小型农田智能播种小车
作者：王鹏兵 机械工程系
指导老师：李永健 机械工程系
关键词：结构设计、信号处理、理论分析
摘要
本作品提出了一种适用于小型农田的智能履带式播种小车，将机械臂和传统的手工器械相结合，扬长避短，将机械自动化控制应用于农田玉米播种，旨在提高广大农村地区的农业机械化水平，促进农业大力发展。
项目背景
当前市场上的玉米播种机品牌种类繁多，大概可以分为两大类。第一类是小型的手按式播种器，结构简单，使用时主要靠手发力，体型小，但会耗费大量人力；第二类是大型玉米播种机，结构相对复杂，体型较大，在地势平坦的大型农田里能够大幅提高播种效率，耗费人力较少，但无法在小型农田里工作。目前，在我国大部分农村地区，大型播种器械很难进入，农业生产者只能使用手工播种器械进行播种，耗费了大量人力。
为了解决这个问题，我们设计了一种小型农田智能播种小车，通过机械化控制实现种子播种，提高农业生产效率和自动化水平。
图1 手按式播种器
图2 大型玉米播种机
项目实现
小车的工作环境为铺有地膜的玉米地。
具体功能实现：
（1）插播动作。要求种子在插播过程中基本保持直上直下，因此需要保持：
图3 插播动作实现
（2）路线偏移角度判断。利用霍夫直线变换将图像中的直线存到lines中，然后求出所有检测到直线度角的平均值，得到小车路线偏移角度，使小车在行走时能够实时监测偏移角度实时调整，按规定路线行走；
图4 路线偏移角度判断
（3）种子传输及播种。利用鼓风机和管道将车载种子吹送至插播头，通过插播头内部结构控制种子下落，实现每次有一到两枚种子落下，避免空播。
图5 种子传输及播种
总结展望
本作品基于大型和小型播种器械的优点，将机械臂和传统的手工器械相结合，扬长避短；驱动采用履带，可以适应小型农田复杂的路面的情况；通过控制机械臂及小车的运动状态，实现种子等距播种，且种子间距可自由调整，能够在提高播种效率的同时保证播种质量；通过摄像头识别地面情况来规划路径，调整小车的行进路线，实现小车的无人控制自动化行走和自动化播种，解决了人力耗费过大的问题。将来我们期望小车能够做得更好，功能更可靠，能够解放人力，提高播种效率，为农业机械的发展提供一定的借鉴，为促进农业发展做出贡献。
