王方艷 楊 亮 王紅提

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院， 青島 266109)

0 引言

胡蘿卜是中國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，種植面積約4.0×105hm2，占世界種植面積的42%[1]。為了錯(cuò)開(kāi)上市時(shí)間和反季節(jié)種植，獲得更多收益，設(shè)施大棚種植胡蘿卜被廣泛推廣，但受設(shè)施大棚有限空間的影響，國(guó)外引進(jìn)的大型播種機(jī)無(wú)法使用。國(guó)內(nèi)小型氣力式播種機(jī)極少，現(xiàn)有的小型播種機(jī)具主要有人力手推式、電動(dòng)手推式和油動(dòng)手推式，均為窩眼輪式排種器[2-4]，存在種子易破損、型孔易堵塞、播種精度難保障等問(wèn)題[5-6]。氣力式排種器能克服上述窩眼輪式排種器的缺點(diǎn)，因此，研發(fā)一種小型氣力式精密播種機(jī)，并對(duì)播種質(zhì)量進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，對(duì)設(shè)施大棚蔬菜機(jī)械化播種具有重要意義。

目前，小型播種機(jī)多由地輪驅(qū)動(dòng)，存在地輪滑移產(chǎn)生漏播的問(wèn)題[7]，一般采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)排種器來(lái)解決。采用編碼器、霍爾傳感器、雷達(dá)和GPS等采集播種機(jī)或拖拉機(jī)前進(jìn)速度，借助控制器實(shí)時(shí)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)排種器轉(zhuǎn)速與播種機(jī)前進(jìn)速度實(shí)時(shí)匹配[8-17]。

此外，隨著市場(chǎng)對(duì)播種質(zhì)量和智能化程度要求的不斷提高，對(duì)光電式、壓電式和圖像式排種性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究不斷增多。如文獻(xiàn)[18-20]利用光電傳感器進(jìn)行漏播檢測(cè)；文獻(xiàn)[21-22]利用光纖傳感器進(jìn)行了漏播檢測(cè)，為降低生產(chǎn)成本，后又設(shè)計(jì)了一種壓電式漏播檢測(cè)裝置；黃東巖等[23]利用壓電傳感器進(jìn)行漏播檢測(cè)，并采用GPS采集漏播位置。邱兆美等[24]利用光電傳感器和CMOS圖像傳感器對(duì)播種數(shù)量、漏播數(shù)量和落種過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)；譙睿等[25]利用激光傳感器進(jìn)行漏播重播檢測(cè)；董寶軍[26]設(shè)計(jì)了具有漏播補(bǔ)償功能的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用光電傳感器進(jìn)行漏播檢測(cè)，還加設(shè)了補(bǔ)種排種器進(jìn)行補(bǔ)種。以上幾種檢測(cè)方法中，光電和壓電檢測(cè)法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，應(yīng)用較廣，主要用來(lái)檢測(cè)玉米、大豆等大粒種子，對(duì)直徑小于4 mm的小粒種子檢測(cè)困難；圖像檢測(cè)系統(tǒng)能夠直觀地看到播種質(zhì)量和過(guò)程，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，對(duì)小粒種子的漏播檢測(cè)適合采用光纖傳感器，靈敏度高、抗干擾性強(qiáng)。

本研究以山東、河南等地溫室大棚1壟2行胡蘿卜種植模式為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)一種小型胡蘿卜精密播種機(jī)。要求能1次播種2行；整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕，能在大棚等狹窄空間調(diào)頭；可實(shí)時(shí)反映播種質(zhì)量。為滿(mǎn)足以上要求，在筆者研制的雙行氣吸式排種器的基礎(chǔ)上[27]，配套設(shè)計(jì)雙行分種器以及驅(qū)動(dòng)輪等部件，重點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)力系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提升用戶(hù)體驗(yàn)。為保證播種機(jī)續(xù)航能力及風(fēng)機(jī)風(fēng)壓穩(wěn)定，采用汽油機(jī)為播種機(jī)的行走提供動(dòng)力，鋰電池為電機(jī)及風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力；采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)排種器獲得適宜的轉(zhuǎn)速；采用光纖傳感器檢測(cè)胡蘿卜種子，通過(guò)作業(yè)質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提高播種效果及智能化水平。

1 整機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)

山東、河南等地胡蘿卜種植多采用1壟2行的種植方式，行距110～120 mm，株距60～100 mm，播深10～20 mm。為滿(mǎn)足質(zhì)量輕的要求，動(dòng)力系統(tǒng)中各部件均以體積小、質(zhì)量輕為原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，緊湊布置。對(duì)于播種粒距均勻性問(wèn)題，通過(guò)PLC控制使排種速度與前進(jìn)速度相匹配。漏播檢測(cè)采用對(duì)射式光纖傳感器，安裝在排種器投種口。該機(jī)主要由汽油機(jī)、行走輪、機(jī)架、風(fēng)機(jī)、電機(jī)、開(kāi)溝器、排種器、鋰電池、電控箱、觸摸屏PLC一體機(jī)等組成，可一次性完成開(kāi)溝、播種、鎮(zhèn)壓和漏播監(jiān)測(cè)等工序。播種機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 播種機(jī)結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structural diagram of seeder1.汽油機(jī) 2.風(fēng)機(jī) 3.驅(qū)動(dòng)輪 4.機(jī)架 5.電機(jī) 6.開(kāi)溝器 7.光纖傳感器 8.排種器 9.鋰電池 10.電控箱 11.觸摸屏PLC一體機(jī) 12.鎮(zhèn)壓輪

1.2 工作原理及主要技術(shù)參數(shù)

