小区播种机锥体投种器分种均匀性的试验研究

为了提高小区播种机锥体分种器分种均匀性和自动化水平,解决传统小区播种机作业时分种不均匀、人工投种作业强度大、投种器水平度难以持续稳定调节等问题,设计了一种基于现有手动调节水平的自动调平投种装置。首先,为确保投种器分种均匀性与作业的稳定性,对投种器的结构进行设计;然后,对种子的落种过程进行理论分析,确定了关键部件结构;最后,利用SPSS25.0软件设计三因素三水平试验,分析了影响投种器分种均匀性的主要因素,结果表明:各因素对投种器分种均匀性影响程度的主次顺序为锥体角度、导种管直径、漏斗口直径。最优参数条件下分种时,投种器分种均匀性较好,能够满足小区播种机投种器分种作业的需求。研究结果可为小区播种机分种均匀性问题的深入研究提供参考。

基于机器深度学习的小麦播种机控制系统研究

针对我国小麦播种机自动控制系统的可靠性及灵敏度不高的问题,基于机器深度学习对小麦播种机的控制系统进行了设计和改进。小麦播种机的主要组成包括控制系统、排种系统、监控系统、电力系统、机架和驾驶室、覆土镇压和排肥装置。为了使播种机的控制系统能有效进行图像检测识别,提升播种机的控制精度,采用机器深度学习中的卷积神经网络算法对控制系统进行设计,并采用迁移学习的方式对模型进行训练和检测。为了验证播种机控制系统的性能,对其进行播种精度控制和播种性能测试试验,结果表明:播种机的精度和性能均符合播种机的设计要求。

基于PLC技术的播种机电气自动化技术探究

以进一步提升小麦播种机的作业控制精度及综合播种效率为目标,选取电控单元为改进设计出发点,基于PLC与电气控制技术展开布局设计与应用探究。结合小麦播种所要达到的作业标准及其结构组成特点,建立用于实现精准智能控制的理论计算模型,并进行规范的PLC自动控制程序设计与电气组件配置,形成高质量的全闭环自动播种系统,展开PLC电气控制下的播种作业性能验证。试验结果表明:基于PLC技术的小麦播种机结构控制改进设计,可令播种控制准确率与播种合格率同步得到显著提升,重播率与漏播率分别可控制在5.26%与3.37%,整机播种作业试验效果良好,具有很强的实践推广性,可为类似播种农机智能化的发展提供借鉴与参考。

玉米免耕播种机振动特性及对排种器排种性能的影响

为研究玉米免耕播种机振动特性以及振动对排种器漏播指数和重播指数的影响,搭建一套由振动加速度传感器、电荷放大器、USB采集卡组成的播种作业振动测试系统,在玉米免耕播种机免耕地表作业时进行振动测试采集播种作业的振动信号。因田间工作环境复杂,使用经典滤波法中的IIR滤波器滤除所采集振动信号中其他高频干扰信号,对田间采集振动信号进行时域分析,均方值作为时域分析指标值。结果表明:振动加速度均方根随着作业速度和旋耕机转速的增加呈线性增加,旋耕机转速和作业速度是引起玉米免耕播种机振动的主要因素,影响顺序为:旋耕机转速>作业速度。使用二次积分法对田间采集信号进行分析,得出播种机作业时最大振动位移为16.004mm,对振动信号进行频域分析,使用直接法求出功率谱密度。结果表明:玉米免耕播种机振动频率主要在0~100Hz之间,频率分布与旋耕机转速影响较大。根据田间振动信号所得工作参数搭建振动试验台,以播种机振动频率、振动幅值、作业速度为试验因素,合格指数、漏播指数为评价指标进行3因素3水平响应面试验。结果表明:作业速度、振动幅值和振动频率对合格指数和漏播指数影响较为显著。各因素对合格指数影响顺序为:振动幅值、作业速度、振动频率;各因素对漏播指数影响顺序为:振动幅值、振动频率、作业速度。研究结果可为降低玉米免耕播种机振动和优化指夹式排种器提供理论参考。

基于模糊控制技术的播种机自动定位导航系统研究

介绍了播种机自动定位导航系统总体设计,并基于播种机位置和观测角度,建立了定位导航和路径预测的数学模型。采用模糊控制技术,结合播种机和观测角度,设计了自适应模糊控制策略,可以实现播种机转向的精准控制。试验结果表明:系统相比传统PID控制方法,偏差小太多,说明本文方法能够获得较高的播种机定位导航精度,证明了系统的有效性和可行性。

