摘要：在线混药喷施技术具有喷施效率高、用药精准、环境污染小等特点。针对在线混药系统混药比范围小和农药小流量检测难等问题,设计了一种在线实时混药喷雾系统,作业过程中直接将混药注入喷雾泵的入口端实现混药的在线喷雾。设计了一种螺旋蜂孔板式混药器,蜂孔板有左旋和右旋两种,且交替安装。设计了一种碟形混药箱,由混药器流出的水药混合液在混药箱中进一步混合。系统使用精量柱塞泵供药,将药液直接注入喷雾系统;采用基于STM32嵌入式控制器实时检测到的水箱和混药箱的液位信息,通过电磁开关阀控制水的流量;水和药在螺旋蜂孔板式混药器中混合,切向流入碟形混药箱,最终由喷雾泵抽取进行喷施。为实现精准控制,对水箱出口的流量计和底部的压力计进行标定,得到水箱水位和压力计输出电压的关系模型及压力传感器输出电压和流量计之间的变化关系,并对水流量的控制精度进行了试验;对精量柱塞泵的转速与控制信号的脉冲频率以及转速和流量进行了标定,得到了转速与控制信号脉冲频率的变化关系,并对精量柱塞泵的供药精度进行了试验。在精量柱塞泵的工作流量范围内,采用同时对水和药分别进行测量的方法对混药比进行了试验,得到了混药比误差变化曲线。采用毒死蜱作为试验药液,对在线混药系统进行了混药试验,采用岛津液相色谱仪对采样点进行了浓度检测,得到各采样点实际浓度值,并与人工充分混药效果进行了对比。试验表明:混药比为150∶1~1 000∶1时,混药比误差最大为6.75%;水流量平均误差为1.35%,最大误差为7.15%;农药流量平均误差为2%,最大误差为3%;在毒死蜱混药试验中,药水混合液浓度平均误差为11.7%。

摘要：针对目前国内水稻精量旱穴播机普遍采用多组链轮或多组齿轮改变传动比，实现株（穴）距调节，但株距调节范围有限的问题，为了增加穴距调节范围，实现穴距的无级调节，研制了一种基于可编程逻辑控制器（programmable logic controller，PLC）与触摸屏的电液比例控制系统，实时调整液压马达转速，实现播种作业的实时调节。液压系统主要由液泵、液压马达和比例流量阀等组成；控制系统通过Delt WPLSoft V2.37编程软件，编制PLC梯形图程序，采用监视与控制通用系统（monitor and control generated system，MCGS）组态软件开发出人机交互界面，可在交互界面上输入地轮直径大小和穴距，以及设定比例流量阀初始值和阈值，调整比例积分微分（proportion integration differentiation，PID）参数，并通过人机交互界面实现播种作业时的穴距调节和作业速度监测。通过台架试验和田间试验表明，在作业速度2.8～3.2和〉3.2～3.6 km/h时，台架试验穴距合格率和田间试验播种穴距合格率均为100%，满足播种要求；在作业速度〉3.6～4 km/h范围内，台架试验穴距合格率达到89%，田间试验穴距合格率为70%，根据NY/T987－2006《铺膜穴播机作业质量》农业行业标准，田间试验穴距合格率＜80%，不能满足穴播机作业质量标准。研究结果表明，水稻精量旱穴播机选用型孔轮式排种器，但田间播种作业成穴性效果受风阻、机架振动和种子下落速度等影响较大，作业速度应控制在2.8～3.6 km/h为宜，当作业速度增大对成穴性影响尤为显著。台架试验和田间试验结果都表明电液比例控制穴距系统的可行性，为播种机株（穴）距调节技术提供了科学依据，为播种机的相关设计研究提供技术参考。