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基于GPS测速的电驱式玉米精量播种机控制系统 总被引：7，自引：0，他引：7
传统玉米精量播种机多采用地轮、链条驱动排种器,高速作业时因地轮打滑、链条跳动易造成播种粒距增大、粒距均匀性下降等问题,难以保证播种质量。针对这一问题,设计了基于GPS测速的电驱式玉米精量播种机控制系统,该系统以STM32为主控制器,采用Android手机终端设置播种株距、排种盘型孔数等作业参数,采用GPS接收器采集拖拉机的前进速度,根据GPS提供的速度信息实时调节排种器转速,从而实现排种器转速与拖拉机前进速度的实时匹配。为了检测该系统的性能,以编码器测速方式为对照,进行了3种株距(18、22、25 cm)、5种作业速度(4、6、8、10、12 km/h)下的对比试验。试验结果表明,在相同株距、相同作业速度下,GPS测速方式的变异系数小于编码器测速方式,且GPS测速方式的播种粒距合格指数和变异系数受作业速度的影响更小。在低速4 km/h时,GPS测速方式的平均合格指数比编码器测速方式低5.39个百分点;作业速度6~10 km/h时,GPS测速方式的平均合格指数比编码器测速方式高7.96个百分点;在高速12 km/h时,GPS测速方式的平均合格指数比编码器测速方式高14.32个百分点;表明GPS测速方式更适宜于高速作业工况。 相似文献
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玉米精量播种智能控制系统研制 总被引：3，自引：0，他引：3
针对现有玉米播种机地轮打滑、机械结构相对复杂且可靠性不高等问题,研制了基于电机驱动的玉米精量播种智能控制系统。该系统由可调速直流电机、人机交互终端、测速地轮、光电编码器及电子控制单元等组成,人机交互终端采用串口触摸屏,通过RS232接口与电子控制单元进行实时信息交互,以设置播种粒距、地轮直径、编码器线数等系统参数并实时显示播种作业状态。将此系统应用于指夹式排种器,在排种器试验台上进行了系统标定与性能测试试验,结果表明:在前进速度5.05 km/h下,设定播种粒距为30、35、40cm时,其实际播种的平均粒距分别为29.13、34.00、38.29cm,均方根误差分别为0.40、0.37、0.55cm;在前进速度6.95km/h下,设定播种粒距为30、35、40cm时,其实际播种的平均粒距分别为29.10、33.59、38.41cm。试验表明:所研制的玉米精量播种智能控制系统能够根据播种机前进速度准确控制排种器转速以实现粒距一致的播种作业。 相似文献
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我国市面上流行的玉米播种机多数采用指夹式排种器和气吸式排种器,依靠地轮传递带动排种器排种,在一定程度上提高播种粒距均匀性,但排种仍然会受到地轮打滑的影响。针对以上问题,设计电驱式玉米高速作业智能播种机控制系统,以STM32F103芯片作为主控器核心,该系统由地轮安装速度传感器测量机具速度,根据智能车载终端设置的作业参数,通过算法计算目标排种电机转速,实现播种株距与机具前进速度实时匹配,采用红外光电式传感器进行实时播种监测。室内试验和田间试验结果表明：该系统转速控制精度高,播种计数和漏播监测精度较高;设置株距为25 cm时,作业速度分别为8 km/h、10 km/h、12 km/h进行3组重复试验,在3种作业速度下,平均合格指数分别为95.18%、94.36%、91.24%;变异系数分别为15.36%、16.83%、18.24%。 相似文献
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玉米播种机高速、精量作业时,投种点高,种子因剧烈碰撞,而导致粒距均匀性差,为此基于文丘里原理,设计一种利用正压气流辅助输种的导种装置,确定了导种装置的主要结构和关键参数。分析了气流辅助输种,实现“零速投种”的机理。采用DEM-CFD耦合仿真方法模拟导种装置的工作过程,通过对比分析气流场、种子的出射速度,确定进气室收缩角为70°、进气室收缩段长度为8.2 mm。利用排种器性能测试平台进行速度匹配试验、弹跳试验、作业性能试验和对比试验,结果表明：作业速度为8～16 km/h、粒距为20～25 cm时,合格指数不小于85.7%;粒距变异系数不大于15.8%。与重力式导种管相比,作业速度越高,正压气流辅助导种装置的优良作业性能越突出,作业速度为16 km/h时,粒距合格指数增加13.6个百分点,粒距变异系数减少7.4个百分点,满足高速条件下精量输种的要求,有利于提升高速精量播种机整体作业性能。 相似文献
