電力驅(qū)動播種機關(guān)鍵技術(shù)

李洪剛 趙新天 李正強 張振濤

摘要：本文針對播種機傳動系統(tǒng)在工作過程中存在的鏈條脫落、拉長斷裂等傳動系統(tǒng)問題，以研究電力驅(qū)動式精密播種裝置和變量調(diào)節(jié)系統(tǒng)為核心內(nèi)容，開發(fā)新型播種機械，使機電結(jié)合在播種機械方面得到進一步應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：傳動系統(tǒng)；電力驅(qū)動；同步傳動

中圖分類號： S223 文獻標(biāo)識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.16.012

1 研究背景

國外從20世紀(jì)80年代開始將電子信息技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)中[1]，如美國內(nèi)布拉斯加大學(xué)研究出一種播種機運用光電傳感器系統(tǒng)能夠快速測量排種間距[2]；法國研制的NODET氣吸式報警裝置播種機，其是一種機械式報警裝置，由彈簧壓片碰撞金屬部件發(fā)聲報警；英國斯塔赫5870-12精密播種機和前蘇聯(lián)發(fā)明的CynH-8型播種機都采用電子監(jiān)視式[3-4]。國內(nèi)對播種機監(jiān)測技術(shù)的研究起步較晚，主要有中國農(nóng)業(yè)大學(xué)測試中心的丁至成教授，研制了基于單片機的排種均勻度檢測儀[5]，此裝置專門針對播種均勻性進行檢測，包含多種外圍設(shè)計電路，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但精準(zhǔn)度較高。電動施肥裝置在播種機上已經(jīng)得到一定應(yīng)用，其技術(shù)和結(jié)構(gòu)趨于成熟，但在調(diào)節(jié)方面仍為有級調(diào)節(jié)。電動排種裝置及相關(guān)配套電子信息控制系統(tǒng)，雖有人提及，卻沒有進行縱深研究或者相關(guān)產(chǎn)品應(yīng)用。

2關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1電力驅(qū)動排種器技術(shù)

以拖拉機電瓶為電源，通過步進電機帶動排種器轉(zhuǎn)動，完成排種過程。排種器的工作阻力與其結(jié)構(gòu)和排種方式密切相關(guān)，因大小不同，空轉(zhuǎn)和負載狀態(tài)下差別也很大，其關(guān)鍵是步進電機的輸出扭矩與排種過程所需扭矩的匹配，步進電機的連續(xù)使用時間和使用壽命。

2.2同步轉(zhuǎn)動的信息傳送技術(shù)

通過監(jiān)測配套拖拉機的驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)排種器、排肥器的同步轉(zhuǎn)動（詳見圖1）。由轉(zhuǎn)速傳感器1實時采集播種機工作地輪的轉(zhuǎn)動速度，將信號傳遞給主控芯片，主控芯片依據(jù)轉(zhuǎn)速檔位算出播種盤的期望轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速傳感器2采集播種轉(zhuǎn)盤的實際轉(zhuǎn)動速度信號傳遞給主控芯片，主控芯片對播種轉(zhuǎn)盤的播種轉(zhuǎn)速和實際轉(zhuǎn)速進行對比，以差值的正負確定播種盤應(yīng)該降速還是加速，以差值大小確定由電機驅(qū)動發(fā)給電機的脈沖量。

2.3電子信息控制技術(shù)

通過分析所使用播種機在作業(yè)時地輪每行走一圈所產(chǎn)生的位移、排種器每轉(zhuǎn)一圈的排種粒數(shù)和傳動比之間的關(guān)系，計算出株距調(diào)控的理論公式，實現(xiàn)實際株距與理論株距相接近的數(shù)字輸入無極調(diào)節(jié)。

3結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，模塊化設(shè)計、信息化技術(shù)、智能化控制在結(jié)構(gòu)和功能上能夠更加廣泛和充分的應(yīng)用到玉米精密播種機械領(lǐng)域。本文研究的電力驅(qū)動播種機在結(jié)構(gòu)上，省去了機械式鏈條傳動系統(tǒng)，優(yōu)化了整機結(jié)構(gòu)，為其他工作部件的合理布局創(chuàng)造了更大的空間；在功能上避免了機械式傳動系統(tǒng)在作業(yè)過程中產(chǎn)生的鏈條斷裂、拉伸、脫落等現(xiàn)象對播種質(zhì)量造成的影響，并實現(xiàn)了播種株距的無極調(diào)節(jié)；在技術(shù)上開發(fā)了驅(qū)動、調(diào)整方面的可編程控制技術(shù)，是機電結(jié)合技術(shù)的體現(xiàn)，是實現(xiàn)玉米種植技術(shù)機電一體化發(fā)展方向的重要歷程。

參考文獻

[1]VVatts.C.W. Mobile instrumentation and date processing system for testing field machinery[J].JSAM，1996：405-4.09.

[2]陸黎，胡建平.精密播種機監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及創(chuàng)新研究[J]，農(nóng)機化研究，2005（02）：13-15.

[3]中國農(nóng)機院.外國四種排種器室內(nèi)性能試驗報告[R].1979，11.

[4]張波平.蘇聯(lián)播種機械技術(shù)考察報告[R].中國精密播種機械聯(lián)合體，1991，10.

[5]丁至成，吳建軍.PLG排種均勻度檢測系統(tǒng)的研究與試驗明.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，1996，12（02）：116-121.

作者簡介：李洪剛，吉林省農(nóng)業(yè)機械研究院，高級工程師，研究方向：農(nóng)機研究。