气动射种装置开发-气动射种单片机控制系统

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1、一绪论1.1课题的提出及意义迄今农作物机械化播种基本都是由入土装置先入土再将种子播入土壤的方式。采用这种传统的(与土壤)接触式播种方式，不能适应近年来发展起来的多种先进农艺技术要求，如地膜覆盖播种、精准农业、节水农业及液体肥料施肥等；由于入土装置与土壤直接作用，因此动力消耗较大；在土壤湿度较大时很难保证播种质量甚至无法播种。为解决上述问题，提出气动射种理论与方法研究课题。气动射种目前国内外尚无研究报道，是一个全新的研究领域，本研究将为探索一种新型的播种机械奠定基础。设想由高压气体把种子无损伤地射到土壤指定位

2、置，省略了入土装置，是一种非接触式播种方式。拟通过本研究，开辟气动射种这一非接触式播种研究领域，探索气动射种播种的机理和方法,试验总结出射种器设计参数的确定方法。本研究对于旱作农业和覆膜播种具有重要的基础理论意义和直接的应用前景，如研究成功，将带来播种机械化由接触式到非接触式的一场革命。1.2国内外发展现状与趋势传统的播种方式，已经不能满足飞速发展的农业新技术的新要求。近年来，农业新技术发展层出不穷。这些农业新技术领域中，旱作农业、精准农业、节水农业、覆膜种植等，都对播种技术提出了新的要求。进入21世纪，我

3、国农业发展面临严峻的水资源短缺的挑战，大力发展节水农业、实现我国农业可持续发展，已引起中央和各有关方面的高度重视。目前，我国人均拥有水量约2350多立方米，是世界上主要缺水国家之一。为解决水资源紧缺及可持续发展问题，农业部建设了一批旱作节水农业示范基地和行走式节水灌溉示范区，通过农艺、农机、生物、工程等综合措施的应用，完成了一批以坡改生土熟化农田工程、集雨节水补灌等为重点的高标准基础设施建设，有效改善了旱区农业基本条件。农业部还在全国各地累计推广了水稻“浅湿晒”灌溉、“坐水种”、“行走式节水”、施用抗旱保水

4、剂、地膜与生物覆盖等节水农业技术措施，发展田间及大棚集雨节水和喷、微、渗灌等技术措施。农业实践表明，在绝大多数情况下施水播种，对于种子发芽和保苗都有非常好的作用。但迄今对施水、播种联合机械化作业的研究很少，没有出现期盼高效率作业机械。精准农业对播种的要求更高，它不仅要求创造优良的土壤墒情、精准的投种、高质量的将种子置于种床。而且要求播种机械能根据土壤肥力分布状况变化播种密度，实现沃土密植、脊薄疏种。这种对播种的高质量要求和智能化要求，目前国内从技术上还达不到，需要有新的理论和方法的指导。只有采用非接触式播种

5、方式，才更有利于实现播种智能化。覆膜种植技术在我国已经大面积推广，但覆膜播种机械化仍相当落后。机械式覆膜播种机械都有共同的不足，就是其入土装置的可靠性较难保证，存在挂膜、扯膜现象，膜孔较大。如果采用非接触式播种方式，且能形成需要大小的膜孔，就能克服机械式的缺点。射水穿膜、成孔、成穴并播入种子的方法，如能证明可行，那么对于覆膜种植就具有极大的理论意义和应用前景。采用非接触式播种方式，存在很大的节能潜在意义。气动射种播种研究，是播种研究的新进展，孕育着播种机械化的一场革命的变革。迄今，农作物机械化播种基本都是由

6、入土装置先入土再将种子播入土壤的方式。这种播种方式，由于有入土装置与土壤直接作用，可称为接触式播种。另一种播种方式，如撒播、水流播种等，由于没有入土装置与土壤直接作用，可称为非接触式播种。本研究提出气动射种播种方法，拟深入研究气动射种装置、射种器的基本形式及其设计参数的确定方法，意图开辟非接触式机械化播种研究的新领域，为气动射种研究和新产品设计奠定基础，如研究成功将带来播种机械化播种的一场革命。采用非接触式播种方式，由于省略了入土装置，播种部件不直接作用于土壤中，预计有较大的节能潜力。国外播种新原理新技术的

7、发展，催促我们开拓新的研究领域，同时也为我们的研究提供了借鉴。目前国外正在发展一些新的播种技术，如韩国生产的气吸式的精量播种，日本提出适合蔬菜的静电播种，英国提出适合与蔬菜和绿化草籽的液体播种、适合于牧草的超音速播种，还有目前广泛应用的种子带播种等。液压、实时监测与自动控制等新技术在国外播种机的应用也日益广泛。美国塞科尔5000型气压式播种机用液压马达驱动风机；东德A-697型精密播种机装有供驱动排种锥体的液压马达，当地轮滑动时，液压马达启动，以保证排种锥体的转速与机器前进速度相协调，有时也用以操作开沟器的

8、升降，在大宽幅的播种机上还用液压折叠机架，以便安全运输。开展更先进的非接触式播种研究，为开发自动化程度更高的播种机械作理论准备，对于取得具有中国特色的原创性成果意义重大。二装置总体设计本套装置设计成一套整体的装置：机架、气动播种元件、电磁铁、控制电路全部集中在一个整体的试验装置中。其中装置共分为三层，分别为：控制层、动力层、执行层。示意图如2-1所示。控制层动力层执行层图2-1部件分布示意图电路部分和其它部分完全