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针对地轮滑移造成播种机播种不均、漏播及株距调节精度不高的问题,以水稻精量旱穴直播机为对象设计了一种电驱控制系统代替传统的地轮驱动排种。该控制系统以GPS模块(伪距单点定位)和霍尔元件两种传感器进行速度检测,分别测试了3～4km/h、4～5km/h、5～6km/h和6～7 km/h等4种作业速度下的速度值,并检测了株距为20cm时两种测速装置的播种情况。试验结果表明:霍尔传感器在低速作业下速度值更稳定;速度越高,标准差越大;作业速度在3～5km/h时两种传感器的电驱控制系统播种合格率均大于80%,符合播种作业要求。本研究为单点定位GPS模块和霍尔传感器应用于旱田农机具测速系统提供了参考。 相似文献
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针对大豆-玉米复合密植播种模式下传统气吸式排种器单行种盘高转速作业导致充种时间短、气流稳定性差,难以实现高速精量密植播种的问题,设计了一种气吸双行错置式玉米密植精量排种器,阐述了排种器结构与工作原理,对其工作过程及关键部件进行理论分析,构建充种和投种环节的种子力学模型,确定排种盘内外环型孔排布、投种轮、气室等关键结构参数,并开展单、双气道内负压分布、型孔内气流场特性分析,基于DEM-CFD耦合方法对排种器的排种过程进行仿真分析,以作业速度、气室结构和负压为试验因素,充种合格指数、重充指数和漏充指数为评价指标,优选出最优气室结构。通过台架试验开展不同气吸式排种器排种性能对比试验。试验结果表明,在作业速度为5～10 km/h的高速密植工况下,气吸双行错置式密植精量排种器排种合格指数均大于88.7%,且作业速度为10 km/h时,相较于常用单圆环气吸式排种器合格指数提高5.5个百分点,漏播指数降低5.6个百分点;田间试验结果表明,在作业速度为5 km/h下,播种合格指数为95.7%,重播指数为1.6%,漏播指数为2.8%。提出的气吸双行错置式玉米密植精量排种器在高速作业时拥有良好的排种性能,... 相似文献
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高速作业是当前精量播种技术的发展趋势,气力式精量排种器是实现高速作业的关键技术载体。分析限制气力式排种器作业速度提升的主要因素,提出高速充种技术、稳定清种技术、投种过程种子平稳运动控制技术、排种器平稳驱动技术四项关键技术。综述气力式精量排种器主要类别及特点,梳理国内外气力式排种器研发应用现状,针对提出的四项关键技术分析国内外研究现状,得出稳定充种、有效清种、平稳投种、排种器平稳驱动是有效提升高速作业播种合格率、降低变异系数、保证粒距均匀性的主要技术措施。结合我国的情况分析高速精量播种存在作业速度及效率低、电驱技术及质量监控技术不完善等问题,提出气力式高速精量排种器需要加大自主创新,未来向着高精度、高效率、智能化方向发展。 相似文献
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玉米精密播种粒距在线监测与漏播预警系统研究 总被引：3，自引：0，他引：3
针对玉米精密播种粒距偏差导致播量分布不均匀的问题,设计了玉米精密播种粒距在线监测与漏播预警系统。该系统主要由车载计算机、排种监测ECU及相关传感器组成,设计了上位机监测软件和基于移动平均粒距在线监测的下位机程序,通过监测玉米精密播种作业过程中的粒距及其误差,完成漏播预警。首先,设计并进行了排种计数监测精度试验,结果表明,在模拟车速3～12 km/h范围内,以1 km/h递增变化的10个车速下,系统对指夹式排种器和气吸式排种器的排种计数监测平均准确率分别为99.12%、99.71%,标准差分别为0.52%、0.44%,总体排种计数监测误差平均值小于1%。其次,基于高速摄像的播种粒距测量试验台进行了实验室环境下的粒距监测精度试验,采用指夹式排种器进行排种,目标粒距为25 cm,在车速3～12 km/h范围内,以1 km/h为间隔的10个车速下,系统对粒距监测误差绝对值的平均值为2.34 cm,标准差为2.56 cm。针对试验结果存在较多的随机异常点问题,采用移动平均滤波对监测粒距进行分析,得出粒距监测误差绝对值的平均值为0.79 cm,标准差为0.62 cm,单车速下对应的粒距监测误差绝对值的平均值最大为1.69 cm,标准差为0.23 cm,经移动平均滤波处理后,粒距误差异常点明显减少,系统粒距监测误差小于2.00 cm。最后,基于气吸式玉米精密播种机设计了试验样机,设置播种车速为5.49、8.49 km/h,目标粒距为25 cm,进行了田间播种粒距监测精度试验,分别采集350个连续的出苗粒距进行对比分析,结果表明,与出苗粒距移动平均值相比,系统粒距监测误差的平均值分别为1.84、2.22 cm,标准差分别为1.61、2.13 cm,粒距监测值曲线与出苗粒距移动平均值曲线的变化趋势基本相同。 相似文献
