遥控水稻直播机电动底盘结构设计与试验研究

针对西南丘陵山区地形要求,为提高水稻机械化种植效率与直播机具的工作稳定性,设计了一款轮式遥控水稻直播机电动底盘。对遥控水稻直播机电动底盘结构和工作原理进行了阐述,对动力系统、链传动张紧装置、播种悬挂升降装置进行设计,并分析整机在不同转弯方式下的转弯半径与爬坡和越梗时受力情况,建立坡道极限倾翻角与最大越梗高度的数学表达式。最后,对整机进行了田间试验,结果表明:水田环境下遥控水稻直播机直线行驶平均偏移率为1.26%,滑移率为1.04%,水田下陷量总体处于121~163mm之间,可成功通过坡度角为25°的田间坡道,具备较好的直线行驶能力和防滑能力,以及田埂与坡道通过性和较小的土壤破坏性,能够满足丘陵山区水稻直播对底盘的技术要求。

水稻直播机的种类特征与使用注意事项

水稻直播近年来在我国水稻主产区普及率逐渐增加,水稻直播机的销量也得到了快速提升,直播作业具有显著的省人工、省农时、低成本、增产等效果,十分适宜推广应用。为更好的实施水稻机械化直播作业,介绍了水稻机直播技术现状,说明了水稻直播机的种类及技术特征,及直播机械的技术原理,梳理并总结了水稻直播机作业的注意事项。

基于电机驱动的水稻直播机PLC控制系统设计

针对目前无调速模块和播种检测装置的水稻精密排种器容易出现堵塞、漏播及播种量超标或不足等问题,本文设计出基于电机驱动的水稻直播机智能化控制系统。该系统以PLC为控制中心,通过在地轮上安装霍尔传感器来测速,在种子箱里安装激光测距传感器来测量剩余种子量的多少,在排种管安装红外光电计数器来检测排种情况,通过实时控制步进电机的转速来带动排种器按需排种。与其他水稻直播机进行对比试验,结果表明:本文设计的水稻直播机PLC控制系统表现出了较高的控制精度,提高了播种机的播种质量。

水稻直播机播种监测器研究

针对水稻机直播时播种量超限不易察觉的难题,研制了播种监测器。监测器可用键盘进行播种量及播种误差设置,以红外光敏对管作为监视传感器,采用AT89C51单片机对信号进行采集、处理,用显示器实时显示播种量。当播种量超出预设值的范围时,声光报警装置自动报警。监测器具有如下特点:1)监测精度较高,工作可靠;2)可同时监测多播行的播种量,具有可扩展性;3)结构简单,操作方便;4)成本低;5)适用范围广。试验结果表明,各项性能指标均达到了设计要求,实现了水稻直播机播种量的自动监测,为水稻精量直播、增产增收创造了条件。

水稻直播机气吹辅助勺轮式排种器设计与试验

为满足水稻直播精量排种的需要,在勺轮式排种器基础上,设计了一种气吹异形孔勺轮式水稻穴播排种器。在确定最佳排种转速与最佳清种方式情况下,用4种不同型孔的排种盘,与不同气吹压力和气吹角度相配合,对培两优98与Ⅱ优8006,2种杂交水稻进行穴播排种试验。试验结果表明：2种稻种在4个型孔下的各项排种指标均达穴播要求,坡状型孔的穴粒合格率和穴距合格率两项指标在4种型孔中最优,梯形孔的穴距标准差和穴距变异系数两项指标在4种型孔中最优。气吹压力范围在1-1.05 k Pa之间,气吹角度在40°-45°之间,4种型孔穴粒合格率可达93%以上,穴距合格率可达92%以上。通过水稻直播机样机田间试验,验证了排种器和直播机设计参数的准确性和整机传动的可行性,排种性能满足水稻穴直播的农艺要求。

水稻直播机的排种数检测方法

为了突破水稻直播机(稀条播机)工况监测研究的瓶颈,对排种器非单粒排种条件下的排种数检测方法开展了研究.通过设计输种管接头将较密集的种子流完全分散,使部分种子通过检测截面的时刻错开;然后将检测截面分成3个检测区,使得两粒以上种子同时通过同一检测区的概率大大降低;再采用红外光电传感器及其检测电路,分区对排种数进行检测.试验结果表明:不加接输种管接头时,漏检率高达16.7%;加接头但检测不分区时,漏检率降低到6.81%;加接头分3个检测区时,漏检率降低到1.45%.从而解决了电子技术无法解决的非单粒排种条件下排种数检测的难题.

