电驱动小麦播种机的设计与试验

发布时间：2020-05-25 22:46

【摘要】：黄淮海地区是我国小麦的主要种植区,小麦玉米轮作是该地区的主要种植模式。由于该地区存在耕整地质量较差、小麦的播期较短、机械水平参差不齐等现象,造成了小麦播种质量难以保证。其中,播种深度一致性与播种均匀性是评价小麦播种质量的重要指标。现有的小麦播种机多采用地轮驱动排种器的方式进行播种,其在田间环境复杂的条件下进行作业时,存在着排种传动系统不稳定、播深难以调节等问题,造成了漏播、播量不均、播深不一致等现象,从而影响小麦的播种质量。本文针对小麦播种时的播种深度与播量均匀性问题,在认真研究分析国内外现有小麦播种机的基础上,设计了电驱动小麦播种机,包括播种机结构、主要部件及电驱动播种系统的设计。主要研究工作包括以下几个方面:(1)对电驱动小麦播种机结构进行设计。通过对外槽轮式排种器、螺旋平土器的改进与设计用以提升小麦播种机的播种性能;在播种机设计的基础上,为实现玉米的避茬播种,根据籽粒玉米和青贮玉米的种植特点,提出了两种小麦玉米配套种植模式。(2)确定课题实施方案,设计电驱动小麦播种系统。应用测速传感检测作业速度,采用直流无刷电机驱动小麦排种器,通过PWM信号控制电机转速,使得排种速度能够跟随作业速度变化,实现小麦种子在田间的均匀分布。对控制处理模块、测速模块、人机交互模块、数据存储与传输模块、执行机构及电源升压模块等系统硬件的设计与选型,包括各个模块电路设计与电机功率的计算;系统软件设计包括主程序设计与人机交互界面设计,其中建立了函数关系模型,确定了T法及M法测速方式。采用闭环控制系统,建立系统电机模型,设计了模糊PID控制器,对电驱动小麦播种系统进行仿真。仿真结果表明:利用模糊PID控制的电驱动播种系统,系统无超调量,且动态响应迅速,提高了控制精度。(3)完成样机的制作,进行室内试验及田间试验。室内试验结果表明:对电驱动小麦播种机的电机转速及排种性能进行标定,得到电机转速n与PWM值a的函数关系为n=23.716a+3.562,同时验证了电机转速方法的可行性,得到排种器在不同工作长度下排种量与转速的函数关系,对系统的控制精度进行试验测量,在不同作业状态下,其最大偏差率为6.83%,最小为0.31%;在中速及中高速状态下,其稳定性最优,平均偏差在2.5%以内。田间试验结果表明:应用自动导航技术播种的衔接行距偏差在4 cm之内,变异系数为6.5%;两种种植模式下,播种均匀性变异系数为5.64%、6.04%,播深合格率为90%,出苗情况良好。该播种机可以保证良好的播种均匀性与播深一致性,且播量调整便利。总之,本文根据黄淮海地区小麦种植的特点,设计了一种电驱动小麦播种机,完成了样机的制作,并进行了室内试验及田间性能试验,初步实现了小麦的精量播种。
【图文】：

稻茬,排种

图 1.1 稻茬直播小麦播种机设计了一种带有排种控制装置的小麦播种机。利用安装在速和排种轴转速，采用闭环控制的数据处理系统用以控制设计的装有排种控制装置的小麦播种机可以有效提高播种播种。人使用信号检测技术设计了一台可进行作业性能评估的小撞击传感器的力度与所产生电压值变化之间的关系来确定种均匀度在线确定程序，用以评价小麦播种机的排种性能公司生产的 PINTA500 气吹式条播机采用支路涡轮吸气系证播种的精确性。带有余种清理装置，可以对多种类型造成损伤，且能够在复杂地形条件下作业、播种效率高。

条播机,气吹

图 1.1 稻茬直播小麦播种机gar[6]等人设计了一种带有排种控制装置的小麦播种机。利用安装在地轮及排种轴测地轮转速和排种轴转速，采用闭环控制的数据处理系统用以控制电机的运转行控制。设计的装有排种控制装置的小麦播种机可以有效提高播种的均匀性，，下的精密播种。arimi[7]等人使用信号检测技术设计了一台可进行作业性能评估的小麦播种机。该落的种子撞击传感器的力度与所产生电压值变化之间的关系来确定排种器排出编写的播种均匀度在线确定程序，用以评价小麦播种机的排种性能。马斯奇奥公司生产的 PINTA500 气吹式条播机采用支路涡轮吸气系统及排种分也可以保证播种的精确性。带有余种清理装置，可以对多种类型的作物进行播会对种子造成损伤，且能够在复杂地形条件下作业、播种效率高。
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S223.2

【参考文献】