2BFGK-12型稻茬麦集秸旋耕施肥播种机设计与试验

针对长江中下游稻麦轮作区小麦播种作业时,存在抢季节耕种农机配套性差、土壤黏重以及秸秆还田难等问题,创制“稻茬麦秸秆行间集覆还田宽窄行种植”技术模式,此模式具有行间集秸、条带旋耕、集中施肥、洁区播种以及对行镇压等技术特征,通过建立秸秆行间集覆运动的力学模型,设计绞龙式秸秆行间集秸装置、开沟旋耕一体式装置、集中施肥装置、浮动覆土板以及对行镇压器等关键部件,研制一种稻茬麦洁区旋耕施肥播种机。田间试验结果表明,秸秆行间集覆还田与宽窄行种植结合有效提高稻茬麦种床整地质量,洁区洁净度87.69%,小麦窄行平均行距为148 mm,宽行行距平均为304 mm,行距变异系数为5.36%,平均播深为33 mm,播深合格率为95.76%,晾籽率为0.98%,碎土率为86.01%。施肥方式为耕前集中施肥,平均施肥深度为65 mm,施肥深度合格率为94.63%,均满足国家标准。厢沟平均深度为175 mm,沟面宽度为198 mm,满足排水要求。试验田实际产量为8 059.2 kg/hm^(2),高出平均产量20%以上,油耗较对比机型降低31.24%。为稻茬麦绿色低碳保护性耕作技术模式提供农机支撑,促进农机农艺高效快速融合。

小麦播种机智能控制系统设计与验证

随着农业自动化技术的不断发展,智能化播种机在现代农业中起到了关键作用。该研究在前期小麦播种机结构优化的基础上,对小麦播种机控制系统进行设计,采用单片机技术、电机控制技术和传感器技术,对小麦播种机智能控制系统硬件模块、电路系统及软件程序进行设计,并通过开展小麦田间播种状态监测及播深监测验证控制系统的有效性。结果表明:单粒播种监测系统的精确度为97.75%~99.50%,并且系统能够及时准确地识别不同故障类型,并及时发出警报。研究结果可以为农业播种提供一种高效、准确和可靠的解决方案,为农业生产的自动化和效率提升提供新的发展思路。

切抛组合式小麦宽幅沟播破茬清秸防堵装置设计与试验

针对西北地区玉米秸茬覆盖地小麦免少耕宽幅沟播时,由于玉米根茬阻碍秸秆流动导致的秸茬聚集壅堵、土壤扰动大、种带清洁率低、播种质量差等问题,提出先被动切割、后主动抛撒的种带清理方法。设计了一种切抛组合式破茬清秸防堵装置,通过纵向布置的倾斜缺口圆盘与旋抛装置配合作业对种带残茬与秸秆进行清理。适配防堵装置设计了分流式开沟器,实现行距稳定的一沟两行播种。分析确定了缺口圆盘倾角与偏角参数;依据滑切理论设计计算了平直旋刀与侧倾旋刀刃线结构参数;建立MBD-DEM联合仿真平台并采用正交旋转组合试验方法,以种带清洁率、秸茬粘结键破碎率与土壤扰动宽度为指标进行旋抛装置关键参数优化仿真试验。基于仿真结果建立各指标回归模型并通过响应面分析与多目标优化得出,当侧倾旋刀倾角为20°、回转速度为310 r/min时,防堵装置种带清洁率达到96.9%,秸茬粘结键破碎率为26.9%,土壤扰动宽度为139 mm。在玉米秸茬覆盖地进行小麦播种试验,结果表明切抛组合式小麦宽幅沟播破茬清秸防堵装置通过性良好,种床清洁率为90.1%,破茬率为96.2%,土壤扰动宽度为127 mm,土壤扰动量为6.9%,整机作业质量稳定且播种后小麦出苗均匀,满足宽幅沟播小麦免耕播种农艺要求。

智能化小麦播种机械的研发与应用研究

研究设计了一种智能化小麦播种机。该播种机采用精确传感技术精准控制排种、排肥,利用风机吹出高速流动的空气将肥料和种子均匀输送到土壤里,有效提升了小麦播种的效率和质量。田间播种试验结果表明,所设计的智能化小麦播种机播种量精度误差范围维持在1.9%-2.2%之内,满足小麦播种的农业技术要求。

