油菜精量排種器漏播檢測及補種系統(tǒng)設計與試驗.pdf

1、播種是農業(yè)生產的重要作業(yè)環(huán)節(jié)，精播技術是實現(xiàn)精量播種作業(yè)的關鍵技術。精量排種器是播種機的核心部件，主要有機械式和氣力式兩種。油菜籽等小粒徑種子因粒徑小、質量輕、含油率高、排種頻率高、易破碎等特性，精量播種質量往往難以保證。漏播是衡量排種器性能的重要指標。當種箱缺種、排種盤型孔堵塞、排種盤轉速過快、氣壓偏離有效值等故障現(xiàn)象在播種過程中不可避免地引起漏播，甚至會導致一行或數(shù)行出現(xiàn)“斷條”漏播，嚴重影響農作物產量。因此，有必要開展油菜精量排種

2、器漏播實時檢測，同時對發(fā)生的漏播進行精準補種，提高播種作業(yè)質量與效率。
　　本文在分析國內外精量排種器漏播實時檢測與補種研究的基礎上，設計了一套安裝于油菜精量聯(lián)合直播機上的油菜精量排種器漏播實時檢測與自補種系統(tǒng)。在界定“稀疏缺苗”和“斷條”兩種不同漏播狀態(tài)類型的基礎上，提出一種基于時變窗口的油菜精量排種器漏播實時檢測方法，并開展了試驗研究該方法檢測的實時性與準確性;設計了一種油菜籽螺管式補種器，探索排種量與轉速的關系，并建立了補種

3、器工作轉速與漏播系數(shù)的關系模型;集成化設計基于時變窗口的精量排種器漏播實時檢測方法與自補種系統(tǒng)，當系統(tǒng)檢測到精量排種器發(fā)生漏播，補種系統(tǒng)驅動補種器在當前時間窗口內進行變量補種，并開展相關試驗驗證。所開展的研究工作總結如下:
　　(1)提出一種基于時變窗口的油菜精量排種器漏播實時檢測方法并開展了試驗驗證。在界定了“稀疏缺苗”和“斷條”2種不同漏播類型的基礎上定義了稀疏缺苗系數(shù)與斷條系數(shù)，分析了兩系數(shù)的二維平面分布，全面呈現(xiàn)出油菜精量

4、排種器所有可能發(fā)生的漏播狀態(tài)類型。結合漏播判定規(guī)則，提出了一種基于時變窗口的排種盤轉速與排種脈沖同步檢測、排種頻率與時間間隔雙重閾值約束的漏播實時檢測方法，并研制了漏播實時檢測系統(tǒng)。在氣力式油菜精量排種器上開展漏播實時檢測試驗，試驗結果表明:該方法能夠依據(jù)排種盤轉速的變化自行調整檢測時間窗口并準確檢測出斷條系數(shù)和稀疏缺苗系數(shù)，并根據(jù)人為設定的不同漏播系數(shù)閾值和漏播判定規(guī)則，實現(xiàn)了“斷條”和“稀疏缺苗”2種不同漏播狀態(tài)類型的準確判定。

5、r>　　(2)設計了一種油菜籽螺管式補種器并開展了補種特性試驗研究。針對油菜籽氣力式精量排種器產生的漏播補種問題，設計了油菜籽螺管式補種器，確定了螺管式補種器工作原理及主要結構參數(shù)，運用EDEM仿真對螺管式補種器模型和3D打印試制的螺管式補種器分別開展排種量與轉速關系的試驗研究。試驗結果表明:螺管式補種器在轉速25～180r/min內，排種量隨著轉速增加逐漸增大且穩(wěn)定，線性相關系數(shù)為0.99，螺管當量排種數(shù)為1.7～1.9粒，穩(wěn)定變異系

6、數(shù)≤6％，種子破損率＜0.5％，螺管無堵塞。利用該螺管式補種器排種量與轉速特性，結合基于時變窗口的漏播實時檢測方法，建立了螺管式補種器工作轉速與漏播系數(shù)的關系模型，確定補種器螺管數(shù)量為7，工作轉速范圍為25.7～171r/min。
　　(3)設計了油菜精量排種器漏播檢測與自補種系統(tǒng)并開展試驗驗證。將基于時變窗口的漏播實時檢測方法與補種驅動系統(tǒng)集成化，確定該系統(tǒng)的組成部分與工作原理。通過對氣力式油菜精量排種器開展漏播檢測與自補種試驗