气吸式免耕播种机排种器监测系统设计

排种器是免耕播种机的核心部件,其排种质量直接影响免耕播种机的播种质量。为此,针对免耕地表作业时,出现排种盘漏吸、种子箱架空、导种管堵塞等引起的漏播情况,采用555定时器和CMOS器件,为内蒙古农业大学研制的2BM-5型气吸式精量免耕播种机设计了实时监测系统。该监测系统可使拖拉机驾驶员通过显示器和报警器实时掌握播种情况,能够有效提高2BM-5型气吸式免耕播种机的播种质量。     

基于位移传感器的多功能精密播种机监测系统

为了全方位掌握田间的环境和玉米免耕播种机的工作状态,提高播种质量,在一款玉米免耕播种机的基础上进行较大规模的改进,设计了一款多功能的田间测试系统,除了监测田间环境和传统播种机的数据外,还增加了图像识别的功能。该系统可以通过光电传感器和压力传感器检测播种机的漏播与重播,并可通过位移传感器检测播种及施肥深度,通过高清摄像头做图像识别计算秸秆覆盖率等。该系统还具有数据实时传输、数据查询和数据上传等一系列的功能。经过田间的测试,该系统可以稳定运行,具有进行大规模推广的潜质。     

玉米精密播种机性能监测系统研究

为了实时检测播种机的工作性能,即时对播种过程中的重播、漏播和停播进行监控,设计了一种用于播种机性能监控的无线监测装置。该系统采用 AT89c52单片机为主控芯片,结合 NRF24L01无线传输模块,对播种机作业过程的种子重播、漏播进行声光报警,进一步通过计算,由迪文显示器对所需参数进行实时显示。试验结果表明,该装置完全可以实现播种机作业过程适时监控和显示,且误差率可以控制在97．2％以内。     

基于Cortex-M3的免耕播种机监控系统设计与试验

针对目前国内免耕播种机的监测传感器抗尘效果差、监测精度低,且施口肥量不能变量调节,施用不当易引起烧种、烂种的问题,设计了一种基于Cortex-M3处理器的免耕播种机监控系统。该系统采用面源无盲区抗尘监测技术设计种子传感器,消除了监测盲区,提高了系统对多尘环境的适应性和监测准确性;采用离散增量式PID控制算法,根据预设施肥量和采集作业速度,实时调节口肥量与作业速度相匹配,实现了播种、施肥状况的监测和作业面积的统计,进一步实现了作业过程中缺种、堵种、缺肥、堵肥等故障报警,并可显示故障类型和故障行号。室内和田间试验验证结果表明:该监控系统工作稳定可靠,播种量计数和施肥量变量调节准确率较高,播种量计数偏差在4%以内,当施口肥量设定为75 kg/hm2时,不同作业速度下,实际施肥量与理论施肥量的偏差在5%以内,满足了实际生产需求,提高了播种机的工作效率和施肥精度。     

基于ARM嵌入式的免耕播种机盘刀轴承故障诊断

圆盘破茬刀是免耕播种机的重要部件,其性能好坏直接决定播种机的作业效率,而其轴承是最易出现问题的部件,对其检修也比较麻烦。为此,提出了一种嵌入式的圆盘破茬刀的轴承实时故障诊断方法,以ARM的S3C2440为核心微处理器,外扩了以太网通信模块和数据采集模块等,采用Linux系统开发操作界面和驱动程序,使系统使用更加方便。最后,对该方法的可行性进行了验证,分别测试了有故障和无故障轴承的时域和频域特性。实验结果表明:该方法可以成功地实现振动音频信号的采集、存储、处理和初步的诊断功能,最终达到在线实时监测和故障诊断的目标,为免耕播种机的故障诊断及设计优化提供了重要的参考。     

DMB―4200免耕播种机的设计及试验

免耕播种机是实施保护性耕作的关键机械,文章对DMB―4200型免耕播种机进行了设计,包括整机参数的设计、免耕播种机波纹圆盘开沟器及播种双圆盘开沟器的设计、链轮传动调速系统计算设计、液压控制系统的设计、开沟器开沟入土深度控制系统及排种装置的分析设计。通过在海拉尔对DMB―4200型免耕播种机进行的试验,证明该机的运行良好,达到播种的要求;但是由于本播种机的质量较大,调整系统较复杂,试验过程中调整开沟器的播种深度较复杂,需要进一步的研究。     

