漏播率降低3.1个百分点。     

面向多播行协同作业的精量播种监测系统研究

针对传统的气吸式播种机在作业过程中常常因导种管堵塞、种箱缺种以及机械故障造成的漏播、重播等现象,设计并开发一套支持12条播行协同作业的精量播种监测系统。该系统包括红外光电监测单元、车速监测单元、控制器单元、中控仪表单元以及故障报警单元的设计。试验结果表明,所设计的监测系统可以实时监控12条播种行的协同作业情况,当出现漏播、重播现象时能够及时、准确地识别播种行行号并进行故障报警,报警成功率达到100%,且平均响应时间在0.5 s以内。且在4～12 km/h的正常作业速度下,系统对不同体积大小的农作物种粒播种数量监测精度平均值超过98.5%。能够实现对多路播行同时作业的实时监测需求,对提高播种质量、降低生产成本具有重要意义。     

新型旋耕开沟施肥播种机的设计与研究

针对播种施肥难的问题,结合垄作区作物种植的农艺要求,设计了一款新型旋耕开沟施肥播种机。机具适用于小麦、大豆和玉米垄上栽培技术,可实现精确深施肥、精密播种、开沟、覆土和镇压等作业,为小麦、大豆和玉米的规模化、机械化作业提供了一定的技术支撑。试验结果表明：设计的新型旋耕开沟施肥播种机对降低漏播、提高播种深度和植株距离的合格率具有重要意义,大大提高了作业质量和效率。     

单行精量播种施肥机试验台监控系统设计

为解决我国现有精量播种施肥机由于缺少相应的监控报警系统而导致的漏播堵种等问题,设计了一款具有实时监测报警功能的精量播种施肥监控系统,并搭建了一台单行精量播种施肥机试验台作为测试平台。试验作业过程中的作业面积、作业速度、行播种数、施肥量等参数可通过显示屏显示。当出现缺种、堵种状况时,监控系统将自动进行报警。试验中可以对株距、每公顷肥量、风压进行参数设定,达到精量施肥播种的效果。该监控系统的株距误差率控制在4%以内,风压误差控制在1.2%以内,漏播率监测精度在96%以上,满足精量播种施肥作业的条件。整套系统具有报警准确率高、操作简单、工作稳定的特点,配合试验台可进行多种实验测试,对后续精量播种施肥机的研发提供了宝贵的实验价值和数据参考。     

基于PLC的棉花育种作业播种机机具与报警系统设计

棉花育种对于棉花种植增收增产而言是一关键环节,结合新疆棉花育种条件,即小面积播种区域、要求播种粒距均匀等,设计一款结构简单的手推式棉花播种机,并在此基础上针对播种过程中出现的漏播、堵塞情况,设计了报警系统,对上述出现的情况进行报警提示,使播种任务顺利完成。系统以西门子S7-200 PLC为控制核心,通过光电传感器、霍尔传感器等实现对播种时相关信号的采集,借助PLC中的逻辑运算、时间运算等准确完成播种任务。该系统具有可靠性高、抗干扰能力强、操作简单、控制方便等特点。     

马铃薯智能排种机补种系统设计与试验

为提高马铃薯智能排种机的排种效率,降低作业人员的劳动强度,进一步提高马铃薯出芽及收获产量,对智能排种机的补种系统进行了设计。在智能排种机结构组成及工作原理基础上,建立马铃薯运动学参数模型,并加装补种装置,主要包括声光传感器、步进电机及报警装置等。给定合理的补种控制程序,进行试验,结果表明:设计的智能排种机补种系统补种合格率达97.5%以上,漏种指数试验平均值为1.1%,重种指数试验平均值为1.3%,各关键参数指标符合设计要求。该优化试验可为马铃薯智能排种机其他关键装置性能提升提供参考。     

