基于PLC监测系统和远程控制的玉米播种机设计

为了提高玉米播种机的自动化水平和播种精度,设计了一种新型的基于PLC监测系统的远程控制玉米播种机,并对玉米播种机的开沟机械装置和播种机械装置进行了改进,结合PLC监测和控制技术,实现了播深、排种精度和播种机行驶方向的实时监测和控制。为了实现播深和排种精度的自动化调节,使用PLC对开沟器和排种轮进行实时监测,并利用四连杆结构和直流驱动电机对其进行控制,采用灰色预测模型对排种器的排种轮转速进行预测,可以有效地提高播深和播种精度控制的自动化水平。最后,对播种机的性能进行了测试,通过测试发现:基于PLC监测系统的远程控制播种机可以有效地对排种轮转速、播种机行驶速度、行驶方向进行实时监测,播种机的漏播率和重播率都较低,满足高精度播种机的设计需求,为现代化播种机的设计提供了较有价值的参考。     

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。     

基于PLC的玉米精量播种控制系统设计

为提高玉米播种时的排种精度,设计制造一种基于PLC的玉米精量播种装置,代替传统的机械式地轮驱动播种。利用旋转编码器作为播种机的速度检测机构,将检测信号以脉冲形式传送到PLC, PLC处理后将信号输出到步进电机,实现排种器精准排种。采取步进电机驱动排种器的方式,避免了地轮驱动引起打滑造成的重播现象,同时设计了防滑编码器测速驱动轮,提高了测速精度和工作性能。试验结果表明:播种精度在95%以上,重播率最大值为2.5%,漏播率最大值为4.4%,满足现代播种农艺要求,提高了工作效率。     

基于高速摄像系统和图像边缘检测的精密排种器设计

为了综合优化排种器的单粒率、双粒率、空穴率、平均间距、重播和漏播指数,设计了一种基于高速摄像和图像边缘检测的排种器,提高了播种机的播种精度。利用高速摄像系统和图像边缘检测技术获取种子堆积的图像反馈信息,采用PID自动化调节的方式,用链条对排种轮的驱动轴进行了有效的调节,从而达到了精密播种的目的。为了测试设计的排种器的有效性和可靠性,对其综合指标进行了测试。通过测试发现:使用高速摄像边缘提取系统的排种器比人工检测播种方法的单粒率、双粒率、空穴率的相对误差要低,平均间距控制平稳,并且有效地降低了重播指数和漏播指数。     

精密播种微处理控制系统的研究

针对当前农业生产中的播种机多使用不同的齿轮或排种器进行有级调速,调整播量、株距比较困难和地轮打滑严重影响播种质量等情况,以AT89S52单片机为核心设计开发了微型计算机控制的自动化精密播种系统。基于单片机的自动化精密播种系统在播种时可以实时采集动力机械的作业速度,并根据作业速度和作物粒距要求调整排种器的转速,减轻了传统播种机械因打滑和地面不平等因素对播种质量的影响,从而达到精密播种的目的。     

小籽粒精密播种机参数优化试验研究

研制了一种自走式小籽粒精密播种机,采用二因素五水平二次正交旋转组合试验设计方法在播种机性能检测试验台进行试验,建立了种子漏播率、种子重播率、种子破损率、粒距合格率与排种轮转速、导种管橡胶管长度二因素之间的数学模型,确定了最优排种轮转速为10r/min,揭示了有导种管可以对播种性能优化和导种管橡胶管长度对播种性能影响微弱,为二代小籽粒精密播种机的研发提供了设计依据。     

基于嵌入式技术的小麦自动播种机设计

为提升小麦播种的自动化程度及株距精度,以嵌入式单片机STM32F0为核心设计小麦自动播种机系统。系统外围模块包括电机转速驱动单元、播种间距监测传感单元、播种参数设置单元、电机转速反馈采集单元等,以实现田间小麦自动播种株距和力度的精确采集、测定和控制。试验结果表明:设定小麦播种株距为28 cm时,播种的株距合格率达到100%,重播和漏播率为0,播种的自动化程度和间距精度更高。     

