排种器试验台检测系统的设计与试验

基于计算机视觉和自动控制技术,设计了排种器试验台检测系统.该系统适用于各种排种器的精播、穴播及条播性能的试验和检定,并可生成丰富翔实的试验数据报表.为此,论述了检测系统的设计与构成,对排种图像采集处理的总体流程、图像的拼接、阈值分割和种子边缘提取等内容一一做了叙述,并讨论了数据的综合处理、各种统计和评价的依据等.同时,为了检验该系统的可靠性和准确性,在JPS-12排种器试验台上进行了多种速度下的玉米精播性能检测试验.     

穴播排种器排种质量的检测

为开发自动化的排种器试验检测系统,研究了基于种子坐标检测和平稳随机过程的穴播排种器排种质量的检测法.而平稳随机过程支撑的机器视觉检测法具有较强的科学性和可行性,有一定理论价值和明显的工程应用价值,将对播种机的研发、制造、检验和使用产生有利影响.     

基于机器视觉的条播排种器性能检测及分析

运用机器视觉技术实现条播排种器性能的自动化检测.研究表明,帧种子数分布相对于拍摄频率（帧频率）具有独立性.以该独立性为基础构造的机器视觉检测方法为：采用CCD摄像机直接拍摄条播排种器试验的动态种子流,对获得的样本进行图像标定、灰度化处理、非种子目标去除、二值化处理、滤波去噪、小目标去除、种子遮挡判别、排种模式识别等图像处理过程,估计排种量的分布和计算排种器性能指标.     

基于机器视觉的精播排种器性能检测方法

介绍了采用机器视觉的精播排种器性能检测方法:通过CCD摄像机直接拍摄动态种子流,对获取的样本进行背景去除、二值化、图像平滑、特征量提取、图像标定等处理;构造了基于排种时间序列的型孔种子数频数统计方法,计算出排种器性能指标.试验表明,此方法检测误差小、速度快.     

基于两种排种器的油菜精量穴播机对比试验研究

对窝孔轮式排种器和槽孔轮式排种器油菜精量穴播机做了田间性能对比试验,分析播种空穴率、种子破碎率、穴粒数合格率、播种深度合格率。试验结果表明,两种穴播机播种空穴率、播种深度合格率、穴位错孔率结果相近;窝孔轮式排种器对种子破碎率高于槽孔轮式排种器;槽孔轮式排种器穴播机的穴粒数合格率优于窝孔轮式排种器穴播机。根据试验结果分析,对不同种植要求提出建议使用机型。     

油菜精量穴播机的设计与试验

为适应我国西北地区地膜油菜精量穴播作业需求,解决传统油菜精量穴播机作业中损伤种子、窝孔堵塞、漏播及排种量不稳定等问题,设计了一种油菜精量穴播机。该机采用异形窝孔轮排种器避免种子堵塞,u型槽结构避免损伤种子,且排种投种和成穴器开启同步匹配。田间验证试验表明:油菜精量穴播机在整地覆膜后播种,其空穴率、穴粒合格率及播种深度等均合格,满足油菜地膜种植的农艺技术要求。     

多功能排种器性能试验台的设计与试验

设计了多功能排种器性能试验台,采用胶带运动、排种器固定不动的相对运动形式,模拟播种机田间运动,通过计算机视觉系统对胶带上的种子进行拍摄,并实时检测出精密排种器粒距、条播排种器单位长度内粒数等参数,从而计算出合格指数、漏播指数、重播指数以及均匀性等排种器性能指标。稳定性试验表明:粒距检测的最大偏差为0.78mm,粒数检测的最大相对误差为0.7%。     

基于EDEM的高速穴播器排种性能仿真分析与试验

为探究穴播器转速和种子初速度对穴播器排种性能的影响,对分置式排种系统及穴播器工作原理进行阐述。利用EDEM建立棉种及穴播器的仿真模型,模拟棉种具有不同的初速度及穴播器在不同转速下排种情况,根据运动轨迹曲线、受力变化曲线、速度变化曲线综合分析产生漏播、重播现象的原因。使用Design-Expert进行两因素五水平二次旋转正交组合试验设计,建立评价指标的回归方程,并通过响应曲面分析排种性能。合格率随穴播器转速的增大而先增加后降低,随种子初速度的增大而降低。优化后的仿真参数组合为穴播器转速39 r/min和种子初速度2.4 m/s,最佳优化结果为漏播率3.2%,合格率95.1%,重播率1.7%。台架验证性试验结果表明仿真试验可信,穴播器排种性能满足高速精量播种要求,为新疆地区棉花机械化高速精量穴播技术及发展提供参考。     

