免耕播種機(jī)可調(diào)節(jié)式覆土鎮(zhèn)壓裝置的設(shè)計

摘要：播種時覆土鎮(zhèn)壓作業(yè)的質(zhì)量對作物出苗和產(chǎn)量具有一定影響。針對現(xiàn)有的播種機(jī)覆土鎮(zhèn)壓裝置作業(yè)效果不佳的問題，設(shè)計一種可調(diào)節(jié)式覆土鎮(zhèn)壓裝置，并在整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)的基礎(chǔ)上，增設(shè)鎮(zhèn)壓力測控系統(tǒng)，以期在作業(yè)過程中實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，從而提高覆土鎮(zhèn)壓作業(yè)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：免耕播種機(jī)；覆土；鎮(zhèn)壓；測控系統(tǒng)

中圖分類號：S223.2 " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A " "文章編號：1674-1161（2024）01-0056-02

覆土和鎮(zhèn)壓是播種作業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1-3]。播種機(jī)工作時，覆土裝置將種溝內(nèi)的種子均勻覆蓋上細(xì)碎土壤，隨后鎮(zhèn)壓裝置對種子的上方土壤進(jìn)行壓實。覆土鎮(zhèn)壓作業(yè)的質(zhì)量決定著最終的播種深度和種子周圍土壤的壓實度，這可直接影響種子的生長環(huán)境，進(jìn)而影響作物出苗和產(chǎn)量。目前，田間由于常年不動土，土壤硬度大、土塊大、地表不平整，現(xiàn)有的播種機(jī)覆土鎮(zhèn)壓裝置大多需要人工調(diào)整來改變覆土量和鎮(zhèn)壓強(qiáng)度，因此存在著手動調(diào)整不準(zhǔn)確、種溝內(nèi)土壤破碎、壓實不均勻等問題。對此，研究設(shè)計一種用于免耕播種機(jī)的可調(diào)節(jié)式覆土鎮(zhèn)壓裝置，以期改善覆土鎮(zhèn)壓作業(yè)效果。

1 整體結(jié)構(gòu)與工作原理

可調(diào)節(jié)式覆土鎮(zhèn)壓裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。

覆土裝置和鎮(zhèn)壓裝置由工作前端至工作后端依次設(shè)置在機(jī)架上。左右兩個覆土板通過覆土板安裝軸呈八字形安裝在機(jī)架上，可通過焊接在機(jī)架上的覆土限位板來實現(xiàn)覆土板的最低限位；仿形彈簧固定在覆土板安裝軸上，彈簧伸出部分掛在覆土板上，當(dāng)覆土板遇到石塊時可實現(xiàn)上下仿形功能；覆土板上安裝拉簧和合頁，當(dāng)阻力過大時可實現(xiàn)覆土板的左右調(diào)整；鎮(zhèn)壓輪架通過鎮(zhèn)壓輪架安裝軸安裝在機(jī)架上；控制器和壓力傳感器固定在機(jī)架上；彈簧兩端分別與壓力傳感器和彈簧安裝軸相連；液壓油缸尾部與油缸安裝軸鉸接，液壓油缸伸出軸與推桿作用軸鉸接；凸面齒狀鎮(zhèn)壓輪安裝在鎮(zhèn)壓輪安裝軸上，其上分布著5排輪齒，輪齒在鎮(zhèn)壓輪展開面上呈人字形排列，其可破碎種溝內(nèi)的土壤，進(jìn)而提高種溝壓實效果。

作業(yè)時，液壓油缸帶動鎮(zhèn)壓輪和鎮(zhèn)壓輪架繞機(jī)架轉(zhuǎn)動，彈簧安裝軸則隨鎮(zhèn)壓輪架轉(zhuǎn)動來帶動彈簧伸縮；通過壓力傳感器測得的壓力，再根據(jù)標(biāo)定試驗結(jié)果來計算鎮(zhèn)壓力；控制器采集鎮(zhèn)壓力數(shù)據(jù)，并對液壓油缸進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)對鎮(zhèn)壓裝置鎮(zhèn)壓力的精準(zhǔn)測控。

2 鎮(zhèn)壓力測控系統(tǒng)設(shè)計

鎮(zhèn)壓力測控系統(tǒng)的總體設(shè)計如圖2所示。

控制器通過鎮(zhèn)壓力傳感器來采集鎮(zhèn)壓力，并根據(jù)當(dāng)前實際鎮(zhèn)壓力與目標(biāo)鎮(zhèn)壓力的差值來調(diào)節(jié)液壓比例控制閥，以此來控制液壓油缸的伸縮，從而實現(xiàn)對鎮(zhèn)壓強(qiáng)度的調(diào)節(jié)。

控制器初始化后，讀取目標(biāo)鎮(zhèn)壓力，再計算實際鎮(zhèn)壓力與目標(biāo)鎮(zhèn)壓力的差值。當(dāng)差值為正且大于允許誤差時，上升比例閥控制信號輸出，液壓油缸活塞桿收回，鎮(zhèn)壓強(qiáng)度減??；當(dāng)差值為負(fù)且絕對值大于允許誤差時，下降比例閥控制信號輸出，液壓油缸活塞桿伸出，鎮(zhèn)壓強(qiáng)度增大；當(dāng)誤差處于允許誤差內(nèi)時，升降控制閥控制信號均不輸出，此時進(jìn)入下一循環(huán)。鎮(zhèn)壓力控制軟件的工作流程如圖3所示。

3 結(jié)論

用于免耕播種機(jī)的可調(diào)節(jié)式覆土鎮(zhèn)壓裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)覆土作業(yè)的仿形調(diào)整和鎮(zhèn)壓強(qiáng)度的精準(zhǔn)監(jiān)測與控制，克服了現(xiàn)有的覆土鎮(zhèn)壓裝置在作業(yè)時的一系列弊端，大大改善了覆土鎮(zhèn)壓效果，不僅提升了播種作業(yè)質(zhì)量，還可為作物出苗與生長發(fā)育提供良好環(huán)境，從而有利于作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

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Design of Adjustable Soil Cover and Suppression Device for No-Till Seeder

WU Enjie1，2

（1.Liaoning Institute of Agricultural Mechanization， Shenyang 110161， China; 2.Key Laboratory of Remanufacture and Innovation of Agricultural Machinery and Equipment in Liaoning Province， Shenyang 110161， China）

Abstract： "The quality of soil cover operation during seeding has certain influence on crop emergence and yield. In view of the problem of poor operation effect of the existing soil cover and suppression device of seeder， an adjustable soil cover and suppression device is designed， and the suppression force measurement and control system is added on the basis of the overall structure optimization and improvement， which can realize automatic adjustment during operation， so as to improve the quality of soil cover and suppression operation.

Key words： "no-till seeder; soil cover; suppression; measurement and control system