補償式玉米精密播種機研究

陶 波，張健偉

（畢節市農機安全監理所，貴州 畢節 551700）

隨著我國農業生產技術的不斷發展，在農作物播種方面，運用了精密播種技術，可實現節省種肥、高產高效等目的，值得推廣應用。不過在播種作業中，常規耕播機難以實現播種過程全封閉，而對于作業質量也難以實時檢測。在播種作業中，如果出現機械傳動故障，發生導種筒堵塞、種箱排空等問題，會發生漏播的情況。尤其是在玉米播種當中，玉米種價格較高，漏播、多播等情況將對農民造成經濟損失。因此為了提高玉米播種的高效性和經濟性，應當研究設計補償式玉米精密播種機。

1 補償式玉米精密播種機的總體結構設計

補償式玉米精密播種機，是當前農業技術發展一種較為先進的技術，其中運用了微型計算機技術，實現優秀的單方面控制和多方面控制功能。目前我國關于自動播種的研究并不深入，一般只有大體的設計理念，但對于其控制器可信，即步進電機控制方案，缺乏詳細的描述。因此，結合光電傳感器技術、單片機控制步進電機技術，研究設計補償式玉米精密播種機，基于現有的玉米播種機的優缺點，在補償式玉米精密播種機的設計中，選擇了步進電機、光電傳感器、鋤鏟式開溝器、窩眼輪式排種器等主體部件。其核心是單片機，電路板具有補播、漏播檢測的功能。通過光電傳感器檢測，發現漏播情況，向CPU傳輸信號，CPU處理后將步進電機開關打開，帶動后面窩眼輪旋轉30°，針對漏播的位置補播。

2 補償式玉米精密播種機的關鍵部件設計

2.1 單片機

選擇AT89C52單片機，芯片包含了MC51系列的全部特點，同時對8kB電擦除閃爍存儲器繼承，成本低廉，具有較高的性價比。單片機具有6～40kHz的工作頻率，系統對單片機內部振蕩器加以應用，時鐘源利用石英晶體構成，設定11.0568kHz晶體振蕩頻率。根據測控儀I/O接口需求，控制電機部分，按鈕輸入等，使用DAC0832、8155、MC14433芯片各1片，以及74HC595芯片5片擴展，對可用I/O數量、控制電機增加，滿足A/D轉換等要求。

2.2 步進電機

在步進電機的選擇中，應當根據需要的動負荷要求，以及不同類型的特點加以考慮。同時，對于播種機陪在拖拉機的應用也要加以綜合思考。另外，選擇過程中，對于電源電壓問題要特別重視。相鄰窩眼具有30°的角度，設定1.5°的步距角，20步/次。設置1～4A的靜態電流，0.2/2500的負載啟動荷載頻率，以及相對較小的運行頻率。由此，可以采用70BF07。單片機將控制信號輸出，通過D/A轉換器，轉變數字信號，形成模擬信號，通過放大后向細分環形分配器傳輸，環形分配器中，主要的脈沖特點是是否具有脈沖，以及組合的順序。驅動脈沖被步進電機接收，對磁場加以建立，主要在單向繞組軸線平分線分布。通常電機只能以1大于1°的步進角運行。在細分控制中，電流通過階梯波的方式遞增，逐漸實現相鄰排對應導通相中，脈沖的切換。

2.3 窩眼內槽輪

在窩眼輪排種器的運行當中，窩眼輪轉動，重力作用下種子進入孔內，刮種器將多于種子刮去，隨著窩眼護板，窩眼中的種子向下方翻轉，有推種器推入種。由于玉米種顆粒具有不規則的形狀，從窩眼向護種板翻轉時會受到影響，因而有較高的機率可能出現漏種的情況。對此，適當增大窩眼輪的窩眼設計，以減少漏播的情況。

3 補償式玉米精密播種機的控制流程實現

基于當前現有產品類型，結合相應的技術水平，基于單片機設計補償式玉米精密播種機，建立精密播種機自動補償式監控系統。系統設計中，研究對象選擇玉米精密播種機，實現對玉米種漏播的檢測，以及對漏播的自動補償。在排種器下方安裝光電傳感器，滿足系統監測要求。在播種過程中，傳感器對輸種管種子流動情況進行監測，向CPU傳輸監測信號，CPU對相關系統的工作加以控制。在正常播種過程中，種子下落有規律的穿過光電傳感器，如果出現斷種、漏播的情況，規定時間間隔內，沒有種子穿過光電傳感器，光電傳感器就會立刻將信號傳輸給CPU，由CPU控制步進電機啟動，帶動播種機后的種箱排種器旋轉，對漏播的位置進行補播。

4 結語

精密播種技術具有較高的技術含量，在保護性耕作中，節本增效是最為重要的一項內容。在玉米播種中，需要通過播種機，定量準確地在土壤預定位置中播種，保證一穴一粒。在實現這一目標的過程中，為了實現玉米精密播種機漏播率的降低和補播的科學性，設計補償式玉米精密播種機，準確檢測漏播情況，及時自動補播，提高了玉米播種效率。

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