作業(yè)時(shí)，根據(jù)胡蘿卜品種及生產(chǎn)要求輸入合適的株距，啟動(dòng)汽油機(jī)及風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)到合適的播種風(fēng)壓及汽油機(jī)油門(mén)，使排種器吸種穩(wěn)定、播種機(jī)勻速前進(jìn)。通過(guò)編碼器獲取播種機(jī)前進(jìn)速度，經(jīng)PLC的控制實(shí)時(shí)調(diào)整伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，保障播種粒距穩(wěn)定。排種器排出的雙行種子流經(jīng)叉形分種管導(dǎo)入到種溝中完成播種。在此過(guò)程中，漏播監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲得播種效果，觸摸屏上實(shí)時(shí)顯示前進(jìn)速度、播種總數(shù)、漏播數(shù)等信息。播種機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 播種機(jī)主要技術(shù)參數(shù)Tab.1 Main technical parameters of seeder

2 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)與參數(shù)確定

2.1 動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1.1汽油機(jī)

汽油機(jī)選擇之前，需計(jì)算播種機(jī)所需驅(qū)動(dòng)功率。播種機(jī)田間作業(yè)時(shí)的工作阻力主要包括前后輪滾動(dòng)阻力、開(kāi)溝器開(kāi)溝阻力和覆土器覆土阻力，消耗的總功率主要由播種機(jī)行走消耗的動(dòng)力及開(kāi)溝、覆土器消耗的動(dòng)力組成。整機(jī)滾動(dòng)摩擦力為

F1=mgf1

(1)

式中m——整機(jī)質(zhì)量，kg

g——重力加速度，m/s2

f1——滾動(dòng)摩擦因數(shù)

播種機(jī)整機(jī)質(zhì)量按最大取值計(jì)算m=60 kg，土壤對(duì)鋼的摩擦因數(shù)f1=0.5(按黏結(jié)沙壤土)，代入計(jì)算得到摩擦力F1=294 N；播種機(jī)總阻力F為整機(jī)滾動(dòng)摩擦力F1、開(kāi)溝器阻力F2和覆土器阻力F3之和，本研究采用2個(gè)開(kāi)溝器和2個(gè)覆土器，即

F=F1+2F2+2F3

(2)

查閱文獻(xiàn)[28]得到滑刀式開(kāi)溝器開(kāi)溝阻力為200～400 N，開(kāi)溝阻力與開(kāi)溝器的類(lèi)型、尺寸參數(shù)、開(kāi)溝深度以及播種機(jī)作業(yè)速度等因素有關(guān)，本研究中胡蘿卜播種時(shí)開(kāi)溝深度約2 cm，取開(kāi)溝器阻力F2=200 N，刮板式覆土器阻力F3=45 N，代入計(jì)算得到總阻力F=784 N。整機(jī)所需驅(qū)動(dòng)功率

P=Fv1

(3)

式中v1——播種機(jī)作業(yè)速度，m/s

播種機(jī)前進(jìn)速度v1按人步行速度1.39 m/s(5 km/h)計(jì)算，得到驅(qū)動(dòng)功率P=1 089.76 W。綜合考慮功率儲(chǔ)備等因素，選擇三菱TB50PFD型二沖程汽油機(jī)，額定功率1.5 kW，凈質(zhì)量4.5 kg，額定轉(zhuǎn)速7 200 r/min，外形尺寸(長(zhǎng)×寬×高)為283 mm×178 mm×254 mm。搭配30速比減速器，與油門(mén)配合能滿(mǎn)足播種機(jī)3～5 km/h的作業(yè)速度要求。

2.1.2電機(jī)

本研究排種器采用直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由鋰電池供電。作業(yè)時(shí)，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)扭矩計(jì)算式為[16]

(4)

式中T1——電機(jī)驅(qū)動(dòng)扭矩，N·m

T2——作業(yè)時(shí)排種器最大負(fù)荷，N·m

K1——安全系數(shù)

μ1——周向傳動(dòng)比

μ2——減速器傳動(dòng)比

經(jīng)扭矩傳感器測(cè)量，本研究設(shè)計(jì)的排種器作業(yè)時(shí)最大負(fù)荷T2=3.5 N·m，考慮自重和摩擦力，安全系數(shù)取K1=2，周向傳動(dòng)比μ1=1，減速器傳動(dòng)比μ2=36，代入計(jì)算得到電機(jī)驅(qū)動(dòng)扭矩T1=0.19 N·m。選用杭州翼志科技有限公司57AIM15型直流伺服電機(jī)，其額定轉(zhuǎn)矩為0.48 N·m，工作電壓DC 24 V，額定電流2.2 A，分辨率32 768 P/r(每轉(zhuǎn)輸出脈沖數(shù)32 768個(gè))，可滿(mǎn)足作業(yè)要求。該直流伺服電機(jī)內(nèi)部集成15位絕對(duì)值編碼器和驅(qū)動(dòng)器，只需供電和脈沖信號(hào)即可完成控制，簡(jiǎn)化了接線操作。直流伺服電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制方式靈活，通過(guò)PLC控制器控制伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，結(jié)合采集到的播種機(jī)后輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制。直流伺服電機(jī)具有較好的抗速度過(guò)載和轉(zhuǎn)矩過(guò)載的能力，在智能化精密播種作業(yè)中是一種較佳的動(dòng)力配套選型方案。

2.1.3風(fēng)機(jī)

