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.     

电控窝眼轮式大豆排种器的设计与试验

针对大豆形状的特点,采用单片机、脉冲发生器、步进电机、步进电机驱动器和窝眼轮式排种器组成的电控窝眼轮式大豆排种器。该播种器采用独立电控排种设计,利用脉冲当量来控制排种轴转速,从而实现育种过程中的单粒精密播种。在排种器试验台上进行的性能试验结果表明,该电控窝眼轮式大豆排种器可顺利完成播种试验,试验过程中工作稳定,性能良好,漏播指数最大为0.11%,重播指数最大为1.24%,株距变异系数最大为3.22%,各项性能指标均符合单粒精播试验的标准要求。该装置用于田间试验的结果表明,过程中排种器工作稳定,安全可靠,漏播指数最大为0.22%,重播指数最大为1.35%,株距变异系数最大为5.47%,符合单粒精播的要求。     

基于虚拟仪器技术的排种器漏播检测技术

按照虚拟仪器设计的思想,以Lab、VIEW作为开发平台,应用光电传感器,建立了精密排种器漏播虚拟仪器检测系统.通过对检测系统的标定、对所测粒距样本的试验结果分析,得出了排种器的合格率、重播率、漏播率、标准差及变异系数等排种指标,验证了检测系统的可靠性和准确性.设计了漏播补偿电磁阀驱动电路,当检测到的粒距大于理论粒距的1.5倍时视为漏播,此时将检测的信号反馈给数据采集卡PCI-6040E的计数器端,通过计数器产生高电平脉冲能够准确触发执行机构进行补种.     

基于传感技术的自动排种驱动系统研究

为了有效解决播种机地轮打滑的问题,从根本上改变通过停机手动调节链轮繁琐且有级地传统方式,研究了一种基于拖拉机前轮转速的排种器驱动装置,利用拖拉机的行走速度控制排种速度,从而使排种更加均匀.利用步进电动机不仅可以使排种器轴转动达到均匀排种的目的,还可以通过调节步进电机的细分数对种子的间距进行调整,达到最适合种子生长的间距...     

一种马铃薯漏播检测及补偿装置的研制

针对现有的链勺式排种器马铃薯播种机作业过程中普遍存在的漏播现象,以PIC16F877单片机为核心,提出了一种由漏播检测启动信号生成电路、红外漏播检测电路和窝眼轮式排种系统构成的漏播检测补偿新方案。漏播检测启动信号生成电路主要由永磁铁和干簧继电器电路构成,每当固定于取种勺底板上的永磁铁略过干簧继电器时,都会触发系统进行一次基于红外信号发射、接收的漏播检测工作,系统软件基于PIC16F877特定引脚上一定时间段内发生电平变化的次数做出是否漏播的判断;如果确定漏播事件发生,PIC16F877将迅速发出补种指令,窝眼轮式排种器在步进电机带动下迅速旋转90°将待补薯种排入导种槽,从而实现漏播补偿。试验结果表明,该系统漏播检测的准确率99.8%,补种成功率75%,总播种成功率96.5%,链勺式排种器马铃薯播种机的漏播被有效抑制。     

电驱动高速精密播种技术的研究与发展

【目的】为我国电驱动高速精密播种技术的研究和应用提供启示和借鉴。【方法】针对排种器的不同驱动方式、排种器直流电机驱动的基本形式、排种盘转动速度和机具行进速度的测量、排种器驱动电机的控制策略四个方面进行了详尽分析,阐述了高速精密播种技术的应用现状、研究方向和发展趋势。【结果】随着高速精密播种技术的进步,传统的排种器驱动模式已经不能够满足现代播种作业的要求,严重影响株距均匀性,并且其误播率较高,大大制约了农作物产量和质量的提升。【结论】排种器直流电机驱动能够满足高速精密播种模式中精度高、可靠性强的作业目标,因此,作为传统的排种器驱动模式的替代方案,应当大力加强电驱动高速精密播种技术的研究,相关产品应当在农业生产中得到重点推广和应用。     

