油菜机直播颗粒肥分流有序并行检测装置设计与试验

针对油菜机直播作业中因施肥农艺要求及高速作业产生的肥料颗粒流量大而无序导致检测精度不高的问题,该研究提出一种“碰撞离散+筛式分流+螺管约束”的高通量颗粒流离散化及分流序列化方法,基于离散分流有序机制设计了颗粒肥分流有序并行检测装置。根据油菜施肥农艺要求和颗粒肥排量精准检测要求,确定了传感检测结构、匀肥管、筛式分流结构、螺管的关键参数。根据多通道并行检测原理,设计了多通道信号同步采集系统。为验证离散分流序列化效果,利用螺旋扰动锥体离心式排肥器搭建试验台架,开展装置性能试验。结果表明:排肥器转速为100~130 r/min(排肥频率361.80~631.60 Hz)时,随转速增加,倾斜状态下检测装置的各通道分流一致性变异系数逐渐减小。正常田间作业0°~5°倾斜状态下各通道分流一致性变异系数不超过6.08%;单通道排肥频率为30~80 Hz时,使用螺管的检测装置准确率相较直管提升7.3个百分点;经排量补偿修正后,检测准确率不低于90.11%,较补偿前提高9.3个百分点。振动试验表明,低频振动(0~30 Hz)提升颗粒肥离散化效果,检测准确率提高;中频振动(30~110 Hz)检测准确率趋于稳定;高频振动(110~150 Hz)破坏颗粒肥序列化约束,检测准确率降低。不同振动频率对检测装置的分流均匀性无明显影响,各通道分流一致性变异系数不超过4.98%。田间试验表明,正常田间作业速度4.3~7.0 km/h下,光照、振动、灰尘对检测装置无明显影响,检测准确率不低于90.05%。检测装置能够监测机具施肥作业状态,有助于提高施肥作业质量。