目前應(yīng)用于氣吸式播種機(jī)的風(fēng)機(jī)布置主要有兩種：一個(gè)風(fēng)機(jī)為多個(gè)排種器提供工作負(fù)壓，這種風(fēng)機(jī)一般用于大型氣吸式播種機(jī)，其動(dòng)力由拖拉機(jī)后輸出軸提供；一個(gè)風(fēng)機(jī)為一個(gè)排種器提供工作負(fù)壓，這種一般用于小型氣力式播種機(jī)，其動(dòng)力由汽油機(jī)提供。由于風(fēng)機(jī)動(dòng)力由汽油機(jī)提供，怠速或減速時(shí)動(dòng)力波動(dòng)會(huì)影響風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，進(jìn)而影響排種器排種性能[29]，且考慮到要減輕整機(jī)質(zhì)量及提高結(jié)構(gòu)緊湊性，故本研究在第2種布置方式的基礎(chǔ)上改選用電驅(qū)式風(fēng)機(jī)，由鋰電池供電。前期研究成果表明，胡蘿卜播種機(jī)最佳工作負(fù)壓為4.4 kPa，小粒種子播種所需負(fù)壓一般不高于6 kPa[27]。因此，選用寧波東萊機(jī)電有限公司的WS9250C型直流無(wú)刷離心式風(fēng)機(jī)，配套風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，可進(jìn)行PWM調(diào)速。該風(fēng)機(jī)最大風(fēng)壓7 kPa，最大風(fēng)量43 m3/h，額定電壓DC 24 V，額定電流5 A，風(fēng)機(jī)圓柱形，直徑92 mm，高度50 mm，體積小，出風(fēng)量大，滿(mǎn)足排種器工作要求。在風(fēng)機(jī)出風(fēng)口加裝三通管和球閥可以為排種器提供吹雜正壓，如圖2所示。

圖2 WS9250C型風(fēng)機(jī)Fig.2 WS9250C fan1.負(fù)壓導(dǎo)氣管 2.風(fēng)機(jī) 3.正壓壓力表 4.三通管 5.正壓導(dǎo)氣管 6.球閥

2.1.4蓄電池

常用的動(dòng)力蓄電池主要有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備直流動(dòng)力電池一般采用鉛酸電池，鉛酸電池價(jià)格低廉、安全可靠、工藝較成熟，但鉛酸電池能量密度低，體積、質(zhì)量相對(duì)較大，不適合輕便型設(shè)備使用。鋰電池能量密度較高、小巧輕便、充放電循環(huán)壽命長(zhǎng)，相對(duì)于鉛酸電池更高效、安全、環(huán)保。三元鋰電池能量密度可達(dá)304 W·h/kg，相當(dāng)于磷酸鐵鋰電池140 W·h/kg的 2.17倍，鉛酸電池40 W·h/kg的7.6倍,其抗低溫性也比磷酸鐵鋰電池強(qiáng)[30]?？紤]到續(xù)航時(shí)間和整機(jī)質(zhì)量，本研究選擇深圳市德力普科技有限公司額定電壓為25.9 V、容量為51 A·h三元鋰電池，質(zhì)量約7 kg，同時(shí)為排種器電機(jī)和風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力，續(xù)航時(shí)間為

(5)

式中t——電池續(xù)航時(shí)間，h

U——電池額定電壓，V

Q——電池容量，A·h

P1——電機(jī)額定功率，W

P2——風(fēng)機(jī)額定功率，W

電機(jī)額定功率為50 W，風(fēng)機(jī)額定功率為120 W，代入式(5)計(jì)算得到續(xù)航時(shí)間t=7.77 h。播種機(jī)作業(yè)過(guò)程中電機(jī)和風(fēng)機(jī)實(shí)際功率小于額定功率，故續(xù)航時(shí)間大于7.77 h，經(jīng)田間播種試驗(yàn)測(cè)算，續(xù)航時(shí)間約10 h，滿(mǎn)足1天的作業(yè)時(shí)間要求。

2.2 排種器設(shè)計(jì)

氣吸式胡蘿卜排種器主要由左右殼體、氣吸墊、排種盤(pán)、種箱、導(dǎo)種器、上刮種器、下刮種器等部件組成，負(fù)壓氣室在左殼體上，種箱和右殼體為一體結(jié)構(gòu)。排種器結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。排種器通過(guò)軟管與風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口連接，工作時(shí)，排種器左殼體形成負(fù)壓狀態(tài)，種子被吸附在排種盤(pán)型孔上，隨排種盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，型孔上吸附的多余種子被刮種器清除掉，1個(gè)型孔只保留1粒種子，到達(dá)下面投種口時(shí)，負(fù)壓室被隔斷，種子脫離排種盤(pán)經(jīng)過(guò)導(dǎo)種管落入種溝完成排種。

圖3 排種器結(jié)構(gòu)示意圖Fig.3 Schematic of seed-metering device1.殼體蓋 2.左殼體 3.負(fù)壓接口 4.氣吸墊 5.氣吸墊壓盤(pán) 6.壓盤(pán)套 7.排種盤(pán) 8.傳動(dòng)軸 9.上刮種器 10.下刮種器 11.種箱 12.擋種板 13.右殼體 14.導(dǎo)種器 15.正壓接口

前期通過(guò)對(duì)排種過(guò)程進(jìn)行理論分析，設(shè)計(jì)了雙圈型孔排種盤(pán)，可實(shí)現(xiàn)1個(gè)排種器播種2行。排種盤(pán)直徑為220 mm，內(nèi)、外圈型孔所在圓周直徑分別為175、190 mm，每圈30個(gè)型孔。更換不同型孔數(shù)量和型孔直徑的排種盤(pán)可以播種不同品種的小粒徑種子。設(shè)計(jì)的雙側(cè)刮種器從型孔上、下兩個(gè)方向把吸附的多余種子清除，上刮種器為鋸齒式，下刮種器為偏心桿式。通過(guò)單因素試驗(yàn)得到對(duì)排種性能影響較大的因素為排種盤(pán)型孔直徑、排種盤(pán)轉(zhuǎn)速和氣室負(fù)壓，并通過(guò)三因素五水平二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)，獲得排種器最佳參數(shù)組合為型孔直徑1.6 mm，排種盤(pán)轉(zhuǎn)速18 r/min，氣室負(fù)壓4.4 kPa[27]。

2.3 驅(qū)動(dòng)輪設(shè)計(jì)