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。      

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。     

气吸式播种机质量监控系统设计——基于ZigBee无线传感网络

针对气吸式播种机常出现的漏播和重播现象,在ZigBee技术和单片机的基础上提出了一种新的气吸式免耕播种机的质量监控系统,并对播种机的核心部件排种器进行了结构优化设计,制造了试验样机。播种质量监测系统以STC89C51单片机和ZigBee无线模块为主要部件,结合红外线传感器和涡流位移传感器对漏播和重播数据进行采集,实现了振动台的自动化控制和远程报警功能,以及LCD12864液晶对监测参数的实时显示。通过对播种机的大量测试,得到了不同播种机行进速度的排种质量曲线,由测试结果可以看出:排种质量监测系统可以成功地对漏播率和重播率进行监测,且遗漏监测的次数很少,排种和漏播播种率的精度较高,达到了精密播种机的设计标准。     

气力式玉米精播机种肥监控系统的研制

根据目前国内外精播机缺少监控系统的现状,在充分考虑了各种精播机田间作业条件的基础上,开发了一种气力式玉米精播机种肥监控系统。从电路功能上实现了种子已播数的统计、种子堵塞报警、缺种报警、重播报警、漏播报警,以及肥料的缺肥报警、堵塞报警指示;系统能够准确地显示出故障所在的具体位置,避免了种子施播断条现象的发生。田间试验结果表明,该系统误报率低,性能稳定可靠,对农业生产和提高经济效益具有重大的意义。     

日本水稻机械直播技术综述

出于节省农业生产的时间和人力、降低农业生产成本和保护农业生态环境的目的,日本研究了水稻不耕起旱直播和耕起旱直播以及湛水条播、湛水点播和湛水撒播技术,并研制了20多种直播机。本文全面阐述了日本水稻机械直播技术的研究历程及水稻直播机的结构、工作原理及特点,对我国专用水稻排种器和直播机的研究与开发提供借鉴。     

嫁接用大粒种子定向播种机构的设计研究

设施园艺中嫁接机进行嫁接时对苗木的要求较高,需要人工调整苗木子叶方向,导致嫁接效率低下、劳动生产成本较高。为此,设计了一种可以定向种子长轴方向使长出子叶排列方向一致的定向播种机构,并对振动种盘机构、取送种机构、种子定向机构及整体框架进行了设计,使用欧姆龙的CPM1A型PLC控制机构的运动。试验结果表明:其工作性能优良,可以大幅度提高播种效率。     

马铃薯播种机排种机械化种植技术研究

马铃薯是我国一种重要经济作物,在我国有较大的种植规模。为实现马铃薯种植的机械化,基于传感器和单片机技术,结合现有的马铃薯播种机,设计了一种新的排种系统,以解决马铃薯播种过程中的漏播和重播问题。该排种系统由操作显示屏、速度感应装置、数据分析模块、挡板控制器和报警装置几个部分组成。工作时,通过速度感应装置获取播种机的行进速度,然后由数据分析模块根据所设定的播种株距计算挡板开关的频率并进行控制,以达到精准播种的效果。对装载该排种系统的马铃薯播种机在4种不同行进速度工作时,进行薯种漏播率、直播率和株距数据调查,发现漏播率和重播率都很低,远远小于行业标准,且种植的株距与设定值差异很小,具有较高的精确性,能够很好地满足马铃薯种植的要求;其行进速度在0.8m/s左右时,种植质量和作业效率同时达到最佳。     

六行同步小区条播机的研制

根据我国田间小区育种种植模式的特点,研制了六行同步小区条播机。该机由排种装置、投种装置、抬起装置、覆土装置、开沟装置、悬挂装置及电控装置等组成,可以进行6行同步播种,并能保证小区和小区之间不混种。在机器研制过程中,通过对电控系统和部分关键装置配合工作的分析,将带盘组合周期自净时序控制排种技术、相位导向种盒整体提升技术分别应用到排种装置及抬起装置上,实现播种作业异行异种、异区异种连续播种作业,使播种操作自动化、智能化;将弹性回转限位杆控种盒同步投种技术应用到投种装置上,降低了劳动量、提高了播种质量和效率。田间试验表明:该机排种装置的转速最大为0.34rad/s,皮带打滑率趋近于0,排种孔直径至少6.7mm,可提高播种精度、排种均匀性,降低伤种率、漏种率,满足小区条播机的播种作业要求。