播种机的播量自动控制及防漏播技术研究.pdf

年 第 期 农 机 使 用 与 维 修 播 种 机 的 播 量 自 动 控 制 及 防 漏 播 技 术 研 究 李 晓 燕 同心县农业机械化推广服务中心 宁夏同心 摘 要 播种机是农业生产中使用最广泛的农业机械之一 现阶段的播种机技术主要以机械式作业为主 其电气 自动化程度相对不高 为进一步提高播种机的工作性能 减少作业过程中存在的播量不精确 播量不足等问题 研究播种机的播量自动控制技术具有现实意义 主要介绍了播种机的播量自动控制技术实施的可行方案 并对 如何预防和减少播种机的漏播问题进行了分析和说明 关 键 词 播种机 播量 自动控制 防漏播 中 图 分 类 号 文 献 标 识 码 作 者 简 介 李晓燕 女 汉族 宁夏同心人 大专 工 程师 主要从事农业机械化研究工作 引 言 播 种 机 的 工 作 性 能 对 播 种 质 量 和 农 作 物 的 实 际 产 量 影 响 很 大 优 质 的 播 种 作 业 是 农 作 物 良 好 生 长 和 发 育 的 基 础 传 统 的 播 种 机 技 术 对 于 播 种 量 调 整 主 要 以 人 工 调 整 为 主 且 对 于 播 种 过 程 出 现 的 漏 播 种 子 不 足 等 问 题 不 能 及 时 的 进 行 反 馈 易 产 生 大 面 积 作 业 不 良 播 种 量 不 合 理 或 漏 播 问 题 因 此 为 进 一 步 提 高 播 种 机 的 工 作 能 力 优 化 播 种 机 操 作 控 制 的 合 理 性 减 少 作 业 过 程 中 可 能 出 现 的 故 障 问 题 提 高 播 种 机 的 自 动 化 程 度 十 分 必 要 从 目 前 来 看 我 国 的 播 种 机 机 械 技 术 已 经 比 较 成 熟 但 是 播 种 机 在 自 动 控 制 和 故 障 检 测 方 面 的 技 术 研 究 却 相 对 不 足 因 此 通 过 电 子 控 制 技 术 提 高 播 种 机 的 工 作 性 能 确 保 播 种 作 业 的 可 靠 性 对 于 提 高 农 业 生 产 的 最 终 收 益 十 分 有 利 播 种 机 的 播 量 自 动 控 制 技 术 技 术 实 现 的 基 础 条 件 要 实 现 播 种 的 自 动 控 制 主 要 应 进 行 以 下 几 方 面 操 作 一 是 重 新 设 计 播 种 调 整 装 置 的 结 构 将 原 有 的 人 工 调 整 结 构 更 改 成 为 可 控 制 的 结 构 二 是 设 置 播 量 统 计 装 置 通 过 统 计 排 种 器 单 位 时 间 内 的 排 种 量 配 合 拖 拉 机 的 行 驶 速 度 进 行 分 析 对 比 作 业 方 案 分 析 排 种 量 是 否 过 多 或 过 少 若 排 种 量 不 正 常 则 将 获 得 的 数 据 信 息 传 递 给 中 央 处 理 器 或 在 仪 表 位 置 进 行 显 示 三 是 设 计 播 量 控 制 方 案 能 够 根 据 传 感 器 获 取 的 数 据 信 息 应 对 不 同 的 排 种 异 常 问 题 并 自 动 选 择 最 佳 的 方 案 进 行 播 种 量 的 调 整 四 是 调 整 后 的 状 态 复 检 针 对 执 行 的 调 整 方 案 再 次 进 行 播 量 统 计 和 数 据 分 析 检 查 播 种 量 是 否 满 足 相 关 要 求 技 术 实 现 的 可 行 方 式 在 实 际 的 机 械 化 播 种 作 业 过 程 中 播 种 量 的 主 要 决 定 因 素 是 地 轮 的 转 速 但 是 生 产 过 程 中 的 很 多 因 素 会 导 致 地 轮 的 转 速 与 预 期 不 符 则 造 成 播 种 机 播 种 时 的 播 种 量 减 少 或 增 多 绝 大 多 数 为 减 少 的 问 题 而 只 有 在 