馬鈴薯播種機漏播檢測與補種系統(tǒng)的設(shè)計與試驗

雷小龍 鄒洪宇 楊正穎 李芋汶 龔 靜 鄭明武 雷 怡 張 磊 呂小榮

(四川農(nóng)業(yè)大學 機電學院，四川 雅安 625014)

馬鈴薯播種機是提高播種機械化率的重要裝備[1]，其播種質(zhì)量與排種裝置的性能密切相關(guān)。馬鈴薯排種器主要有針刺式、勺鏈式、氣力式、夾持式等類型[2]，勺鏈式排種器具有結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強、株距可調(diào)和價格適中等特點，在國內(nèi)外受到廣泛應(yīng)用[3-5]。

馬鈴薯種薯形狀不規(guī)則、流動性差，取種過程隨機性強，導(dǎo)致漏播率偏高進而降低了播種質(zhì)量[6-7]。為降低馬鈴薯勺鏈式排種器的漏播率，增加漏播檢測系統(tǒng)和自動補種裝置是降低漏播率的重要途徑。丁幼春等[8-10]提出了基于時變窗口的油菜漏播檢測方法，并設(shè)計了油菜漏播螺管式變量補種器。在漏播檢測方面，常用光電傳感器和霍爾傳感器等檢測玉米、花生的漏播狀態(tài)，并通過單片機控制伺服電機驅(qū)動補種裝置完成補種[11-12]。通過紅外光電傳感器、電容傳感器與霍爾傳感器相結(jié)合用于檢測馬鈴薯漏播信號，將漏播信號反饋給單片機，進而控制補種裝置[13-18]，實現(xiàn)馬鈴薯漏播檢測與補種。?？档萚19]設(shè)計了電容傳感檢測與補種鏈實現(xiàn)了馬鈴薯漏播檢測與補種。

本研究擬針對現(xiàn)有馬鈴薯漏播檢測與補種結(jié)構(gòu)較繁瑣的問題，以不影響原有播種機結(jié)構(gòu)為設(shè)計要求，將定位模塊和激光漏播檢測相結(jié)合設(shè)計馬鈴薯漏播檢測系統(tǒng)，并設(shè)計定向排序與擊打式補種裝置；開展漏播檢測和補種系統(tǒng)的性能試驗，旨在為馬鈴薯漏播檢測與補種系統(tǒng)設(shè)計提供參考。

1 馬鈴薯漏播檢測與補種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 馬鈴薯播種機結(jié)構(gòu)

馬鈴薯播種機主要由種箱、攪種機構(gòu)、種勺、排種鏈、漏播檢測系統(tǒng)、補種裝置和控制器等組成(圖1)，漏播檢測系統(tǒng)和補種裝置安裝于2CM-2型馬鈴薯播種機上，分別對應(yīng)1行排種鏈。工作時，地輪驅(qū)動排種鏈轉(zhuǎn)動，在重力和攪種機構(gòu)擾動下種勺完成充種，排種鏈向上輸種時經(jīng)過漏播檢測系統(tǒng)，漏播檢測系統(tǒng)檢測種勺的充種狀態(tài)；若種勺中出現(xiàn)漏充，補種裝置在控制器作用下于排種鏈頂端完成補種，從而保證種薯不漏播。種薯隨護種槽掉入種溝，經(jīng)過覆土后完成播種過程。

1.開溝器；2.攪種機構(gòu)；3.種薯；4.漫反射光電開關(guān)傳感器；5.漏播檢測系統(tǒng)；6.補種裝置；7.控制系統(tǒng)；8.補種箱；9.排種鏈；10.霍爾傳感器；11.種勺；12.橡膠墊圈；13.地輪；14.種箱1.Opener;2.Seed churning mechanism;3.Potato seed;4.Diffusion switch sensor;5.Miss-seeding monitoring system;6.Reseeding device;7.Control system;8.Reseeding box;9.Seeding chain;10.Hall sensor;11.Metering scoop;12.Rubber washer;13.Ground wheel;14.Seed box圖1 勺鏈式馬鈴薯播種機結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure of spoon type potato seeder