基于自适应模糊PID的小麦播深控制系统研究

针对目前小麦播种机在复杂的田间作业过程中存在的播深一致性和稳定性难以控制等问题,从调节覆土量确定小麦播深的控制角度出发,提出了一种基于播深反馈的模糊PID控制方法,设计了小麦播种机高精度播深控制系统,实现了播深的自动调控,保证了小麦播深的均匀一致性。该系统主要由车载终端、播深检测模块、播前镇压辊检测模块以及播前镇压辊调节机构等4部分组成,能够实现小麦播种机播深的实时检测及调整。通过播深检测模块获取实时播深并作为反馈输入,结合播深预设值,根据专家模糊规则和Mamdani推理法对PID参数进行在线整定得到控制输出量,控制驱动器调整播前镇压辊位置,不断调整作业过程中的覆土量,从而实现对播深的实时精确控制,确保播深的一致性。田间试验结果表明:播种作业过程中,播深存在小范围波动。当设定播深为30 mm、车速为3~5 km/h时,播深平均值为30.13 mm,播深标准差为0.18 mm,播深合格率均值为93%,播深变异系数均值为2.93%。该系统实现了小麦播种机播深均匀一致的实时自适应调控。

小麦播种机电容式排种量传感器设计

为提高小麦播种机排种量检测的可靠性,根据电容器的电容随极板间介质质量变化而发生变化的原理,研制了一种电容式排种量传感器。利用AD7745数字转换器和单片机搭建微电容信号调理电路,电容传感器与调理电路采用短线连接,减小了寄生电容对测量精度的影响。通过标定,获得了传感器电容值与排种量的关系模型。在播种机试验台架上对电容式排种量传感器性能进行了测试。试验结果表明,在排种速度不同的情况下,该传感器的最大测量误差为2.2%。该传感器能够较好地实现小麦播种机排种量的在线检测,为变量播种提供了有力支持。

我国小麦精密播种机的现状与发展趋势

介绍了我国小麦精密播种技术的应用现状，阐述了小麦精密播种机的类型、特点、应用状况和小麦精密排种器的理论研究情况，指出了推广小麦精密播种技术需解决的关键问题，分析了我国小麦精密播种机今后的发展趋势。

小麦免耕播种机防堵装置性能对比试验

驱动链式、驱动圆盘式和带状旋耕式3种小麦免耕播种机防堵装置具有不同性能和适应性。通过田间性能对比试验,分析了装有不同防堵装置的小麦免耕播种机通过性、土壤扰动量、单位油耗、返青期小麦苗情和产量。试验结果表明:3种防堵装置在不同秸秆覆盖量的免耕地均能满足通过性要求,但在100%秸秆覆盖量情况下,带状旋耕式防堵装置通过性最好,驱动链式和驱动圆盘式防堵装置存在轻微堵塞;在土壤扰动量、单位油耗、小麦返青期苗情以及产量上,驱动链式防堵装置效果要优于驱动圆盘式防堵装置和带状旋耕式防堵装置。

小麦免耕播种机驱动链式防堵装置设计

针对我国华北一年两熟地区玉米秸秆覆盖量多,小麦免耕播种易堵塞的问题,提出了驱动拨指链抛茬和刀刃型开沟器切茬相结合的新型防堵原理,设计了免耕播种机驱动链式防堵装置。通过分析防堵装置的运动过程,确定了驱动链、拨指和刀刃型开沟器等关键部件的参数。田间试验表明,驱动链式防堵装置能够有效解决秸秆堵塞问题,保证小麦免耕播种机的通过性。由于及时清除刀刃型开沟器前方的玉米秸秆残茬,开沟阻力降低了12.3%。相比条带旋耕式小麦播种机,驱动链式小麦免耕播种机在保证种肥情况的同时,土壤扰动量减少了66.4%,油耗降低了8.07%,较好地满足了当地的农艺要求。