免耕播种机排种器性能监控系统设计与试验

为了提高排种器性能检测的方便性、灵活性和高精准度,设计了一种以可编程控制器（PLC）和触摸屏为核心的便携式排种器性能监控系统。通过设置排种器相关参数,实时检测排种器排种的合格率、漏播率、重播率、变异系数和断条率等排种器性能指标。试验结果表明：系统对播种量的检测精度在97.90%以上,漏播的检测精度为90.56%以上,重播的检测精度为87.71%以上。对排种盘转速、粒距、机器前进速度、合格率进行了二次回归正交试验,验证了系统对排种器性能检测的准确性。     

舀种勺舌式胡麻精量穴播器设计与试验

针对胡麻播种机用种量大、播量变异系数大、播种不均匀的问题,基于胡麻种子物理特性和种植农艺要求,设计一种舀种勺舌式胡麻精量穴播器。通过分析穴播器工作原理确定穴播器组成、舀种勺结构参数范围及安装数量;对舀种勺舀种过程和清种过程进行力学分析,确定穴播器角速度范围;通过EDEM仿真过程得知,花纹内壁聚种斜槽在不影响舀种勺填充效果的同时,不仅可以提高仿真效率,还可以增大种子流动性,便于舀种勺充种。以穴播器角速度、舀种勺顶端过渡圆角半径、种室隔离板高度为试验因素,穴播器排种合格率、漏播率和重播率为试验指标,利用EDEM离散元仿真软件开展二次旋转正交组合试验,得到最优参数组合为：穴播器角速度2.9 rad/s、舀种勺顶端过渡圆角半径2.5 mm、种室隔离板高6.8 mm;将该舀种勺3D打印制作进行排种性能试验验证,台架试验得到该舀种勺排种合格率、漏播率和重播率平均值分别为87.00%、6.33%、6.67%;田间试验得到该舀种勺排种合格率为88.33%,漏播率为6.67%,重播率为5.00%;胡麻平均种植密度为50株/m²,其台架试验与田间试验结果基本一致,性能满足胡麻精量播种...     

窝眼轮排种器排种图像处理及性能分析

用视觉方法检测窝眼轮排种器的性能,通过采集窝眼轮排种口种子流样本视频文件,以MATLAB软件为图像处理技术手段,得到有清晰种子目标的二值化图片,并将每张图片中的种子数加以存储。通过判别种子数的多少来确定出漏播、合格、重播的型孔数目,从而得出该排种器的性能指标,实现了对窝眼轮排种器性能的无接触、无损伤、无污染、高效率和高精度检测分析。     

窝眼轮式小麦排种器参数优化试验研究

为了改善小区小麦精密排种器排种不均匀、重播漏播现象,设计了一种窝眼轮式小麦精密排种器。以"西农223号小麦"为试验对象,进行了基于离散元法的排种器优化设计,同时采用了三因素三水平二次正交旋转组合试验,建立了粒距合格率、种子重播率、种子漏播率与窝眼数量、端面间距、排种轮转速三因素之间的数学模型,并进行正交试验,分析了各因素对种子重播率、粒距合格率、种子漏播率的影响,确定了各因素的最佳参数组合为:窝眼数量为38个、端面间距为5mm、排种轮转速为20r/min。台架试验结果表明:粒距合格率为95.92%、种子重播率为2.50%、种子漏播率为1.58%,为窝眼轮式小麦精密排种器的研发提供了设计依据。     

气力窝眼轮组合式谷子穴播排种器性能试验

为改善谷子穴播排种器播种效果,使用JPS-12型排种器性能检测试验台,以真空度、吸孔直径、窝眼轮转速为试验因素,以合格率、重播率、漏播率为试验指标对气力窝眼轮组合式谷子穴播排种器的排种性能进行单因素和多因素试验研究。通过单因素试验明确了排种质量随试验因素的变化趋势,通过正交试验获得了气力窝眼轮组合式谷子穴播排种器的较优参数组合,即真空度为2.0kPa、吸孔直径为1.0mm,窝眼轮转速为20r/min。对较优参数组合进行试验验证,结果表明:合格率93.9%,重播率3.1%,漏播率3.0%,能够满足谷子穴播的要求。     

倾斜圆台式精量排种器的设计研究

针对水平圆盘排种器对种子尺寸要求严格的问题,研制了一种能够实现丸粒化种子精量播种的排种器。该排种器的排种盘为圆台式并与水平面成一夹角,采用柔性清种,减少了种子的破损;在排种盘的两侧开有导种槽,不仅保证了丸粒化种子的顺利充种,而且便于型孔内多余种子的顺利清除。试验表明,该排种器具有充种效果好、种子破损少、重播和漏播指数低等优点。     

