【摘要】：氣吸式大豆播種機作業(yè)時,需要保證合格的粒距、合格的播種率等,因此,漏播率和重播率都需控制在一定的范圍內(nèi),保證播種合格率達到要求的數(shù)值。目前,大豆播種機在作業(yè)過程中尚不能對漏播及重播進行實時處理,需要后期進行人工操作,一旦出現(xiàn)大面積漏播重播不僅浪費人力物力,會影響大豆產(chǎn)量。而氣吸式大豆排種器作為完成大豆播種機械作業(yè)最重要的部件之一,主要完成吸種和排種的任務(wù)。因此,需要保證氣吸式大豆排種器具有良好的吸種性能。本文針對現(xiàn)有氣吸式排種器的吸種狀況采集困難、不能完全滿足監(jiān)測需求等問題,設(shè)計了一種氣吸式排種器吸種性能監(jiān)測系統(tǒng)(SMSPS);針對傳統(tǒng)氣吸式排種器吸種性能不穩(wěn)定、易受動力輸出軸影響,導致播種機出現(xiàn)漏播和重播現(xiàn)象的問題,提出了一種通過將氣吸式排種器排種盤的吸孔進行單獨設(shè)計,改變其原有的結(jié)構(gòu)形狀及材料的方法。(1)設(shè)計了一種氣吸式排種器吸種性能監(jiān)測系統(tǒng)(SMSPS)。通過將光電傳感器以及光電旋轉(zhuǎn)編碼器獲取的信號結(jié)合,定義了正常吸種、漏吸種以及多吸種三種情況下信號的狀態(tài),以此判定和獲取排種盤各吸孔吸種情況,與排種器試驗臺常用的圖像處理監(jiān)測系統(tǒng)(SMSIP)在6組作業(yè)條件下進行了試驗臺對比試驗。精度分析結(jié)果表明SMSPS相比于SMSIP的最大相對誤差為0.31%,監(jiān)測穩(wěn)定性分析結(jié)果表明SMSPS與SMSIP的波動幅值比較接近,兩者最大相對偏差不超過1%。通過將SMSPS獲取的單個吸孔吸種情況的數(shù)據(jù)與高速攝像獲取數(shù)據(jù)進行對比,試驗結(jié)果顯示,SMSPS監(jiān)測單個吸孔吸種量的最大相對誤差為16.67%(絕對誤差為2粒種子),最小相對誤差為0,該結(jié)果表明SMSPS可以實現(xiàn)排種盤單個吸孔吸種量監(jiān)測。(2)提出了一種通過將氣吸式排種器排種盤的吸孔進行單獨設(shè)計,改變其原有的結(jié)構(gòu)形狀及材料的方法。通過提取擬合隨機放置的大豆的輪廓曲線,將截取曲線一段圍繞中心軸,保證吸孔底面半徑進行旋轉(zhuǎn),得到吸孔的弧面。選取柔性材料硅橡膠作為吸孔制作材料。將擬合的不同曲線、硅橡膠材料的硬度以及排種器吸室負壓力值作為因素,將排種器漏吸種率、多吸種率以及吸種合格率作為考察指標進行了試驗。試驗結(jié)果表明了當選用曲線方程y=0.0004x~5+0.0187x~4-0.0068x~3-0.0019x~2+0.0368x+0.8112、并采用硬度為30HA的硅橡膠制作吸孔,在吸室負壓力為2.32kPa時工作性能最優(yōu)。(3)通過試驗臺試驗將具有柔性吸孔的排種盤與氣吸式排種器傳統(tǒng)排種盤進行對比,在6組試驗條件下相對于傳統(tǒng)排種盤具有柔性吸孔的排種盤在漏吸種率、多吸種率都較低,吸種合格率則對應較高。試驗表明,具有柔性吸孔的排種盤能一定程度上提升氣吸式排種器的吸種性能�；诶碚摲治龊驮囼炁_試驗,進行了田間綜合試驗:1)將氣吸式排種器吸種性能監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測結(jié)果與人工計數(shù)的結(jié)果進行對比,分析其田間工作時的精度,對于漏吸種量和多吸種量,其相對誤差平均值分別為3.87%和8.42%,其相對誤差最大值分別為10.34%和20.00%。2)利用氣吸式排種器吸種性能監(jiān)測系統(tǒng)對氣吸式排種器進行吸種性能田間試驗,對兩種類型的排種盤進行了吸種性能對比分析,具有柔性吸孔的排種盤對于種子的吸附具有一定的提升效果。試驗臺及田間綜合試驗的結(jié)果表明,設(shè)計的吸種性能監(jiān)測系統(tǒng)能夠完成對氣吸式排種器吸種性能監(jiān)測的要求,而具有柔性吸孔的排種盤也能夠提升氣吸式排種器的吸種性能。
【圖文】：

