YZPB-200B装盘播种机精密播种检测系统设计

为了提高精密播种的质量,以C8051F系列单片机为主要核心部分,利用光电传感器检测播种机的行径速度,并将速度传送给单片机,单片机通过计算和分析来调节步进电机的转速,确保种子刚好落入种穴中。结果表明,YZPB-200B装盘播种机的空穴率低于2.4%,每穴1粒率达到89%,符合烟草种植的农艺要求,所以该设计对满足播种机播种装置的一穴一种的要求。     

烟草精密播种机播种量控制系统设计

播种机播种质量的优劣对农作物产量有直接的影响。目前我国的播种机多采用机械结构,造成播种量不易调节、播种不均匀。为了实现播种量可以随意调节的目的,设计了一种以PLC为主控模块的控制系统,通过霍尔传感器监测播种机的行走速度,将传感器的值与步进电机的转速通过PLC进行控制和调节,通过触摸屏将播种机的行走速度、播种量和步进电机的转速显示出来。通过实际试验数据可以看出行距均匀,播种量误差小于2%,能够实现农作物需要的播量。     

马铃薯播种器自动补偿系统的设计

为减少马铃薯播种机在播种过程中出现的漏播现象,设计了马铃薯播种器自动补偿系统,该系统由红外光电传感器、单片机、步进电机3个部分组成.工作时由红外光电传感器对取种勺上有无薯块的情况进行监测,当监测到取种勺上无薯块时,传感器将监测到的信号输送给单片机,然后单片机系统对步进电机的转动方向和转角的大小进行控制,驱动步进电机带动补偿排种器进行转动,实现补种.结果表明:该系统能最大限度地降低漏播率,进而提高播种质量.     

智能控制马铃薯精密播种机的研制

针对现有马铃薯播种机播种精度低、株距和振幅调整麻烦等问题,在现有马铃薯播种机的基础上设置了智能株距控制装置,当检测到播种机的行驶速度等信息发生变化时,将控制电液伺服阀实时自动修正液压马达转速,保证播种株距合格率始终控制在允许范围内;设置了智能重种漏种控制装置,当检测到的薯种信号多于1枚或未检测到薯种信号时,控制步进电机实时调整输送带及其薯种碗的振动强度,结果表明,实际漏种率ξls为6.4%~7.9%,实际重种率ξcs为8.2%~10.1%,较佳的允许漏种率ξly的设定范围为6.0%~8.0%。该智能控制马铃薯精密播种机有效地提高了播种精度和作业效率,提高了马铃薯播种机对不同地区、不同马铃薯品种的适应能力。     

智能控制变量施肥机械的试验设计

为提高肥料利用率,尽可能地消除化肥对农业环境造成的污染,设计研制了一种用于变量施肥的机械。该机械主要由信息采集系统、单片机控制电路、步进电机驱动装置、排肥设备组成。传感器采集的信息和机具前进速度输入给单片机控制中心,经运算,求出所需的脉冲数,输送给步进电机驱动器从而控制步进电机变速转动,进而驱动排肥轴输出所需施肥量。试验结果表明,该设备对尿素和碳铵的排肥误差率低于10%,施肥精度较高,可基本实现变量施肥,为下一步的改进和精度提高奠定了基础。     

水直播机的播量控制系统的设计与试验

针对当前水直播播量调节问题,研制了水直播播量控制系统。该系统以PLC为处理器,通过建立插秧机行进速度与步进电机转速之间的模型,实现了利用插秧机的行进速度控制步进电机的转速,进而达到控制播量。试验结果表明,该系统电气和机械性能良好,完全能够满足水直播机的播种要求。     

播种机速度自动检测的硬件及软件设计

为提高播种机的工作质量和自动化水平,研究设计了一种播种机排种自动控制装置.本文报道其中的播种机工作速度自动检测装置.本检测系统采用了光电式转速传感器将机具前进速度信号转化成脉冲信号,输入单片机进行推理得出机具的前进速度.采用汇编语言和模块化的程序设计方法,开发出了一套能自动检测播种机在工作过程中前进速度的软件程序.实验表明,使用MCS—51系列单片机及传感器组成的硬件测试系统实现了对播种机速度的实时检测和显示.     