免耕播种机播深控制系统的设计

提出了一种针对免耕播种机的播深控制系统设计方案。该方案通过对免耕播种机的深度传感器进行精确测量和实时反馈，结合电液伺服技术和控制算法实现对播种深度的自动控制。该系统设计能保证播种深度的精度和一致性，提高作业效率，降低劳动成本，并减少农业机械对土地的损害。同时，该系统具有可拓展性和灵活性，能适应不同的作业环境和农作物品种。     

玉米免耕精量播种机排种质量监测系统

为实现玉米免耕精播作业质量实时监控,设计了基于反射式红外光电感应的播种机排种监测系统。以红外发射二极管、光电二极管为信号发射、接收端的监测探头,并通过对监测盲区评估计算,优化了探头结构及安装参数。为提高监测系统对多尘作业环境的适应性,设计了以旋转式透明防尘罩为核心的自清洁除尘装置,可保护探头免受尘土侵蚀。开发了集种粒信号拾取、车速采集、防尘电机控制和报警显示等功能的硬件电路,研究了以落种时差为关键参数的测算方法,实现对播种量、重播、漏播等性能指标的判定。播种监测系统台架试验结果表明,系统对播种总量、漏播量、重播量的监测精度分别为98.5%、95.1%、85.6%;模拟灰尘粘附工况,系统对播种总量监测精度达98.1%,具备良好的抗尘效果。该系统满足免耕精量播种机排种质量实时监测要求,有助于提升机具作业性能。     

虚拟样机技术在免耕播种机设计中的应用

针对传统免耕播种机研发周期长、效率低、成本高等问题,提出运用虚拟样机技术进行设计。通过SolidWorks建立免耕播种机三维实体模型,运用ADAMS软件进行动力学分析。结果表明:该方法提高了免耕播种机设计的准确性和效率,代替了物理样机的制造和试验,缩短了研发周期,降低了生产成本,有着广阔的应用前景。     

基于传感和信息采集的免耕智能播种机设计

针对现有免耕播种机的缺陷,对现有的技术方案进行了创新和改进,设计了一台全新实用的免耕播种机。针对当前免耕播种机不能调整株距的问题,设计了多级链轮调节系统,可以通过改变传动比和调速,实现株距控制。针对当前免耕播种机对种粒大小适应性不强的问题,设计了多个窝眼轮串联的排种器,从而适应了各类种子的播种。针对入土器粘土和夹土阻塞等问题,设计了全新的凸轮开合机构。利用传感信息采集技术实现了免耕智能播种机的自动株距调整,提高了播种精度。通过对播种机的试验研究发现:播种机的播种株距均匀,其单粒率、空穴率、重播率和籽粒破碎等各方面的播种质量都优于传统的播种机械,并且实用性更强,更易于推广。     

免耕精量施肥播种机监控系统的研制

针对目前国内免耕精量施肥播种机缺少智能化监控装置,机手无法直接监测作业过程中出现的缺种、缺肥、耕深不达标等故障的问题,开发了一种免耕精量施肥播种机监控系统。通过触摸屏实时显示当前耕深、平均耕深、作业面积、作业速度、作业幅宽、行播种数及耕深曲线等,并可实现作业信息保存和查询,出现缺种、堵种、缺肥、堵肥、耕深不达标时,通过蜂鸣器进行报警提示;采用GPRS无线传输技术,作业信息可传输到远程管理系统,便于监管;通过卫星定位模块,实现机具作业路径的复现。田间试验表明:该系统工作稳定可靠,报警准确率高,对提升玉米播种机械自动化和智能化作业水平具有重大的意义。     

拖拉机自动导航与机具偏转导航的仿真对比研究

针对现有免耕播种机在玉米秸秆立茬覆盖地免耕播种困难的问题,设计了拖拉机自动导航系统和机具偏转导航系统以实现免耕播种机具的避茬播种.在综合分析成本和导航精度的基础上,设计了机械式触杆作为两种导航系统的探测装置,并通过MATLAB/Simulink仿真,对比研究了两种导航系统的实时响应特性、控制精度和稳定性等.仿真结果表明:相对拖拉机自动导航系统,机具偏转导航系统可以提高3s左右的实时响应时间,并可提高控制精度,但其超调量范围大、稳定性较差.因此,在导航精度要求较高时,可采用机具偏转导航系统,提高免耕播种机具的田间通过性.     