手推式胡蘿卜播種機(jī)在壟上行走時(shí)方向不易把控，易發(fā)生掉壟現(xiàn)象，針對(duì)此情況，在驅(qū)動(dòng)輪兩端分別設(shè)有喇叭形導(dǎo)向輪，不僅增加了驅(qū)動(dòng)輪與地面的摩擦力，而且在壟上作業(yè)時(shí)具有導(dǎo)向作用，防止驅(qū)動(dòng)輪跑偏，如圖4所示?？紤]到山東地區(qū)胡蘿卜種植多為壤土，整地后壟面仍有土塊且粘性較大，影響開(kāi)溝播種質(zhì)量。驅(qū)動(dòng)輪設(shè)計(jì)為鼠籠式，輪輞為格柵狀，縫隙10 mm，行走時(shí)不僅能把較大土塊壓碎，而且粘在輪輞上的土壤在滾動(dòng)時(shí)會(huì)自然脫落，鼠籠式的結(jié)構(gòu)也減輕了自身質(zhì)量。驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)摩擦力除受土壤特性影響外，還與驅(qū)動(dòng)輪寬度和直徑有關(guān)，其關(guān)系為[31]

圖4 驅(qū)動(dòng)輪結(jié)構(gòu)圖Fig.4 Structural diagrams of driving wheel

(6)

式中Rx——驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)摩擦力，N

G——驅(qū)動(dòng)輪受到的垂直載荷，N

K2——土壤特性系數(shù)

B1——驅(qū)動(dòng)輪寬度，m

D1——驅(qū)動(dòng)輪直徑，m

由式(6)可以看出，在其他參數(shù)不變的情況下，增大驅(qū)動(dòng)輪直徑可以減小滾動(dòng)摩擦力。綜合動(dòng)力、自重、造型等因素考慮，結(jié)合胡蘿卜的種植模式，確定驅(qū)動(dòng)輪寬度B1為280 mm，直徑D1為200 mm。

2.4 分種器設(shè)計(jì)

針對(duì)農(nóng)藝要求，分種器由2個(gè)分種管組成，左右對(duì)稱(chēng)，前后錯(cuò)位布置，中心距bf=120 mm，安裝在排種器支架下面。排種盤(pán)上外、內(nèi)圈型孔上的種子從連接板中間方孔分別落入左、右分種管，分種管將改變種子運(yùn)動(dòng)方向，使其由前后向左右運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)窄距雙行播種。由試驗(yàn)測(cè)得包衣胡蘿卜種子的休止角為22.6°，故分種裝置傾斜角αf應(yīng)大于22.6°，在此設(shè)計(jì)αf為43°。種子與分種管碰撞后運(yùn)動(dòng)軌跡隨機(jī)，將影響粒距均勻性，因此，設(shè)計(jì)的分種器高度hf為80 mm，降低種子觸地速度。為保證行距準(zhǔn)確性，分種器出種口寬度b1為10 mm。分種器結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 分種器結(jié)構(gòu)圖Fig.5 Structural diagrams of seed-guiding device

3 播種控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

為了實(shí)現(xiàn)播種粒距的精確控制及播種狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，設(shè)計(jì)了胡蘿卜精密播種控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。播種前，根據(jù)胡蘿卜品種及生產(chǎn)要求輸入合適的株距；播種時(shí)，觸摸屏上實(shí)時(shí)顯示前進(jìn)速度、播種總數(shù)及漏播率等信息，當(dāng)漏播出現(xiàn)異常時(shí)(連續(xù)漏播7個(gè)或規(guī)律性漏播)屏幕報(bào)警信號(hào)燈亮起，播種人員可根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)停機(jī)排除故障。播種控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由排種控制系統(tǒng)和漏播監(jiān)測(cè)系統(tǒng)兩部分組成，系統(tǒng)工作流程如圖6所示。

圖6 播種控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理框圖Fig.6 Principle diagram of seeding control and missing detection system

3.1 排種控制系統(tǒng)

3.1.1排種控制系統(tǒng)工作原理

排種控制系統(tǒng)由硬件及軟件構(gòu)成，硬件主要由旋轉(zhuǎn)編碼器、PLC控制器、觸摸屏等組成。其工作原理是PLC根據(jù)人機(jī)交互界面設(shè)定的播種株距等參數(shù)值，先計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)的排種量及排種器轉(zhuǎn)速的理論值；然后，PLC將旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)得的行進(jìn)速度和排種器轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)排種器轉(zhuǎn)速的實(shí)時(shí)調(diào)整，并實(shí)時(shí)顯示作業(yè)速度、排種器實(shí)際轉(zhuǎn)速以及播種數(shù)量等。播種控制系統(tǒng)通過(guò)調(diào)整排種器的轉(zhuǎn)速，使排種器轉(zhuǎn)速與播種機(jī)前進(jìn)速度實(shí)時(shí)匹配，實(shí)現(xiàn)整個(gè)地塊播種粒距均勻。

3.1.2硬件選型

PLC為主控制單元，負(fù)責(zé)與觸摸屏通信并根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)時(shí)測(cè)得的相關(guān)速度對(duì)伺服電機(jī)實(shí)時(shí)控制。PLC具體型號(hào)根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)、經(jīng)濟(jì)性、I/O點(diǎn)數(shù)、參考精度等進(jìn)行選擇。根據(jù)裝置結(jié)構(gòu)共有4個(gè)輸入、1個(gè)伺服電機(jī)控制輸出、1個(gè)觸摸屏通訊接口，因此，選用深圳中達(dá)優(yōu)控公司的MC-20MR-6MT_430A_FX_F型觸摸屏PLC一體機(jī)，觸摸屏和PLC集成一體，內(nèi)部集成了CPU模塊、I/O模塊和電源模塊，具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單、安裝方便以及成本低等特點(diǎn)。

