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基于北斗测速的电驱式小麦播种机监控系统设计与试验

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农机化研究 2025年第4期47卷 116-121页

作者：李涛刘江涛桑永英胡敏英周训河北农业大学机电工程学院河北保定071001 河北三头牛机械科技有限公司河北衡水053100

针对当前小麦播种机智能化程度低、播种作业时种子漏播肥料堵塞导致缺苗断垄现象产生的问题,设计了一款基于北斗测速的电驱式小麦播种机监控系统。通过电容检测可以实时监测小麦种子漏播情况,通过光电检测可以实时监控排肥管内肥料堵塞... 详细信息

针对当前小麦播种机智能化程度低、播种作业时种子漏播肥料堵塞导致缺苗断垄现象产生的问题,设计了一款基于北斗测速的电驱式小麦播种机监控系统。通过电容检测可以实时监测小麦种子漏播情况,通过光电检测可以实时监控排肥管内肥料堵塞情况;北斗卫星实时定位并计算出播种机的前进速度,控制器根据播种机前进速度实时调节播种施肥电机转速,实现种子漏播、肥料堵塞报警和精量播种施肥的目的。在田间试验中,装载监控系统的播种机各项性能表现良好,漏播检测准确率91%以上,肥料堵塞检测准确率95%以上,播种合格率平均值大于94.6%,漏播指数小于2.8%,重播指数小于3%,均匀度变异系数小于3.5%,能够满足小麦精量播种的要求。

关键词：小麦播种机监控系统北斗测速电驱式

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小麦播种机播量控制参数自校正方法

农业机械学报 2023年第4期54卷 31-37,275页

作者：丁永前陈冲余洪锋张洪达窦祥林刘卓南京农业大学人工智能学院南京210031 现代作物生产省部共建协同创新中心南京210095 南京农业大学工学院南京210031

针对传统外槽轮式播量控制系统因流量-转速标定关系失偏而导致控制精度下降的问题,提出了一种通过动态校正控制参数保持播量控制精度的方法,该方法采用基于氮气弹簧为支撑力、S型称重传感器为拉力的称重式播量检测系统,利用两类传感器... 详细信息

针对传统外槽轮式播量控制系统因流量-转速标定关系失偏而导致控制精度下降的问题,提出了一种通过动态校正控制参数保持播量控制精度的方法,该方法采用基于氮气弹簧为支撑力、S型称重传感器为拉力的称重式播量检测系统,利用两类传感器加权信号与实际播量方程的线性组合实现原始传感信号滤波的独特测量特性,构建播量检测算法,并根据播量动态检测结果对基于流量-转速标定关系的控制参数作动态校正,实现播量的本质闭环控制,保持控制精度的稳定。利用搭建的播种机测试平台,开展了基于播量检测的播量控制参数未校正和自校正动态试验。在所有的测试过程中,播量检测结果与实际结果之间的绝对相对偏差最大值、平均值和标准差分别为4.52%、2.68%和1.14%;播量控制参数未校正时,实际值与目标值之间的绝对相对偏差最大值、平均值和标准差分别为18.38%、17.06%和1.21%,而引入控制参数自校正后,实际值和目标值之间的绝对相对偏差的最大值和平均值分别下降至3.70%和2.61%,标准差为0.67%。试验结果表明:基于加权信号的播量检测方法能有效获取播种机的实际播量信息,实现播量控制参数自校正,有效维持播量控制系统的控制精度。

关键词：小麦播种机播量检测自校正加权信号滤波

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小麦播种机电容式排种量传感器设计

农业工程学报 2010年第10期26卷 99-103页

作者：周利明张小超苑严伟中国农业机械化科学研究院北京100083 土壤植物机器系统技术国家重点实验室北京100083

为提高小麦播种机排种量检测的可靠性,根据电容器的电容随极板间介质质量变化而发生变化的原理,研制了一种电容式排种量传感器。利用AD7745数字转换器和单片机搭建微电容信号调理电路,电容传感器与调理电路采用短线连接,减小了寄生电容... 详细信息