基于传感和信息采集的自主导航免耕播种机设计

为了提高免耕播种机的自动化程度,设计了一款新的具有自主导航和路径规划功能的免耕播种机。该播种机能够很好地估算出入射信号的个数和方向,克服了传统定位精度低的缺点,可以有效解决密集信号环境中多个辐射源的高分辨率、高精度测向定位问题。为了验证免耕播种机的性能,对使用DOA估计信号后的播种机进行了性能测试。测试发现:其播种误差要明显小于单纯使用最小二乘法和双曲线测量法,播种合格率最高达到了98.7%,变异系数最低为1.35%,播种的精确性和稳定性较高。通过对比传统播种机和本文设计播种机的播种时间,本文设计的播种机播种时间有所缩短,播种效率有了大幅度的提高,免耕播种性能好,可以在自动化播种作业中进行推广。     

免耕播种机开沟圆盘试验土槽的设计

针对免耕播种机开沟圆盘大田试验效率低、劳动强度大、易造成扬尘污染等问题,设计了免耕播种机开沟圆盘试验土槽,该试验土槽槽体采用梯形状设计.为了便于安装拆卸开沟圆盘,设计分段式圆盘刀架轴,并用卡盘法兰固定开沟圆盘.装置的动力由变频调速电机供给,电机动力通过轴端的V型带传递给刀架轴.为了能够模拟拖拉机工作时动力情况,设计了变频调速电机控制装置.试验表明,该免耕播种机开沟圆盘试验土槽性能稳定,可以有效模拟免耕播种机开沟圆盘的不同作业环境,为免耕播种机开沟圆盘的研究开发提供有效的技术支持.     

气吸式免耕播种机工况监测系统的研究与实验

为提高播种机作业质量,避免因导种管堵塞、机械传动故障及种箱排空而导致的大面积漏播现象,设计了气吸式免耕播种机工况监测系统。系统利用微处理器技术与传感器技术,对播种机作业速度、播种量、播种密度及种箱料位等工作状态进行实时监测。同时,开发了以ARM处理器为核心的显示终端,使用无线通信的方式进行数据的传输,采集的作业数据经过微处理器计算分析后,在显示终端上实时显示,播种机出现故障时,会启动报警,显示出故障区域及原因。试验结果表明:系统运行稳定可靠,能够完成播种机作业工况的实时监测。     

免耕播种机播深智能监控系统的设计

为了提高免耕播种机播种深度的一致性，提高农业生产规范化作业要求，为作物生长和产量提升提供一个良好的播种质量基础，基于单片机和无线通信技术等对免耕播种机播深监测系统进行研究，对各个生产部件的功能和选型进行分析，最后通过田间试验验证免耕播种机智能监测系统田间作业性能。研究结果可以为免耕播种机的设计及优化提供参考，对于进一步完善保护性耕作技术的发展提供技术支撑。     

2BQM系列玉米免耕精量播种机的研究与设计

玉米免耕精量播种技术是保护性耕作技术主要内容之一,2BQM系列玉米免耕精量播种机是实施该技术的理想载体。阐述2BQM系列玉米免耕精量播种机的设计思路,介绍整机及关键作业部件的结构设计与工作原理,并通过生产试验验证该系列播种机的性能与效益。     

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。     

2BMMD-4型夏棉精量免耕播种机的设计与试验

鉴于黄淮海麦棉轮作区土层深厚和根茬量大、韧性强的特点,以及免耕播种机作业要求,设计了2BMMD-4型棉花精量免耕播种机,能一次实现破茬、开沟、防堵、施肥、播种、覆土及镇压等功能。该机具具有独特的苗带清理及作业防堵、播种深度调节以及作业仿形功能。同时,利用SolidWorks以及ANSYS软件对2BMMD-4型免耕播种机的苗带浅旋装置进行了模态分析。结果表明,该机刀轴在设计转速下对应的频率远小于各阶固有频率,不容易发生共振。田间试验表明,该播种机作业性能达到了设计要求。     

2BG—2型玉米垄作免耕播种机

基于东北垄作区保护性耕作各类模式的需要,对免耕播种的工艺进行了分析,并提出了对免耕播种机的农业技术要求.设计了滚动圆盘式破茬犁刀、圆盘螺旋线形清茬器,该装置既能提高机具通过性又可保持垄形.采用双圆盘施肥开沟器实现侧深施肥,二个地轮行驶在垄沟中可确保播种机横向稳定.设计的2BG-2型玉米垄作免耕播种机,田间播种作业与检测结果表明该机达到了设计要求.