万能通用精准播种机的研究与试验

通过对排种机理的研究 ,阐述了播种机两大系列产品的通用化问题。通过对锥盘式小麦精准播种机的研究、应用及改进 ,解决了以锥盘式精准排种器为基础、以“一组三行”播种单体为基型的播种机通用化问题。

基于PLC的小麦机械播种量控制系统开发

播种是小麦生产的早期环节,而播种量是反映播种质量的重要参数,合适的播种量可以在获得高产的同时尽可能地降低种植成本。为了实现播种量检测技术在小麦播种机上的应用,开发了一个以PLC为核心的小麦播种量控制系统。系统以电容法检测实时播种量,PLC根据与设定值的比较结果调节外槽轮转速,从而控制播种量。试验结果表明:系统对小麦播种量具有较高的控制精度,在作业过程中出现故障时能够及时、准确地报警,可以提高小麦播种机的智能化水平。

冷寒风沙区保护性耕作种植试验

该文对冷寒风沙区实施保护性耕作技术种植春小麦试验进行了评价和分析。试验结果表明在冷寒风沙区实施保护性耕作技术是可行的 ,取得了良好的增产效益、节本效益及社会效益。保护性耕作技术所用机具性能可靠 ,并能通过秸秆残茬覆盖的地表 ,实现化肥深施和免耕播种。试验结果为环京津数十个高原县的抗旱增收和治理沙尘暴提供了可靠的经验。

小麦免耕播种机性能指标体系的建立与灰色评估

探索科学合理的小麦免耕播种机性能指标评价方法,对保护性耕作技术的推广应用有重要意义。该文以2BMF-9型小麦免耕播种机为研究对象,以农艺和生产要求为基础,通过试验、专家咨询与层次分析法,对小麦免耕播种机评价指标体系构建、指标测定方法与权重进行研究;通过双因素试验设计了秸秆状态不同的8种试验处理,测出各地表处理的性能指标值与反映播种质量的出苗率和冬前分蘖数;采用灰色评估模型,给出各指标高、中、低级别的参考值。结果表明:该机播深合格率、种肥间距合格率性能较好,播种均匀性一般,通过性和覆土性能较差;改善免耕播种机的性能,要以提高播种均匀性、通过性和覆土性能为目的,从机具结构设计和作业地表处理方面着手。

小麦免耕播种机性能指标的关联度分析与灰色聚类评估

免耕播种是保护性耕作技术最重要的作业环节之一。为了在华北旱作区推广保护性耕作技术,选择适宜免耕播种机作业的地表覆盖状况,对当地目前使用的2BMF-9型小麦免耕播种机在8种地表试验处理下进行田间播种试验,得出8种不同地表试验处理下各项性能指标、出苗率和冬前分蘖数。通过灰色关联度分析得出:小麦免耕播种机的播种均匀程度、覆土性能、机具通过性对出苗率和冬前分蘖数影响很大。运用灰色聚类的原理,对被评估的8种试验处理进行类型划分,结果表明:秸秆覆盖量为3 000～3 750 kg/hm2、留茬高度25 cm以下的地块可直接播种,若适当进行粉碎处理,则播种质量更好;秸秆覆盖量为4 500 kg/hm2左右的地块必须进行粉碎处理;秸秆覆盖量大于5 250 kg/hm2的地块,除进行粉碎处理外,还应在播种前进行地表处理(如浅旋、浅耙、浅耕),降低秸秆覆盖率。研究为该地区小麦免耕播种地表处理提供了理论依据。

基于微耕机驱动的旱地小麦播种机设计与试验

针对西南旱地麦区缺乏适宜播种机具的问题,设计了基于微耕机驱动的小型小麦播种机。整机重量28kg,方便转运和移动;播种机与微耕机连接方式为插销式,方便连接或卸载;排种管为开放式,兼具开沟和排种功能,且避免了泥土堵塞排种管口;排种管上部为V型、下部为U型,既利于收集排种口跌落的种子,又可以减少前进阻力,且利于泥土回落盖种;在镇压轮两侧加装驱动齿,减少前进阻力;镇压轮转轴与排种器主轴由链条连接,镇压轮停止转动,播种过程自动终止;播幅1m,播行4行,很好的适应了西南旱地套作种植制度。该机具一次作业就可完成开沟、播种、盖种过程,作业效率0.17hm2/h。田间试验结果表明,盖种率和播种深度符合当地农艺要求。和传统播种方式相比,出苗率、出苗均匀度、整齐度均有大幅提高,产量增加10.0%以上,本机具较好的满足西南旱地套作小麦播种的技术需求。

