基于dsPIC30F5015的苗盘自动输送机构控制系统

针对目前移栽机中苗盘输送机构定位精度低、冲击大、调整不便、智能化程度低等问题,设计了一种基于ds PIC30F5015和Lab VIEW的苗盘自动输送机构控制系统。采用伺服电机作为动力源,并用光电编码器采集伺服电机转速,设计了以高性能微控制器ds PIC30F5015为核心的硬件系统。采用模块化程序设计思想,在MAPLAB IDE开发环境下,开发了下位机软件;采用Lab VIEW平台开发了上位机控制软件。在苗盘自动输送试验台上进行了位置控制性能试验,结果表明:苗盘定位误差小于0. 32mm,相对误差小于0. 5%。该系统运行稳定,响应速度快,控制精度高,能够满足苗盘自动输送和精确定位的实际需求。     

加压条件下气力轮式精密排种器性能分

针对研制的气力轮式精密排种器,采用均匀设计法设计试验,运用均匀设计软件UST 1.0建立了大豆排种性能指标数学模型,分析气力条件下排种器设计参数对排种性能的影响规律.分析表明:气力条件下,排种性能指标主要受气压和作业速度影响,气压范围为1.4～1.8 kPa时粒距合格率达到85%以上,满足8 km/h速度以上大豆精密播种;充种角和清种角变化对排种性能影响不显著,充种角和清种角优化区域与常压条件下排种试验优化结果一致:充种角为46.35°、清种角为55°;气流方向对排种性能没有显著影响.     

基于非接触式速度测量的排种驱动系统

介绍了一种利用非接触式速度测量装置驱动排种器的工作原理.该装置用前后两个光电传感器来探测路面的反射光信号,根据两路信号的时间差得到相对速度,并用该测速装置来驱动步进电机,步进电机带动排种器转动,以达到排种和速度同步的目的.此装置可以改善现有播种机靠地轮驱动时由于打滑造成的排种不均匀的问题,使排种更加均匀化.     

吊杯式栽植器运动轨迹优化与试验

针对吊杯式移栽机膜上成穴移栽时膜面穴口大的问题,建立栽植机构的运动模型,通过分析栽植器的运动轨迹特性得出,当栽植器的运动轨迹为余摆线,且余摆线环扣最大横弦的距离等于轨迹线与地膜交点间的距离,栽植器在上拔阶段水平方向零速度点两侧打开,有利于减小膜面穴口尺寸。通过仿真分析和膜上移栽番茄盘苗试验得出,运动轨迹特征系数λ对膜面穴口的纵向尺寸影响显著,对横向尺寸和倾斜率影响不明显。随着λ值的增大,穴口纵向尺寸先减小然后增大,在移栽频率为50和55株·min^-1时,λ为1.093的穴口纵向尺寸分别为10.12 cm和9.49 cm,是最小值; 两种移栽频率条件下,随着λ值的增大,移栽株距分别从39.8 cm减小到33.5 cm和从39.1 cm减小到33.1 cm。该结论可用于指导吊杯式移栽机结构和工作参数的优选。     

新型落地红枣收获机的设计

为解决南疆矮化密植枣园红枣收获难题,针对矮化密植种植模式下的枣园特点,设计出基于清扫方式和气吸方式相结合的新型落地红枣收获机。介绍了整机结构和工作原理,并对关键部件进行了设计,确定了各关键部件的基本结构和具体型号。同时,分析了红枣清扫聚拢过程,得出清扫辊刷转速、机具前进速度与清扫辊刷清扫效果之间的关系,并通过田间试验验证了清扫辊刷转速、机具前进速度与清扫辊刷清扫效果之间的关系。该机整体尺寸小,适应性强,作业效率高,适用于南疆矮化密植种植模式的枣园进行红枣收获作业。     

