基于机器视觉的条播排种器性能检测精度的研究

现有的各种条播排种器性能检测方法各有优缺点,而且受到检测过程复杂、成本较高和精度低等局限.将机器视觉技术运用于条播排种器的性能检测,是条播排种器性能检测的一种新方法.以手工处理的结果为参照,分析视觉检测精度,得出小麦样本帧种子数频率分布的绝对误差在0.016～0.116粒·s-1之间,相对误差在33%～965%之间.对小麦样本程序处理与手工处理的差异显著性进行检验,结果表明,程序结果与手工结果大约80%是拟合的,说明机器视觉检测方法可以满足实际应用的需要.     

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.     

基于线阵CCD的油菜条播排种器播量在线监测装置的设计及试验

针对油菜条播机窝眼轮式排种器存在多粒种子同时下落难以监测的问题,设计加装了一种基于线阵CCD传感器的播量监测装置。监测装置发射端采用点光源,通过一组凸透镜形成由平行光线覆盖的种子监测区域,接收端采用线阵CCD传感器,通过实时监测像素值的连续变化,监测油菜种子播量,从而实现对播量的精确计量。运用室内试验台架,对窝眼轮式油菜排种器进行了单粒排种、排种计数、播量监测以及漏播和堵塞报警试验。结果表明:投种高度小于150 mm时,监测装置对单粒投种的监测准确率达100%;排种轴转速分别为20、30和40r/min时,监测装置对1000粒油菜种子计数的准确率分别为98.98%,98.26%和97.32%,对于5、10和20min连续排种播量计量的准确率均能达到97%以上。     

水稻直播机的排种数检测方法

为了突破水稻直播机(稀条播机)工况监测研究的瓶颈,对排种器非单粒排种条件下的排种数检测方法开展了研究.通过设计输种管接头将较密集的种子流完全分散,使部分种子通过检测截面的时刻错开;然后将检测截面分成3个检测区,使得两粒以上种子同时通过同一检测区的概率大大降低;再采用红外光电传感器及其检测电路,分区对排种数进行检测.试验结果表明:不加接输种管接头时,漏检率高达16.7%;加接头但检测不分区时,漏检率降低到6.81%;加接头分3个检测区时,漏检率降低到1.45%.从而解决了电子技术无法解决的非单粒排种条件下排种数检测的难题.     

双轮夹持排种器的原理及研制

双轮夹持排种靠两个弹性轮子等角速反向转动时连续均匀地夹持、排出种子来实现。根据这种原理,研制出了一种新型排种器——双轮夹持式条播排种器。本文介绍了该排种器的工作原理和设计要点。试验测定表明,该排种器有比较可靠的工作性能,条播均匀性比其它排种器有较大的提高。     

棉花精量排种器排种性能试验研究

为实现南方棉花种子的精量播种,设计一种满足南方棉花种子"一穴两粒"农艺要求的机械式精量穴播棉花排种器,将该排种器安装在JPS-12型全自动排种器性能检测台上进行棉花种子排种性能试验。分别以合格指数、漏播指数和重播指数为评价该排种器排种性能指标,以适用于南方的棉花种子(湘杂棉3号、湘杂棉8号和慈抗杂3号)为试验对象,对排种器转速、勺孔直径和种室曲面曲率半径3个因素进行单因素试验,得出各因素作业时的最优范围。正交试验结果得到排种性能各因素的最优组合为:排种器转速100rad/s,勺孔直径9mm,种室曲面曲率半径25mm;该组合下,棉花种子精量排种效果较好,穴粒数合格指数为93.62%,重播指数3.87%,漏播指数2.51%。该机械式精量穴播棉花排种器满足国家标准对棉花种子的播种要求。     

试论排种器分类族谱

文章用精确、可控、定量的观点，对应用较为普遍的排种器从能否形成等时距均匀种子流的角度，分析基排种元件的结构形态、采用的基本原理和运动规律；对各排种元件控制排种量的方式、能否精确控制排种量等进行了探讨，对该排种器是属于精密排种器，是否对种子即能精确控制单粒，又能精确定粒作了评价。期望从原理不一、构造众多的诸排种元件中找出规律，得到启迪，进而创新研究出中耕作物和分蘖作物都适用的精密排种器。     

