立式旋耕电驱动小麦宽窄行播种复式作业机的设计与研究

作     者：汤文博 

作者单位：河南农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘存祥

授予年度：2021年

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

主      题：宽窄行播种技术 限深轮双圆盘开沟器 立式旋耕 电控排种系统 

摘      要：本文设计了 一种立式旋耕电驱动小麦宽窄行播种复式作业机,通过增加深松铲的作业深度打破部分厚实的犁底层,通过立式旋耕在不打乱耕层结构的基础上增强土壤蓄水保墒的能力;采用宽窄行种植的方式满足苗床耕作需求,可以充分利用边际效应(又称边行优势)的通风透光性和土壤养分条件;采用步进电机为排种器提供动力,为精量播种提供了保证。通过对本课题所需深松铲的分析,选取25型凿形深松铲作为本课题的深松部件;设计出立式旋耕刀,并将研制的立式旋耕机进行田间试验,对耕深与稳定性、碎土率和试验前后的不同深度土层的土壤容重和含水率进行测量和统计,试验结果表明设计的旋耕机整地效果较好,满足国家标准。对平行四连杆仿形机构进行分析,根据本课题的设计要求,对仿形机构进行设计与计算;根据《农业机械设计手册》设计限深轮双圆盘开沟器,确定其圆盘直径、圆盘夹角和聚点m的位置;根据小麦宽窄行播种技术和单粒精播技术,设计宽窄行窝眼轮式小麦排种器,并利用仿真软件对排种器的相关结构参数进行优化。设计了电控排种系统,系统包括控制装置和检测装置,保证播种机的行进速度和排种轮转速的同步。根据本课题的设计要求,完成了该系统的硬件选型和软件设计,利用旋转编码器采集播种机的行进速度、利用电容式接近开关传感器检测种箱种子是否有余量,系统控制核心为欧姆龙CP1E型PLC,通过接收检测装置发出的信号,将信号进行内部程序化处理,控制步进电机驱动排种器工作。对装有电控排种系统的宽窄行窝眼轮式小麦排种器进行台架试验,试验的平均合格指数为88%,平均重播指数为5.3%,平均漏播指数为6.7%,试验结果满足国家标准,验证了电控排种系统较好的排种性能。