基于GIS的油菜播种控制系统设计与试验

针对江苏稻油轮作模式下由于水稻土壤湿黏导致地轮打滑而造成的漏播等问题,设计一套电控排种系统,对现有机械式油菜复式播种机进行自动化改造。播种作业时,该系统可根据计算机加载的播种作业信息、地图数据和实时获取的GPS位置信息确定当前播种参数,并发送到主控制器,经处理后,运用比例积分微分控制算法结合目标穴距和播种机前进速度,使用直流电机控制排种轴的旋转速度,实现油菜精准播种。试验结果表明,该系统控制电机转速的变异系数最大值为4.85%,台架试验中穴距变异系数的最大值为15.28%,较传统播种精度明显提高,且系统工作响应及时。     

精密播种机排种自动控制装置

为提高精密播种机的播种均匀性。解决地轮打滑和手动调换链轮或调整排种器排种量的问题．研究了一种用于精密播种机的排种自动控制装置。系统由五轮仪、智能控制单元、人机接口单元和执行单元组成，可以完成数据的输入、处理和排种器转速的控制。作业时系统采用五轮仪测量播种机的作业速度。用步进电机代替地轮作为执行机构带动排种器转动，减小了地轮打滑对播种均匀性的影响。该控制装置可以直接对五轮仪直径、排种器孔数和播种量等参数进行设置，使用方便。试验结果表明，系统运行稳定，可保证排种器与五轮仪转速同步。提高了播种机的播量均匀性，达到了设计目标。     

油菜精量集中排种器电驱控制系统设计与试验

为适应丘陵区油菜机械化精量播种要求,针对地轮驱动致使传动系统复杂或滑移影响播种精度的问题,设计了一种油菜电驱排种控制系统。该系统集成无线蓝牙传输模块、单片机模块和Android终端平台开发,采用优化PID算法,实现集排器转速随作业速度的同步控制和自动调节播种穴距。台架试验研究了油菜电驱排种控制系统的控制精度和排种性能,当集排器转速为10～55 r·min~(-1)时,实际转速与理论转速的平均偏差均小于1.5%,且转速的变异系数均小于2.0%,稳定性较好;当穴距和作业速度分别为60～180 mm和1.6～3.2 km·h~(-1)时,穴距均匀性变异系数均低于15.0%。该系统实现了集排器电驱条件下播种穴距的同步调节,为油菜轻简化精量播种机的排种控制系统设计提供了参考。     

基于PID算法的水稻直播机播量控制系统的设计与试验

【目的】为了解决现有的机械式水稻直播机镇压轮传动播种导致的漏播以及播量无法同步均匀调节的问题,实现水稻直播机播量自动精准调节。【方法】对现有苏南地区传统机械式水稻直播机进行自动化改造,设计了基于PID调速算法的水稻直播机播量控制系统。该系统在田间播种作业时,由设计的测速轮采集机具作业速度,结合设定的目标播种量和机具作业速度,依据播量控制策略得到排种轴理论转速;利用PID调速算法和编码器测到的排种轴反馈转速对直流电机进行闭环控制,可在线无极调节播量,从而实现精准播种。【结果】该系统排种电机空载时转速调整时间小于0.63 s,最大超调量8.21%,施加12.5 N·m负载时,排种电机最长回调时间为0.32 s。目标设计播量对应转速范围内,转速控制误差最大值小于7.21%,转速误差小于5.21%,田间播量误差小于4.92%。田间车速阶梯变化时,排种转速跟随响应及时,具有较高的排种同步性,与传统机械式水稻直播机相比播量调节性能显著提高。【结论】该系统自动化改造简便,重点改进了播量调节机构,提高了传统播种机播种性能,对传统机械直播机具有较高适配性。     