磨纹式排种器主要结构与参数的选择原则

磨纹式排种器是一种条播器 ,它可以换装到中耕作物播种机上 ,使原来的中耕作物播种机能条播谷类作物 ,其播种质量不仅与使用调整有关 ,而且还与排种器的结构有很大关系。合理选择排种器的结构及参数是提高播种质量、改善播种机性能的基础 ,其结构原理如图 1。1　排种孔型排种孔是排种通道的重要组成部分 ,是排种器的咽喉。排种孔的形状和大小对种子流速 ,排量和排种均匀度有直接影响 ,合理选择排种孔是保证种子流速度、排量、排种均匀度的重要条件。为确定排种孔型 ,由资料[1 ] 查得如下数据 :表 1　流量与排出口形状的关系排种孔形状及尺寸…     

变容量型孔轮式排种器种子适应性研究

选取绿豆、芝麻、高粱等3种粒径为1～5 mm的种子,运用变容量型孔轮式排种器进行排种试验,分析排种均匀性、一致性、破损率等适应性参数,确定排种器对作物种子的适应性。结果表明:变容量型孔轮式排种器适用于芝麻、高粱的条播,不适应于绿豆的排种。通过正交试验分析转速、调节舌形式、调节舌宽度、播量调节档位对芝麻、高粱的排种均匀性、各行排量一致性和破损率的影响,当排种器的调节舌形式为圆头、调节舌宽度为8 mm、转速为50 r/min、播量调节档位为IV时,对提高芝麻、高粱的排种均匀性、各行排量一致性及降低破损率有利。     

基于计算机仿真的气吸式谷子精量排种器设计

为解决谷子传统条播方式导致的人工间苗费时费力问题,设计一种用于包衣谷子的气吸式精量穴播排种器,排种盘的吸种孔采用组孔的结构形式。运用软件ANSYS FLUENT对1.6、1.8、2.0 mm等3种不同孔径的排种器模型进行仿真分析,通过压力云图和流速矢量图对比分析可知,1.6 mm孔径的排种器流场较稳定,有利于提高吸排种的稳定性和均匀性。通过台架试验测试真空负压值和排种器转速对排种器的穴粒数合格率、穴距合格率、空穴率及穴距变异系数的影响得出,较理想的真空负压值、排种器转速分别为-0.8~-0.6 k Pa、26~30 r/min。该排种器可实现谷子穴播,每穴播种3~5粒谷种,符合谷子精量穴播及农艺要求。     

STB-700型排种器试验台的设计与试验研究

针对现有带式排种器试验台对不同类型排种器适应性差,播种类型受限制、不能模拟播种机田间作业的实际工况等问题,采用理论研究与实验室试验相结合的方法,设计一种新型的排种器试验台,着重对排种器安装架和传送带清油装置进行研究,并对样机进行试验。结果表明:自行设计的排种器安装架具有较强的通用性和适应性,更换排种器操作快捷;传送带清油装置工作可靠,清洁效果良好;试验台可使用常见的机械式和气力式排种器,实现条播、穴播、精播等播种方式的检测;借助排种器安装架调整装置,实现了在试验台上对播种机田间实际工作状态的模拟,排种高度0～400 mm可调,排种器各方向倾斜角度0°～15°可调,能够完成GB/T 6973-2005《单粒(精密)播种机试验方法》、GB/T9478-2005《谷物条播机试验方法》中排种性能指标的检测。     

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.     

高速摄影在精密排种器性能检测中的应用

针对光电传感器无法判断种子破碎而产生检测误差的缺陷,提出以高速摄影弥补光电传感器检测误差,提高精密排种器性能检测精度的新方法,并对光电传感器和高速摄影同时用于精密排种器性能检测的结果进行了融合分析。台架试验表明,高速摄影用于排种性能和种子破碎检测不仅可剔除光电传感器检测时,因种子破碎引起重播指数增大而产生试验结果的误差,提高检测结果的准确性和可信度,而且可以通过对高速摄影拍摄的图片进行再现观察与分析,真实地反映精密排种器种子破碎特征和排种器的排种均匀性,为改善精密排种器性能提供了一条新途径。     

