补偿式玉米精密播种机研究

陶 波，张健伟

（毕节市农机安全监理所，贵州 毕节 551700）

随着我国农业生产技术的不断发展，在农作物播种方面，运用了精密播种技术，可实现节省种肥、高产高效等目的，值得推广应用。不过在播种作业中，常规耕播机难以实现播种过程全封闭，而对于作业质量也难以实时检测。在播种作业中，如果出现机械传动故障，发生导种筒堵塞、种箱排空等问题，会发生漏播的情况。尤其是在玉米播种当中，玉米种价格较高，漏播、多播等情况将对农民造成经济损失。因此为了提高玉米播种的高效性和经济性，应当研究设计补偿式玉米精密播种机。

1 补偿式玉米精密播种机的总体结构设计

补偿式玉米精密播种机，是当前农业技术发展一种较为先进的技术，其中运用了微型计算机技术，实现优秀的单方面控制和多方面控制功能。目前我国关于自动播种的研究并不深入，一般只有大体的设计理念，但对于其控制器可信，即步进电机控制方案，缺乏详细的描述。因此，结合光电传感器技术、单片机控制步进电机技术，研究设计补偿式玉米精密播种机，基于现有的玉米播种机的优缺点，在补偿式玉米精密播种机的设计中，选择了步进电机、光电传感器、锄铲式开沟器、窝眼轮式排种器等主体部件。其核心是单片机，电路板具有补播、漏播检测的功能。通过光电传感器检测，发现漏播情况，向CPU传输信号，CPU处理后将步进电机开关打开，带动后面窝眼轮旋转30°，针对漏播的位置补播。

2 补偿式玉米精密播种机的关键部件设计

2.1 单片机

选择AT89C52单片机，芯片包含了MC51系列的全部特点，同时对8kB电擦除闪烁存储器继承，成本低廉，具有较高的性价比。单片机具有6～40kHz的工作频率，系统对单片机内部振荡器加以应用，时钟源利用石英晶体构成，设定11.0568kHz晶体振荡频率。根据测控仪I/O接口需求，控制电机部分，按钮输入等，使用DAC0832、8155、MC14433芯片各1片，以及74HC595芯片5片扩展，对可用I/O数量、控制电机增加，满足A/D转换等要求。

2.2 步进电机

在步进电机的选择中，应当根据需要的动负荷要求，以及不同类型的特点加以考虑。同时，对于播种机陪在拖拉机的应用也要加以综合思考。另外，选择过程中，对于电源电压问题要特别重视。相邻窝眼具有30°的角度，设定1.5°的步距角，20步/次。设置1～4A的静态电流，0.2/2500的负载启动荷载频率，以及相对较小的运行频率。由此，可以采用70BF07。单片机将控制信号输出，通过D/A转换器，转变数字信号，形成模拟信号，通过放大后向细分环形分配器传输，环形分配器中，主要的脉冲特点是是否具有脉冲，以及组合的顺序。驱动脉冲被步进电机接收，对磁场加以建立，主要在单向绕组轴线平分线分布。通常电机只能以1大于1°的步进角运行。在细分控制中，电流通过阶梯波的方式递增，逐渐实现相邻排对应导通相中，脉冲的切换。

2.3 窝眼内槽轮

在窝眼轮排种器的运行当中，窝眼轮转动，重力作用下种子进入孔内，刮种器将多于种子刮去，随着窝眼护板，窝眼中的种子向下方翻转，有推种器推入种。由于玉米种颗粒具有不规则的形状，从窝眼向护种板翻转时会受到影响，因而有较高的机率可能出现漏种的情况。对此，适当增大窝眼轮的窝眼设计，以减少漏播的情况。

3 补偿式玉米精密播种机的控制流程实现

基于当前现有产品类型，结合相应的技术水平，基于单片机设计补偿式玉米精密播种机，建立精密播种机自动补偿式监控系统。系统设计中，研究对象选择玉米精密播种机，实现对玉米种漏播的检测，以及对漏播的自动补偿。在排种器下方安装光电传感器，满足系统监测要求。在播种过程中，传感器对输种管种子流动情况进行监测，向CPU传输监测信号，CPU对相关系统的工作加以控制。在正常播种过程中，种子下落有规律的穿过光电传感器，如果出现断种、漏播的情况，规定时间间隔内，没有种子穿过光电传感器，光电传感器就会立刻将信号传输给CPU，由CPU控制步进电机启动，带动播种机后的种箱排种器旋转，对漏播的位置进行补播。

4 结语

精密播种技术具有较高的技术含量，在保护性耕作中，节本增效是最为重要的一项内容。在玉米播种中，需要通过播种机，定量准确地在土壤预定位置中播种，保证一穴一粒。在实现这一目标的过程中，为了实现玉米精密播种机漏播率的降低和补播的科学性，设计补偿式玉米精密播种机，准确检测漏播情况，及时自动补播，提高了玉米播种效率。

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