温室大棚电驱气力式胡萝卜播种机设计与试验

目前能适应设施大棚种植条件的小型播种机多采用窝眼轮式排种器,播种精度低,播种质量无法实时监测。小型气力式播种机需要配置气力式排种器和风机,存在动力系统设计困难、排种稳定性差、整机结构复杂、笨重等设计难题。本文基于设计的气吸式排种器,设计了叉形分种器,实现窄行距精密播种作业;确定油电混合动力系统,排种器和风机采用电驱方式,排种稳定性得到了提高。设计了基于旋转编码器测速的电驱式胡萝卜播种机控制系统,该系统以PLC为主控制器,根据旋转编码器采集的前进速度信息实时调节排种器转速,实现排种转速与播种机前进速度实时匹配。基于对射式矩阵光纤传感器,开发了播种质量监测系统,解决了小粒径种子的监测问题。通过试验表明,续航时间为10h,计数相对误差小于等于4.6%,型孔堵塞时能发出警报提醒;播种株距合格率大于93.7%、漏播率小于等于3.9%、重播率小于2.4%,漏播率检测误差小于8.4%,试验结果符合国家相关标准要求及胡萝卜种植农艺要求。     

半夏播种机设计与试验研究

目前,半夏播种的农艺多以人工为主,其播种机市面上较少且机械化种植的过程中存在一定的半夏损伤问题。为此,设计了舀勺式半夏播种机,由电机驱动系统、机架、排种器及镇压轮组成,通过电机控制播种转速实现半夏种植农艺上每0.067hm²的200kg播种量。同时,进行了田间试验,结果表明:半夏播种机漏播率为3.63%,重播率为8.39%,出芽率为90.11%,达到了预期设计目标。     

基于系统集成的种肥控制布局设计

为了实现施肥播种的高精度控制,设计了种肥控制系统,包括播种控制和施肥控制。播种时,首先检测施肥播种机前进速度,根据播种间距设定值,控制排种轴转速;排种轴通过PID方法进行调速控制,采用PSO方法迭代计算PID调整参数。施肥控制中,首先建立每公顷施肥量和排肥器每分钟排肥量之间的关系,再建立排肥轴转速和每分钟排肥量之间的模型,并根据试验对其进行标定。结果显示：排肥轴转速和每分钟排肥量呈线性关系,线性决定系数达到0.99;漏播率范围为4.6%～6.7%,重播率范围为1.2%～2.7%;排肥相对误差分布范围为1%～8.4%。     

基于信号白噪声处理的玉米精密排种器结构优化设计

为了提高玉米播种的合格率,降低单粒率、重播率和和漏播率,对玉米播种机的排种器结构进行了优化设计,并采用图像白噪声处理,提出了圆盘精密排种器的结构优化方法。在排种器圆盘倾斜角度的设计优化过程中,为了提高玉米种子尺寸结构图像信号采集的准确度,引入了一种白噪声信号处理的倾斜角度和理论计算值进行结合,优化了排种器的结构。为了测试该方法的有效性和可靠性,对排种器的播种性能进行了测试,通过测试发现,改进后的排种器在单粒率、重播率和漏播率性能上都优于普通方法设计的排种器,提高了玉米播种机的播种效果。     

基于单片机的伺服高效免耕播种机设计与研究

为了提高免耕播种机排肥量和株距控制的自动化水平,解决播种机播种过程株距不均匀的问题,实现排肥量的自适应调节,基于单片机和伺服系统设计了一种新的免耕播种机,大大提高了播种机的效率和自动化水平。为了测试本次优化设计的免耕播种机的可靠性,对其播种性能进行了测试,测试项目包括株距控制、排肥量控制以及免耕播种机的各项性能指标。通过测试发现:实际株距和理想株距的最小误差仅为0.1cm,排肥量的最小误差仅为0.12 L/min,满足精密播种机的设计要求,其各项指标均在行业标准的范围内。     

一种PLC联合控制小型播种机设计与应用研究

播种是作物种植的早期环节,对产量有很大的影响。传统的人工播种方式效率低,而播种机可以有效地解决这个问题。小型播种机在我国具有广阔的使用空间,其作业质量的提高需要依靠精准的控制技术。为此,针对PLC单独使用时难以有效控制播种机的问题,设计了一种电力驱动的小型自走式玉米播种机,由PLC与单片机联合控制。在实际应用中测试播种深度、播种量和施肥量的控制精度,发现3个作业参数的实测值与设定值之间差异很小。试验结果表明:播种机在3.9km/h的速度下具有较好的播种效率和质量,智能化水平也得到了提高。     

基于PLC的苔麸播种机设计与试验

设计了一种基于PLC的苔麸施肥播种机。该播种机主要由排种器、开沟器和PLC控制器等关键部件组成,通过转速传感器测量播种速度,建立播种速度和伺服电动机转速之间的对应关系,通过控制伺服电动机转速实现不同播种速度下单位面积播种量一致。在播种量4、5、6kg/hm2,播种速度3、4、5km/h条件下,进行了排种器性能测试,播种量5kg/hm2条件下,得到各行排种量一致性变异系数5.02%,总排种量稳定性变系数0.89%,种子破损率0.1%,试验零水平时排种均匀性变异系数18.9%,满足标准要求;田间试验结果表明播种均匀性变异系数20.4%,满足苔麸农艺要求。     

