【摘要】：黃淮海地區(qū)是我國小麥的主要種植區(qū),小麥玉米輪作是該地區(qū)的主要種植模式。由于該地區(qū)存在耕整地質(zhì)量較差、小麥的播期較短、機械水平參差不齊等現(xiàn)象,造成了小麥播種質(zhì)量難以保證。其中,播種深度一致性與播種均勻性是評價小麥播種質(zhì)量的重要指標。現(xiàn)有的小麥播種機多采用地輪驅(qū)動排種器的方式進行播種,其在田間環(huán)境復雜的條件下進行作業(yè)時,存在著排種傳動系統(tǒng)不穩(wěn)定、播深難以調(diào)節(jié)等問題,造成了漏播、播量不均、播深不一致等現(xiàn)象,從而影響小麥的播種質(zhì)量。本文針對小麥播種時的播種深度與播量均勻性問題,在認真研究分析國內(nèi)外現(xiàn)有小麥播種機的基礎上,設計了電驅(qū)動小麥播種機,包括播種機結(jié)構(gòu)、主要部件及電驅(qū)動播種系統(tǒng)的設計。主要研究工作包括以下幾個方面:(1)對電驅(qū)動小麥播種機結(jié)構(gòu)進行設計。通過對外槽輪式排種器、螺旋平土器的改進與設計用以提升小麥播種機的播種性能;在播種機設計的基礎上,為實現(xiàn)玉米的避茬播種,根據(jù)籽粒玉米和青貯玉米的種植特點,提出了兩種小麥玉米配套種植模式。(2)確定課題實施方案,設計電驅(qū)動小麥播種系統(tǒng)。應用測速傳感檢測作業(yè)速度,采用直流無刷電機驅(qū)動小麥排種器,通過PWM信號控制電機轉(zhuǎn)速,使得排種速度能夠跟隨作業(yè)速度變化,實現(xiàn)小麥種子在田間的均勻分布。對控制處理模塊、測速模塊、人機交互模塊、數(shù)據(jù)存儲與傳輸模塊、執(zhí)行機構(gòu)及電源升壓模塊等系統(tǒng)硬件的設計與選型,包括各個模塊電路設計與電機功率的計算;系統(tǒng)軟件設計包括主程序設計與人機交互界面設計,其中建立了函數(shù)關系模型,確定了T法及M法測速方式。采用閉環(huán)控制系統(tǒng),建立系統(tǒng)電機模型,設計了模糊PID控制器,對電驅(qū)動小麥播種系統(tǒng)進行仿真。仿真結(jié)果表明:利用模糊PID控制的電驅(qū)動播種系統(tǒng),系統(tǒng)無超調(diào)量,且動態(tài)響應迅速,提高了控制精度。(3)完成樣機的制作,進行室內(nèi)試驗及田間試驗。室內(nèi)試驗結(jié)果表明:對電驅(qū)動小麥播種機的電機轉(zhuǎn)速及排種性能進行標定,得到電機轉(zhuǎn)速n與PWM值a的函數(shù)關系為n=23.716a+3.562,同時驗證了電機轉(zhuǎn)速方法的可行性,得到排種器在不同工作長度下排種量與轉(zhuǎn)速的函數(shù)關系,對系統(tǒng)的控制精度進行試驗測量,在不同作業(yè)狀態(tài)下,其最大偏差率為6.83%,最小為0.31%;在中速及中高速狀態(tài)下,其穩(wěn)定性最優(yōu),平均偏差在2.5%以內(nèi)。田間試驗結(jié)果表明:應用自動導航技術(shù)播種的銜接行距偏差在4 cm之內(nèi),變異系數(shù)為6.5%;兩種種植模式下,播種均勻性變異系數(shù)為5.64%、6.04%,播深合格率為90%,出苗情況良好。該播種機可以保證良好的播種均勻性與播深一致性,且播量調(diào)整便利。總之,本文根據(jù)黃淮海地區(qū)小麥種植的特點,設計了一種電驅(qū)動小麥播種機,完成了樣機的制作,并進行了室內(nèi)試驗及田間性能試驗,初步實現(xiàn)了小麥的精量播種。
【圖文】：

圖 1.1 稻茬直播小麥播種機設計了一種帶有排種控制裝置的小麥播種機。利用安裝在速和排種軸轉(zhuǎn)速，采用閉環(huán)控制的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用以控制設計的裝有排種控制裝置的小麥播種機可以有效提高播種播種。人使用信號檢測技術(shù)設計了一臺可進行作業(yè)性能評估的小撞擊傳感器的力度與所產(chǎn)生電壓值變化之間的關系來確定種均勻度在線確定程序，用以評價小麥播種機的排種性能公司生產(chǎn)的 PINTA500 氣吹式條播機采用支路渦輪吸氣系證播種的精確性。帶有余種清理裝置，可以對多種類型造成損傷，且能夠在復雜地形條件下作業(yè)、播種效率高。

圖 1.1 稻茬直播小麥播種機gar[6]等人設計了一種帶有排種控制裝置的小麥播種機。利用安裝在地輪及排種軸測地輪轉(zhuǎn)速和排種軸轉(zhuǎn)速，采用閉環(huán)控制的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用以控制電機的運轉(zhuǎn)行控制。設計的裝有排種控制裝置的小麥播種機可以有效提高播種的均勻性，，下的精密播種。arimi[7]等人使用信號檢測技術(shù)設計了一臺可進行作業(yè)性能評估的小麥播種機。該落的種子撞擊傳感器的力度與所產(chǎn)生電壓值變化之間的關系來確定排種器排出編寫的播種均勻度在線確定程序，用以評價小麥播種機的排種性能。馬斯奇奧公司生產(chǎn)的 PINTA500 氣吹式條播機采用支路渦輪吸氣系統(tǒng)及排種分也可以保證播種的精確性。帶有余種清理裝置，可以對多種類型的作物進行播會對種子造成損傷，且能夠在復雜地形條件下作業(yè)、播種效率高。
【學位授予單位】：河南農(nóng)業(yè)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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本文編號：2680856