引用格式：
李强, 余秋丽, 李浩鹏, 徐春保, 丁幼春. 油菜播种机除尘式播量监测系统设计与试验[J]. 智慧农业(中英文), 2024, 6(3): 107-117.
DOI：10.12133/j.smartag.SA202401011
Citation:LI Qiang, YU Qiuli, LI Haopeng, XU Chunbao, DING Youchun. Design and Test of Dust Removal Seeding Rate Monitoring System for Rapeseed Seeders[J]. Smart Agriculture, 2024, 6(3): 107-117.
DOI：10.12133/j.smartag.SA202401011
油菜播种机除尘式播量监测系统设计与试验
李强1，2， 余秋丽1，2， 李浩鹏1，2， 徐春保1，2， 丁幼春1，2*
（1.华中农业大学 工学院，湖北武汉 430070，中国；2.农业农村部长江中下游农业装备重点实验室，湖北武汉 430070，中国）
摘要：
［目的/意义］针对气送式油菜直播机作业过程中粉尘影响种子流检测性能、监测系统难以适应不同幅宽播种行数等问题，设计了一种油菜播种机除尘式播量监测系统。
［方法］该监测系统由除尘式油菜种子流检测装置与播量监测终端构成，可通过改变检测装置数量适配不同幅宽播种机。根据粉尘影响种子流检测结构机制，设计了防尘除尘机构。该机构通过透明防尘板将光电感应器件与导种管隔开，粉尘只附着在透明防尘板靠近导种管一侧，同时利用步进电机-丝杆机构使透明防尘板与除尘布产生相互摩擦实现对透明防尘板除尘。通过分析与试验确定透明防尘板尺寸、除尘启动阈值等关键参数。
［结果和讨论］检测装置对比台架试验表明，在平均排种频率12.4~36.3 Hz、平均粉尘流量252~386 mg/s下，无防尘除尘检测装置在两个除尘周期后检测准确率不高于80.2%；有防尘除尘检测装置在单个除尘周期内平均检测准确率不低于93.6%，检测装置不会将粉尘误计。播量监测台架试验表明，在平均排种频率不高于37.6 Hz时，播量监测准确率不低于92.2%。田间播种试验表明，在2.8~4.6 km/h的油菜直播机正常作业速度下，田间排种频率为14.8~31.1 Hz时，播量监测准确率不低于93.1%。
［结论］该油菜播量监测系统为气送式油菜直播机作业中粉尘影响下种子流精准检测提供了有效支持，提高了对不同宽幅播种行数的适应性。
关键词： 油菜种子流检测；播种；除尘；监测系统；精准计数
文章图片
图1 油菜气送式集排器播种监测过程中粉尘来源
Fig. 1 Dust sources during the monitoring process of pneumatic rapeseed seeder sowing
图2 粉尘影响光电感应器件原理示意图
Fig. 2 Schematic diagram of the principle of dust affecting photoelectric sensing devices
图3 除尘式油菜种子流检测装置结构示意图
Fig. 3 Structural diagram of dust removal rapeseed flow detection device
图4 检测装置的防尘除尘机构工作原理示意图
Fig. 4 Schematic diagram of the working principle of the dust proof and dust removal mechanism of the detection device
图5 除尘式油菜种子流检测装置的透明防尘板长度与滑块位置关系
Fig. 5 Relationship between the length of the transparent dust proof plate and the position of the slider in the dust removal rapeseed flow detection device
图6 除尘式油菜种子流检测装置的台架试验现场
Fig. 6 Bench test site of dust removal rapeseed flow detection device
图7 除尘式油菜种子流检测装置的检测准确率随实际电压与初始电压比值变化曲线图
Fig. 7 Detection accuracy of the dust-removal rapeseed flow detection device changes with the ratio of actual voltage to
initial voltage
图8 油菜播量监测系统框图
Fig. 8 Block diagram of rapeseed seeding rate monitoring system
图9 除尘式油菜种子流检测装置的检测与除尘程序流程图
Fig. 9 Flow chart of detection and dust removal procedures of dust removal rapeseed flow detection device
图10 除尘式油菜播量监测系统的播量监测试验台架
Fig. 10 Seeding rate monitoring test bench for dust removal
rapeseed seeding rate monitoring system
图11 油菜种子流检测装置有无防尘除尘机构的检测准确率对比试验
Fig. 11 Comparative test on detection accuracy of rapeseed flow detection device with or without dust proof and dust
removal mechanism
图12 除尘式油菜播量监测系统田间试验
Fig. 12 Field test of dust removal rapeseed seeding rate monitoring system
作者简介
丁幼春 教授
丁幼春，华中农业大学教授，博士生导师，《智慧农业（中英文）》青年编委，中国农业工程学会农业机械化电气化专业委员会委员。主要研究农业智能化技术与装备，主持国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题、湖北省重点研发计划等科研项目。重点开展播种智能化、农机无人化作业关键技术与装备的研究，在行业权威学术期刊上发表学术论文40余篇，授权发明专利20余项。
来源：《智慧农业（中英文）》2024年第3期
转载请联系编辑部授权
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