基于预知维修的小麦播种机运行监控系统设计

为了减少播种机故障频率,提升小麦播种机的播种效率和播种质量,基于预知维修对小麦播种机的运行监控系统进行了设计。系统的主要组成包括主控单片机、检测系统、显示监控系统、报警系统及电源。为了对播种机进行预知维修,将灰色模型和神经网络模型结合,建立了动态灰色神经网络模型,并进行了算法设计。为了验证小麦播种机监控系统性能和预知维修算法的有效性,对其进行了监测精度和趋势预测试验,结果表明:监测系统的监测精度较高,播种机可有效对数据趋势进行预测。

3D建模在播种机产品设计上三维艺术仿真

以SolidWorks2015仿真软件设计播种机为例,通过引入三维艺术,完成了播种机零部件结构的设计,并通过修改零部件特征完成了播种机3D模型和整机装配。经过SolidWorks 3D虚拟建模和装配,得出了如下结论:利用Solidworks2015对播种机进行3D建模和装配,符合播种机实际生产制造流程。

小区播种机供种装置的技术研究现状及展望

供种装置是小区播种机的关键装置之一。为此,简述了国内外小区播种机配套的主要供种装置与技术研究现状。从供种装置的主要结构形式和供种方式出发,阐述了现有单漏斗式、中央锥斗式、弹匣式和新型弹匣式供种装置的工作原理、结构组成和前沿技术研究进展。同时,分析了当前国内外供种装置的研发现状,列举国内外具有代表性的小区播种机供种装置的研究成果,并结合国内供种装置发展现状展望了国内小区播种机配套供种装置的未来发展方向,为企业及研究人员了解国内小区播种机供种装置的技术研究现状提供一定的参考。

育种播种机钢索复卷测程装置的结构设计与试验

目前,小区育种播种机定长获取方式主要通过人工测量,效率低且作业强度大,严重制约了小区育种机械的快速发展。为此,设计了一种钢索复卷测程装置,采用自动收放式测程,通过探测装置检测钢索固定的钢制或橡胶等材质球体获取小区育种播种机区间位置数据信号。为了确定不同前进速度下钢索复卷测程装置连续工作的合理参数范围,通过样机试验对装置进行参数优化。试验结果表明:往复导线轮V型角度在10°~20°之间,往复丝杠长度在400~450mm之间,装置运行稳定且无钢索缠绕和收排线集中等问题,带有触点式的行程开关的信号传输和控制运行稳定可靠,达到了育种播种机测程的要求。

基于模糊PID算法的播种机播量自动化控制方法

自动化控制是智能播种机技术体系中重要组成部分,现行控制方法在实际应用中存在着超调率较高,自动化控制效果较差的问题,为此本研究提出基于模糊PID算法的播种机播量自动化控制方法。本设计在播种机播箱侧面安装拉力传感器,在播种箱下方氮气弹簧上安装压力传感器,利用传感器采集拉力信号与压力信号,根据拉力与氮气弹簧支撑力的变化,反映出播种机播量的变化,采用加权滤波算法对播种机播量测量信号进行滤波处理,根据播种机播量方程计算播量偏差与偏差变化率,利用模糊PID算法对播量偏差与偏差变化率模糊化,得到播量比例系数、微分系数与积分系数修正值,利用控制器对播量偏差调控,以此实现基于模糊PID算法的播种机播量自动化控制。经实验证明,本设计方法超调率在3%以内,具有较高的控制精度,在播种机播量自动化控制方面具有良好的应用前景。

基于数学建模方法的精量播种机设计分析

基于数学建模原理,对气吸式谷物精量播种机关键功能装置进行分析,以解决播种机作业过程中存在的问题,并设计了一种谷物精量播种机。田间试验数据表明:精量播种机作业测试株距合格率均值为87.67%,空穴率均值为4.89%,株距变异系数均值为23.89%,各项指标可以满足谷物精量播种相关农艺要求。

高速精量播种机阿基米德螺线型弧面双齿盘覆土装置设计与试验

针对现有重型精量播种机在高速作业时存在覆土装置影响播种均匀性、种沟内种子被“架空”等问题,基于阿基米德螺线切刃曲线与挤压式覆土原理相结合的思路,设计了一种阿基米德螺线型弧面双齿盘覆土装置,实现了覆土厚度适宜且均匀一致,降低覆土作业对播种均匀性影响的目的。本研究对覆土装置的结构参数、覆土量进行分析,确定了影响覆土效果的主要参数取值范围;利用EDEM离散元仿真技术建立了覆土装置-种子-土壤间的离散元模型,对关键参数进行仿真优化,确定弧面双齿盘的最优参数组合;通过田间试验对该装置的作业性能进行了验证。研究结果表明:影响弧面双齿盘作业性能的主要结构参数为阿基米德螺线型弧面双齿盘的中心间距、安装倾角、入土深度。当弧面双齿盘的中心间距为142.6mm、安装倾角为20°、入土深度为55mm时,该装置通过性能良好,覆土厚度均匀一致,平均厚度为47mm,合格粒距标准差、变异系数与空白对照组分别相差0.22mm、1.81个百分点,对播种均匀性影响小,满足精量播种的农艺要求。

