防堵和播深控制机构提高玉米免耕精量播种性能（英文）

免耕播种技术能够提高土壤的蓄水保墒能力、增加土壤有机质含量,因此在华北平原农作区被广为接受。该地区的耕作制度为小麦与玉米周年轮作,冬小麦在6月份收获,随后在小麦秸秆覆盖地上直接进行玉米免耕播种作业。受小麦秸秆的影响,播种后玉米种子的粒距均匀性和播种深度一致性很难保证,另外,玉米苗由于被小麦秸秆覆盖容易发生病虫害。为了解决以上问题,发明了一种安装防堵机构和播深控制单体的玉米免耕精量播种机,对该播种机和不带防堵机构和播深控制单体的普通播种机在4、6和8 km/h 3个播种速度下的播种性能进行了对比试验,测量并得出了拨草性能、播种深度、出苗率和粒距分布均匀性(合格率、重播率和漏播率)等指标参数。试验结果表明:防堵机构和播深控制单体能显著提高播种机的拨草性能、播种深度一致性、出苗率和粒距分布均匀性;防堵机构使播种机不易堵塞,播种速度为8 km/h时的凉籽率仅为1.8%;播深控制单体使播种机在所有播种速度下平均播深接近理论播深,播种速度为8 km/h时的播深变异系数仅为9.2%,使得出苗时间更集中,出苗整齐度高。以上结果说明:设计的安装防堵机构和播深控制单体的玉米免耕精量播种机能够满足小麦秸秆覆盖田玉米免耕精量播种的要求。

基于模糊控制的播种机精密单体播深控制仿真研究

为了提高播种机单体播深控制的精度和速度及研究播种机作业过程中土壤的变化规律,设计了一种新的播种机单体控制系统,在播种自动化控制环节中引入了模糊算法和PID闭环控制,建立了播深模糊控制的数学模型,并通过多软件联合仿真的方式对控制系统进行了仿真实验,验证了算法的有效性和可靠性。利用MatLab线性回归算法得到播深和施加力的线性回归方程,通过播深的反馈调节对施加力进行模糊控制,使用Mat Lab模糊控制工具箱设置了控制参数,最终实现播种机精密PID闭环控制。应用Pro/E软件设计了精密播种机三维参数化模型,将模型导入到ADAMS软件中进行了运动仿真,将结果和Mat Lab计算得到的结果进行对比发现:其误差小于10%,说明仿真结果是可靠的。

小麦双轴旋耕播深控制装置设计及试验研究

为解决小麦播种过程中播深一致难以控制的问题,设计了一种具有播深控制装置的双轴旋耕播种机。机组采用前旋耕刀组正转深旋,后旋耕刀组反转浅旋抛土,后置播深控制装置铲土板与旋耕刀组联合作用产生平整种床,后刀轴旋耕刀反旋所抛土壤部分越过挡土板均匀覆盖在种层上完成覆土,实现小麦种子3~5mm的播深均匀一致。通过建立刀尖轨迹运动方程,分析了前旋耕刀组正转深旋、后旋耕刀组反转浅旋的合理性,运用旋耕抛土理论建立了后刀轴旋耕刀被抛土粒的轨迹方程,确定了在机器前进速度、旋耕刀转速、回转半径等参数设定下的抛土率,以抛土率为理论依据、小麦播种深度为农艺要求,进一步确定了小麦播种深度为40mm时的后旋耕刀组旋耕深度、播深控制部分挡土板上沿相对后旋耕刀轴中心的安装高度及挡土板高度。采用五点取样法对实际样机进行田间试验,测得播种深度平均值为37.04 mm,播深合格率可达92%,实际覆土厚度与理论设计厚度的相对误差约为7.4%;进一步跟踪小麦出苗后播种深度,测得小麦苗体根茎部反映播种深度的特征长度平均值为33.76mm,播深合格率为90%。试验结果表明:基于双轴旋耕的反旋抛土播深控制装置可以较好地保证小麦种子的播深一致,符合小麦播种农艺要求。