为提高小麦播种机排种量检测的可靠性,根据电容器的电容随极板间介质质量变化而发生变化的原理,研制了一种电容式排种量传感器。利用AD7745数字转换器和单片机搭建微电容信号调理电路,电容传感器与调理电路采用短线连接,减小了寄生电容对测量精度的影响。通过标定,获得了传感器电容值与排种量的关系模型。在播种机试验台架上对电容式排种量传感器性能进行了测试。试验结果表明,在排种速度不同的情况下,该传感器的最大测量误差为2.2%。该传感器能够较好地实现小麦播种机排种量的在线检测,为变量播种提供了有力支持。

关键词：电容传感器设计小麦播种机排种量

宽苗带小麦播种机多行匀播分控系统设计与试验

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农业机械学报 2024年第10期55卷 145-156页

作者：夏俊芳魏有帅郑侃刘国阳刘政源程健杜俊华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070

针对长江中下游农业区稻茬田宽苗带小麦播种机曲线作业时各行播量不均匀的问题,设计了一种宽苗带小麦播种机多行匀播分控系统。通过多速率GNSS/IMU组合导航系统获取播种机组运动信息,根据机组刚体空间运动学模型计算各播种单元匀种器地... 详细信息

针对长江中下游农业区稻茬田宽苗带小麦播种机曲线作业时各行播量不均匀的问题,设计了一种宽苗带小麦播种机多行匀播分控系统。通过多速率GNSS/IMU组合导航系统获取播种机组运动信息,根据机组刚体空间运动学模型计算各播种单元匀种器地面速度,结合宽苗带播种农艺要求得出排种器驱动电机转速控制量;基于CAN通讯和PID控制器,应用STM32单片机分别控制各排种轴转速,实现宽苗带小麦播种机曲线作业多行匀播。路面试验结果表明,当IMU传感器、RTK-GNSS采样速率分别为20、10 Hz时,组合导航系统播种机组运动信息估计精度优于其它组合,此时匀种器地面速度估计平均相对误差为4.18%,其方向同播种机组航向夹角估计平均相对误差为11.26%,各行播种均匀性变异系数平均值为7.68%;田间试验结果表明,不同作业路径下,宽苗带小麦播种机多行匀播分控系统各行播量合格指数不低于94.90%,各行变异系数不高于0.97%,满足长江中下游农业区小麦宽苗带播种农艺要求。

关键词：小麦播种机宽苗带组合导航多行匀播分控系统

小麦播种机播深模糊自适应PID控制系统研究

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农业机械学报 2023年

作者：薛冰周利明牛康郑元坤白圣贺隗立昂中国农业机械化科学研究院集团有限公司农业装备技术全国重点实验室中国农业大学工学院

针对目前小麦播种机在复杂的田间作业过程中存在的播深一致性和稳定性难以控制等问题，从调节覆土量确定小麦播深的控制角度出发，提出了一种基于播深反馈的模糊PID控制方法，设计了小麦播种机高精度播深控制系统，实现了播深的自动调... 详细信息

针对目前小麦播种机在复杂的田间作业过程中存在的播深一致性和稳定性难以控制等问题，从调节覆土量确定小麦播深的控制角度出发，提出了一种基于播深反馈的模糊PID控制方法，设计了小麦播种机高精度播深控制系统，实现了播深的自动调控，保证了小麦播深的均匀一致性。该系统主要由车载终端、播深检测模块、播前镇压辊检测模块以及播前镇压辊调节机构等4部分组成，能够实现小麦播种机播深的实时检测及调整。通过播深检测模块获取实时播深并作为反馈输入，结合播深预设值，根据专家模糊规则和Mamdani推理法对PID参数进行在线整定得到控制输出量，控制驱动器调整播前镇压辊位置，不断调整作业过程中的覆土量，从而实现对播深的实时精确控制，确保播深的一致性。田间试验结果表明：播种作业过程中，播深存在小范围波动性。当设定播深为30mm，车速为3～5km/h时，播深平均值为30.13mm，播深标准差为0.18mm，播深合格率均值为93%，播深变异系数均值为2.93%。该系统实现了小麦播种机播深均匀一致的实时自适应调控。