一种油菜浅耕直播机排种排肥系统的改进

针对油菜浅耕直播机在作业过程中出现漏种、漏肥等问题,对湖南农业大学研制的2BYD6型油菜浅耕直播施肥联合播种机排种排肥系统进行了改进,将排种排肥动力系统由被动传动改为伺服电机主动驱动,电机转速同步机具前进速度,于种、肥箱下方与排种管末端设计并安装监控报警装置,对肥料箱底部进行了改进设计,同时增设覆土镇压装置。田间试验结果表明,改进后的播种机生产率提高15.4%,并能对非正常排种、排肥进行自动报警。     

气力滚筒式蔬菜播种机控制系统的软件设计

根据气力滚筒式蔬菜播种机播种精度要求以及穴盘进给速度与排种器播种速度的匹配要求,提出了以单片机ATmega16为控制系统的核心硬件,采用逐盘定位检测的控制策略和模块化设计的方案,研究开发了一种基于单片机C语言的气力滚筒式蔬菜播种机专用控制系统.该系统解决了播种机在连续工作时因排种滚筒线速度与穴盘输送速度的差异所产生的累积误差对播种效果的影响,使播种机能够迅速达到正常工作运行状态,防止从高速运行状态快速制动停止时产生过冲的现象,保证了播种精度不变的条件下排种器能够高速稳定的运行.试验结果表明,不同生产率下排种滚筒和穴盘输送装置的运行转速测量值与理论值的误差最大为2.01%.排种滚筒线速度和穴盘输送速度的差值最大为0.1 m/min,远远小于14.4 m/min的理论许可值,满足播种机的工作要求.     

基于Zigbee的播种质量监控系统的设计

为了满足智能化农业的需求,应用无线传感网络技术和PLC控制器技术,设计了一个基于Zigbee的播种质量无线监控系统。该系统采用光电传感器实现对排种状态的检测,采集的信息通过无线传输模块发送到PLC;利用霍尔传感器检测拖拉机行进速度,步进电机驱动排种轴,以实现播种状况的实时检测、控制及排种速度与拖拉机速度的同步。试验表明：该系统具有高可靠性、高精度的特点,在高速通信的同时有效地实现了播种信息的实时监控。     

具有自动补种功能的机械精密播种系统的研究

针对机械式精密播种机存在不同程度的漏播问题,研制了带有自动补种装置的精密播种系统.当光电传感器监测到主排种器出现满播现象时,中央处理器驱动步进电机推开副排种器输种管下端的挡种板,播下其中存储的一粒种子,挡种板释放,同时控制步进电机驱动副排种器排出一粒种子到副排种器的输种管中,确保补种及时准确.台架试验表明:补种成功率>...     

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%。     

Development and performance assessment of a DC electric variable-rate controller for use on grain drills

Site-specific crop management is a technology that modulates the application rate of field inputs such as seeds, fertilizers, and herbicides based on the needs of each management zone within a field. There are two methods available for changing the seeding rate in fluted-feed-roll type seed drills: (1) changing the active feed-roll length and/or, (2) changing the seed meter drive shaft speed. A possible method to develop a variable-rate seeder is to add a controller to a conventional grain drill which can change the speed of the seed meter drive shaft on-the-go. This was explored in the present study with the following main objectives: (a) to design a DC electric variable-rate controller to change a grain drill from a uniform to a variable-rate seeder, and (b) to determine the response time of the system. A motor control circuit was designed which used the output signals of two encoders as feedback. The system was consisted of: (1) a DC motor with a fixed-ratio gearbox, (2) encoders for sensing the rotational speeds of the grain drill drive wheel and the motor, (3) a GPS receiver, (4) a pulse-with-modulation (PWM) DC motor controller, and (5) a laptop. Dynamic tests were conducted at application rates of 87.5 (low) and 262.5 (high) kg ha⁻¹. Sigmoid equations were best fitted to the transition data from low-to-high and high-to-low seeding rates. Our findings showed that the response times of low-to-high and high-to-low transition rates were 7.4 and 5.2 s, respectively.