該一體機(jī)CPU模塊為Mitsubishi FX系列，其響應(yīng)速度較快，基本指令執(zhí)行速度時(shí)間為0.08 μs，內(nèi)置的用戶(hù)存儲(chǔ)器為8 000步。觸摸屏為4.3英寸高亮度液晶顯示屏(480像素×272像素)，通訊端口RS 485，4線精密電阻網(wǎng)絡(luò)(4H)，預(yù)裝YKHMI V3.3組態(tài)軟件，具備圖像顯示和數(shù)據(jù)處理功能。

目前農(nóng)業(yè)機(jī)械前進(jìn)速度測(cè)量方法主要有標(biāo)桿測(cè)速法、輪速傳感器測(cè)速法、多普勒雷達(dá)測(cè)速法、GPS測(cè)速法等。目前采用較多的是輪速傳感器測(cè)速法和GPS測(cè)速法，在拖拉機(jī)加、減速過(guò)程中，單點(diǎn)定位GPS速度誤差和延時(shí)較大。有研究表明，在作業(yè)速度為4 km/h時(shí)，GPS測(cè)速方式平均粒距合格指數(shù)小于編碼器測(cè)速方式，在作業(yè)速度為6～12 km/h時(shí)，GPS測(cè)速方式平均粒距合格指數(shù)大于編碼器測(cè)速方式[16]。本研究播種機(jī)為輕簡(jiǎn)型手推式播種機(jī)，作業(yè)速度為3～5 km/h，因此，選用臺(tái)州霍爾電氣有限公司生產(chǎn)的E6B2-CWZ6C型旋轉(zhuǎn)編碼器，工作電壓DC 5～24 V，控制電流小于80 mA，最高響應(yīng)頻率為150 kHz，分辨率1 024 P/r(每轉(zhuǎn)輸出脈沖1 024個(gè))，輸出方式為NPN常開(kāi)。

3.1.3PLC控制程序設(shè)計(jì)

PLC程序在GX Works2上編程，主要功能采用梯形圖進(jìn)行開(kāi)發(fā)，包括參數(shù)設(shè)定、啟停、狀態(tài)檢測(cè)以及比例值調(diào)整等。

(1)排種器轉(zhuǎn)速

為了確保播種株距穩(wěn)定，提高播種質(zhì)量，排種器的轉(zhuǎn)速必須和播種機(jī)作業(yè)速度相匹配，即PLC控制器需根據(jù)播種機(jī)作業(yè)速度實(shí)時(shí)調(diào)整排種器轉(zhuǎn)速。其中播種機(jī)的作業(yè)速度由旋轉(zhuǎn)編碼器A測(cè)定，排種器的轉(zhuǎn)速由伺服電機(jī)調(diào)整。

播種機(jī)作業(yè)時(shí)，PLC控制器通過(guò)高速計(jì)數(shù)器(頻率模式)實(shí)時(shí)采集旋轉(zhuǎn)編碼器A的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率，播種機(jī)的作業(yè)速度v1為

(7)

式中f2——編碼器A的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率，P/s

R1——編碼器A的分辨率，P/r

D2——地輪直徑，m

排種器在時(shí)間t1內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)

(8)

式中t1——時(shí)間，s

S——播種株距，m

Z——排種盤(pán)單圈型孔數(shù)量

則排種器的轉(zhuǎn)速為

(9)

通過(guò)PLC控制器將排種器的轉(zhuǎn)速n1轉(zhuǎn)換為脈沖量輸出，程序通過(guò)讀取后鎮(zhèn)壓輪速度檢測(cè)編碼器B的數(shù)值，根據(jù)比例關(guān)系調(diào)整脈沖量的輸出，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)排種器轉(zhuǎn)速的實(shí)時(shí)調(diào)整。

(2)理論播種粒數(shù)和播種面積計(jì)算

為了了解播種機(jī)作業(yè)量，需要對(duì)播種粒數(shù)和播種面積進(jìn)行計(jì)算。作業(yè)過(guò)程中，通過(guò)高速計(jì)數(shù)器(計(jì)數(shù)模式)實(shí)時(shí)讀取旋轉(zhuǎn)編碼器B的計(jì)數(shù)值(脈沖數(shù))，根據(jù)編碼器的分辨率，可得到單行播種粒數(shù)

(10)

式中Q1——排種器理論播種粒數(shù)

M——編碼器B的計(jì)數(shù)值

R2——編碼器B的分辨率，P/r

根據(jù)播種粒數(shù)、設(shè)定的播種株距和工作幅寬，計(jì)算播種面積

A=Q1SW

(11)

式中W——播種機(jī)工作幅寬，m

3.2 漏播監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

3.2.1硬件選型

目前漏播監(jiān)測(cè)方法主要有光電監(jiān)測(cè)法、壓電監(jiān)測(cè)法、電容監(jiān)測(cè)法、高速攝影監(jiān)測(cè)法和機(jī)器視覺(jué)監(jiān)測(cè)法。光電監(jiān)測(cè)法、壓電監(jiān)測(cè)法和電容監(jiān)測(cè)法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但存在監(jiān)測(cè)盲區(qū)、易受灰塵和雜質(zhì)影響；高速攝影監(jiān)測(cè)法和機(jī)器視覺(jué)監(jiān)測(cè)法對(duì)事件還原度高、過(guò)程可視性好，但價(jià)格高，對(duì)作業(yè)環(huán)境要求高，不適合田間作業(yè)使用。