水稻直播机的现状及发展

介绍了水稻直播机的研究现状;分析了目前水稻直播机存在的问题及其发展趋势;阐述了水稻直播机的产业化前景。

水稻直播机播种自动控制系统的设计

设计了一种水稻直播机播种自动控制系统,用红外光敏管检测播种信号,霍尔元件检测距离信号,采用单片机和步进电机实现播种量自动调节,实现了水稻直播机的均匀播种和智能控制,为提高播种质量和水稻产量创造了条件。

基于AHP法的轻型水稻直播机的研制与试验研究

针对目前水稻直播机使用中存在的问题,利用形态学矩阵分析了轻型水稻直播机的功能及实现方式,经筛选确定了4个较优可行设计方案。在此基础上,构建了评价水稻直播机的完全相关性多级递阶结构和指标体系,结合层次分析(AHP)法选择最优方案,并研制出轻型水稻直播机。将该直播机进行田间试验,并与人工种植方式对比,结果显示二者的成穗率、瘪粒率、株高、穗长、产量等性状指标在95%置信水平上无显著差异,而在水稻产量、水资源消耗量、用种量、作业效率、作业成本等方面轻便型直播机均优于人工种植方式,表明该水稻直播机具有良好的推广应用价值。

基于滚动时域的无人水稻直播机运动状态估计

针对农业机械自动驾驶中非线性车辆模型具有未知干扰输入,以及测量输出不确定等问题,提出一种基于滚动时域的车辆运动状态估计方法(MHE)。将状态估计问题转化为固定时域的优化问题并充分考虑约束条件,从而实现对带约束非线性模型状态的估计。为提高MHE的计算效率并且考虑传感器采样频率不同,以及可能出现测量值缺失或异常,设计出一种多线程运行架构,使MHE更适合实际应用。使用Matlab建立水稻直播机自动驾驶仿真系统,仿真结果表明,MHE算法能有效补偿系统干扰和消除测量噪声,MHE估计出的横纵位置和航向角相比扩展卡尔曼滤波(EKF)估计出的更接近系统真值。使用MHE状态估计算法对水稻直播机无人作业过程中测得的横向偏差与航向角偏差进行估计。结果表明,时域窗口N取3~5时,MHE算法对消除状态的稳态误差和抑制测量值的不平稳性具有良好的效果,同时也能较好地反映状态值的真实变化,证明了MHE算法在补偿系统干扰和消除测量误差方面的优异性。

基于虚拟仪器的水稻直播机牵引性能试验

在拖拉机配套农机具的结构设计中,牵引性能试验是验证设计合理性和优化设计的重要环节。为此,从牵引动力学理论出发,采用LabVIEW虚拟仪器技术平台,试制了一套水稻直播机牵引性能在线测量系统。试验表明,该系统能适用于低速（0~5 m/s）、附着条件差和负载波动大的水田测试,人机交互性好,结果可靠,而且采用其灵活的模块化设计和软硬件配置,可以完成诸如振动和材料磨损等附加测试。

水稻直播机漏播检测装置设计

为监测水稻直播机工作过程中的漏播,以AT89C52单片机作为智能控制核心,利用光电检测技术,开发一套水稻直播机漏播检测装置。设计了新型差角滚动式精密排种器的结构,完成了漏播检测控制系统方案设计,给出了系统硬件电路接线图及C语言程序设计流程图,通过模拟实现了漏播检测的声光报警。该漏播检测装置在实际使用中漏播检测效果好、工作可靠,可推广应用于其它耕播农业生产中。

水稻直播机防沦陷轮胎的设计

为保证水稻直播机有较好的作业效率,从水稻直播机水田轮胎的特点出发,分析了轮子在水田的运行条件及轮胎的沦陷分析,从而为防止轮胎沦陷对水田轮胎的参数进行了设计;同时,对设计的窄型轮胎进行了防沦陷分析,最后在水田中进行试验。试验表明:该轮胎能使轮胎花纹抓着硬底层,使直播机发挥出一定的牵引力,在运行过程中不沦陷,为水稻直播机的机械化奠定了较好的基础。