气吸式排种器排种性能影响因素的试验研究

采用均匀设计的方法进行了气吸式排种器排种大豆质量影响因素的试验研究,考察了排种器排种盘转速和真空室压力与性能参数之间的关系,建立了粒距合格率、漏播率与重播率与影响因素之间的数学模型,获得了回归方程和最优结构参数。对于该气吸式排种器排种盘转速和真空室压力的最优化值分别为0.58r.s-1和0.003MPa,对气吸式排种器的设计具有指导意义。     

往复式排种器的设计

虽然现有播种机对玉米、大豆、小麦等大、中粒种子播种质量效果稳定,但对油菜、谷子、苜蓿等小粒种子难以精量播种,且功能单一,通用性差。为解决小粒种子精量播种问题和提高通用性,研制一种新机构的机械式精密排种装置,并对该排种器进行了理论分析,设计计算,为以后的投入生产提供了很有价值的理论根据。     

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。     

玉米丸粒化种子配套排种器的研究

对玉米丸粒化种子在单粒排种装置窝眼充种过程进行分析 ,并采用正交试验设计 ,优选出适合于丸粒化玉米种子的型孔轮式排种器 ,即型孔中间位置、直径 15mm、偏心角度 +14°的型孔轮式排种器。通过试验各项试验指标均满足机械精量播种的要求 ,为玉米丸粒化种子在现有播种机上实现机械精量播种开辟了一条新途径。     

自扰动内充种式大豆精量排种器的设计与试验

为提高大豆种子在排种器的活跃度和充种性能，改善大豆播种过程中机械式排种器的工作性能，设计一种自扰动内充种式大豆精量排种器。阐述排种器的结构和工作原理，依据大豆种子的外形特征及主要物理参数，对单粒种子在型孔内的3种主要不同姿态进行分析，确定了排种盘直径为140 mm、宽度为23 mm,型孔长度为7～11 mm、宽度和深度均为8 mm;根据工作原理与结构，分析排种器在充种、清种过程中种子受到扰种片的主要作用以及对排种性能的影响，并与传统结构形式的排种盘进行对比分析。为确定排种器的最佳结构参数与转速，运用EDEM仿真软件，以排种器转速、型孔长度和扰种片长度为研究对象、以排种合格率为试验指标进行正交试验。试验结果表明，影响排种质量的因素大小依次为排种器转速、型孔长度、扰种片长度；排种器最佳结构与工作参数为转速33.8 r/min,型孔长度7.3 mm,扰种片长度7.7 mm,排种合格率为95.3%。台架试验结果表明，最优参数组合下排种合格率为94.8%,与预测值基本一致，相对误差较小仅为0.5百分点，能够满足大豆单粒播种农艺需求。     

基于气力式精量排种器的谷子吸种与排种试验

针对谷子播种机械化程度不高,出苗后间苗用工量大的生产实际,提出利用气力式精量排种器,以实现种子精少量播种,并适度重播的目的。分析确定了谷子种子的物理机械特性参数,试验研究了型孔结构、负压、转速对排种器吸种和排种性能的影响。结果表明:排种盘型孔选用直孔或锥孔,均可实现适度重吸,孔径1.2 mm、锥度30°的锥孔的适度重吸效果最佳;当正压区压力值为200 Pa,负压区压力值为1 800 Pa,转速为20 r/min时,吸种稳定性变异系数小于5.47%;当正压区压力值为200 Pa,负压区压力值为2 200 Pa,转速为24 r/min时,种子合格穴数可达95.7,重穴数低于11,种子粒数变异系数为6.98%,每穴种子粒数均在1~6粒。发芽试验表明,经排种器排出的种子发芽率在93%以上,与未处理种子发芽率无显著差异,表明气力式精量排种器可用于谷子种子的实际播种。     

倾斜圆盘勺式精密排种器充种过程的种子运动分析

为倾斜圆盘勺式精密排种器的优化设计提供依据,在对倾斜圆盘勺式精密排种器工作原理进行分析的基础上,对充种过程种子的运动规律进行了研究,提出了种子在充种过程中的运动方程及其影响因素.通过对充种过程种子进行受力分析,建立了分种勺边缘侧面导种台上种子的极限充种角和回落角的计算公式.结果表明:随着排种器垂直倾角的增大,极限充种角将减小,回落角将增大;随着排种器角速度的增加,极限充种角和回落角都将增大.