| 穴盘苗自动移栽机苗钵夹持力检测系统设计与试验 |
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| 引用本文： | 王俊,张海洋,金鑫,姬江涛,高颂.穴盘苗自动移栽机苗钵夹持力检测系统设计与试验[J].农业机械学报,2019,50(5):79-87. |
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| 作者姓名： | 王俊 张海洋 金鑫 姬江涛 高颂 |
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| 作者单位： | 河南科技大学农业装备工程学院;机械装备先进制造河南省协同创新中心 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划项目(2016YFD0700103)、国家自然科学基金项目（51875175）和河南省创新型科技人才建设项目（184200510017） |
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| 摘 要： | 针对夹持力可调式穴盘苗自动移栽机取苗爪安装空间狭小、检测装备布置不当易伤苗或回带钵苗基质等问题,基于聚偏氟二乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)压电薄膜与软硬件融合信号调理技术,提出了一种穴盘苗自动移栽机苗钵夹持力检测系统,该系统由PVDF压电薄膜、信号调理电路、无线通信模块、信号采集软件系统组成。通过PVDF压电薄膜实时监测取苗爪对苗钵夹持力的变化情况,利用压电效应将夹持力转换为电荷量;通过信号调理电路,完成电荷-电压信号转换、信号放大、工频信号消除,以及削弱地面激励与自动移栽机工作产生的振动噪声;通过无线通信模块将硬件调理后的夹持力信号发送至基于Lab VIEW的信号采集软件系统,并采用卡尔曼滤波器滤除残余的振动噪声,最终实现苗钵夹持力的精确测量、显示、存储、报警等功能,达到减少苗钵损伤率、提高移栽成功率的目的。标定试验结果表明,夹持力检测传感器的平均线性决定系数为0. 991 4,平均灵敏度为1. 002 7,精度为6. 024%,满足移栽作业过程中夹持力测量准确性的要求;室内试验结果表明,苗钵夹持力检测系统具有较好的稳定性和一致性,适用于自动移栽取、投苗过程中苗钵夹持力的精准监测。
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| 关 键 词： | 穴盘苗自动移栽机 夹持力检测 PVDF压电薄膜 信号调理电路 卡尔曼滤波 |
| 收稿时间： | 2018/11/3 0:00:00 |
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