1.2 馬鈴薯漏播檢測及補種系統(tǒng)工作原理

馬鈴薯漏播檢測與補種系統(tǒng)由漫反射光電開關(guān)傳感器、霍爾傳感器、磁鐵、ATmega型單片機、TFT液晶顯示屏、mos管、補種箱、V型導(dǎo)種槽、V型補薯口、電磁鐵和擊打棒等組成。種勺側(cè)方安裝有磁鐵，排種鏈轉(zhuǎn)動使種勺上升時，霍爾傳感器檢測磁鐵產(chǎn)生的磁場確定種勺的位置，漫反射光電開關(guān)傳感器檢測對應(yīng)種勺內(nèi)是否有種薯，將檢測信息傳遞至單片機，若無種薯，執(zhí)行待補種指令(圖2(a))；當漏播種勺到達霍爾傳感器檢測位置時，啟動補種裝置(圖2(b))，補種裝置工作時，補種箱的種薯在V型導(dǎo)種槽內(nèi)順序排放；補種指令啟動后mos管導(dǎo)通電路使電磁鐵獲得電流，擊打棒在電磁鐵作用下快速擊打，將補種口的種薯擊入護種槽，然后mos管阻斷電路，電磁鐵無電流通過后擊打棒通過彈簧復(fù)位，完成對漏播種勺的補種；V型導(dǎo)種槽內(nèi)的種薯在重力和振動作用下向下滑動填補空位，等待進入下一次補種周期。

1.種薯；2.種勺；3.霍爾傳感器；4.漫反射光電開關(guān)傳感器；5.磁鐵；6.補薯口；7.擊打棒；8.電磁鐵；9.V型導(dǎo)種槽1.Potato seed;2.Metering scoop;3.Hall sensor;4.Diffusion switch sensor;5.Magnet;6.Reseeding outlet;7.Striking ram;8.Electromagnets;9.V-shaped reseeding track guidance圖2 漏播檢測與補種系統(tǒng)工作狀態(tài)Fig.2 Working status of miss-seeding monitoring and reseeding system

2 馬鈴薯漏播檢測與補種系統(tǒng)設(shè)計

2.1 馬鈴薯漏播檢測方法

2.1.1漏播判斷方法

馬鈴薯漏播檢測系統(tǒng)采用“錯位定位法”，勺鏈式馬鈴薯排種器相鄰種勺間距為127 mm。排種鏈從種箱內(nèi)自下而上取種，種勺到達最高點處將種薯運至護種槽后，種薯跟隨種勺背面自上而下輸種。2個漫反射光電開關(guān)傳感器安裝于排種鏈外側(cè)的護板，霍爾傳感器位于漫反射光電開關(guān)傳感器2上方，每個種勺靠近霍爾傳感器的一側(cè)安裝有圓形永磁鐵(圖3(a))。當霍爾傳感器檢測到種勺一側(cè)方的磁鐵時，產(chǎn)生1個低電平脈沖反饋給控制器，控制器對漫反射光電開關(guān)傳感器的狀態(tài)進行查詢。若漫反射光電開關(guān)傳感器對應(yīng)的種勺內(nèi)無種薯，則不能遮擋漫反射光電開關(guān)傳感器發(fā)出的激光，產(chǎn)生高電平脈沖；若種勺內(nèi)有種薯，則產(chǎn)生低電平脈沖。當霍爾傳感器產(chǎn)生低電平脈沖且漫反射光電開關(guān)傳感器產(chǎn)生高電平脈沖時，則系統(tǒng)判斷漏充種薯(圖3(b))；當霍爾傳感器和漫反射光電開關(guān)傳感器均產(chǎn)生低電平時，則系統(tǒng)判斷充種正常。

圖3 漏播檢測系統(tǒng)的傳感器位置與信號Fig.3 Sensor location and signal of miss-seeding monitoring system