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按照北方寒地玉米种植的农艺要求,为满足玉米生产密植高产、提质增效,基于品字型双行玉米播种高产种植技术,研制一种品字型双行玉米高速精量播种机,并对播种机关键部件进行设计与分析。设计的播种机采用双盘气压式排种器品字型双行密植交错播种结构,利用EDEM离散元仿真软件对不同截面形状导种装置进行分析,对比确定最优形式的导种装置。通过田间播种作业对播种机性能进行试验,结果表明播种机能够在12～16km/h速度下稳定作业,播种平均粒距合格指数97.78%、重播指数1.06%、漏播指数0.84%,播种机作业效率高、作业稳定可靠性高,基本满足品字型双行高速精量播种作业的使用要求。 相似文献
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水稻排种器播量调整多采用排种槽有效长度调节或排种轮与机具前进速比调节,播量调整精度有限。为了提高气力集排式排种系统播量调节精度,针对生产中常用的4种不同含水率稻种状态,以种层高度、排种轮转速为试验因素,以排种轮单圈排量为试验指标开展试验研究,分析各作业过程中的动态变化参数对排种轮单圈排量的影响规律。试验表明：不同稻种状态下单圈排量均随着排种轮转速的升高而降低,当种层高度一定时,二者成反比关系;单圈排量随种层高度的升高呈先增大后减小的趋势变化,不同稻种状态下的单圈排量最大值出现在种层高度为25.35~31.55cm处;4种不同稻种状态下,单圈排量由大到小依次是干稻种、晾干2d、晾干1d、湿稻种,单圈排量随种子含水率的升高而降低。通过二元回归分析拟合出4种常见稻种状态下单圈排量与种层高度、排种轮转速的回归模型,并构建了基于排种轮转速调控的播量控制模型。在室内搭建了控制系统试验平台对播量控制模型进行了验证试验,试验显示构建的播量控制模型平均误差2.07%,实际播量变异系数为2.59%,验证结果与播量控制模型基本一致。本文建立了多因素影响下的水稻播量控制模型,明确了种层高度、排种轮转速、稻种含水率对单圈排量的影响规律,可为水稻直播机播量控制系统设计与优化提供借鉴。 相似文献
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为了实现精准播种,进行播种间距和播种量参数化设计,并基于嵌入式单片机技术,设计了高精度玉米播种机,包括播种控制系统和监测系统.首先,探究播种量、播种机前进速度和排种轴转速之间的关系,建立播种模型;其次,采用PID方法对排种轴进行调速.实验结果表明:控制系统调速精度下限为92.8％.建立播种监测系统,采用光电技术对播种间... 相似文献
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针对贵州丘陵山地薏苡精量穴播机具需求，依托勺轮式精量播种机，实现薏苡多粒穴播。结合薏苡种植农艺要求，探讨机械式薏苡精量播种性能参数的最佳匹配。保证穴距的前提下，以排种器的排种粒数为评价指标，建立不同输送带速度与排种速度的函数关系，优化勺轮型孔数与排种轮导种槽数的对应关系，确定了试验参数，在排种试验台上进行薏苡排种试验。试验表明:输送带速度对排种粒数影响不显著；孔槽比18∶18时，不能满足粒数要求；孔槽比18∶9，穴距挡位140 mm，行驶速度约5 kmh（对应排种轴转速33.18 rmin）为薏苡播种机最佳参数匹配。 相似文献
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由于勺轮式播种质量监测系统存在监测精度差检测不准确的问题,基于勺轮式排种器结构特征,以PLC为核心控制器并结合人机交互、光电监测和霍尔效应等原理,设计了勺轮式播种质量监测软硬件系统,实现了对勺轮式玉米精密排种器播种质量进行实时监测的功能。试验结果表明:监测系统播种量监测精度为97.2%,漏播监测精度为85.0%,重播监测精度为88.1%,能避免大田播种复杂作业环境下出现的大面积、断条式漏播,以及重播、堵塞等情况,提高了勺轮式播种质量监测系统的精度。该项研究为勺轮式排种器播种质量监测系统研制提供了新的思路。 相似文献
