电力驱动播种机关键技术

李洪刚 赵新天 李正强 张振涛

摘要：本文针对播种机传动系统在工作过程中存在的链条脱落、拉长断裂等传动系统问题，以研究电力驱动式精密播种装置和变量调节系统为核心内容，开发新型播种机械，使机电结合在播种机械方面得到进一步应用。

关键词：传动系统；电力驱动；同步传动

中图分类号： S223 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.16.012

1 研究背景

国外从20世纪80年代开始将电子信息技术应用在农业中[1]，如美国内布拉斯加大学研究出一种播种机运用光电传感器系统能够快速测量排种间距[2]；法国研制的NODET气吸式报警装置播种机，其是一种机械式报警装置，由弹簧压片碰撞金属部件发声报警；英国斯塔赫5870-12精密播种机和前苏联发明的CynH-8型播种机都采用电子监视式[3-4]。国内对播种机监测技术的研究起步较晚，主要有中国农业大学测试中心的丁至成教授，研制了基于单片机的排种均匀度检测仪[5]，此装置专门针对播种均匀性进行检测，包含多种外围设计电路，结构较复杂，但精准度较高。电动施肥装置在播种机上已经得到一定应用，其技术和结构趋于成熟，但在调节方面仍为有级调节。电动排种装置及相关配套电子信息控制系统，虽有人提及，却没有进行纵深研究或者相关产品应用。

2关键技术研究

2.1电力驱动排种器技术

以拖拉机电瓶为电源，通过步进电机带动排种器转动，完成排种过程。排种器的工作阻力与其结构和排种方式密切相关，因大小不同，空转和负载状态下差别也很大，其关键是步进电机的输出扭矩与排种过程所需扭矩的匹配，步进电机的连续使用时间和使用寿命。

2.2同步转动的信息传送技术

通过监测配套拖拉机的驱动轮转速，实现排种器、排肥器的同步转动（详见图1）。由转速传感器1实时采集播种机工作地轮的转动速度，将信号传递给主控芯片，主控芯片依据转速档位算出播种盘的期望转速，转速传感器2采集播种转盘的实际转动速度信号传递给主控芯片，主控芯片对播种转盘的播种转速和实际转速进行对比，以差值的正负确定播种盘应该降速还是加速，以差值大小确定由电机驱动发给电机的脉冲量。

2.3电子信息控制技术

通过分析所使用播种机在作业时地轮每行走一圈所产生的位移、排种器每转一圈的排种粒数和传动比之间的关系，计算出株距调控的理论公式，实现实际株距与理论株距相接近的数字输入无极调节。

3结语

随着科学技术的快速发展，模块化设计、信息化技术、智能化控制在结构和功能上能够更加广泛和充分的应用到玉米精密播种机械领域。本文研究的电力驱动播种机在结构上，省去了机械式链条传动系统，优化了整机结构，为其他工作部件的合理布局创造了更大的空间；在功能上避免了机械式传动系统在作业过程中产生的链条断裂、拉伸、脱落等现象对播种质量造成的影响，并实现了播种株距的无极调节；在技术上开发了驱动、调整方面的可编程控制技术，是机电结合技术的体现，是实现玉米种植技术机电一体化发展方向的重要历程。

参考文献

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

[2]陆黎，胡建平.精密播种机监测系统的发展现状及创新研究[J]，农机化研究，2005（02）：13-15.

[3]中国农机院.外国四种排种器室内性能试验报告[R].1979，11.

[4]张波平.苏联播种机械技术考察报告[R].中国精密播种机械联合体，1991，10.

[5]丁至成，吴建军.PLG排种均匀度检测系统的研究与试验明.农业工程学报，1996，12（02）：116-121.

作者简介：李洪刚，吉林省农业机械研究院，高级工程师，研究方向：农机研究。