水稻直播机排种器对比分析

介绍了我国排种器的研究概况,并结合水稻直播对几种典型排种器的工作原理、性能特点作了对比分析,为水稻直播机的设计制造、选型配套提供参考。

2BDQ-8型水稻直播机的研制与应用

[目的]介绍2BDQ-8型水稻直播机的研制与应用,为水稻机械化生产提供理论依据。[方法]将2BDQ-8型水稻直播机在江苏省几个县市地区进行田间生产性示范推广试验,并与人工插秧和机械化插秧相比较,考察其生产和经济状况。[结果]2BDQ-8型水稻直播机作业效率高,使用成本低,机直播作业比机插秧和人插秧节省约30%,综合效益显著。[结论]采用2BDQ-8型水稻直播机进行芽种直播是节本增效的水稻生产技术,值得推广应用。

轻便型水稻直播机的研制

水稻直播技术省去了育秧、拔秧、移栽工序,是一种省工、省力、节约成本、增产增效、适宜机械化操作的新型栽培技术。轻便型水稻直播机,利用手动单人操作,效率高,轻便灵活,适用单户小田块作业,且价格低,农户容易接受,是一种具有较好市场推广前景的机具。

新型FPGA集成技术在水稻直播机设计中的应用

以水稻直播技术为研究对象,依据水稻播种过程农艺要求,确定了水稻直播机的关键技术参数,并基于FPGA技术建立水稻直播机控制系统,对FPGA系统硬件及软件控制模块进行设计,以改善播种过程中的均匀性。试验结果表明:设计的水稻直播机控制系统在运行过程中,平均种距与系统设定种距相符,最大偏差满足系统设计需求;通过对播种均匀性进行检测分析,水稻播种机每穴芽种数量满足水稻播种农艺要求,播种合格率达到87%以上,表明系统能够有效地对水稻播种机播种均匀性进行控制,提高了水稻播种过程的机械化水平。

水稻直播机气流式施肥监测系统设计与试验

针对水稻直播机施肥装置施肥过程中易堵塞及无法及时报警的问题,结合南方水稻直播施肥的农艺要求,该研究设计了一种水稻直播机气流式施肥监测系统,可以在施肥装置出现管道堵塞后进行报警提示。首先,对气流式施肥监测系统的整体结构进行设计。然后,对关键部件气流分流管道建立仿真模型,采用Fluent和Rocky软件进行气固耦合仿真试验,以肥料颗粒的动能变化量为指标,对气流分流管道的防堵性能进行试验,仿真试验结果表明,当气流分流管道进气口施加800 Pa气流时,肥料颗粒的动能提高了39.7%。最后,采用Box-Behnken响应面试验设计方法进行台架静态试验,以堵塞报警准确率为评价指标,得出较优工作参数为气流分流管道内径28 mm,进气口气压值700 Pa,施肥速率20g/s;以较优参数进行田间试验,结果表明,堵塞报警准确率均大于90.0%,最高达96.7%;装置工作稳定性好,未出现装置失灵情况,可满足水稻施肥装置堵塞监测准确率要求。该研究可为水稻施肥堵塞报警监测提供参考。

轻便型水稻直播机的田间试验

进行了轻便型水稻直播机直播的田间试验。结果表明,轻便型水稻直播机直播和常规插秧栽培相比产量差异不显著,但直播具有明显的节水、节省种子、节省成本和提高作业效率的优点。

2BDF-12机械式强排侧深施肥水稻直播机改进设计

2BDF-12机械式强排侧深施肥水稻直播机采用水稻插秧机通用底盘,包括行走装置、机架、船浮板、驱动系统、播种及侧深施肥装置。该机关键部件均进行了室内土槽试验和生产性试验,实验过程中出现了播后水层过深区域存在漂种问题,经过课题组攻关、改进设计,船浮板增加设计了疏水沟开沟器,同时取消播种于地表的方式,采用专用种沟开沟覆土器,将播种深度控制在2cm。试验结果表明:机具播种量准确、施肥量均匀、不堵肥,施肥位置准确,完全实现了侧三深五的农艺要求;整机结构设计合理,性能稳定,操作简便;播后土地平整、垄形规范、垄台上表面排水顺畅,解决了漂种的难题,适合在水稻种植地区推广应用。