2.1.2傳感器的選用及安裝

根據(jù)馬鈴薯勺鏈式排種器及漏播檢測的工作原理，本系統(tǒng)采用HM18-50 NA型霍爾傳感器(常州市尼西電氣有限公司)檢測種勺位置。該傳感器的工作電壓為5～30 V，檢測距離10 mm，響應(yīng)頻率1 kHz，采用npn型常開輸出。根據(jù)傳感器的檢測狀態(tài)，信號線輸出高電平或低電平，經(jīng)降壓后接入單片機進行檢測；降壓模塊選用LM2596S型降壓模塊，該模塊輸入電壓為2.5～35 V，輸出電壓調(diào)節(jié)范圍為1.25～35 V，開關(guān)頻率可達150 kHz。安裝時磁鐵與霍爾傳感器間距為8 mm。漏播檢測裝置選用BF-M12 JG-DS15C1型漫反射光電開關(guān)傳感器(落施達傳感器(東莞)有限公司)檢測種勺中的種薯充種情況，該傳感器的工作電壓為10～30 V，檢測距離為20～200 mm可調(diào)，響應(yīng)頻率100 Hz，輸出方式采用npn型常開輸出；根據(jù)傳感器的檢測狀態(tài)，信號線輸出低電平或高阻態(tài)，由單片機將檢測引腳設(shè)置為輸入上拉模式，利用內(nèi)部的上拉電阻進行檢測。為滿足檢測30～50 mm的種薯且檢測區(qū)域均勻覆蓋護種槽口的要求，馬鈴薯播種機護種槽口寬度為104 mm，將落種信號采集區(qū)域設(shè)計為單層矩形激光區(qū)域，由兩組間距為91.5 mm，高度差為10 mm的漫反射光電開關(guān)傳感器構(gòu)成，霍爾傳感器安裝于漫反射光電開關(guān)傳感器上方120 mm處(圖4)。

2.1.3硬件組成

漏播檢測與補種控制系統(tǒng)硬件包括12 V電源及開關(guān)、漏播檢測模塊、人機交互模塊、自動補種模塊和單片機等。漏播檢測模塊主要進行漏播檢測與播種數(shù)量統(tǒng)計；人機交互模塊為TFT液晶顯示屏，用于顯示播種數(shù)、漏播數(shù)及排種參數(shù)曲線；自動補種模塊在單片機的控制下使推拉式電動電磁鐵執(zhí)行補種功能；控制器選用ATmega2560單片機。針對檢測過程容易出現(xiàn)尖峰信號對檢測產(chǎn)生影響，設(shè)計具有濾波功能的高精度檢測電路，控制系統(tǒng)電路見圖5。

圖4 漏播檢測裝置傳感器安裝尺寸Fig.4 Sensor installation and its dimension of miss-seeding monitoring device

圖5 漏播檢測與補種控制系統(tǒng)電路圖Fig.5 Circuit diagram of miss-seeding monitoring and reseeding control system

2.2 馬鈴薯補種裝置設(shè)計

2.2.1補種裝置設(shè)計

補種裝置由V型導(dǎo)種槽、V型補薯口、電磁鐵、擊打棒和補種箱等組成(圖6)。為滿足馬鈴薯補種要求，設(shè)計帶有張角的V型導(dǎo)種槽，種薯在V型導(dǎo)種槽中運動時受到V型導(dǎo)種槽的約束，使種薯只能沿V型導(dǎo)種槽中間運動，不從V型導(dǎo)種槽上滑落；通過調(diào)整V型導(dǎo)種槽傾角，使得種薯在V型導(dǎo)種槽中能夠受重力作用向前運動，但不發(fā)生重疊或卡住現(xiàn)象，從而實現(xiàn)自動排序，避免種薯在補薯口堵塞。

1.補種箱；2.V型導(dǎo)種槽；3.補薯口；4.種薯；5.擊打棒；6.電磁鐵；7.支架1.Reseeding box;2.V-shaped seed-guiding groove;3.Reseeding outlet;4.Potato seed;5.Striking ram;6.Electromagnets;7.Bracket圖6 補種裝置結(jié)構(gòu)Fig.6 Structure of reseeding device

2.2.2種薯在補種裝置上的力學分析

V型導(dǎo)種槽的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括張角α和傾角β，當種薯處于V型導(dǎo)種槽中，種薯分別與V型導(dǎo)種槽兩側(cè)面通過點/線接觸，種薯的5個自由度受到限制，以種薯重心為原點O，x，y分別沿V型導(dǎo)種槽和壁面法向，種薯運動的受力分析見圖7。