滚轮圆刷式三七精密排种器的仿真分析与试验验证

为实现三七种子的精量播种,针对三七种子形状不规则、含水率较高易造成种子流动性差和不易充种的问题,设计了一种滚轮圆刷式三七精密排种器,阐述了其基本结构和工作原理,分析了型孔的形状和大小对充种的影响;为实现零速投种,对护种板安装角度进行了分析;研究了充种区种子的受力情况,建立了圆刷滚轮接触区内三七种子运动方程.对圆刷滚轮接触区内三七种子的运动情况进行了仿真分析,其结果与理论计算值基本一致.选取型孔轮转速、型孔直径和型孔深度为试验因子,以粒距合格指数、重播指数和漏播指数为评价指标,采用3因子3水平正交设计方法进行排种器台架试验.结果表明:型孔轮转速20r/min、型孔深度7mm、型孔直径8.5mm为较优组合,此时的粒距合格指数可以达到93.17%,重播指数为3.40%,漏播指数为3.43%,达到了三七种子精密播种的要求.     

基于光电传感器的精密播种机排种性能监测系统的研究

【目的】针对玉米、大豆等作物单粒精密播种过程中出现的漏播、重播以及播种量不精准的问题,设计一种基于光电法的单粒精密播种机排种性能监测系统。【方法】采用红外检测装置获取种子下落时的脉冲信号,脉冲信号经单片机处理后统计种子下落时间间隔,并与设定理论时间间隔相比较,计算漏播率、重播率及播种量。以垂直勺轮式排种器为对象,对监测系统进行单粒漏播、重播及播种量监测试验。【结果】该监测系统的单粒监测精度达到98.8%;与排种器性能检测试验台架检测结果相比,监测系统的漏播率监测误差小于0.3%,重播率监测误差小于0.6%;播种量监测精度大于94.4%。【结论】此监测系统工作稳定,监测精度较高。     

精密播种机监测系统的研究现状

精密排种器是播种机的核心部件,其作用是确保种子均匀和等量地进入输种管,而排种装置性能的好坏直接决定播种质量的优劣。本文对精密播种机在国内外研究现状进行了综述,为苜蓿播种机中精密排种器的设计提供理论依据。     

倒挂式圆管气吸玉米免耕精播机的试验研究

针对目前圆盘气吸式播种机存在的气道结构庞杂、风压损失大、动力损耗大的缺陷;以圆管气吸式排种装置为基础研制的倒挂气吸式玉米精密播种机。通过播种机的排种试验测得播种机排种负压值3.8 k Pa、漏播指数3.75%、重播指数8.33%、粒距合格率87.5%、合格粒距变异系数25.7、播种深度平均值42.76 mm、播深合格率87%。与2BYQFH-4垂直圆盘气吸播种机相比,气道结构简单、所需动力小,简化排种器结构,减少气压损失环节,降低风机功率;相关技术指标均达到国家标准,种子破损率低、播深一致、排肥稳定、播种均匀、可实现单粒精密播种。     

稻麦两用螺旋舀种式排种器排种性能试验

设计了一种稻麦两用螺旋舀种式排种器,确定了该排种器关键部件的结构和参数;运用Design-Expert软件进行数据分析,得到最优参数组合,采用响应面试验方案,进行台架验证试验。结果显示:播种水稻时,在转速为45 r/min、倾斜角度为3°、出种孔长度为9 mm情况下的合格率为78.20%,重播率为3.71%,空穴率为1%,穴距合格率为97.93%,穴距变异系数为16.17%;播种小麦时,在转速为60 r/min、倾斜角度为1°、出种孔长度为9 mm,此组合下的合格率为93.37%,重播率为3.44%,空穴率为3.19%,穴距合格率为93.60%,穴距变异系数为25.50%。     

