【摘要】：伴隨著經(jīng)濟和社會發(fā)展水平的進步,我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平不斷提高,由傳統(tǒng)的粗獷、低效農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代精準、高效農(nóng)業(yè)發(fā)展。精準和高效農(nóng)業(yè)是通信、網(wǎng)絡(luò)、生物及農(nóng)業(yè)等技術(shù)深度融合的新型農(nóng)業(yè)。精密播種機播量控制系統(tǒng)和排種性能監(jiān)測系統(tǒng)能夠提高播量的控制精度,改善播種質(zhì)量,對播種過程中出現(xiàn)的異常情況及時報警,同時還能夠節(jié)約勞動力,降低生產(chǎn)成本,在現(xiàn)代化精準農(nóng)業(yè)發(fā)展進程中具有深遠的戰(zhàn)略意義。當前國內(nèi)大多播種機采用地輪驅(qū)動排種機構(gòu)的機械式驅(qū)動方式,導致其工作在有殘茬覆蓋或者含水率較高的地表時容易打滑,進而引發(fā)株距不均勻、播量不準等問題;并且國內(nèi)普遍采用的機械式播種機通常采用人工調(diào)節(jié)傳動機構(gòu)的傳動比來達到調(diào)節(jié)播種株距的目的,此種方式不僅調(diào)節(jié)麻煩,且無法實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)的目的。此外,由于播種機作業(yè)過程處于相對封閉的狀態(tài),僅靠人眼很難直接觀察到具體的播種工況,一旦發(fā)生漏播、重播現(xiàn)象就會嚴重影響作物產(chǎn)量。針對以上問題,本課題組在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)之上,采用紅外傳感技術(shù)、單片機技術(shù)、PID控制技術(shù)相結(jié)合的方法,研究了精密播種機播量控制系統(tǒng)和排種性能監(jiān)測系統(tǒng)。具體的研究內(nèi)容和研究成果如下:(1)對傳統(tǒng)播種機的機構(gòu)進行優(yōu)化改造:結(jié)合農(nóng)機制造提倡的“一機多用、復(fù)合作業(yè)”的理念,改裝了江蘇省丹陽市欣田農(nóng)業(yè)機械有限責任公司生產(chǎn)的2BXF-12A型旋耕開溝播種一體機,在保留該機械播種、旋耕、整壓、開溝功能的基礎(chǔ)上,重點對播種機的驅(qū)動方式進行了改造。播種機排種軸的驅(qū)動方式由原來的機械鏈式傳動改為直流電機驅(qū)動,實現(xiàn)排種軸轉(zhuǎn)速與播種機行進速度的匹配,并實現(xiàn)無極調(diào)節(jié)排種軸轉(zhuǎn)速。在此基礎(chǔ)之上,所有輸種管均安裝排種性能監(jiān)測系統(tǒng)。(2)精密播種機播量控制系統(tǒng)的構(gòu)建:控制系統(tǒng)作為播種機精密播種的核心,主要完成車載傳感器信號的采集和排種軸轉(zhuǎn)速的無級控制。該系統(tǒng)由主控機構(gòu)、播量調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)、數(shù)碼管顯示機構(gòu)以及車載信號采集機構(gòu)四部分組成。按照分布式系統(tǒng)設(shè)計理念,將系統(tǒng)主要功能模塊封裝為獨立功能的單元,構(gòu)建成一個便于拓展的分布式控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用模塊化編程思想,主要包括主程序、信息采集子程序、驅(qū)動子程序、顯示子程序以及PID控制算法子程序。(3)精密播種機排種性能監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建:監(jiān)測系統(tǒng)主要包含信號采集模塊、主控模塊、界面顯示和聲光報警四大部分。該系統(tǒng)以紅外傳感器作為信號采集端,采用STM32F103系列單片機作為控制核心。播種過程中若出現(xiàn)的漏播、重播故障,對應(yīng)播種通道號的LED燈會被點亮,且通道號會顯示在數(shù)碼管上,提醒機手及時采取措施,減少農(nóng)業(yè)損失。(4)開展了精密播種機播量控制系統(tǒng)和排種性能監(jiān)測系統(tǒng)的相關(guān)試驗,試驗結(jié)果表明:控制系統(tǒng)能夠根據(jù)機具行進速度實時調(diào)節(jié)排種軸的轉(zhuǎn)速,排種軸的實際轉(zhuǎn)速與目標轉(zhuǎn)速的誤差較小,控制精度高,響應(yīng)速度快,各項指標均符合精密播種行業(yè)規(guī)范。監(jiān)控系統(tǒng)針對單粒播種的農(nóng)作物,通過大量試驗表明,其監(jiān)測精度較高,工作穩(wěn)定。
【圖文】：

Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｊｏｈｎ邋Ｄｅｅｒｅ邋Ｍｏｄｅｌ邋１７７０ＮＴ－２４邋Ｐｌａｎｔｅｒ逡逑日本矢崎公司生產(chǎn)的ＳＹＧ－８型水稻直播機，適用性強，能夠被安裝在久保逡逑田、洋馬、井關(guān)的插秧機上，且該機配備有測速輪，可以根據(jù)播種機行進速度，逡逑對排種過程進行微調(diào)。該播種機采用電機控制播量，因此可以實現(xiàn)高精度的穴播。逡逑目前該機己經(jīng)在蘇南地區(qū)小范圍推廣，但由于該機作業(yè)效率低，價格昂貴，，作業(yè)逡逑條件苛刻，未得到大面積推廣。邐邐逡逑圖丨－２日本矢崎ＳＹＧ－８型水稻直播機逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｊａｐａｎ邋Ｙａｚａｋｉ邋ＳＹＧ－８邋ｒｉｃｅ邋ｄｉｒｅｃｔ邋ｓｅｅｄｉｎｇ邋ｍａｃｈｉｎｅ逡逑由以上研宄可以看出，國外的精密播種機未來發(fā)展的方向會重點偏向于精量逡逑

邐第一章緒論邐逡逑上的缺陷進行改進。最后進行臺架試驗，驗證系統(tǒng)的可行性、可靠性、穩(wěn)定性，逡逑對試驗數(shù)據(jù)進行處理，得出結(jié)論，為進一步完善設(shè)計提供依據(jù)。具體設(shè)計與試驗逡逑研究的技術(shù)路線如圖１－４爿邐逡逑
【學位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S223.2

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本文編號：2631454