基于CAN总线的智能插秧机通信系统应用研究

中国制造2025计划将智能农业装备列为关注发展领域,智能农业装备的热点研究问题就是设备的自动化。为此,针对已有插秧机作业过程中缺乏时效性评价系统、检测技术精度有待提高、通信方式不易扩展等一系列问题,提出了基于CAN总线的智能插秧机通信系统应用研究。通过GPS接收器检测现场情况及插秧机工作实况,通过CAN总线分布方式优化上位机和下位机之间的通讯及指令传输,基于ISO11783标准制订了智能化总线通信协议,并通过软件系统进行人机交互,实现插秧机位置实时监控、插秧机作业面积实时统计等功能。在此,分别进行了作业农田面积统计试验、直线道路路径跟踪试验及水稻农田作业试验。结果表明:基于CAN总线的智能插秧机通信系统能够保障数据实时传输,能实现插秧机精准远程操作,且安全自主完成路径跟踪、速度变换、转向及插秧作业等一系列作业,满足目前插秧作业的各种需求,具有实用性。

水稻机械覆膜插秧技术及装备的研究

随着我国经济的不断发展,人们生活水平不断提高,粮食安全、粮食质量问题显得尤为重要。近年来,我国有机水稻种植面积在不断扩大,有机水稻种植机械需求量也随之剧增。为此,为农药减施、改善环境、减轻水稻种植从业人员劳动强度,提出了一种新的水稻机械附膜插秧技术方法及技术。为实施该技术,将几种市场保有量较高的传统高速插秧机上加装一套能够在水田里覆盖有机地膜装备,改装后的水稻机械覆膜装备在进行插秧前将生物质有机地膜铺设在稻田地里,实现覆膜插秧一体联合作业,可依靠生物质有机地膜的膜下断氧达到抑制杂草生长的作用。该技术及装备的应用可为黑龙江省真正发展高效、高质量的有机水稻种植提供一种新的技术方法,对稳定我国优质粮食产量具有重要的意义。

新型插秧机的三维虚拟仿真设计与试验

为进一步提高我国新型插秧机的设计速度与实际插秧效率,针对其主要结构优化展开研究。基于插秧机的构造框架,融入工业三维设计仿真技术,搭建用于新型插秧机机构三维仿真设计的理论模型,经各组件关键参数设计阈值确定后形成合理的插秧机组件三维物理模型,利用虚拟仿真软件展开建模下的结构适用性分析,得到相应的仿真结果。同时,进行插秧机三维设计后的实地作业试验,结果表明:该三维虚拟仿真与联合作业试验之间获取的评价参数误差相差不大,验证了虚拟仿真的准确性,且虚拟仿真设计下的新型插秧机的结构紧凑性相对提升了6.65%,插秧的准确度相对提升了9.56%,综合插秧效率达94.85%。该设计思路充分利用了成熟的虚拟仿真技术,为插秧机具及类似农用机械的改良提供了很好的参考。

一种网络算法下的自动插秧机可行性设计

为实现自动插秧机工作过程的可行性,基于网络算法设计一种能够进行前视距离追踪的插秧机自动导航算法。通过建立插秧机运动过程数学模型,建立插秧机直线跟踪过程稳定条件,并以速度和插秧机行走偏差数据为输入参数,以插秧机前视距离为输出参数,建立插秧机前视追踪距离控制算法模型。试验验证表明:该插秧机前视距离追踪控制算法能够有效提高插秧机导航追踪系统稳定性,为自动插秧机的稳定导航可行性提供参考依据。

水田插秧机自动驾驶控制系统设计

为了提高水田插秧机作业效率与作业精度,满足水田插秧机自动驾驶的功能要求,设计了水田插秧机自动导航控制系统。系统基于RTK-GNSS车载定位终端模块,由Cortex A7系列控制器、姿态传感器模块及转向控制电机模块构成。根据水田插秧机的结构特点,对插秧机进行电控转向系统设计,针对插秧机作业特点,建立了数学模型,通过轨迹追踪算法对目标直线轨迹进行追踪,并进行了试验验证。试验结果表明:水田插秧机自动驾驶系统可有效实现水田插秧机的自动驾驶,直线轨迹追踪横向最大误差不超过8cm。

