气流输送集排式排种器试验台的研制与试验

摘要

精准农业是我国现代农业发展的必经之路，在节约资源、降低成本，提高经济社会效益方面具有重要的作用。播种机械是农业机械的重要组成部分，播种机工作性能的好坏对农业生产有很大影响，发展高质量的高速精密播种机是我国农业现代化的迫切需求，而排种器是播种机的重要元件。因此，排种器试验台就成为高质量播种机研发所使用的重要手段，它可以不受地点、环境、季节的限制，提高了试验的重复性和经济性，缩短研发周期。本课题将气力式播种原理与电控技术相结合，设计了一台气流输送集排式排种器试验台。具体工作如下：
　　（1）研制了一台气流输送集排式排种器试验台。该试验台主要包括集中定量排种系统、气流一阶分配系统、播种控制系统以及排种量检测系统等。集中定量排种系统调节范围大，可以实现“一器多行”式排种；对气流一阶分配系统各部分结构与参数进行了设计与计算，并借助流体力学仿真软件ANSYS Fluent对气流一阶分配系统进行内部流场分析，完善并改进设计；排种器由步进电机驱动，实现播种量的控制与调节；排种量检测系统可以检测各个排种管的排量信息，收集并反馈排种量信息。
　　（2）下位机软件的设计。选择了STM32单片机、步进电机、压力传感器、转换器等主要硬件，以Keil为软件开发平台，基于C语言编写下位机软件。在播量控制系统中，排种轴的转速与排种器的实际排种长度由步进电机驱动，程序主要包括电机驱动子程序、延时程序等；排种量检测系统以单片机为核心，配合压力传感器和A/D转换芯片HX711，实现收集并反馈种子重量信息的目的，程序主要包括AD采集子程序、读取种子重量的子程序、端口初始化子程序等。
　　（3）完成了室内试验。室内试验主要包括总排量稳定性试验、各行排量一致性试验、种子破损率试验、排种量与排种器的排种长度之间的关系试验等。室内试验结果表明，本试验台总播量稳定性变异系数低于1.2％，种子破损率小于0.5%，当波纹管的长度约为20 cm时各行排量一致性达到最佳效果，排种量与排种器的排种长度为线性关系。

目录

声明

1 引言

1.1 课题研究背景

1.2 研究目的和意义

1.3 课题主要研究内容

1.4 研究方法及技术路线

2 气流输送集排式排种器试验台整体方案的确定

2.1 试验台总体结构

2.2 工作原理

3 气流输送集排式排种器试验台主要部件的设计及计算

3.1 集中定量排种系统的设计与计算

3.2 气流一阶分配系统的设计与计算

4 试验台电控系统的设计

4.1 电控系统的整体方案和工作流程

4.2 硬件的选择与软件设计

5 样机的制造与试验

5.1 样机的制造

5.2 样机的性能试验

6 结论与建议

6.1 工作总结

6.2 主要创新点

6.3 建议

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文情况