田間作業(yè)時馬鈴薯播種機受到的振動頻率為3～10 Hz[20]，將產(chǎn)生振動加速度a0，滿足：

(1)

m為馬鈴薯種薯的質(zhì)量；FN1為右側(cè)支撐板對馬鈴薯種薯的支持力；FN2為左側(cè)支撐板對馬鈴薯種薯的支持力；Fμ1為右側(cè)支撐板對馬鈴薯種薯的摩擦力；a0為振動加速度；Fμ2為左側(cè)支撐板對馬鈴薯種薯的摩擦力；α為V型導(dǎo)種槽的張角；β為V型導(dǎo)種槽的傾角。m is the mass of the seed potato;FN1 is the support force of the right support plate on the seed potato;FN2 is the support force of the left support plate on the seed potato;Fμ1 is the friction force of the right support plate on the potato seed tuber;a0 is the vibration acceleration;Fμ2 is the friction force of the left support plate on the potato seed tuber;α is the opening angle of the V-shaped seed guide groove;β is the Inclination angle of V-shaped seed guide groove.圖7 種薯在V型導(dǎo)種槽上的受力分析Fig.7 Mechanical analysis of potato seed in V-shaped seed-guiding groove

為確定馬鈴種薯在V型導(dǎo)種槽順序排放，分析馬鈴薯在V型導(dǎo)種槽中的運動狀態(tài)，得：

(2)

則

(3)

式中：D為馬鈴薯種薯最大直徑，mm；l為V型導(dǎo)種槽的側(cè)面長度，mm；v為馬鈴薯運動速度，m/s；μ1為馬鈴薯滾動摩擦因數(shù)；μ2為馬鈴薯滑動摩擦因數(shù)；η為碰撞損失能量百分比；L為V型導(dǎo)種槽長度，mm；d為馬鈴薯種薯最小直徑mm；FN為支持力，N；Fμ為摩擦力，N；f為馬鈴薯播種機在田間作業(yè)時受到的振動頻率，Hz；A為振幅，mm。

因此，V型導(dǎo)種槽的張角α和傾角β須滿足：

3 軟件設(shè)計

3.1 漏播檢測及補種系統(tǒng)的控制方法

馬鈴薯播種機工作時，為保證補種系統(tǒng)出現(xiàn)連續(xù)漏播的條件下完成補種，連續(xù)播種間隔時間為：

(4)

式中：t為連續(xù)播種時間間隔，ms；S為相鄰種勺間的距離，mm；v2為排種鏈的線速度，m/s。

連續(xù)播種時間間隔應(yīng)大于擊打棒推出時間與種薯從V型補薯口到護種槽的時間之和；為實現(xiàn)連續(xù)補種，擊打棒完成1次擊打的時間須小于連續(xù)播種間隔時間，擊打棒完成1次擊打的時間包括擊打棒推出時間t1、停留時間t3和復(fù)位時間t4，則：

(5)

式中：t1為擊打棒推出時間，ms；t2為種薯從V型補薯口到護種槽的時間，ms；t3為停留時間，ms；t4為復(fù)位時間，ms。

V型補薯口與護種槽的高度差為：

(6)

式中：h為V型補薯口與護種槽的高度差，m；g為重力加速度，m/s2。

忽略信號在導(dǎo)線中的傳輸時間，則擊打棒通電時間等于mos管接通時間，有：

t0=t1+t3

(7)

式中：t0為mos管接通時間，ms。則：

(8)

當排種鏈線速度v2為0.20～0.42 m/s，擊打棒不受外力作用時，推出時間與復(fù)位時間≤80 ms；因擊打棒推出時受到來自馬鈴薯的阻力，擊打棒推出時間大于80 ms，即t1>80 ms，由式(8)可知t0<0.302-t4；為避免因擊打棒通電時間過短擊打力度不足，或通電時間過長，造成補種時擊打棒的卡頓，確定150 ms≤t0≤300 ms。由式(8)可知，h<5(0.302-t1)2，則h<246.42 mm，V型導(dǎo)種槽出口與導(dǎo)種槽實際高度差設(shè)置為200 mm，滿足導(dǎo)種槽的高度要求。

3.2 漏播檢測及補種系統(tǒng)軟件設(shè)計

馬鈴薯漏播檢測及補種控制系統(tǒng)流程見圖8。系統(tǒng)啟動后，首先單片機執(zhí)行初始化程序，將種勺補種標志位置0，設(shè)置mos管通斷時間與電機轉(zhuǎn)速，通過電機控制種勺速度；檢查漫反射光電開關(guān)傳感器和霍爾傳感器是否處于正常工作狀態(tài)。