水稻插秧机分插机构的研究进展

分插机构是水稻插秧机的主要工作部件 ,其性能决定其插秧质量、工作可靠性和单位时间的插次。该文总结了目前2种主要类型的分插机构 (曲柄摇杆分插机构和行星轮系分插机构 )的研究进展 ,分析比较了这 2种机构的优缺点 ,并提出进一步研究的方向。

抛秧机导苗管振动特性的有限元分析

导苗管是水稻抛秧机实现有序抛栽的一个关键部件。利用有限元处理方法和ANSYS有限元软件,对2ZQP-1型水稻气力有序抛秧机导苗管建立了弹性壳元模型;对导苗管进行了模态分析,求出了其固有频率及相应的振型;根据导苗管振动特性的有限元分析结果,对2ZQP-1型抛秧机导苗管的结构设计提出了改进意见。

变行距输秧筒输送钵苗过程的运动分析和试验

南方双季稻区因稻田土壤肥力存在较大差异,所以对种植密度要求不同、单位面积总穴数也要求不同。针对这一现象,提出一种适合南方双季稻区地方化种植方式的水稻钵苗变行距栽植机。该机由送秧机构、取秧机构、输秧机构和栽植机构四部分组成。本文对取秧机构取秧后,钵苗下落时与输秧筒壁曲面碰撞的运动规律、受力状态和碰撞后的运动情况进行详细的理论分析,建立秧苗钵体的运动学分析模型,得出要避免钵苗下落时出现钵上苗下的伤苗现象,则需满足钵体下落时的角度θ与输秧筒壁面角度β之间存在θ+β≥130°的关系,并通过试验验证该结论的正确性。

水稻插秧机路径追踪设计——基于SOPC嵌入式视觉导航

针对水稻插秧机路径追踪问题,利用SOPC嵌入式和视觉导航技术,以FPGA为硬件核心,利用3×3窗口模块、中值滤波、Sobel边缘检测和Hough变换进行移动路径图像信息处理,并结合齐次变换法将图像位姿信息转换到空间坐标系中,为插秧机进行路径导航。同时,通过人工设置标志线对水稻插秧机进行路径导航和追踪试验,结果表明:该系统在一定干扰环境下,水稻插秧机移动路径最大偏差为18cm,平均偏差为6.9m,基本达到预期目标,实现了路径追踪功能,而且可以根据偏差自动进行调整,具有精准度高、灵活性强等优点,应用前景非常广阔。

基于计算机网络技术的插秧机作业控制研究

随着我国农业自动化、智能化发展进程的推进,插秧机在农业生产中得到了广泛应用,克服了传统人工插秧存在的作业强度大、插秧速度慢、秧苗质量差等诸多问题,具有作业效率高、秧苗质量好等优点。但是,传统插秧机的作业控制仍然需要人工干预,控制精度低,且在使用过程中故障率高。针对以上问题,基于计算机网络技术,完成了插秧机作业控制系统的总体方案设计,分析了GPRS通信网络的框架结构,对插秧机的机载终端总体方案进行优化设计,对机载终端的硬件模块进行选型和电路原理设计,并完成了智能插秧机的数据传输通信测试和功能测试。结果表明:基于计算机网络技术的智能插秧机性能稳定,数据传输准确,能够实现对插秧作业的精准远程控制,同时可以监控整个作业过程,及时对插秧机的故障进行反馈报警,具有一定的推广价值。

久保田SPW-48C手扶式插秧机使用与调整

机械插秧是水稻机械化生产的重要环节,发展机械插秧对于促进水稻生产具有重要的意义。2006年日本久保田株式会社开发了SPW-48C手扶式插秧机,在中国应用非常广泛,该机具有省工、省种、功率大等特点。为此,阐述了SPW-48C手扶式插秧机的性能参数以及使用方法。通过对关键部件的作业调整和实际生产研究,得出了插秧机作业状态是直接影响插秧质量的主要因素,是水稻实现高产稳产的重要保障,同时对插秧机关键部件的调整进行了详细介绍。

定远县水稻机械化育插秧技术推广浅析

水稻机械化育插秧技术是一项适应农业现代化发展的高效集成技术，是继品种和栽培技术更新后进一步提高水稻生产效益的又一次技术革命，是一种先进生产方式的代表。它不仅把劳动力从面朝黄土背朝天的耕作方式中解放出来，更重要的是与水稻生产的精确定量栽培、叶龄模式栽培、群体质量栽培等技术的组合相配套，具有极强的生命力和推广价值。