地 轮 转 速 不 正 常 时 仍 保 证 排 种 器 具 有 应 有 的 转 速 才 能 有 效 实 现 播 种 机 的 播 种 量 符 合 生 产 需 求 因 此 最 简 单 的 解 决 办 法 就 是 利 用 电 机 进 行 转 速 的 辅 助 调 整 以 弥 补 排 种 器 转 速 与 行 驶 速 度 的 不 匹 配 问 题 具 体 来 讲 该 技 术 的 实 施 主 要 依 靠 传 感 器 技 术 以 及 电 机 控 制 技 术 来 实 现 由 于 播 种 量 的 补 充 需 要 在 瞬 时 间 完 成 因 此 要 求 传 感 器 信 息 传 递 信 息 处 理 动 作 执 行 等 程 序 在 最 短 时 间 内 完 成 如 图 所 示 首 先 可 考 虑 在 以 下 几 个 位 置 加 设 传 感 器 以 便 于 及 时 获 取 排 种 量 的 异 常 信 息 一 是 增 设 排 种 器 转 速 传 感 器 二 是 增 设 地 轮 转 速 传 感 器 其 次 将 拖 拉 机 的 速 度 信 息 地 轮 转 速 信 息 排 种 器 转 速 信 息 通 过 信 息 技 术 进 行 收 集 并 将 其 传 递 到 信 息 处 理 的 芯 片 当 地 轮 转 速 与 拖 拉 机 行 驶 速 度 不 匹 配 时 程 序 会 根 据 这 一 变 化 第 一 时 间 分 析 排 种 器 的 转 速 并 调 用 相 应 的 控 制 程 序 控 制 驱 动 电 机 调 整 排 种 器 转 速 随 后 驱 动 电 机 会 立 即 收 到 调 速 命 令 并 将 排 种 器 的 转 速 调 整 为 规 定 的 转 速 自 动 调 速 控 制 的 硬 件 系 统 布 置 硬 件 系 统 以 单 片 机 为 中 心 开 展 新 增 加 的 硬 件 包 括 了 转 速 传 感 器 单 片 机 供 电 模 块 信 息 显 示 屏 人 工 控 制 按 键 驱 动 电 机 联 轴 器 辅 助 支 架 等 如 图 所 示 将 单 片 机 及 供 电 模 块 与 拖 拉 机 的 电 路 系 统 连 接 并 妥 善 安 装 在 播 种 机 的 相 应 位 置 将 地 轮 和 排 种 器 的 速 度 传 感 器 安 装 于 地 轮 和 排 种 器 的 轴 端 并 与 单 片 机 相 连 进 行 信 息 传 递 驱 动 电 机 安 装 在 辅 助 支 架 上 并 通 过 联 轴 器 与 排 种 器 轴 的 一 端 相 连 接 实 现 对 排 种 器 的 速 度 补 充 拖 拉 机 驾 驶 室 内 增 设 信 息 显 示 屏 人 工 控 制 按 键 用 以 实 时 查 看 播 种 机 工 作 状 态 便 于 驾 驶 员 在 驾 驶 室 内 通 过 人 工 控 制 农 机 使 用 与 维 修 年 第 期 图 播 量 自 动 控 制 实 施 流 程 按 键 对 播 种 状 态 进 行 调 节 图 自 动 调 速 控 制 的 硬 件 系 统 布 置 播 种 机 的 防 漏 播 技 术 漏 播 问 题 对 于 播 种 机 的 实 际 播 种 效 果 影 响 很 大 现 阶 段 的 很 多 播 种 机 都 或 多 或 少 存 在 着 漏 播 的 问 题 相 对 而 言 气 力 式 播 种 机 对 于 种 子 采 取 吸 附 的 方 式 进 行 获 取 取 种 的 可 靠 性 大 幅 提 升 而 机 械 式 排 种 器 在 种 子 获 取 过 程 中 可 能 受 到 多 种 因 素 的 影 响 出 现 取 种 失 效 或 漏 播 的 概 率 更 高 产 生 漏 播 的 原 因 分 析 播 种 机 产 生 漏 播 的 主 要 原 因 包 括 以 下 几 点 一 是 种 子 补 充 不 及 时 导 致 种 子 箱 内 的 种 子 全 部 排 空 或 种 子 量 不 足 以 供 给 