玉米精量排种器排种质量自动检测仪设计与试验

为了方便、准确地检测不同种类玉米精量排种器的排种性能参数,设计了一种排种质量自动检测仪。该检测仪由PLC、伺服电动机、光电传感器、触摸屏组成,可以在不同播种参数(如播种粒距、播种速度、排种盘型孔数)下实时检测排种器的合格率、漏播率、重播率、粒距变异系数等播种质量参数,并可以检测指夹式排种器各个指夹的重播数和漏播数,同时对种子的下落情况进行实时的动画模拟;当下种粒数达到设定的下种目标时,系统自动停止检测并将检测到的排种质量参数自动显示和保存。为验证该检测系统的检测精度,分别与JPS-12型检测台和Meter Max型排种器检测仪进行了对比试验,试验结果表明:在4、8、12 km/h 3种播种行进速度下,本文检测仪的检测精度与JPS-12型检测台的检测精度相近(检测结果相差不超过2%);在4~12 km/h的速度下,本文检测仪的检测精度与Meter Max型排种器检测仪的检测精度也相近(对指夹式排种器的检测结果相差小于2%,对气吸式排种器的检测结果相差小于0.7%)。试验证明该检测仪的检测精度符合使用要求。     

棉花半精量可调式穴播排种器

为推广棉花半精播技术，新疆农科院农机化研究所在深入调查研究和台架试验分析的基础上，研制了“棉花半精量穴播可调式排种器”。该排种器利用目前生产中应用的滚筒式棉花铺膜穴播器进行改进。经库尔勒市包头湖农场生产试验及专家验收组现场对该机作业性能测定，全部指标达到项目合同指标要求，排种装置已申报国家实用新型专利，申请号为 00204046.8。 1 设计依据 为了准确地选择穴播排种器部件的各参数，在试验研究过程中，首先对国内的棉花主要品种进行了调查并对棉花种子外形几何尺寸进行了测量、数据统计及数据处理，又从理论方面进行…     

基于EDEM的滚筒式穴播器排种性能仿真与试验*

为探究花生种子外形尺寸、穴播器工作转速及取种器结构参数对滚筒式穴播器排种性能的影响,将花生种子按外形尺寸分为3级,利用离散元分析软件EDEM建立穴播器和种子的仿真模型,模拟不同等级花生种子在不同转速、不同结构参数取种器下排种器的排种性能。仿真结果表明:随着工作转速的增加,穴播器对各级花生的合格指数均呈下降趋势,当工作转速大于40 r/min时,合格指数下降明显;当工作转速额定,侧孔和容腔的尺寸分别为40 mm和30 mm时,对大粒种子的排种性能最优,合格指数为91.37%;侧孔和容腔的尺寸分别为32 mm和25 mm时,对中粒种子的排种性能最优,合格指数为93.07%;侧孔和容腔的尺寸分别为28 mm和20 mm时,对小粒种子的排种性能最优,合格指数为93.02%,可见,种子与取种器的适配性影响排种性能。田间试验表明,在穴播器工作转速40 r/min、取种器侧孔长度32 mm,容腔长度25 mm条件下滚筒式穴播器对各级花生种子的排种性能与仿真变化规律一致,离散元分析方法应用于滚筒式花生穴播器上是可行的,本研究为穴播器的优化设计提供理论依据。     

双环带种肥穴播器的设计

针对目前穴播机械的现状,设计了一种新型的双环带种肥穴播器,介绍了其基本结构和工作原理.从结构上分析了种肥穴播合理性,并推导出了穴播器的入土端方程.试验证明,机速在1.0m/s时,该穴播器投放种子与肥料可靠,穴粒数、穴距和播深合格率都能满足要求.鸭嘴强制后开式设计有效解决了堵土问题,播种精度较高,可广泛应用于花生、棉花、玉米与小麦等农作物的播种.     

基于Arduino的穴播器排种监测系统研究

针对穴播器作业中其排种过程难以监测的问题,基于Arduino单片机设计了一种穴播器排种监测系统。以气吸滚筒式花生穴播器为研究对象,根据种子运动轨迹以及穴播器工作特性,确定传感器安装位置;选择红外对射传感器、线性霍尔传感器为信号采集元件,通过蓝牙模块实现人机交互。试验验证,系统在穴播器前进速度为3~5 km/h时,排种监测系统具有良好的准确性和稳定性,为提高农机装备智能化水平提供参考。     

基于虚拟仪器的排种器性能检测技术

以Lab VIEW为开发平台,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和所测粒距样本的试验结果分析,得出了排种器的合格指数、重播指数、漏播指数、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.