根據(jù)“紅喜三紅七寸”和“孟德?tīng)柖?hào)”2個(gè)品種的包衣胡蘿卜種子的測(cè)量數(shù)據(jù)，種子尺寸范圍在2.17～4.62 mm之間，粒徑較小，對(duì)光電傳感器監(jiān)測(cè)精度要求較高。本研究選用東莞南之巔電子有限公司生產(chǎn)的TR20MLD型矩陣對(duì)射式光纖傳感器，工作電壓DC 12～24 V，消耗電流小于3 mA，響應(yīng)時(shí)間小于200 μs。該傳感器采用紅外發(fā)光二極管作為發(fā)光元件，紅外光敏二極管作為受光元件，具有反應(yīng)快、功耗小、價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)；11 mm寬度布置16芯光纖，相對(duì)于常規(guī)光電式傳感器紅外光更密集，最小監(jiān)測(cè)直徑為0.5 mm，可最大程度地消除感應(yīng)盲區(qū)，提高漏播監(jiān)測(cè)精度。此光纖傳感器需配合放大器使用，放大器的作用是對(duì)光信號(hào)進(jìn)行放大，選用同一公司生產(chǎn)的FL-31N型光纖放大器，通過(guò)設(shè)置感應(yīng)延時(shí)來(lái)調(diào)節(jié)感應(yīng)靈敏度，可設(shè)延時(shí)范圍為0～9 999 ms。

本研究為一器雙行氣吸式排種器，需采用2套光纖傳感器，傳感器安裝在排種器的分種器下方，左右對(duì)射布置，3D打印1個(gè)支架進(jìn)行固定，如圖7a所示。

圖7 光纖傳感器Fig.7 Fiber optic sensor

3.2.2監(jiān)測(cè)程序

排種器下落的種子通過(guò)傳感器檢測(cè)區(qū)域時(shí)，由于種子對(duì)光線的遮擋產(chǎn)生遮光量，傳感器把檢測(cè)到的信息傳輸?shù)絇LC控制器進(jìn)行相關(guān)處理，PLC判斷是否出現(xiàn)漏播現(xiàn)象，再由報(bào)警單元實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的報(bào)警。本研究設(shè)計(jì)的播種機(jī)最大前進(jìn)速度為1.39 m/s(5 km/h)，單粒精播株距為0.07 m， 相鄰2粒種子的最小落種時(shí)間間隔為

(12)

式中Tmin——最小落種時(shí)間間隔，s

計(jì)算得到最小落種時(shí)間間隔Tmin=0.05 s=50 ms，遠(yuǎn)大于PLC程序運(yùn)行一個(gè)周期的時(shí)間(1～1.5 ms)，故程序滿(mǎn)足單粒落種時(shí)間間隔要求。

種子穿過(guò)監(jiān)測(cè)區(qū)域完全遮斷光線的時(shí)間與種子下落的高度有關(guān)，本研究種子從離開(kāi)排種盤(pán)開(kāi)始下落到達(dá)監(jiān)測(cè)區(qū)域的高度為h=0.055 m，種子到達(dá)監(jiān)測(cè)區(qū)域時(shí)的速度計(jì)算式為

(13)

式中v2——種子到達(dá)監(jiān)測(cè)區(qū)域時(shí)的速度，m/s

t2——種子到達(dá)監(jiān)測(cè)區(qū)域時(shí)所用的時(shí)間，s

由式(13)可以得到種子到達(dá)監(jiān)測(cè)區(qū)域時(shí)的速度為v2=1.038 m/s，種子穿過(guò)監(jiān)測(cè)區(qū)域所用的時(shí)間

(14)

式中bmin——種子最小尺寸，m

包衣胡蘿卜種子的最小尺寸bmin=2.17 mm，將其代入式(14)得到t3=0.002 091 s=2 091 μs， 即最小尺寸的種子完全阻斷光束的時(shí)間為2 091 μs，而選用的光纖傳感器響應(yīng)時(shí)間小于200 μs，故選用的光纖傳感器滿(mǎn)足包衣胡蘿卜種子漏播監(jiān)測(cè)要求。

播種機(jī)前進(jìn)速度v1由測(cè)速傳感器獲得，本研究使用旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速。依據(jù)光纖傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)信息計(jì)算相鄰2粒種子的實(shí)際落種時(shí)間間隔ΔT，獲得實(shí)時(shí)播種株距

Sd=v1ΔT

(15)

式中Sd——實(shí)時(shí)播種株距，m

結(jié)合理論株距判斷是否發(fā)生漏播現(xiàn)象，根據(jù)GB/T 6973—2005《單粒(精密)播種機(jī)試驗(yàn)方法》，具體判斷依據(jù)為：0.5S1.5S為漏播；Sd>7S為斷條。

實(shí)際應(yīng)用中，取時(shí)間間隔ΔT的1.5倍作為漏播定時(shí)器的設(shè)定值，正常播種時(shí)，每粒種子落下使定時(shí)器復(fù)位；出現(xiàn)漏播時(shí)，設(shè)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有種子落下，定時(shí)器就會(huì)置位。定時(shí)器每置位1次，計(jì)數(shù)器就會(huì)記錄1次漏播，并在觸摸屏上實(shí)時(shí)顯示。在監(jiān)測(cè)狀態(tài)下，如果排種盤(pán)型孔發(fā)生堵塞，就會(huì)產(chǎn)生漏播，但本研究采用排種器有正壓吹雜功能，堵塞在型孔中的雜質(zhì)或破碎的種子一般能被正壓氣流吹掉。為了不影響作業(yè)效率，僅以下情況需報(bào)警提醒處理：當(dāng)型孔被堵塞，排種器連續(xù)轉(zhuǎn)7周，堵塞物仍沒(méi)有被清除，發(fā)生規(guī)律性漏播時(shí)；當(dāng)種箱中缺種或風(fēng)壓不足等導(dǎo)致連續(xù)7個(gè)以上型孔未吸上種子時(shí)。

4 試驗(yàn)

4.1 計(jì)數(shù)校準(zhǔn)