免耕播种机播深智能控制系统设计

免耕播种机作为免耕播种技术的核心装备,播种深度的精准控制直接影响作物的生长发育。为了进一步提高免耕播种机智能控制系统的稳定性,构建免耕播种机播深自动控制系统,系统阐述其工作原理与流程,并对关键控制模块及设备进行设计与选型。系统测试试验表明,该系统通过充分利用先进的传感器和算法技术,系统响应时间在0.12~0.18 s之间,能够根据不同作物和土壤条件,自动调整播种深度,并取得了良好的播种效果和产量表现。

免耕播种机播种深度自动控制系统的设计与测试

文章探究了免耕播种机播种深度自动控制系统的设计要点,并对其响应速度和应用效果进行了测试。该系统由信号采集器、播深控制器和气压传动系统组成,信号采集器获取限深轮胎形变信号,播深控制器将该信号转换成播深值,将实际值与预设值进行对比,根据两者的差值发送调控指令,由气压传动系统执行指令实现对播种深度的自动控制。测试结果表明,该系统响应时间为0.4 s,可以满足播种深度的实时调控要求;相比于传统系统,相同环境下该系统的播种深度更接近于设定值,并且行驶速度越快,应用优势越明显。

耕种机虚拟样机精密单体播深和排种仿真研究

为了进一步改善耕种机的播深控制和排种精度,提高耕种机的设计效率,提出了一种基于数值仿真模拟的耕种机播种精度优化设计方法,建立了播种机的虚拟样机模型,并对播种参数的优化效果进行了仿真计算分析。利用三维绘图软件UG设计了排种器的零部件,建立了装配模型,设计了精密播种机的虚拟样机模型;采用ADAMS软件对排种器排种精度和播种机虚拟样机的播深合格率进行了动力学仿真。通过数值仿真模拟计算,得到了精密播种机播深随时间的变化曲线,以及ADAMS参数优化前后排种精度和播深合格率的结果。通过结果的对比分析发现:优化后的排种器排种精度有了明显的改善,且变异系数小;虚拟样机的播深合格率有了明显的提高,并且播深控制的稳定性较好,播深的控制精度较高,为播种机的优化设计提供了技术参考。

播种监控技术研究现状与展望

播种监控是评价播种质量的重要手段,是实现播种智能化的关键技术,有利于降低人工劳动强度,提高农作物质量和产量。通过介绍影响播种质量的三个重要环节:排种器排种、漏播补种、播深控制国内外监控技术研究现状,重点分析机械机电式、光电传感式、电容传感式、压电传感式、机器视觉式监测原理特点、研究重点及应用领域。分析发现,我国播种监控技术存在缺乏高性能传感器,精度不能满足高速播种精准监测要求;缺少播种信息与时间、空间信息融合的算法研究,控制器动态响应性能不佳;监控系统相关标准缺失导致播种信息采集、监测指标指向不明,规范性较弱等问题。并展望未来发展趋势。电机、液压马达等新型排种驱动控制技术应用在提高排种精度的同时也为变量播种的实现提供可能;传感器创新设计、控制算法优化、监控标准体系建立以及多优势学科技术融合,播种监控系统有望实现商品化;播种监控系统集合农机作业数据精准感知、智能决策管理、精准服务全环节,未来必将向着更加智能化的方向发展。

基于Flex传感器的免耕播种机播深自动控制系统

为了解决免耕播种机在秸秆覆盖地作业时由于播种深度不够造成的种子裸露现象,以及提高免耕播种机播种深度的控制精度,设计了一套免耕播种机播深自动控制系统,采用Flex传感器作为仿形元件,建立了其在限深轮内的运动数学模型,推导出了Flex传感器的输出电阻变化率与传感器进入印痕区长度的关系。并据此模型采用3个Flex传感器实时检测限深轮与地面接触时的胎面形变,实现播种单体对地压力的监测。系统根据播种单体对地压力的变化,控制电-气比例阀实时调节气压弹簧对播种单体的下压力,从而保证播种深度的一致性。田间对比试验结果表明:Flex传感器和PVDF传感器均具有可靠的仿形性能,在播种作业速度为2.78m/s时,基于PVDF传感器的控制系统和基于Flex传感器的控制系统均能实现播种深度自动调节功能,但后者的控制精度更高,其控制误差在±8mm之间。