西北旱区大豆玉米复合种植联合播种机的设计与试验

针对西北旱区大豆玉米复合种植机具短缺、机械化程度低等问题,设计西北旱区大豆玉米复合种植联合播种机。该机由旋耕装置、起垄装置、覆土装置、施肥装置、播种装置及机架等组成,能够实现旋耕、起垄、施肥、双幅覆膜覆土、镇压及播种等多个作业过程。对播种机关键部件进行设计与分析,利用离散元模型对覆土过程进行模拟仿真,分析覆土过程中膜边膜上覆土均匀性;采用DEM-MBD对大豆玉米播种装置耦合仿真,分析大豆玉米播种装置播种均匀性。仿真结果表明：1）土壤因跳跃和泼撒而落到垄面的颗粒数≤1.3%;2）播种装置对大豆和玉米种子挤压力≤10 N,土壤颗粒对鸭嘴的阻力≤50 N。田间试验结果表明：玉米播种装置播种合格率、漏播率和重播率分别为95.63%、1.65%和2.72%,大豆播种装置播种合格率、漏播率和重播率分别为91.24%、0%和8.76%,机组作业期间运行稳定,具有良好的作业效果,满足大豆玉米带状复合种植需求。     

气吸式杂交稻单粒排种器研制

针对气力式水稻精量排种器充种不稳定、单粒播种精度不高和播种量大的问题,该研究设计了一种具有矩形吸种孔和辅助充种装置的气吸式杂交稻单粒排种器。根据“吉田优”型杂交稻的长短轴重力分布情况,确定排种盘吸种孔形状;基于CFD-DEM(Computational fluid dynamics, Discrete element method)流固耦合理论,以吸附力为指标,进行5类具有相同面积的吸种孔单因素仿真试验,确定吸附力最大的吸种孔规格为0.8 mm×2.25 mm;以该型吸种孔为基础,选取辅助充种角、工作转速和工作负压为试验因素,以单粒率S、多粒率M和漏播率L为试验指标,开展Box-Bhnken台架试验,对试验结果进行响应曲面分析和多目标优化,得到排种盘辅助充种角为80.90°、工作转速为42.65 r/min、工作负压为621 Pa时,排种器的单粒率为86.91%,漏播率为3.63%。验证试验结果的排种器单粒率为86.36%、漏播率为3.41%,与优化结果吻合。研究结果可为后续气吸式杂交稻单粒排种器的优化设计和直播机整机作业精度的提高提供指导。     

嵌入式通用通信管理装置的设计与研究

设计研究了一种采用嵌入式Linux操作系统和PC/104嵌入式控制PC构建的通信管理装置.该装置具有8个独立的标准串行接口,1个CAN现场总线接口和1个以太网接口,可以灵活应用于计算机监控系统中的各个通信环节,实现异种网络间的通信协议转换和数据管理功能.针对不同子设备的通信规约需要进行二次开发的不足,该装置采用符合国际标准的梯形图作为开发语言,采用编译及解释执行的手段,最终实现为真正意义上的面向用户的通信管理装置.     

内充气吹式油菜精量排种器气室流场仿真与试验

针对机械式排种器易发生堵塞造成漏播的问题,设计了一种内充气吹式油菜精量排种器。以ANSYS/CFX为工具建立气室流场仿真模型,以气室有无平衡出气孔为试验因素,对气室内气流场进行了仿真分析。仿真结果表明,有平衡气孔的气室压力波动比无平衡气孔小93 Pa。台架试验表明,无气吹作用、无平衡气孔气室气吹作用和有平衡气孔气室气吹作用3种状态下,漏播指数分别为14.4%、4.4%和2.4%,排种器的合格指数分别为66.8%、78.4%和82.0%,在气吹作用下排种器堵塞漏播问题得到明显改善。     

气吸与机械辅助附种结合式玉米精量排种器

针对气吸式排种器播种玉米时漏播率较高、地头漏播严重等问题,设计了一种采用机械托种盘辅助附种的气吸式玉米精量排种器,利用托种盘窝眼对种子的托附和夹持作用,实现对气吸式排种盘的辅助附种.分析并确定了排种器工作区域和托种盘主要结构等关键参数.试验结果表明:在前进速度6～12 km/h时,该排种器的粒距合格指数A≥91.40％、重播指数D≤3.82％、漏播指数M≤4.78％、合格粒距变异系数C≤18.37％,具有良好的排种效果.在10 km/h作业速度下,该排种器(真空室相对压力-3 kPa)的各项性能指标均明显优于常规气吸式排种器(真空室相对压力-4 kPa),其中漏播指数比后者相对降低了29％.