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小麦机械化匀播控制系统设计与试验

中国农机化学报 2024年第2期45卷 27-32页

作者：孙小雯奚小波陈猛黄盛杰金亦富张瑞宏扬州大学机械工程学院/扬州大学江苏省现代农机农艺融合技术工程中心江苏扬州225127 宁波方太厨具有限公司浙江宁波315336 江苏省农业机械试验鉴定站南京市210017 南京沃杨机械科技有限公司南京市211200

针对播种作业均匀性差的问题,设计基于STM32单片机的小麦机械化匀播控制系统,通过轮式机器人变速作业,并依据轮式行驶机器人实时行驶速度,控制排种电机转速,实现变速匀播。采用多级控制直流电机转速,一级控制参数为轮式行驶机器人实时... 详细信息

针对播种作业均匀性差的问题,设计基于STM32单片机的小麦机械化匀播控制系统,通过轮式机器人变速作业,并依据轮式行驶机器人实时行驶速度,控制排种电机转速,实现变速匀播。采用多级控制直流电机转速,一级控制参数为轮式行驶机器人实时行驶速度信号,采用PID控制;二级控制参数为排种器电机实时电流和转速,采用模糊PID控制。控制算法仿真结果表明,该控制算法响应时间短,超调量小,控制效果良好。播种试验结果表明,轮式行驶机器人恒速状态下的播量控制精度达96.8%,变速状态下的播量控制精度达95.1%。

关键词：播种机均匀播种播量控制多级控制电机控制

蔬菜育苗高压静电吸附播种机理及系统参数优化

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农业工程学报 2024年第9期40卷 26-38页

作者：孙胜胡斌马金虎吴芯茗罗昕徐晓赟徐洛川石河子大学机械电气工程学院石河子832003 农业农村部西北农业装备重点实验室石河子832003 现代农业机械兵团重点实验室石河子832003

针对现有气吸式穴盘育苗播种机对含杂较多且没有丸粒化的不规则小颗粒蔬菜种子存在吸孔堵塞而导致排种精度下降的技术难题,该研究摒弃小孔径、长导程吸孔,设计了一种基于高压静电吸附特性的蔬菜育苗播种机。通过理论分析及电势等值线分... 详细信息

针对现有气吸式穴盘育苗播种机对含杂较多且没有丸粒化的不规则小颗粒蔬菜种子存在吸孔堵塞而导致排种精度下降的技术难题,该研究摒弃小孔径、长导程吸孔,设计了一种基于高压静电吸附特性的蔬菜育苗播种机。通过理论分析及电势等值线分布仿真试验确定介电绝缘层材料;构建静电吸附力学模型,明确影响静电吸附力的主要因素及其相互关系,确定影响播种性能的电参数及范围;以型孔加工直径、正向高压静电发生器输出电压和种箱底面倾斜角度为试验因素,以播种合格指数、重播指数和漏播指数为响应指标进行三因素三水平Box-Behnken中心组合试验,得到各试验因素与响应指标间的数学模型,应用Design-Expert 10.0.4软件对数学模型进行多目标优化,得到最佳参数组合为:型孔加工直径5.91 mm、正向高压静电发生器输出电压17.67 kV、种箱底面倾斜角度14.69°,此时播种合格指数为91.13%、重播指数为3.02%、漏播指数为5.85%。播种性能验证试验的播种合格指数相较于优化结果降低了0.61个百分点、重播指数相较于优化结果降低了0.17个百分点、漏播指数相较于优化结果增加了0.78个百分点。试验误差在允许范围内,参数优化结果可靠,满足精量播种技术要求。研究结果可为不规则小颗粒蔬菜种子精量播种机械装备的研发提供参考,同时也可为不规则小颗粒物料定量吸附和快速分离方法研究及设备开发提供参考。

关键词：播种机蔬菜制干辣椒高压静电吸附特性

2BSQF-6型大豆玉米带状复合种植旋耕起垄施肥播种机设计

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中国农机化学报 2023年第1期44卷 25-30,57页