為獲取實(shí)際的落種數(shù)量，將光纖傳感器安裝在排種器出種口處，并在分種管下方安裝接種袋，如圖7b所示。試驗(yàn)在室內(nèi)進(jìn)行，調(diào)整風(fēng)機(jī)負(fù)壓到4.5 kPa，正壓1.0 kPa，啟動(dòng)電機(jī)測(cè)試程序驅(qū)動(dòng)排種器，排種器轉(zhuǎn)速為18 r/min，播種機(jī)原地不動(dòng)。為方便查看系統(tǒng)顯示的播種數(shù)量，播種系統(tǒng)每次啟動(dòng)前，先手動(dòng)清零播種數(shù)據(jù)。

試驗(yàn)選用山東地區(qū)廣泛種植的“孟德?tīng)柖?hào)”和“三喜三紅七寸”胡蘿卜品種，兩個(gè)品種均為包衣種子，顏色均為乳白色。前者三軸尺寸4.13 mm×3.25 mm×3.05 mm，含水率3.82%，千粒質(zhì)量21.17 g；后者三軸尺寸3.91 mm×2.77 mm×2.60 mm，含水率3.81%，千粒質(zhì)量11.34 g。預(yù)試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)三軸尺寸小的計(jì)數(shù)準(zhǔn)確率略低，接下來(lái)的計(jì)數(shù)試驗(yàn)選用三軸尺寸小的品種進(jìn)行。

由于左右兩行的光纖傳感器并排安裝會(huì)相互干擾，試驗(yàn)時(shí)將左行的放大器抗干擾等級(jí)設(shè)置為F2，右行的設(shè)置為F1，其發(fā)射頻率不同就不會(huì)相互干擾。通過(guò)設(shè)置放大器的遮光量閾值和感應(yīng)延時(shí)來(lái)調(diào)節(jié)感應(yīng)靈敏度，本研究選用的放大器可設(shè)延時(shí)范圍為0～99 990 μs(精度10 μs)。根據(jù)放大器使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行設(shè)置試驗(yàn)，確定遮光量閾值左行為7 995，右行為8 003；延時(shí)左行和右行均為200 μs，此時(shí)相對(duì)誤差最小可達(dá)到0。為進(jìn)一步驗(yàn)證設(shè)置參數(shù)的準(zhǔn)確性及系統(tǒng)穩(wěn)定性，在計(jì)劃排種粒數(shù)分別為50、100、200、300時(shí)進(jìn)行4組試驗(yàn)。當(dāng)觸摸屏顯示數(shù)量到達(dá)計(jì)劃值時(shí)，手動(dòng)停止電機(jī)測(cè)試程序，人工統(tǒng)計(jì)接種袋中的種子實(shí)際數(shù)量，并記錄觸摸屏顯示的監(jiān)測(cè)數(shù)量，每組試驗(yàn)重復(fù)5次，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 播種計(jì)數(shù)試驗(yàn)結(jié)果Tab.2 Test results of seeding counting

從表2可以看出，計(jì)數(shù)相對(duì)誤差小于等于4.6%，說(shuō)明放大器遮光量和延時(shí)參數(shù)設(shè)置合理，后續(xù)播種試驗(yàn)可以使用此參數(shù)。造成相對(duì)誤差偏大的原因是受環(huán)境干擾，以及由重播造成。2個(gè)種子經(jīng)過(guò)光束時(shí)重疊或時(shí)間間隔太短，系統(tǒng)誤判為1個(gè)，但重播率在3%以?xún)?nèi)，且監(jiān)測(cè)的主要目的為避免產(chǎn)生連續(xù)漏播(斷條)，故此監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以為后續(xù)生產(chǎn)使用。

4.2 漏播監(jiān)測(cè)試驗(yàn)

根據(jù)以往試驗(yàn)觀察到，造成氣吸式排種器漏播的主要原因是型孔堵塞。漏播監(jiān)測(cè)試驗(yàn)采用人為堵塞型孔的方式進(jìn)行，雙圈型孔排種盤(pán)，每圈30個(gè)型孔。型孔堵塞且正壓氣流不能清除掉堵塞物，將產(chǎn)生較為嚴(yán)重的漏播問(wèn)題，需報(bào)警提醒。試驗(yàn)時(shí)，用熱熔膠每圈堵塞1個(gè)型孔，使用與計(jì)數(shù)試驗(yàn)相同的種子，如圖8所示。為了減少外在因素的影響，試驗(yàn)在室內(nèi)進(jìn)行，播種機(jī)原地不動(dòng)，通過(guò)程序控制排種器轉(zhuǎn)速。分別設(shè)置3種不同的排種速度，通過(guò)排種器上面的觀察窗口統(tǒng)計(jì)排種盤(pán)漏播數(shù)量(自然漏播的不統(tǒng)計(jì)在內(nèi))，與系統(tǒng)顯示的漏播數(shù)量進(jìn)行比較，程序設(shè)計(jì)為一定時(shí)間內(nèi)累計(jì)漏播7次啟動(dòng)報(bào)警。為了便于統(tǒng)計(jì)，每次試驗(yàn)排種器轉(zhuǎn)動(dòng)20周，試驗(yàn)重復(fù)5次，取平均值，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

圖8 漏播監(jiān)測(cè)試驗(yàn)Fig.8 Test of missing state1.排種器 2.堵塞的型孔 3.種子 4.觀察窗口

表3 漏播監(jiān)測(cè)試驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Test results of missing state

從表3可以看出，隨著轉(zhuǎn)速加快，漏播監(jiān)測(cè)誤差開(kāi)始加大，但相對(duì)誤差不大于9.0%，說(shuō)明漏播監(jiān)測(cè)程序可靠，可進(jìn)行后續(xù)田間播種試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)投種口進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)造成相對(duì)誤差偏大的原因是排種盤(pán)轉(zhuǎn)速加快，種子下落路徑不穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)監(jiān)測(cè)光線前撞擊到了光纖傳感器支架內(nèi)壁，改變了相鄰兩粒種子的間隔時(shí)間。