关键词：小麦播种机播深控制系统模糊PID 播深检测模块

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小麦播种机关键部件的改进与试验

农机化研究 2009年第9期31卷 159-161页

作者：张晋国张小丽河北农业大学机电学院河北保定071001 河北机电职业技术学院现代制造系河北邢台054048

为适应"缩距增行"农艺措施,减少缺苗断垄现象,提高播种均匀性,对现有播种机中影响小麦播种均匀性的关键部件进行了改进,设计了落种均匀器和笼型橡胶胎对行镇压驱动轮。通过对比试验分析表明,改进后的播种机能够显著提高播种均匀性,为小... 详细信息

为适应"缩距增行"农艺措施,减少缺苗断垄现象,提高播种均匀性,对现有播种机中影响小麦播种均匀性的关键部件进行了改进,设计了落种均匀器和笼型橡胶胎对行镇压驱动轮。通过对比试验分析表明,改进后的播种机能够显著提高播种均匀性,为小麦播种机关键部件的设计提供了参考依据。

关键词：小麦播种机关键部件均匀性

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小麦播种机电气控制系统的设计与试验

农机化研究 2023年第12期45卷 130-133,139页

作者：崔霞唐山劳动技师学院河北唐山063000

为了解决传统小麦播种机播种量的调节范围小、播种不均匀等问题,设计了一种基于PLC控制的自动播量调节电气控制系统。系统由PLC控制器、速度传感器、步进电机等组成,替代了传统的地轮和侧边箱式机械驱动模式。其主要的工作原理是将速度... 详细信息

为了解决传统小麦播种机播种量的调节范围小、播种不均匀等问题,设计了一种基于PLC控制的自动播量调节电气控制系统。系统由PLC控制器、速度传感器、步进电机等组成,替代了传统的地轮和侧边箱式机械驱动模式。其主要的工作原理是将速度传感器安装于拖拉机主动轮内侧,当速度传感器采集到拖拉机速度信号后,发送给PLC,经过运算处理后发送相应的控制信号给步进电机;步进电机按控制指令调节转速,同时带动外槽轮式排种器的排种轴转动。排种轴的速度发生变化,排种槽轮中的种子数量随之改变,使小麦的播量得到调节。试验结果表明:系统能够控制小麦的亩播量误差在5%以内,播种均匀性系数小于40%,满足小麦精播的需求。

关键词：小麦播种机电气控制系统 PLC 速度传感器步进电机

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小型电磁振动式小麦播种机的研制

农机化研究 2016年第10期38卷 114-117 122页

作者：黎毓鹏樊凌风张健韦海桂广西大学机械工程学院南宁530004

针对传统小型小麦播种机的缺点,设计了一种播种质量高、速度快、安全可靠、播种成本低、适应不同田间要求、能有效减少能耗的小型电磁振动式小麦播种机。该机田间作业时,将开沟、播种、平土一次完成,大大简化了小麦播种时的生产流程,有... 详细信息

针对传统小型小麦播种机的缺点,设计了一种播种质量高、速度快、安全可靠、播种成本低、适应不同田间要求、能有效减少能耗的小型电磁振动式小麦播种机。该机田间作业时,将开沟、播种、平土一次完成,大大简化了小麦播种时的生产流程,有利于进一步提高播种效率和解放生产力。为此,介绍了小型电磁振动式小麦播种机的整体构造,分析了小型电磁振动式小麦播种机的工作原理。通过对此播种机的性能试验,验证了本机具有能耗低、效率高、播种流程简单等优势。经过进一步的改进,此机将在播种小麦方面有较好的发展前景,同时对各种低能耗播种机的研制也具有一定的参考作用。

关键词：小麦播种机电磁振动式整体构造

2BXJF-12型小麦播种机的设计及性能测试研究

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安徽农业科学 2009年第34期37卷 17235-17236页

作者：张小丽张晋国柴民杰河北机电职业技术学院现代制造系河北邢台054000 河北农业大学机电工程系河北保定071001 邢台职业技术学院机电工程系河北邢台054000

在谷物条播机进行播种过程中,由于外槽轮排种器排种脉动性的缺陷,造成缺苗断垄或"疙瘩苗"的现象较为严重。在现有条播机的基础上进行了改进,设计了一种落种均匀器,大大提高了播种均匀性;并改进了镇压轮,降低了打滑率。

关键词：小麦播种机落种均匀器镇压轮