作者：吴雨康薛金林高辉松孙星钊张步军程成南京农业大学工学院南京市210031 连云港市元天农机研究所江苏连云港222002 连云港市中兴机械制造有限公司江苏连云港223800

为突破大豆玉米复合种植模式受到播种机机械化水平低的限制并减少硬粘土及多雨条件对大豆玉米复合种植的不利影响,设计一款集旋耕、起垄、施肥、播种等作业功能于一体的2BSQF-6型大豆玉米带状复合种植播种机。首先结合大豆玉米带状复合... 详细信息

为突破大豆玉米复合种植模式受到播种机机械化水平低的限制并减少硬粘土及多雨条件对大豆玉米复合种植的不利影响,设计一款集旋耕、起垄、施肥、播种等作业功能于一体的2BSQF-6型大豆玉米带状复合种植播种机。首先结合大豆玉米带状复合种植的农艺要求,提出2BSQF-6型大豆玉米带状复合种植播种机整体结构设计方案。然后对旋耕、起垄、播种以及仿形等关键部件进行设计并确定关键参数。最后在灌云县大豆农场种植基地展开大豆玉米带状复合种植的播种试验。经田间试验表明,在作业速度为4.7 km/h时,大豆玉米播种深度合格率均为93.3%,大豆和玉米的粒距合格率分别为85%和95.2%,漏播率均控制在8%以下,机具各项指标均满足大豆玉米带状复合种植的农艺要求。

关键词：大豆玉米带状复合种植播种机旋耕起垄作业

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气吸式小白菜播种机开沟器设计与试验

中国农机化学报 2023年第4期44卷 17-24页

作者：孙新平李骅齐新丹张绪陈曦王永健南京工业大学机械与动力工程学院南京市211816 江苏省智能化农业装备重点实验室南京市210031 南京农业大学工学院南京市210031

目前,我国小白菜多采用人工撒播的播种方式,不仅机械化水平低,而且劳动力成本高。针对这一问题,设计一款气吸式小白菜播种机,并对开沟器进行研究。通过计算,确定开沟器的关键参数,入土角为123°、滑刀刃口角为35°、滑刀的刀刃曲线函数y... 详细信息

目前,我国小白菜多采用人工撒播的播种方式,不仅机械化水平低,而且劳动力成本高。针对这一问题,设计一款气吸式小白菜播种机,并对开沟器进行研究。通过计算,确定开沟器的关键参数,入土角为123°、滑刀刃口角为35°、滑刀的刀刃曲线函数y=0.002 x 2+0.7 x。为提升开沟器的开沟性能,设计Ⅰ型和Ⅱ型两款开沟器,采用EDEM软件模拟两款开沟器在土槽中的开沟状况,对比后最终确定Ⅰ型开沟器的开沟性能较优。通过ANSYS有限元分析软件对Ⅰ型开沟器进行静力学分析,验证开沟器的设计符合材料的强度要求。最后,对整机进行田间试验测试,测出整机播种量为4.08 kg/hm^(2);各行播量一致性的标准差为0.12 g,变异系数为3.1%;总播量稳定性的标准差为0.97 g,变异系数为2.8%。试验结果表明该播种机播种均匀性良好,能为小白菜等播种机械的设计提供理论参考以及提高青菜种植业的生产效率。

关键词：小白菜播种机开沟器气吸式田间测试

基于联合收获机平台的覆秸式油菜联合播种机研制

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农业工程学报 2024年第9期40卷 15-25页

作者：康艳廖庆喜林建新韩静轩万星宇张青松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

针对长江中下游稻油轮作区水稻收获后留茬高、传统旋耕装置秸秆还田能力不足导致油菜成苗率不高等问题,该研究设计了一种基于联合收获机平台的覆秸式油菜联合播种机。为提高机具通过性,结合曲柄滑块机构运动原理,根据运动学分析对悬挂... 详细信息

