電力驅動播種機關鍵技術

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在工作過程中存在的鏈條脫落、拉長斷裂等傳動系統問題，以研究電力驅動式精密播種裝置和變量調節系統為核心內容，開發新型播種機械，使機電結合在播種機械方面得到進一步應用。

關鍵詞：傳動系統；電力驅動；同步傳動

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

1 研究背景

國外從20世紀80年代開始將電子信息技術應用在農業中[1]，如美國內布拉斯加大學研究出一種播種機運用光電傳感器系統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聲報警；英國斯塔赫5870-12精密播種機和前蘇聯發明的CynH-8型播種機都采用電子監視式[3-4]。國內對播種機監測技術的研究起步較晚，主要有中國農業大學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，包含多種外圍設計電路，結構較復雜，但精準度較高。電動施肥裝置在播種機上已經得到一定應用，其技術和結構趨于成熟，但在調節方面仍為有級調節。電動排種裝置及相關配套電子信息控制系統，雖有人提及，卻沒有進行縱深研究或者相關產品應用。

2關鍵技術研究

2.1電力驅動排種器技術

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

2.2同步轉動的信息傳送技術

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

2.3電子信息控制技術

通過分析所使用播種機在作業時地輪每行走一圈所產生的位移、排種器每轉一圈的排種粒數和傳動比之間的關系，計算出株距調控的理論公式，實現實際株距與理論株距相接近的數字輸入無極調節。

3結語

隨著科學技術的快速發展，模塊化設計、信息化技術、智能化控制在結構和功能上能夠更加廣泛和充分的應用到玉米精密播種機械領域。本文研究的電力驅動播種機在結構上，省去了機械式鏈條傳動系統，優化了整機結構，為其他工作部件的合理布局創造了更大的空間；在功能上避免了機械式傳動系統在作業過程中產生的鏈條斷裂、拉伸、脫落等現象對播種質量造成的影響，并實現了播種株距的無極調節；在技術上開發了驅動、調整方面的可編程控制技術，是機電結合技術的體現，是實現玉米種植技術機電一體化發展方向的重要歷程。

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.精密播種機監測系統的發展現狀及創新研究[J]，農機化研究，2005（02）：13-15.

[3]中國農機院.外國四種排種器室內性能試驗報告[R].1979，11.

[4]張波平.蘇聯播種機械技術考察報告[R].中國精密播種機械聯合體，1991，10.

[5]丁至成，吳建軍.PLG排種均勻度檢測系統的研究與試驗明.農業工程學報，1996，12（02）：116-121.

作者簡介：李洪剛，吉林省農業機械研究院，高級工程師，研究方向：農機研究。