棉花播种质量实时监测系统设计与试验

【目的】针对新疆地区使用的棉花穴播机作业过程中,驾驶员无法及时发现穴播器漏播、重播的问题,设计了一套棉花播种质量实时监测系统。【方法】该监测系统以STM32F103C8T6微控制器硬件系统为下位机,通过安装在穴播器存种圈上的对射式光电传感器和光电编码器分别获取棉花种子漏播、重播信息,判断棉花播种状况,并通过nRF24L01模块将播种信息传输至DWIN触摸屏上位机人机交互界面实时显示。搭建棉花播种质量监测系统试验台,通过田间试验验证监测系统的准确性。【结果】台架试验结果表明：当穴播器转速为30 r/min时,系统的合格播种、漏播和重播监测精度最高,分别为96.65%、94.59%和92.00%。当穴播器转速高于30 r/min时,监测精度明显下降。田间试验验证结果表明：系统对合格播种、漏播和重播平均监测精度分别为94.51%、92.38%和86.55%。利用SPSS软件对田间试验数据进行分析,结果显示试验数据具有统计意义,采用监测系统获得的棉花播种质量数据与人工实测数据具有较高的相关性,实际值可以由系统监测值反映出来。【结论】该系统满足田间作业对棉花播种质量监测的需求,对实现棉花种植提质...     

三七育苗播种机导种管设计与试验

【目的】为提高三七Panax notoginseng育苗机械化播种精确性,针对三七小行株距的特点,研究一种新型导种管。【方法】分别建立有、无导种管情况下种子运动的力学模型。在土槽上开展了以投种高度、播种机前进速度、投种角度为试验因素,以理论播种点与实际播种点距离偏差的标准差和弹跳率为试验指标的三因素五水平二次回归正交旋转组合试验;借助Design-Expert 10.0.3软件建立了试验因素与指标间的回归方程及多目标优化数学模型,获取最佳投种参数组合;在最优参数组合下,使用高速摄像技术获取种子运动轨迹,结合运用图像处理技术和曲线拟合法进行种子运动轨迹曲线方程研究;借助EDEM软件进行导种管截面尺寸仿真分析,确定截面尺寸;用3D打印技术试制导种管并开展播种验证试验。【结果】在有、无导种管情况下,影响种子离开排种器后运动的共同因素为排种器的周围速度、投种高度和投种角度。通过正交旋转组合试验得出最优投种参数组合为投种高度20 cm、播种机前进速度7.8 m/min、投种角度42°。在未安装导种管条件下,理论播种点与实际播种点距离偏差的标准差、弹跳率分别为51.66 mm和72.31%。研制的...     

草地切根施肥补播开沟装置的设计与试验

为克服草地土壤坚实度高、残茬根系量大带来的开沟问题,在草地切根改良的基础上实现施肥补播,采用破土刀齿破茬-种沟双圆盘开沟器开沟覆土-肥沟双圆盘开沟器压土成沟并覆盖种沟的工艺构建种床与肥床,设计分层交错式覆土开沟装置,建立种沟与肥沟双圆盘开沟器需满足的参数关系。基于土壤扰动造成土壤坚实度下降理论,通过对比试验,确定种沟开沟器距切根沟缝的距离对土壤坚实度的影响,得到将种沟开沟器布置在距离切根沟20mm处,可使开沟器入土处的土壤坚实度下降62%。将分层交错式覆土开沟装置应用于9QFB-2.4型破土切根施肥补播复式作业机,田间试验结果表明:该装置能够实现稳定开沟,形成深47.3mm、宽29.1mm的肥床与深44.7mm、宽19.5mm的种床,施肥和播种深度合格率分别达到80%和83%,且对土壤的扰动程度小于14%,有利于草场植被的保护。     

