油菜精量排種器漏播檢測(cè)及補(bǔ)種系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn).pdf

1、播種是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要作業(yè)環(huán)節(jié)，精播技術(shù)是實(shí)現(xiàn)精量播種作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)。精量排種器是播種機(jī)的核心部件，主要有機(jī)械式和氣力式兩種。油菜籽等小粒徑種子因粒徑小、質(zhì)量輕、含油率高、排種頻率高、易破碎等特性，精量播種質(zhì)量往往難以保證。漏播是衡量排種器性能的重要指標(biāo)。當(dāng)種箱缺種、排種盤(pán)型孔堵塞、排種盤(pán)轉(zhuǎn)速過(guò)快、氣壓偏離有效值等故障現(xiàn)象在播種過(guò)程中不可避免地引起漏播，甚至?xí)?dǎo)致一行或數(shù)行出現(xiàn)“斷條”漏播，嚴(yán)重影響農(nóng)作物產(chǎn)量。因此，有必要開(kāi)展油菜精量排種

2、器漏播實(shí)時(shí)檢測(cè)，同時(shí)對(duì)發(fā)生的漏播進(jìn)行精準(zhǔn)補(bǔ)種，提高播種作業(yè)質(zhì)量與效率。
　　本文在分析國(guó)內(nèi)外精量排種器漏播實(shí)時(shí)檢測(cè)與補(bǔ)種研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一套安裝于油菜精量聯(lián)合直播機(jī)上的油菜精量排種器漏播實(shí)時(shí)檢測(cè)與自補(bǔ)種系統(tǒng)。在界定“稀疏缺苗”和“斷條”兩種不同漏播狀態(tài)類(lèi)型的基礎(chǔ)上，提出一種基于時(shí)變窗口的油菜精量排種器漏播實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，并開(kāi)展了試驗(yàn)研究該方法檢測(cè)的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性;設(shè)計(jì)了一種油菜籽螺管式補(bǔ)種器，探索排種量與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，并建立了補(bǔ)種

3、器工作轉(zhuǎn)速與漏播系數(shù)的關(guān)系模型;集成化設(shè)計(jì)基于時(shí)變窗口的精量排種器漏播實(shí)時(shí)檢測(cè)方法與自補(bǔ)種系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到精量排種器發(fā)生漏播，補(bǔ)種系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)補(bǔ)種器在當(dāng)前時(shí)間窗口內(nèi)進(jìn)行變量補(bǔ)種，并開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)驗(yàn)證。所開(kāi)展的研究工作總結(jié)如下:
　　(1)提出一種基于時(shí)變窗口的油菜精量排種器漏播實(shí)時(shí)檢測(cè)方法并開(kāi)展了試驗(yàn)驗(yàn)證。在界定了“稀疏缺苗”和“斷條”2種不同漏播類(lèi)型的基礎(chǔ)上定義了稀疏缺苗系數(shù)與斷條系數(shù)，分析了兩系數(shù)的二維平面分布，全面呈現(xiàn)出油菜精量

4、排種器所有可能發(fā)生的漏播狀態(tài)類(lèi)型。結(jié)合漏播判定規(guī)則，提出了一種基于時(shí)變窗口的排種盤(pán)轉(zhuǎn)速與排種脈沖同步檢測(cè)、排種頻率與時(shí)間間隔雙重閾值約束的漏播實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，并研制了漏播實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)。在氣力式油菜精量排種器上開(kāi)展漏播實(shí)時(shí)檢測(cè)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明:該方法能夠依據(jù)排種盤(pán)轉(zhuǎn)速的變化自行調(diào)整檢測(cè)時(shí)間窗口并準(zhǔn)確檢測(cè)出斷條系數(shù)和稀疏缺苗系數(shù)，并根據(jù)人為設(shè)定的不同漏播系數(shù)閾值和漏播判定規(guī)則，實(shí)現(xiàn)了“斷條”和“稀疏缺苗”2種不同漏播狀態(tài)類(lèi)型的準(zhǔn)確判定。

5、r>　　(2)設(shè)計(jì)了一種油菜籽螺管式補(bǔ)種器并開(kāi)展了補(bǔ)種特性試驗(yàn)研究。針對(duì)油菜籽氣力式精量排種器產(chǎn)生的漏播補(bǔ)種問(wèn)題，設(shè)計(jì)了油菜籽螺管式補(bǔ)種器，確定了螺管式補(bǔ)種器工作原理及主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，運(yùn)用EDEM仿真對(duì)螺管式補(bǔ)種器模型和3D打印試制的螺管式補(bǔ)種器分別開(kāi)展排種量與轉(zhuǎn)速關(guān)系的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明:螺管式補(bǔ)種器在轉(zhuǎn)速25～180r/min內(nèi)，排種量隨著轉(zhuǎn)速增加逐漸增大且穩(wěn)定，線性相關(guān)系數(shù)為0.99，螺管當(dāng)量排種數(shù)為1.7～1.9粒，穩(wěn)定變異系

6、數(shù)≤6％，種子破損率＜0.5％，螺管無(wú)堵塞。利用該螺管式補(bǔ)種器排種量與轉(zhuǎn)速特性，結(jié)合基于時(shí)變窗口的漏播實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，建立了螺管式補(bǔ)種器工作轉(zhuǎn)速與漏播系數(shù)的關(guān)系模型，確定補(bǔ)種器螺管數(shù)量為7，工作轉(zhuǎn)速范圍為25.7～171r/min。
　　(3)設(shè)計(jì)了油菜精量排種器漏播檢測(cè)與自補(bǔ)種系統(tǒng)并開(kāi)展試驗(yàn)驗(yàn)證。將基于時(shí)變窗口的漏播實(shí)時(shí)檢測(cè)方法與補(bǔ)種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成化，確定該系統(tǒng)的組成部分與工作原理。通過(guò)對(duì)氣力式油菜精量排種器開(kāi)展漏播檢測(cè)與自補(bǔ)種試驗(yàn)