针对长江中下游稻油轮作区水稻收获后留茬高、传统旋耕装置秸秆还田能力不足导致油菜成苗率不高等问题,该研究设计了一种基于联合收获机平台的覆秸式油菜联合播种机。为提高机具通过性,结合曲柄滑块机构运动原理,根据运动学分析对悬挂装置结构进行改进,增大后悬挂装置离地间隙;为实现秸秆覆盖还田,基于联合收获机脱粒装置结构特点增设秸秆粉碎侧抛装置,对秸秆粉碎和抛送过程开展动力学和运动学分析,确定了秸秆粉碎和铺放质量的影响因素。以机具前进速度、发动机动力输出转速为试验因素,以碎土率、厢面平整度、秸秆粉碎合格率和秸秆铺放均匀性为试验指标,开展单因素试验与二因素三水平中心复合试验,得到各因素对试验指标的影响规律及响应面模型。试验结果表明,前进速度和发动机动力输出转速对种床质量及秸秆粉碎铺放效果均影响显著(P播种和一机多用提供新思路。

关键词：联合收获机播种机油菜覆秸中心复合试验

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四行荞麦精量播种机设计与试验

西南大学学报（自然科学版） 2023年第7期45卷 219-228页

作者：李明生谢守勇刘凡一叶进孙玉华刘伟西南大学工程技术学院重庆400715

针对荞麦种植地小且分散的特点,根据荞麦精少量播种的农艺要求,研制了四行荞麦精量播种机,并根据国标设计进行了排种性能离散元仿真优化验证、台架试验和田间试验.设计了外槽轮式荞麦精少量排种器、单组仿形开沟器、船铲式开沟铲、整体... 详细信息

针对荞麦种植地小且分散的特点,根据荞麦精少量播种的农艺要求,研制了四行荞麦精量播种机,并根据国标设计进行了排种性能离散元仿真优化验证、台架试验和田间试验.设计了外槽轮式荞麦精少量排种器、单组仿形开沟器、船铲式开沟铲、整体刮板式覆土器、整体仿形机架和传动系统.排种器台架试验表明,各凹槽中荞麦种子平均填充数量为6.6颗,不同转速下排种器每旋转一周平均排出荞麦种子133颗.整机台架试验表明,排种器排量随槽轮工作长度增大而线性增加,不同工作长度下各行排种量一致性变异系数均小于3.9%,总排量稳定性变异系数小于1.3%.田间试验表明,覆土率为96.4%,平均覆土厚度为2.3 cm,覆土厚度合格率为84%,平均播深为7.1 cm,播深合格率为100%,最大播种量为9.15 g/m2,播种均匀性变异系数为9%.以上性能指标均满足国家标准要求.该研究可为荞麦精量播种机具的研发提供参考.

关键词：机械化播种机荞麦精量田间试验

基于GNSS测速的小麦播种机电控系统设计与试验

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河南农业大学学报 2024年

作者：桂真亮顾玉麒徐磊鑫何勋祝英豪王宝山王万章河南农业大学机电工程学院

【目的】针对卫星测速的电动小麦播种机因起步和停车卫星信号“延时”造成漏播和多播的问题，本文针对GNSS测速的小麦电控播种系统进行试验研究。【方法】采用试验统计方法对于起步加速阶段的延时进行速度补偿；建立了停车判定条件，解... 详细信息

【目的】针对卫星测速的电动小麦播种机因起步和停车卫星信号“延时”造成漏播和多播的问题，本文针对GNSS测速的小麦电控播种系统进行试验研究。【方法】采用试验统计方法对于起步加速阶段的延时进行速度补偿；建立了停车判定条件，解决播种停车时的延时导致的过量播种问题。控制系统以STM32为主控制器，采用手机终端进行人机交互，根据检测的作业速度和设置的播种参数计算出排种器的理论转速，同时通过编码器采集排种器实时转速，模糊PID算法根据理论转速与实际转速形成的偏差和偏差变化率实时调整电机转速，使其快速精准地跟随作业速度的变化。【结果】分析判定模型，将车速减速到 1.76 km·h-1作为停机判定依据。田间试验结果表明，起步加速到匀速时的时间服从正态分布，均值为1.7 s。试验对比未起步速度补偿与停车判定在起步加速阶段及减速停车阶段的播种均匀性，结果表明，起步速度补偿与停车判定在起步加速阶段平均播种均匀性变异系数为5.63%，平均相对减小2.56%，实际播种滞后距离平均减小0.45 m。减速停车阶段平均播种均匀性变异系数为5.52%，平均相对减小21.74%。【结论】该方法可提高小麦的播种均匀性，减小起步加速阶段播种滞后距离。

