棉花精量穴播器取种状态监测系统设计与试验

摘要

针对棉花精量穴播作业过程中取种、排种不畅造成空穴的问题,该研究开发了一种棉花精量穴播器取种状态监测系统。以齿盘式穴播器为对象,在分析其工作过程的基础上,确定监测点位置。采用激光对射型传感器和霍尔传感器作为信息监测元件,用STM32单片机实现合格穴数和空穴率的计算,通过nRF24L01无线通信模块实现人机交互终端数据交互,并进行室内和田间试验。台架试验表明,在穴播器工作转速30~45 r/min范围内,系统转动圈数监测精度不变,为100%,合格穴数监测精度达到97%以上,空穴数监测精度达到93%以上,监测系统的准确性满足使用要求。田间试验结果表明,光照对监测系统无影响,合格穴数监测精度最低为96.17%,空穴数监测精度最低为93.11%,与台架试验相比,系统精度下降不超过1个百分点。系统监测与人工实测的合格穴数、空穴数的F值0.05,系统监测值与人工实测值差异不显著。该研究提出的齿盘取种性能的监测方法有效可行,开发的取种状态监测系统在田间作业时具有良好的准确性和稳定性,满足棉花精量穴播器取种状态监测的要求,对促进棉花精量穴播作业自动化、智能化具有重要意义。