新型旋耕开沟施肥播种机的设计与研究

针对播种施肥难的问题,结合垄作区作物种植的农艺要求,设计了一款新型旋耕开沟施肥播种机。机具适用于小麦、大豆和玉米垄上栽培技术,可实现精确深施肥、精密播种、开沟、覆土和镇压等作业,为小麦、大豆和玉米的规模化、机械化作业提供了一定的技术支撑。试验结果表明:设计的新型旋耕开沟施肥播种机对降低漏播、提高播种深度和植株距离的合格率具有重要意义,大大提高了作业质量和效率。

人参播种机设计与试验

人参在我国是一种传统的滋补中药,被誉为“百草之王”,是东北三省最具地方特色的药用植物。为实现人参播种全程机械化,提高人参产量,设计了一种能够实现人参播种、精量施肥的自动人参播种机。文章详细分析了人参播种机关键部件的结构设计和主要参数。此研究为人参播种全程机械化提供了理论参考。

人参播种机施肥要点及技术方法

人参为珍贵药材,具有大补元气、固脱生津、安神益智的功能。目前,人参播种施肥超标严重,因此,如何提高人参播种机施肥技术达到高产高效的生产水平,是当前人参播种机研发急需解决的问题。该文针对人参播种机施肥要点及技术方法的研究现状,探讨了人参播种机施肥要点及技术方法对人参生长周期的影响。通过采用人参播种机施肥要点及技术方法的改良,有效提高肥料利用率,改善土壤结构,促进人参生长和增产。旨在实现农业生产与环境保护的良性循环。

北方地区小地块小麦-玉米通用免耕施肥播种机研发

针对我国北方部分农村地块小且分散、大中型机械化作业难度大、配套动力小等问题,研发了一种小麦-玉米通用免耕施肥播种机,确定了整机总体设计方案与工作原理,并对旋耕装置、离合器等关键部件进行了设计与选用。在免耕小地块分别对小麦、玉米进行了播种试验,田间试验数据表明:玉米和小麦的种肥深度和种肥间距均能满足播种质量要求。该机一次作业能够完成破茬防堵、种肥分施、覆土镇压作业。旋耕装置能够解决播种时开沟器堵塞问题,离合器的使用提高了机具的工作效率,选用小麦玉米两用外槽轮式排种器,提高了该机使用率,施肥播种质量稳定,基本满足了地块较小且分散的农村地区保护性耕作下免耕作业的农艺要求。

宽苗带小麦播种机多行匀播分控系统设计与试验

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。

基于单片机的花生覆膜播种机监测系统研究

针对花生覆膜播种机在作业过程中薄膜和滴灌带容易发生断膜、断带及卡带等问题,而驾驶员无法及时获取对应的故障信息,导致花生覆膜播种机作业完成之后出现大面积的无效作业,这加大了后续人员的工作量。为此,提出一种花生覆膜播种机关键作业参数监测系统。该系统以单片机为监测系统的核心,通过角度传感器测量角度来反映滴灌带和薄膜的铺设距离和铺设速度;采用GPS-北斗模块测量花生覆膜播种机的经纬度数据,以反映播种机的速度和位置变化。通过实验建立相关的速度数学模型和距离数学模型,并且编写了相对应的上位机软件。实验结果表明,所提系统能对播种过程中薄膜和滴灌带断膜、断带及卡带等问题进行有效监测,准确率达到90%,可有效提升花生覆膜播种机的智能化水平。

数学偏微分控制下的精量播种机系统优化分析

为进一步提升我国精量播种机的综合作业效率,提出以数学偏微分方程控制理念为切入点的方法,针对其作业系统展开性能优化研究。通过科学搭建用于实现精准播种的数学偏微分控制模型,以排种、播种、状态监测为主程序设计软件控制架构,以系统主控装置、导种部件、开沟装置为主优化硬件执行结构,形成完整合理的偏微分控制精量播种机。试验结果表明:数学偏微分方程控制下的精量播种机各项评定参数得到显著提升,播种精度与系统稳定度分别提高了7.95%和6.90%,种子破损率可控制在0.50%以下,整机作业效率提升至94.73%,作业效果良好。研究结果将数学控制模型思维与系统设计思维相结合,具有较好的推广应用前景。

先进制造技术对播种机零部件生产的经济模型分析

首先,介绍了先进制造技术理论知识,分析了播种机整体结构及生产工艺;然后,阐述了BP神经网络分析播种机零部件生产的经济模型的依据,并搭建和实现了BP神经网络成本估算模型;最后,进行了生产验证。验证结果表明:基于BP神经网络对播种机零部件估算比较准确,采用先进制造技术生产的自动排种部件成本较普通制造设计下降12%,证实了系统的正确性和可靠性。