4.3 田間試驗(yàn)

上述漏播監(jiān)測(cè)試驗(yàn)是在設(shè)定轉(zhuǎn)速下進(jìn)行的，田間作業(yè)時(shí)排種盤(pán)轉(zhuǎn)速是隨著播種機(jī)前進(jìn)速度實(shí)時(shí)變化的，程序需要實(shí)時(shí)更新相鄰兩粒種子的間隔時(shí)間以適應(yīng)變速作業(yè)。

田間試驗(yàn)的目的是驗(yàn)證閉環(huán)控制系統(tǒng)和漏播監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性，2020年12月，在山東省青島市平度市仁兆鎮(zhèn)進(jìn)行樣機(jī)播種適應(yīng)性和性能試驗(yàn)，試驗(yàn)地塊長(zhǎng)100 m，寬20 m，旋耕起壟，壟面寬約280 mm，土質(zhì)為壤土，土壤含水率為19.5%，土壤堅(jiān)實(shí)度為938 kPa，播種機(jī)的前進(jìn)速度約3 km/h，分別設(shè)置播種機(jī)的理論株距為50、70、90 mm，各播種10壟。試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)如圖9所示。

圖9 田間試驗(yàn)Fig.9 Field experiments

根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)得到的最佳播種參數(shù)，選擇型孔直徑為1.6 mm的排種盤(pán)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)和控制系統(tǒng)，把氣室負(fù)壓調(diào)節(jié)到4.4 kPa，吹雜正壓調(diào)節(jié)到1 kPa。由于排種器由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，PLC自動(dòng)控制，汽油機(jī)帶動(dòng)播種機(jī)前進(jìn)時(shí)，排種器將自動(dòng)運(yùn)行。播種后，按照GB/T 6973—2005《單粒(精密)播種機(jī)試驗(yàn)方法》的要求進(jìn)行試驗(yàn)和結(jié)果評(píng)價(jià)。選擇3種胡蘿卜種植株距進(jìn)行試驗(yàn)，每種株距選取1壟進(jìn)行測(cè)量，選取中間段測(cè)量數(shù)據(jù)，每壟測(cè)量3組數(shù)據(jù)，每組測(cè)量100個(gè)種子間距，總共得到9組數(shù)據(jù)，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出粒距合格率、重播率和漏播率，如表4所示。

表4 田間試驗(yàn)結(jié)果Tab.4 Results of field experiments %

由表4可以看出，株距增大，株距合格率上升，重播率增大，漏播率減小，但總體變化范圍不大；樣機(jī)播種性能良好，漏播率小于等于3.90%，重播率小于2.4%，播種株距合格率大于93.7%，各項(xiàng)指標(biāo)均符合JB/T 10293—2013《單粒(精密)播種機(jī)技術(shù)條件》的要求，平均播深17 mm，滿(mǎn)足胡蘿卜播種要求。

為了驗(yàn)證漏播監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)量的漏播率的準(zhǔn)確性，取同一株距的3組漏播率平均值進(jìn)行比較，如表5所示。由表5可以看出，播種機(jī)按設(shè)計(jì)的株距作業(yè)，漏播監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)量的漏播率誤差小于8.4%，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)性能可靠，可用于實(shí)際生產(chǎn)。

表5 漏播率監(jiān)測(cè)結(jié)果Tab.5 Test results of missing rate %

5 結(jié)論

(1)研制的電驅(qū)氣吸式胡蘿卜播種機(jī)，可以一次完成開(kāi)溝、精量播種、覆土、鎮(zhèn)壓等作業(yè)工序。采用混合動(dòng)力系統(tǒng)方案，風(fēng)機(jī)和排種器的驅(qū)動(dòng)力不受播種機(jī)前進(jìn)速度影響，從而能保持穩(wěn)定工作，同時(shí)續(xù)航時(shí)間也得到了保障，播種機(jī)可連續(xù)工作10 h，滿(mǎn)足作業(yè)需求，而其他僅靠蓄電池提供動(dòng)力的小型播種機(jī)續(xù)航時(shí)間約6 h[2]。排種器采用內(nèi)外兩圈型孔排種盤(pán)，一器雙行排種方式既減少了動(dòng)力消耗，又使得整機(jī)結(jié)構(gòu)更為緊湊，整機(jī)質(zhì)量為53 kg，搬運(yùn)方便，適合小地塊和設(shè)施大棚內(nèi)作業(yè)。

(2)采用對(duì)射式矩陣光纖傳感器對(duì)種子流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)計(jì)數(shù)試驗(yàn)，計(jì)數(shù)相對(duì)誤差小于等于4.6%，并通過(guò)人為堵塞型孔的方式，對(duì)漏播報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明該系統(tǒng)能有效監(jiān)測(cè)漏播情況，滿(mǎn)足生產(chǎn)使用要求。

(3)采用旋轉(zhuǎn)編碼器對(duì)播種機(jī)測(cè)速，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)排種器，播種控制系統(tǒng)通過(guò)調(diào)整排種器的轉(zhuǎn)速，使排種器轉(zhuǎn)速與播種機(jī)前進(jìn)速度實(shí)時(shí)匹配，實(shí)現(xiàn)整個(gè)地塊播種株距均勻。田間試驗(yàn)表明，播種機(jī)按所設(shè)計(jì)的株距作業(yè)后，株距合格率大于93.7%，重播率小于2.4%，漏播率小于等于3.9%，播深均勻，平均播深17 mm，試驗(yàn)結(jié)果符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。與傳統(tǒng)使用窩眼輪式排種器的小型蔬菜播種機(jī)相比(其株距合格率大于86%)[4]，株距合格率提高約7.7個(gè)百分點(diǎn)，播種質(zhì)量可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)誤差小于8.4%。