隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的提高,精量播種機(jī)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中,對提高作業(yè)效率起到重要作用。排種器是精量播種機(jī)的核心部件,其性能優(yōu)劣決定了機(jī)具播種作業(yè)質(zhì)量。氣吸式精量播種機(jī)作業(yè)過程中不可避免出現(xiàn)排種盤吸種不暢、導(dǎo)種管被雜物堵塞,種箱排空等情況,將造成種粒漏播,影響作物產(chǎn)量。因此,為保證排種作業(yè)質(zhì)量,亟需為精量播種機(jī)配備性能完善、可靠性高的排種質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng),對提高播種作業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、降低人工跟隨觀測勞動(dòng)成本等具有重要意義。目前常用的電子監(jiān)測方法有4種:光電感應(yīng)法、電容感應(yīng)法、壓電感應(yīng)法和機(jī)器視覺法,通過對比與分析,確定采用光電感應(yīng)實(shí)現(xiàn)玉米粒子流下落過程監(jiān)測,以此優(yōu)化設(shè)計(jì)玉米精量播種機(jī)排種監(jiān)測系統(tǒng)軟硬件結(jié)構(gòu)。通過試驗(yàn)改進(jìn)優(yōu)化系統(tǒng)性能,滿足實(shí)際作業(yè)需求。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)開發(fā)以STM32單片機(jī)為核心的玉米精量播種機(jī)排種監(jiān)測系統(tǒng),系統(tǒng)通過TFT LCD液晶顯示屏對各組排種單體的排種量、漏播量、重播量等進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示,故障發(fā)生時(shí)可以通過聲、光裝置進(jìn)行報(bào)警。(2)為提高系統(tǒng)監(jiān)測穩(wěn)定性與作業(yè)靈敏度,設(shè)計(jì)基于對射式光電感應(yīng)的排種監(jiān)測探頭,通過優(yōu)化二極管空間排布與排種管結(jié)構(gòu)改造消除監(jiān)測盲區(qū),同時(shí)阻斷發(fā)射端散射光線對接收端非直射匹配二極管的影響,從而濾除雜光干擾。(3)為實(shí)現(xiàn)排種信號(hào)獲取、處理與響應(yīng)提示功能,優(yōu)化設(shè)計(jì)了信號(hào)采集電路、車速拾取電路、單片機(jī)系統(tǒng)電路、報(bào)警顯示電路、電源電路等各功能電路模塊,計(jì)算選型關(guān)鍵元件,完成監(jiān)測電路硬件系統(tǒng)集成。(4)為實(shí)現(xiàn)參數(shù)統(tǒng)計(jì)與故障判別顯示,設(shè)計(jì)開發(fā)系統(tǒng)軟件程序,主要包括脈沖中斷監(jiān)測子程序、定時(shí)器子程序、漏播和重播判定算法、參數(shù)顯示子程序以及聲光報(bào)警子程序等。(5)開展實(shí)驗(yàn)室臺(tái)架試驗(yàn)和田間試驗(yàn)。利用JPS-12試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行不同轉(zhuǎn)速下的排種量試驗(yàn):速度在300粒/min、420粒/min和540粒/min時(shí),系統(tǒng)的排種量監(jiān)測精度分別為98.2%、97.9%、97.5%,滿足實(shí)際作業(yè)要求。集成監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行田間試驗(yàn),播種機(jī)的車速控制在4 km/h至6 km/h,試驗(yàn)結(jié)果表明:排種量監(jiān)測精度達(dá)96.2%,并且在發(fā)生斷條漏播時(shí),能夠準(zhǔn)確定位漏播所在路數(shù)且發(fā)出聲光報(bào)警,報(bào)警成功率達(dá)到100%。
【學(xué)位單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S513;TP274;S223.2
【部分圖文】：

人工監(jiān)測法Fig.1-1Manualmonitoringmethod

人工涂油和人工清種工序、提高了動(dòng)式排種器試驗(yàn)臺(tái)，首次采用沙盤該試驗(yàn)臺(tái)可實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速、操作方時(shí)沙盤長度受到條件的限制[5]。圖 1-1 人工監(jiān)測法Fig.1-1 Manual monitoring method紅外發(fā)光二極管、激光二極管、光的遮擋信息，光電感應(yīng)法如圖 1-2 排種種粒粘

容感應(yīng)法法：通常在導(dǎo)種管兩側(cè)各放置 1 塊電容極板，種粒下落經(jīng)容的介電常數(shù)變大，電容數(shù)值變大，通過轉(zhuǎn)換電路將電容式傳輸給單片機(jī)等控制元件實(shí)現(xiàn)對種子流的采集。其優(yōu)點(diǎn)，不會(huì)因田間塵土造成監(jiān)測失靈。但是玉米粒流通過傳感過電容轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行變換，提高傳感器的精度，使用電容電容感應(yīng)法如圖 1-3 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2810498