小麦双线精播自动控制系统的研究与设计

近年来,随着播种技术的发展,精密播种已成为现代播种技术的主要发展方向,精密播种具有节约种子,降低成本,增加产量等多项优点。本文基于一项使小麦再创高产的“双线精播”技术进行相关研究,在相比“单线精播”播种量不增加的情况下,“双线精播”的小麦株距会相对稀疏,这样能够使其根部发育更健壮、抗倒伏,且保证地上株苗通风透光,解决了株苗行内拥挤、相互遮光和行间漏光等问题,从而达到小麦增产增收的目的。结合双线精播技术的要求及排种器的机械结构特点,本课题制作了小麦双线精播的单体样机。 目前,已有的播种机大多采用地轮驱动的机械式排种装置。由于进行田间作业时,保护性耕作收获后不翻耕的田地其土壤表面至少被30%的残茬覆盖,秸秆覆盖地表以及地表不平整等诸多因素都可能会造成地轮转动不平稳、滑移量较大,从而造成种子漏播现象,播种均匀性无法得到保证。此外,生产中通常采用机械调速方式来改变播量,即通过变速机构改变传动比,进而改变排种器的转速,这种方法调节株距不够准确且变速机构容易出故障,难以达到精密播种的要求。针对上述存在的问题,在对目前国内外播种机排种系统进行大量比较分析的基础上,本课题设计制作一套小麦双线精密播种智能控制系统。 该系统采用步进电机作为驱动排种器的执行机构,对排种的驱动装置进行改进。系统利用旋转编码器对精播机前进速度进行测量,使排种速度与播种机作业速度保持一致。考虑到拖拉机轮打滑率相对于播种机地轮来说要小得多,因此将旋转编码器直接安装在拖拉机轮轴上。同时,驾驶员可以通过按键对种距(或播量)进行参数设置。微处理器(CPU)结合当前速度以及种距的设置值,实时调节步进电机的转速,以带动排种器按需播种。拖拉机驾驶位与排种器之间存在一定距离,控制装置若采用有线连接较为繁琐,因此设计中将测速和驱动排种两部分通过蓝牙无线传输模块传递相关数据,既节省电线又利于设备安装与拆卸。另外,系统还能实现液晶显示、声光报警等辅助功能。 课题以全新的理念对双线精密播种机控制系统进行设计与研究,将先进的传感器测控技术,无线传输技术以及自动控制技术相结合,提高了系统性能,从而实现精密播种机的自动化和智能化。