初始化完成后，系統(tǒng)進入工作狀態(tài)。i種勺經(jīng)過時霍爾傳感器產(chǎn)生1個脈沖，如果此時漫反射光電開關(guān)傳感器對應(yīng)的i+1種勺內(nèi)有種薯，那么漫反射光電開關(guān)傳感器發(fā)出的激光就會被種薯遮擋，傳感器輸出低電平信號，單片機內(nèi)部變量i+1種勺正常播種計數(shù)加1，i+1種勺補種標志位置0；如果此時漫反射光電開關(guān)傳感器對應(yīng)的i+1種勺內(nèi)沒有種薯，那么激光就不會被遮擋，傳感器輸出高電平，發(fā)生漏播，單片機內(nèi)部變量i+1種勺漏播計數(shù)加1，i+1種勺補種標志位置1。根據(jù)i種勺補種標志位判斷是否進行補種，若補種標志位為0，表明當前種勺有種薯，不需要補種；若i種勺補種標志位為1，表明當前種勺沒有種薯，需要補種，進行補種操作。上述操作完成后，刷新TFT液晶顯示屏，判斷是否存在終止信號，若存在，則結(jié)束，若不存在，重新賦初值，將i+1種勺補種標志位的數(shù)值賦給i種勺補種的標志位，進行新一輪的漏播檢測與補種。

4 臺架試驗

4.1 試驗材料及裝置

馬鈴薯種薯供試材料為‘費烏瑞它’，直徑為30～50 mm，在自制馬鈴薯漏播檢測與補種試驗臺(圖9)上開展試驗。馬鈴薯排種鏈轉(zhuǎn)動采用電機驅(qū)動，通過電機控制器控制電機轉(zhuǎn)速，mos管的通斷時間由ATmega2560單片機控制。排種鏈速度由前進速度和株距L確定，根據(jù)馬鈴薯的種植農(nóng)藝要求，種植密度一般為65 000株/hm2，一壟雙行種植，壟距為0.9 m，則株距Q為0.34 m，播種機的相鄰種勺間距S為127 mm。中小型馬鈴薯播種機作業(yè)速度一般為2～4 km/h，則排種鏈線速度為0.20～0.42 m/s。

i為種勺位置編號，i=1，2，…i is the order number of seed spoon position,i=1,2,…圖8 漏播檢測與補種控制系統(tǒng)流程Fig.8 Flow chart of miss-seeding monitoring and reseeding control system

1.補種箱；2.V型導(dǎo)種槽；3.漫反射光電開關(guān)傳感器；4.V型補薯口；5.控制系統(tǒng)；6.電磁鐵；7.霍爾傳感器；8.種薯；9.勺鏈式馬鈴薯播種機1.Reseeding box;2.V-shaped seed guide slot;3.Diffusion switch sensor;4.V-shaped compensating potato outlet;5.Miss-seeding monitoring system;6.Electromagnets;7.Hall sensor;8.Potato seed;9.Spoon chain potato seeder圖9 馬鈴薯漏播檢測與補種臺架試驗裝置Fig.9 Bench test equipment of miss-seeding monitoring and reseeding system

4.2 試驗設(shè)計

4.2.1漏播檢測系統(tǒng)精度試驗

以實際漏播率、系統(tǒng)檢測漏播率和檢測精度為評價指標進行漏播檢測系統(tǒng)精度試驗。設(shè)定馬鈴薯的播種數(shù)量為250～450，測試播種數(shù)N、實際播種數(shù)n、系統(tǒng)檢測漏播數(shù)N1、實際漏播數(shù)n1，則實際漏播率、系統(tǒng)檢測漏播率和檢測精度計算公式分別為：

(9)

式中：ψ1為實際漏播率；ψ2為系統(tǒng)檢測漏播率；φ為檢測精度。

4.2.2補種適應(yīng)性試驗

為研究排種鏈運動速度和mos管通斷電時間對補種裝置的適應(yīng)性，采用兩因素試驗設(shè)計，試驗因素包括鏈條運動速度和mos管通斷電時間。排種鏈線速度設(shè)0.20、0.25、0.30、0.35、0.40 m/s共5個水平；mos管通斷時間設(shè)150、200、250、300 ms共4個水平。實際補種率計算公式為：

(10)

式中：k為補種數(shù)；M為測定漏播數(shù)，c為實際補種率。

4.2.3補種裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化試驗

為優(yōu)化補種裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)，分析擊打棒長度、擊打棒形狀、擊打棒直徑對補種性能的影響，開展正交試驗，試驗因素和水平見表1。總補種次數(shù)為100，統(tǒng)計成功補種次數(shù)Nm，每組試驗重復(fù)3次。補種合格率ζ為：