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针对水稻和油菜飞播普遍采用漫撒播方式而造成的落种散乱无序等问题，设计了一种可同时适应水稻和油菜条播农艺要求的无人机播种装置。以成条飞播排种系统的兼用化、轻量化、电驱化和模块化为设计目标，采用电驱、工作长度可调的外槽轮组件作为排种器，以舵机带动连杆驱动的自动折叠导种管为投种部件，通过台架试验、场地泥盒飞播试验和田间试验3种方式，确定结构参数和工作参数并验证作业效果。试验结果表明，排种系统在排种电机额定转速及扭矩范围内，能够满足5 m/s以内飞行速度下，油菜播量6～7.5 kg/hm2、杂交稻播量15～45 kg/hm2及常规稻播量60～105 kg/hm2的农艺要求，且各行一致性变异系数、总排量一致性变异系数等性能参数优于行业标准要求，在作业高度1 m、作业速度4 m/s时，泥盒中油菜和水稻种子平均条带宽度分别为6.7、3.8 cm,播后30 d田间幼苗成条效果明显。 相似文献
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为减小油菜无人播种作业系统调头产生的未作业区域面积,提高作业行切换对行精度,提出一种两退三切鱼尾调头自动控制方法。基于CaseTM1404型拖拉机、北斗RTK和2BFQ-8型油菜精量直播机构建了一套油菜无人播种作业系统。根据该系统参数,定量分析了3种鱼尾调头模型的路径几何关系,以田头未作业区域面积最少和对行精度最优为目标生成鱼尾调头路径,基于几何模型和运动学模型设计了改进的模糊自适应纯追踪控制器,依据该控制器结合油菜精量直播机播种规范构建了控制策略。开展了3种鱼尾调头模型田头未作业区域面积仿真,仿真结果表明,两退三切鱼尾调头模型相对于传统鱼尾调头模型田头未作业区域面积减少14.62%~22.43%。运用该调头方法开展了田间无人播种作业试验,试验结果表明：两退三切鱼尾调头方法较传统鱼尾调头方法初始横向偏差减小7.37~8.08cm,上升时间减少1.3~2.3s,无人作业对行精度为1.48cm。该研究为油菜无人播种作业过程中的梭行路径调头换行方法提供了技术支撑。 相似文献
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玉米播种与测控技术研究进展 总被引：5，自引：0，他引：5
目前,我国玉米播种作业处于机械化水平较高、智能化水平较低的状态,主要表现为"播种机是播种的主体,而人是播种质量监控的主体"。要改变这一模式,必须在播种作业中充分采用智能化技术,最大程度代替人的作用。玉米播种包括排种、投种、着床3个过程,本文围绕这一过程,阐述了玉米播种与测控技术的工作原理、技术特点及发展动态。在分析归纳各项播种技术优缺点的基础上,对比国内外玉米精密播种技术的发展现状、差距,并结合精准农业背景下对玉米播种技术提出的要求,展望了我国玉米播种技术的发展趋势。 相似文献
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结合油莎豆物料特性和黄淮海区域油莎豆种植农艺要求,针对油莎豆种子表面凹凸不平、形状不规则导致的流动性差、充种性能不佳和每穴3粒种子投种时轴向分散等问题,设计了一种油莎豆V形凹槽窝眼排种轮低位集穴排种器。通过对窝眼排种轮直径、型孔以及其表面增设的V形凹槽进行设计,提高了精量分离充种性能;在窝眼排种轮下方加设低位投种集穴装置,既可降低投种高度,又可将分散下落的种子向中间聚集,提高了成穴效果。利用EDEM软件对排种器进行了运动特性仿真,分析了不同结构参数对充种效果的影响,确定了窝眼排种轮的结构参数;以窝眼排种轮转速、种层高度和型孔宽度为试验因素,以合格指数、漏播指数和重播指数为试验指标,进行了二次回归正交旋转组合仿真试验。仿真试验结果表明：影响合格指数的主次顺序为窝眼排种轮转速、型孔宽度、种层高度;当窝眼排种轮转速为22.10r/min、型孔宽度为14.23mm、种层高度为52.59mm时,合格指数为92.11%、漏播指数为2.24%、重播指数为5.65%。最后进行了台架试验,对仿真结果进行了验证,得出油莎豆低位集穴排种器的充种和集穴性能较好,满足油莎豆精密播种要求。 相似文献
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玉米精量播种监测系统的设计与试验 总被引：1，自引：0，他引：1
针对玉米精播机作业时常会发生导种管堵塞、地轮排种轴机械传动系统故障及种箱排空造成的漏播等现象,基于单片机技术设计了一套玉米精量播种监测系统,包括整体结构与排种监测传感器电路,完成了相关参数设置。该系统实现了对玉米精播机的播种量、播种速度、播种面积、地轮转速、排种轴转速、种箱料位及机具升降状态等指标的实时监测和漏播故障诊断功能,支持对精播机作业数据远程实时监控管理功能。试验结果表明:玉米精量播种监测系统单粒测量精度约为98.8%,能够实现作业过程的实时监测及远程监管功能。 相似文献