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。     

玉米电控排种系统的设计与试验

目前玉米播种设备智能化水平相对较低,由地轮及链条驱动排种器会出现地轮打滑、链条跳动等问题,导致播种不均匀,漏播和重播指数增大,播种合格率降低;现阶段播种控制策略精度相对较低,有待提高。针对上述存在的问题,设计了一款电控播种系统,选择AT89C52单片机作为控制核心,采用雷达测速仪采集播种机前进速度,有效地减少所采集到的信息误差,根据设定株距以及播种机前进速度等信息,通过控制器计算并自动调节电机转速。系统设计了自动报警系统,可以对重播、漏播、堵塞、故障等现象进行监测。为提高电控系统的控制精度,系统采用双闭环控制方法,利用粒子群算法和模糊算法结合对PID参数进行整定优化,通过Matlab/Simulink软件建立仿真模型,通过仿真及试验证明该方法有着更加良好的控制精度及响应速度。田间试验表明,该排种系统平均播种合格指数为93.99%,较传统PID控制方法提高3.19%,播种效果良好。     

精准播种自动控制系统的设计

针对当前农业生产中的播种机多使用不同的齿轮或排种器进行有级调速,调整播量、株距比较困难和地轮打滑严重影响播种质量等情况,以W77E58 单片机为核心,利用二相混合式步进电动机细分驱动技术,设计开发了微型计算机控制的自动化精密播种系统.该系统在播种时电动机分辨率高,运转平稳性好,能够显著改善系统的运行性能.系统能根据作业速度和作物粒距要求调整排种器的转速,减轻了传统播种机械因打滑和地面不平等因素对播种质量的影响,从而达到精密播种的目的.     

播种机远程作业监控系统设计——基于光纤传输及以太网通讯技术

随着农业自动化技术的不断发展,无人驾驶播种机被逐渐应用到农业生产中,由于其远程监测和控制技术还不成熟,还无法达到无人化作业的水平。为此,将光纤传输和以太网通信技术引入到了无人驾驶播种机监控系统的设计中,并以AT89S52单片机为控制核心,以太网模块作为接口,采用光纤作为传输媒介,利用摄像头和传感器采集现场速度数据及播种机的运行情况,实现了基于以太网的远程无人驾驶播种机的监测与控制。为了验证方案的可行性,对监控系统的性能和播种机的总体性能进行了测试,结果表明:光纤以太网的丢包率较低,播种机的漏播率和重播率都较低,可以满足自动化作业的需求。     

基于嵌入式单片机的仿形玉米播种机设计研究

国内外玉米播种机在排种、施肥的驱动方面多采用机械传动,在调整株距和施肥量方面为有级调速且精度较差。为此,设计了玉米播种机嵌入式单片机控制系统,可测定机组实际作业速度以控制株距和施肥量。控制系统由地轮与GPS的比较测速系统、主控单元、驱动单元、带反馈的播种与施肥电机等组成。其中,比较测速系统使播种株距更加均匀,驱动采用PWM信号及PID算法,电机跟随性良好;整体采用模块化设计,便于播种机单体的扩展。田间试验表明:播种的株距均匀度优于机械式播种机,设定株距为25cm时,株距合格率达100%,没有重播和漏播,最大偏差为7 cm,施肥量精度高于传统手工调节的方式,施肥偏差低于4%,有很大的推广价值。     

播种机漏播补种系统设计——基于ZigBee无线传感网络

为了降低播种机的漏播现象,提高播种机械作业的质量和自动化水平,提出了一种新的漏种补播系统,并利用Zig Bee无线传感网络设计了播种机作业状态的远程监控平台。该系统以51单片机为控制核心,在排种器上设计了漏报监测的红外线传感器,当监测到漏播时可以通过单片机控制偏心电机的振动,实现再次补种;利用Zig Bee无线传感网络,可以对故障进行远程报警。为了验证该系统的可靠性,对试验样机进行了测试,结果表明:对于1d Bm的信号,在远处通讯距离可以延长接近100m,其通信性能较好,播种机的漏播率较低,在漏播后的补种率非常高,达到了98%以上,从而大大提高了播种机的作业效率和质量。