麦茬地免耕覆秸播种机生产考核试验

为检验2BMFJ-3型麦茬地免耕覆秸精密播种机在大面积作业条件下的作业质量、适应性及可靠性等指标,对其进行了田间生产考核试验。结果表明:该机能够有效解决秸秆堵塞问题,创造良好的种床环境。大面积作业条件下,粒距均匀性指标达到了国家优等品标准,播深合格率达到了国家一等品标准。种肥间距合格率高于92%,播后地表秸秆覆盖率达98%以上,且无晾籽现象,田间出苗率达90%以上。机具能一次性地顺利完成清秸、侧深施肥、精密播种、覆土镇压和秸秆全量均匀覆盖等作业环节,解决了麦茬地免耕大豆机械化播种问题。

2BF-8小麦精量播种机的开发与研究

小麦精量播种农艺可实现省种、增产,经济效益显著。要推广小麦精播技术,小麦精播机具是实现的手段和保障。结合国家自然科学基金课题,研制开发了一种小麦精量播种机具,该机以排种定量、准确、可控、无带动层的内充种垂直轮式排种器和张角可调分置双圆盘式开沟器等新型核心部件构成整机。经试验,其性能指标符合农业部颁布的“精量半精量机械化播种技术实施要点的规范。为此,对该机具主要零部件及参数确定进行了分析。

2BMFJ-3型麦茬地免耕精播机防堵装置

针对黄淮海一年两熟地区小麦机收后地表残留的秸秆量大且根茬过高,致使免耕播种下茬作物时易发生堵塞的现象,设计了一种用于麦茬地免耕精播机的防堵装置。为确定该装置合理的结构与作业参数,采用三因素三水平正交试验方法进行了优化试验,得到最优参数组合:机组作业速度4.5 km/h、清秸覆秸刀齿排布4-3-4、刀轴转速400 r/min。田间试验结果表明,当清秸覆秸刀齿切茬深度为20～30 mm时,防堵装置土壤扰动量为63%～76%,防堵效果好,能够创造良好的种床,提高播种质量。

星形齿刀防堵式小麦免耕播种机设计与试验

我国北方的一年两熟种植区,经常玉米地播种小麦,但由于收获后田间玉米秸秆残渣量大、根茬粗且韧性强,容易导致小麦免耕播种机通过性能差,极易出现堵塞。为此,设计了一种星形齿刀主动锯切防堵式小麦免耕播种机。同时,描述了该机的总体设计方案及星形齿刀式锯切防堵装置、锐角短翼型开沟器和双圆盘开沟播种器等关键部件的结构,并确定了主要结构参数。田间试验证明:该防堵装置不仅可以很好地切断玉米秸秆,还能及时预防堵塞,以保证小麦免耕播种机的田间通过性。该机具的研制丰富了我国北方一年两熟区免耕播种机具的多样性,对免耕播种技术的推广具有积极意义。

2BMFJ-6型麦茬地大豆免耕覆秸播种机适应性研究

为满足我国黄淮海地区农民对大豆免耕播种机的需求,国家大豆产业技术体系的专家联合东北农业大学研制了2BMFJ-6型麦茬地免耕覆秸施肥播种机。对该机具关键部件清秸防堵装置和施肥播种组合单体等进行了相应的试验分析和适应性研究。根据免耕播种机性能检测项目与检测方法,对该机具进行了田间试验。试验证明,2BMFJ-6型麦茬地免耕覆秸施肥播种机一次进地能顺利完成种床整备、侧深施肥、精密播种、覆土镇压和秸秆覆盖等作业,播种效果较好、作业效率、稳定性和可靠性较高,在黄淮海地区适应性较强,是一种较为理想的麦茬地大豆免耕播种机。