水稻气压滚筒式集中排种器设计与试验

为提高水稻集排式精量穴直播的排种性能，采用正压气流充种、携种和投种原理，设计一种水稻气压滚筒式集中排种器。基于杂交稻机械物理特性参数和精量穴播农艺要求，提出一种气流孔均布于“碗状”型孔的结构，确定其主要结构参数，构建种子在充种和投种过程的力学模型。台架试验研究气流孔直径、滚筒转速和气流孔数量对排种性能的影响，并分析集中排种器对杂交稻品种的适应性。试验结果表明:影响排种性能的主次因素依次为气流孔数量、气流孔直径和滚筒转速；当排种滚筒转速为20 r/min、气流孔数量为7、直径为1.7 mm时，排种合格率为93.33%，漏播率2.50%，重播率4.17%，空穴率0.58%，各行排量一致性变异系数为2.08%。繁优609、F优 498和天优华占3个品种的排种合格率均达到90.00%，漏播率和重播率分别不高于6.00%和5.00%，种子破碎率低于0.20%，各行排量一致性变异系数低于3.00%，说明该排种器对不同杂交稻品种具有较好的适应性。田间试验结果表明，单穴平均播种量为3.56粒，播种合格率89.33%，平均穴距190.3 mm，达到水稻精量穴播排种要求。该研究可为水稻气压滚筒式集中排种器设计提供参考。     

同步铺膜铺管旱作水稻播种机的设计与试验

针对目前旱作水稻不易大规模推广的难题,研制开发一种旱作水稻铺膜铺管播种机。根据旱作水稻种植农艺要求,采用滑刀式开沟器,在距种行水平距离110~130mm处开出宽45mm,深20mm的沟,将滴灌带铺设于沟内;地膜通过随动仿形机构铺设于地表;通过改变容腔容积调整机械翼勺式排种器下种量大小;螺旋导土板将土壤送至种行完成覆土。以杂交稻种"秋田小町"为播种对象,采用3因素4水平的正交试验设计方法,研究播种机前进速度、容种腔长度和种面高度对播种性能的影响。试验结果表明,影响合格指数和重播指数的主次因素为:播种机前进速度容种腔长度种面高度;影响漏播指数的主次因素为:容种腔长度播种机前进速度种面高度;当播种机前进速度1.0m/s,容种腔长度14mm,种面高度140mm时,播种机播种性能最为优良,此时合格(6~8粒/穴)指数为86.5%,漏播(6粒/穴)指数为10.2%,重播(8粒/穴)指数为3.3%,满足旱作水稻农艺种植要求。     

圆管直缝式小麦气吸排种器性能的试验研究

精量播种技术是实现小麦高产、稳产的重要途径,本文研究了一种气吸式小麦精量排种器。排种器采用了内外圆管套装,利用真空负压通过外管直缝隙吸种的结构形式,并通过正交试验对排种器的缝隙宽度、旋转速度和负压值参数进行了优化。在田间与现有小麦播种机进行了对比试验,通过测量数据分析了直缝式小麦播种机的播种均匀性、田间出苗率、各行排种量一致性、总排种量稳定性以及种子破损率等性能。试验数据显示,该排种器比目前国内机械式小麦排种器的粒距变异系数提高了20%以上,播种均匀性方面有明显地提高。     

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%。     

油菜播种质量监测系统设计与试验

目的 为了获取油菜播种质量信息,并实现信息的显示、远程传输与云存储,提出了一套油菜播种质量监测系统。方法 该监测系统由油菜籽传感检测装置、播种监测终端、播种质量信息云存储平台组成。采用多种形式小粒径种子传感检测装置实现对播种质量信息的实时获取,基于射频通信模块实现与播种监测终端的数据交互;监测终端完成信息显示,并通过北斗定位单元对播种质量信息位置进行精确定位;通过无线传输模块,实现油菜播种质量信息数据的远程传输和云存储。搭建油菜播种质量监测系统试验台,通过田间试验验证系统的稳定性和可靠性。结果 设计的油菜播种质量监测系统能通过内嵌的北斗定位单元获取播种机经、纬度信息,同时可利用4G无线传输模块将播种质量信息及定位信息传输至云存储平台。台架试验结果表明,当排种器落种频率为16.5~26.2 Hz时,检测准确率不低于97.1%,采集的油菜播种质量信息均能够传输至播种监测终端并进行显示;播种质量信息均准确上传至云存储平台数据库,传输时长不超过2 s,且与终端显示数据一致。田间试验验证结果表明,排种频率为17.4~25.5 Hz时,检测准确率不低于96.6%,且系统运行正常。结论 该系统为油菜播种过程智能化提升、播种状态图生成及产量预测提供了技术支撑。