(d)(e)(f)圖 1.2 國外常見的氣吸式排種器目前國外比較常見且運用于大田作業(yè)的氣吸式排種器都是垂直圓盤式的，垂直圓盤式氣吸排種器主要運用于中大籽粒如大豆、玉米等種子的播種作業(yè)。如美國Precision Planting 的 vSet 氣吸式排種器（圖 1.2a），法國 KUHN 的 MAXIMA 系列氣吸式排種器（圖 1.2b），美國 Gaspardo 的 MTR 精密播種機所使用的氣吸式排種器（圖 1.2c），法國 Monosem 的 NGPlus 氣吸式排種器（圖 1.2d），美國 JOHNDEER的 MaxEmerge5 系列氣吸式排種器（圖 1.2e）以及德國 AMAZON 生產(chǎn)的 ED 系列（圖 1.2f）氣吸式單粒精密播種機所運用的氣吸式排種器都是垂直圓盤式氣吸排種器。滾筒式氣吸排種器在國外運用較少，較成熟的有英國 Hamilton 公司生產(chǎn)滾筒式播種機上所使用氣吸式滾筒排種器，適用于絕大部分的花卉、蔬菜等種子。

(d) (e) (f)圖 1.3 國內(nèi)常見的氣吸式排種器國內(nèi)的氣吸式排種器也是以垂直圓盤式的較為常見，如常州懷玉電子有限公司生產(chǎn)的氣吸式排種器（圖 1.3a），，山東大華寶來的氣吸式排種器（圖 1.3b），黑龍江雙福機械有限公司生產(chǎn)的五檔氣吸式排種器（圖 1.3c）以及黑龍江八一農(nóng)墾大學設(shè)計的 2QXP-1/2 型氣吸式排種器（圖 1.3d）等都是商品化比較成熟的氣吸式排種器產(chǎn)品。滾筒式的氣吸式排種器多用于中小籽粒種子的播種作業(yè)，由于其性能不夠穩(wěn)定，國內(nèi)研究生產(chǎn)較少，如黑龍江八一農(nóng)墾大學自主研制的氣吸滾筒式玉米排種器（圖 1.3e）和新疆石河子大學研制的氣吸滾筒陣列式棉花精密排種器（圖 1.3f等。本文以垂直圓盤式的氣吸式大豆排種器為主要研究對象，垂直圓盤式氣吸排種器的排種性能和通用性較好，主要由排種器體、吸室殼體、排種盤、攪種輪和刮種器等組成。排種器的工作原理是：驅(qū)動輪通過傳動系統(tǒng)帶動排種盤轉(zhuǎn)動，由風機產(chǎn)生的氣流通過氣吸管使排種器吸室產(chǎn)生負壓。當排種盤的吸孔轉(zhuǎn)入氣吸道時，吸孔孔一側(cè)為負壓，另一側(cè)則處于種子室，種子即在壓力差作用下被吸附在排種盤的
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S223.2

【參考文獻】

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1 靳培英;;JPS-12型排種器試驗臺的工作原理及正確使用[J];當代農(nóng)機;2015年08期

2 趙鄭斌;劉昱程;劉忠軍;高波;;基于機器視覺的穴盤精密播種性能檢測系統(tǒng)[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2014年S1期

3 馬成燕;侯林山;;黑龍江墾區(qū)大豆生產(chǎn)機械化技術(shù)及裝備[J];農(nóng)機科技推廣;2014年08期

4 龔智強;陳進;李耀明;李建華;;吸盤式精密排種裝置吸種過程氣流場中種子受力研究[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2014年06期

5 黃東巖;賈洪雷;祁悅;朱龍圖;李洪剛;;基于聚偏二氟乙烯壓電薄膜的播種機排種監(jiān)測系統(tǒng)[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2013年23期

6 張繼成;陳海濤;歐陽斌林;紀文義;;基于光敏傳感器的精密播種機監(jiān)測裝置[J];清華大學學報(自然科學版);2013年02期

7 張曉剛;劉偉;余永昌;;我國大豆精量播種機械發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J];大豆科技;2012年05期

8 王延耀;李建東;王東偉;孫慶衛(wèi);楊薇;;氣吸式精密排種器正交試驗優(yōu)化[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2012年S1期

9 周利明;王書茂;張小超;苑嚴偉;張俊寧;;基于電容信號的玉米播種機排種性能監(jiān)測系統(tǒng)[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2012年13期

10 王微微;;如何破解我國大豆產(chǎn)業(yè)難題[J];中國經(jīng)貿(mào);2012年02期

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1 羅曉峰;大豆耕播機觸土關(guān)鍵部件設(shè)計及測試技術(shù)研究[D];吉林大學;2017年

2 陳立東;氣吸式排種器性能參數(shù)設(shè)計及其對排種質(zhì)量影響的試驗研究[D];黑龍江八一農(nóng)墾大學;2006年

本文編號：2606949