排 种 器 连 续 取 种 排 种 器 无 法 取 种 而 造 成 漏 播 二 是 种 子 质 量 不 好 均 匀 性 差 异 较 大 或 含 杂 率 较 高 导 致 部 分 种 子 无 法 进 入 取 种 型 孔 或 有 杂 质 进 入 型 孔 使 种 子 无 法 进 入 从 而 引 起 漏 播 问 题 三 是 气 力 式 排 种 器 的 气 压 建 立 不 稳 定 导 致 种 子 获 取 过 程 吸 附 力 不 足 从 而 导 致 种 子 获 取 失 败 或 不 能 连 续 获 取 而 产 生 漏 播 问 题 四 是 机 械 式 排 种 器 排 种 型 孔 规 格 选 择 不 合 理 型 孔 过 小 造 成 难 于 取 种 问 题 而 型 孔 过 大 又 造 成 种 子 浪 费 预 防 或 改 善 漏 播 问 题 的 可 行 方 案 在 种 子 箱 内 布 置 多 点 种 量 检 测 传 感 器 当 种 子 量 缺 失 时 及 时 补 充 种 子 种 子 的 选 择 要 以 优 质 种 源 为 主 要 实 现 含 杂 率 和 均 匀 度 满 足 播 种 机 的 使 用 要 求 避 免 因 种 子 品 质 不 良 导 致 的 漏 播 问 题 同 时 还 可 在 种 子 箱 中 布 置 搅 动 机 构 避 免 种 子 在 远 离 排 种 器 的 位 置 架 空 而 无 法 到 达 取 种 位 置 搅 动 机 构 的 布 置 可 以 保 证 种 子 均 匀 地 分 布 于 排 种 器 周 围 在 出 种 口 位 置 布 置 检 测 传 感 器 检 测 种 子 是 否 顺 利 排 出 传 感 器 的 选 择 应 以 接 近 式 传 感 器 为 主 避 免 农 业 生 产 复 杂 环 境 造 成 传 感 器 检 测 不 准 的 问 题 同 时 在 进 行 试 播 种 的 过 程 中 应 对 传 感 器 灵 敏 性 进 行 验 证 确 保 其 工 作 的 可 靠 性 做 好 对 气 力 式 排 种 器 气 泵 及 输 气 管 路 的 保 养 工 作 及 时 清 除 堵 塞 在 型 孔 内 部 的 杂 物 使 气 力 式 排 种 器 的 气 泵 始 终 能 够 为 排 种 器 建 立 均 匀 且 足 够 的 负 压 力 确 保 取 种 过 程 的 顺 利 进 行 机 械 式 排 种 器 为 满 足 不 同 规 格 种 子 的 适 应 性 通 常 配 套 有 不 同 尺 寸 规 格 的 型 孔 因 此 为 保 证 有 效 的 取 种 工 作 必 须 要 根 据 种 子 的 直 径 尺 寸 合 理 选 取 排 种 器 的 可 更 换 部 件 近 年 来 很 多 农 机 研 发 机 构 针 对 播 种 机 的 漏 播 问 题 设 计 了 自 动 补 播 装 置 只 是 该 技 术 仍 处 于 试 验 期 还 没 有 在 播 种 机 上 进 行 大 规 模 应 用 结 语 在 传 统 播 种 机 技 术 的 基 础 上 进 行 自 动 控 制 技 术 的 应 用 能 够 显 著 提 高 播 种 机 工 作 的 可 靠 性 和 精 确 性 并 预 防 故 障 问 题 和 工 作 失 效 的 产 生 只 是 播 种 机 作 为 精 密 的 农 业 机 械 设 备 其 自 动 化 技 术 的 广 泛 应 用 还 有 较 多 的 工 作 要 做 这 需 要 农 机 生 产 企 业 和 相 关 研 发 机 构 进 一 步 加 强 相 关 研 究 使 农 业 播 种 作 业 真 正 实 现 精 密 化 参 考 文 献 娄秀华 精密播种机排种自动控制装置 中国农业 大学学报 孙丽萍 免耕播种机播种量自动控制系统硬件设计 农业机械 梁方 杨淦光 许丰 等 外槽轮式播种机播量控制系 统设计与试验 农机化研究 张晓辉 赵百通 播种机自动补播式监控系统的研究 农业工程学报