水稻插秧机后插式分插机构运动分析与试验

对水稻插秧机后插式分插机构进行了分析。通过秧针端点运动轨迹上的6个特定点,对后插式分插机构的运动学特性作了理论分析和计算机模拟,并利用高速摄像对机构运动学分析进行了试验验证。理论分析和田间试验表明,后插式分插机构的结构参数选择合理,插秧性能优良。

基于CNC技术的插秧机运动学分析与研究

为深入了解插秧机的运动学机理,基于CNC智能控制技术对其进行分析与讨论。在充分理解插秧机结构组成与工作原理的基础上,融入SOPC嵌入导航控制,建立插秧机分插部件秧针的位移运动学模型;利用CNC控制与设计加工需求的关联度,建立插秧机关键运动部件线性回归方程;进行了插秧机核心部件参数设计优化与加工试验。结果表明:对数控加工过程中的关键参数建立最佳控制函数,得出最优解,效果明显。插秧机关键部件实现智能加工,可在保证加工精度与要求的前提下迅速完成算法迭代,且轨迹路径完成较为符合实际,可为其他农用机械相关运动规律分析提供参考。

侧深施肥插秧机施肥量对水稻栽培的影响

为生产满足人们对稻米的需求,应合理使用化肥,归还土壤养分,提高土壤供肥能力的作用,因此试验研究了侧深施肥插秧机的施肥量对水稻栽培的影响。试验于2016年在黑龙江东北农业大学阿城试验示范基地进行,以龙粳46为试验品种,试验处理共分为常量侧深施肥、减10%侧深施肥、减20%侧深施肥、减30%侧深施肥和全量侧深施肥5个水平,以常规施肥为对照进行试验,探讨了水稻侧深平衡施肥技术对水稻生长特性、光合作用、产量和水稻品质的影响。研究结果可为实现水稻合理施肥、提高水稻产量、保障粮食的安全生产及节本增效提供科学依据和技术支持。

插秧机升降液压缸位置控制系统设计与仿真

根据插秧机升降液压缸设计的总体要求和液压传动的特点,设计了插秧机升降液压缸位置控制系统,选取了相关工作参数。该系统使用位置传感器和伺服换向阀完成闭环反馈,从而实现升降系统自动化控制。在AMESim软件中进行液压系统建模仿真,得到了对液压缸上升下降时间、工作压力及速度等参数。该设计和仿真结果为样机制造奠定了基础。

巴斯噶蜗线齿轮在分插机构上的应用和参数优化

对巴斯噶蜗线的特性进行研究得到了巴斯噶蜗线齿轮,并利用该齿轮的不等速传动设计了非圆齿轮行星轮系分插机构,对各个齿轮的运动情况进行了数学建模,开发了非圆齿轮分插机构动态仿真和参数优化软件,可以方便快捷地按照设计者要求找出一组优化参数,验证了巴斯噶蜗线齿轮在插秧机上应用的可能性。

插秧机负载敏感液压转向系统设计与分析

对插秧机负载敏感液压转向系统进行设计与分析。以插秧机结构和液压系统设计原则为依据,设计插秧机负载敏感转向系统,计算液压元器件的参数,并在AMESim软件中,对所设计的负载敏感泵和负载敏感转向系统进行建模仿真。仿真结果表明:负载敏感泵可以确保节流口两端压差不变,其输出的流量完全跟随负载需要;所设计的插秧机负载敏感转向系统完全满足插秧机转向需要,仿真结果与设计参数保持一致,验证了系统的正确性和可行性,并且有效地降低了操作强度,提高了控制精度,为其他类型的农业机械转向系统设计提供了参考。

WSN主导下的水稻插秧机电控系统优化分析

针对水稻插秧机自动化程度不高、工作效率较低的问题,在WSN技术下对水稻插秧机进行了设计,并对其电控系统进行优化并分析。该插秧机的主要组成为车体、无级变速系统、分插机构、电控系统和报警机构。为提高智能化和自动化水平,插秧机采用纯追踪算法控制器计算偏差,改进其电控系统,使其能够实现自动导航。为验证插秧机性能,对插秧机进行自动导航和插秧试验。试验结果表明:插秧机可以实现自动导航,且插秧效果良好,满足农户的使用要求。

应用稻鸭共作技术 实现水稻可持续生产——兼对镇江水稻可持续生产的思考

本文提出稻鸭共作可持续生产的核心技术,并结合镇江市的实际。