基于传感技术的自动排种驱动系统研究

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1、基于传感技术的自动排种驱动系统研宄摘要：为了有效解决播种机地轮打滑的问题，从根本上改变通过停机手动调节链轮繁琐且有级地传统方式，研宄了一种基于拖拉机前轮转速的排种器驱动装置，利用拖拉机的行走速度控制排种速度，从而使排种更加均匀。利用步进电动机不仅可以使排种器轴转动达到均匀排种的目的，还可以通过调节步进电机的细分数对种子的间距进行调整，达到最适合种子生长的间距，用来适应不同作物的生长条件，能够极大地改善播种质量，从而达到增产的目的。关键词：排种器；精密播种；自动控制装置中图分类号：S223.2文献标识码：A文章编号:0439-811417-3619-03ResearchonAutom

2、aticalSeedMeteringDriveSystemBasedonSensorTechnologyZHAIJian—bol,GAOHai—zhou2,ZHENGXiao-1ongl，XIAJun—fang1Abstract:Inordertosolvetheproblemofslippingoflandwheelinseederefficientlyandchangethetraditionalseedmeteringdevicebyshutdownandmanua1adjustmentmodelradically，aseedmeteringdevicedrivesystem

3、basedonrotatingspeedoftractorfrontwheelswasdeveloped.Theseedmeteringspeedwascontrolledbythetractor'swalkingve1ocity,whichmadeseedmeteringdistributionmoreuniform.Steppermotorcouldnoton1ydriverotatingshaftofseedmeteringdevicetoachievethepurposeofseedinguniformity，butalsoadjustthespacingoftheseed

4、sbyregulatingthedivisionnumberofthenumberofsteppermotortomeetthedifferentgrowingconditionsofcrops，sothatapprovedtheseedingqualityandachievedtheyield—increasingpurposeeffeetively.Keywords：seedmeteringdevice；precisionseeding；automaticcontroldevice精密播种是指将预定数量的合格种子播种到符合要求的土壤的预定部位，包括种子的三维空间坐标和数量［1一

5、3］。采用精密播种能达到苗全、苗齐、苗壮，具有提高化肥利用率、节本增效的作用［4］。一直以来人们主要是针对排种器的充、排种机理和结构来研制精密播种机［5］。因此采用改变排种器驱动方式的方法实现精密播种还是值得人们探索的。为此，设计了一种基于传感器控制技术的排种驱动系统。该系统利用机电一体化技术，使用微处理器对播种机播种过程进行检测、监控，实现对排种器排种进行实时调速。1排种驱动系统的工作原理和部件确定1.1工作原理该排种驱动系统以单片机为核心，把微处理技术和精密播种技术有机地结合起来，利用传感器监测拖拉机前进的即时速度，由以单片机为核心的自动控制系统进行速度判断，根据作业机械的前进

6、速度和种子粒距、播量要求，实时控制步进电动机的转速，以带动排种器的旋转，使排种器按需要播种。该排种驱动系统的示意图见图1。1.2排种驱动系统部件的确定1.2.1步进电动机的选择常用的步进电动机有永磁式、反应式和混合式3种［6］。由于混合式步进电机结合了反应式和永磁式的优点，输出转矩大，动态性能好，步距角小，且价位相差不大，该系统最终选用了深圳金軔电器生产的57H76-03型步进电动机。1.2.2传感器的确定通常测量转速的传感器有磁电式转速传感器、电涡流式转速传感器、光电式转速传感器等［7］。霍尔传感器具有结构简单、形小体轻、频率响应宽、动态特性好、与被测对象无接触、使用寿命长等优点

7、［8］。本试验最终选用开关型霍尔传感器测量转速。1.2.3测速齿轮的确定图2为测速原理示意图。在测速齿轮轮轴上装有测速齿轮。传感器固定在正对测速齿轮的位置，齿轮每有一齿经过传感器，传感器就可输出一个高电平，通过两相邻齿经过传感器的时间间隔可以算出播种机的作业速度。单片机控制系统的确定系统要求测速齿轮与动力机械轮轴保持同步转动，以感应传感器得到正确的速度信号。测速齿轮的确定依据以下两个因素：传感器对齿轮齿距、齿宽、齿高的要求，系统对测速齿轮齿数的要求。最终系统选择了齿数