(11)

式中：Nm為補種成功次數(shù)；NT為補種次數(shù)。

表1 補種裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化試驗因素與水平Table 1 Experimental factors and levels of structural parameters optimization of reseeding device

為分析種薯在補種裝置內(nèi)的堵塞率，獲得較優(yōu)的張角和傾角參數(shù)，開展張角與傾角對補種性能影響的兩因素試驗。張角設(shè)60°、75°、90°、105°、120°共5個水平，傾角設(shè)20°、30°、40°共3個水平。試驗中控制電磁鐵開關(guān)閉合100次為一組，每組組重復(fù)3次，記錄補種成功數(shù)量、堵塞次數(shù)和漏補次數(shù)。

4.3 試驗結(jié)果及分析

4.3.1漏播檢測系統(tǒng)精度試驗

漫反射光電開關(guān)傳感器的漏播檢測精度見表2。當勺鏈線速度為0.25 m/s時，馬鈴薯漏播檢測系統(tǒng)平均檢測精度為96.54%。播種數(shù)量檢測相對誤差為0.78%，漏播率的檢測相對誤差為3.46%，表明漏播檢測精度比較穩(wěn)定，在不同的排種數(shù)量條件下漏播檢測精度均較高，能夠準確檢測馬鈴薯的漏播狀態(tài)。

表2 漫反射光電開關(guān)傳感器漏播檢測精度Table 2 Detection accuracy of the miss-seeding monitoring of the counter beam laser sensor

4.3.2補種適應(yīng)性試驗

不同mos管通斷時間的補種合格率見表3。當通斷時間較短時，擊打棒未完全擊打到馬鈴薯便已復(fù)位，造成擊打力度不夠，不能將馬鈴薯從V型補薯口擊打至種勺上，降低了補種合格率；當通斷時間較長時，在排種鏈運動速度較快的情況下不能及時將種薯擊打至種勺處，也造成補種率較小。當mos管通斷時間為250 ms，排種鏈線速度為0.25 m/s時，補種合格率達到98.67%；在排種鏈線速度為0.20～0.40 m/s時，mos管通斷時間為250 ms的補種合格率高于89.0%，補種效果較好。

表3 不同mos管通斷時間的補種合格率Table 3 Reseeding qualified rate under various electrification time %

4.3.3補種裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化試驗

補種裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化試驗結(jié)果表明，擊打棒形狀、直徑和長度對擊打合格率有顯著影響，圓柱形的擊打成功率均高于圓錐形和圓形(表4)。當擊打棒形狀為圓柱形、直徑為30 mm、長度為50 mm時，擊打成功率為97.4%，滿足補種擊打的要求。當mos管通斷時間為250 ms，排種鏈線速度為0.25 m/s時，V型導(dǎo)種槽的張角α和傾角β對補種性能有顯著影響(圖10)；當傾角β為20°和30°時，補種合格率隨張角增加先增加后降低。當張角α和傾角β分別為90°和30°時，補種合格率為95.33%，漏補率和堵塞率分別為1.0%和0.67%，補種性能較優(yōu)。

表4 補種裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化試驗結(jié)果Table 4 Experimental results on structure optimization of reseeding device

圖10 V型導(dǎo)種槽張角(α)和傾角(β)對補種性能的影響Fig.10 Effects of field angle (α) and inclination angle (β) on reseeding performance

5 結(jié) 論

本研究針對勺鏈式馬鈴薯播種機漏播率較高的問題，提出一種以“錯位定位法”為核心的馬鈴薯漏播檢測方法，設(shè)計永磁鐵陣列、霍爾傳感器和漫反射光電開關(guān)傳感器組成的馬鈴薯漏播檢測系統(tǒng)，檢測精度達96.54%；設(shè)計了V型補種軌道導(dǎo)向與電磁鐵擊打結(jié)合的補種裝置，擊打棒形狀為圓柱形、直徑30 mm、長度50 mm時，擊打成功率為97.4%；V型導(dǎo)種槽張角和傾角分別為90°和30°時，補種合格率為95.33%，漏補率和堵塞率分別為1.0%和0.67%。排種鏈運動速度為0.20～0.40 m/s時，mos管通斷時間為250 ms時的補種合格率高于89.0%，漏播檢測與補種性能穩(wěn)定，有效降低了馬鈴薯漏播率。