关键词：小麦播种机电驱动控制延时匀播

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播种机开沟深度控制系统的设计与室内试验

农业工程学报 2015年第6期31卷 35-41页

作者：赵金辉刘立晶杨学军刘忠军唐敬轩中国农业机械化科学研究院北京100083 现代农装科技股份有限公司北京100083 南方粮油作物协同创新中心长沙410128 农业生产机械装备国家工程实验室北京100083

针对播种机开沟深度稳定性影响播种质量、开沟深度难以精确控制、仿形滞后等问题,该文设计了开沟深度控制系统,系统包括地表高度检测机构、四连杆仿形机构、PLC控制系统和液压系统。通过建立开沟深度数学模型,确定了开沟深度闭环控制方... 详细信息

针对播种机开沟深度稳定性影响播种质量、开沟深度难以精确控制、仿形滞后等问题,该文设计了开沟深度控制系统,系统包括地表高度检测机构、四连杆仿形机构、PLC控制系统和液压系统。通过建立开沟深度数学模型,确定了开沟深度闭环控制方案,实现了开沟深度的精确和实时控制;采用补偿延迟时间的方法,实现了开沟深度的同步仿形;对系统进行了试验。试验结果表明,系统的响应时间为0.12 s;开沟器上升和下降的平均速度为78.7、102.8 mm/s;前进速度5 km/h条件下,开沟深度在30、50、70 mm时,系统理论开沟深度稳定性系数分别为90.98%、91.45%、92.32%,测量开沟深度稳定性系数分别为90.66%、91.33%、91.82%,系统测量误差≤0.54%,满足开沟深度稳定性要求。该控制系统的研究为播种机播种单体和开沟深度控制机构设计提供了参考。

关键词：农业机械设计控制系统播种机开沟深度

小白菜复式播种机犁旋辊压驳岸型种床起垄装置研究

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农业机械学报 2021年第11期52卷 40-48,77页

作者：刘海张青松廖宜涛魏国粱杜铮廖庆喜华中农业大学工学院武汉430070 武汉市农业科学院武汉430065 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070

针对长江中下游地区小白菜直播作业时,因土壤含水率波动大导致播种机后托板起垄种床厢面不平整的问题,提出了适应小白菜生长的犁耕开沟、旋耕碎土和主动辊压式起垄与平整结合的联合耕整作业方案,结合小白菜种床合理构建技术及大田旱作... 详细信息

针对长江中下游地区小白菜直播作业时,因土壤含水率波动大导致播种机后托板起垄种床厢面不平整的问题,提出了适应小白菜生长的犁耕开沟、旋耕碎土和主动辊压式起垄与平整结合的联合耕整作业方案,结合小白菜种床合理构建技术及大田旱作耕整作业要求,设计了一种小白菜复式播种机犁旋辊压驳岸型种床成型装置。根据土壤挤压和垄体曲面成型原理,分析了种床辊压成型的动力学原理,确定了起垄辊的主要结构和工作参数。田间起垄试验表明,整机作业速度为2.0~5.0 km/h,作业后垄体的垄高合格率、垄顶宽合格率和垄间距合格率分别为90.00%、93.33%和96.67%;双垄垄顶处的土壤坚实度稳定性系数均不低于92.36%,双垄垄壁处的土壤坚实度稳定性系数均不低于92.53%;垄顶厢面地表粗糙度的最大差值为2.19 mm。采用驳岸型种床装置垄播的小白菜单行苗数变异系数及各行苗数一致性变异系数均低于10%,满足小白菜直播农艺要求。

关键词：小白菜种床起垄播种机辊压驳岸