挑战杯作品申报表

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1、序号： 编码： 2011年“挑战杯”吉林省大学生课外学术科技作品竞赛作品申报书 作品名称： 农用旋耕机电动变量施肥装置的研制 学校全称： 北华大学 申报者姓名（集体名称）： 夏凯 陈思睿 何立玲 冯天祥 冯永明 马小伟 赵海鹏 类别：自然科学类学术论文哲学社会科学类社会调查报告和学术论文哲学 经济 社会 法律 教育 管理科技发明制作A类科技发明制作B类说 明1申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2申报者在填写申报作品情况时只需根据个人项目或集体项目填写A1或A2表，根据作品类别（自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作）分别填写B1、B2或B3表。所

2、有申报者可根据情况填写C表。3表内项目填写时一律用钢笔或打印，字迹要端正、清楚，此申报书可复制。4序号、编码由2011年“挑战杯”吉林省大学生课外学术科技作品竞赛组委会填写。5学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文（若是外文，请附中文本），请以四号楷体打印在A4纸上，附于申报书后，字数在8000字左右（文章版面尺寸14.522cm）。6作品申报书须按要求由各高校竞赛组织协调机构统一寄送。7其他参赛事宜请向本校竞赛组织协调机构咨询。8寄送地址：吉林省吉林市滨江西路3999号北华大学团委办公室。联系人：李达联系电话：0432-64608031（办公电话） 13943293470（手机）传

3、真：0432-64608031邮政编码：132013A2申报者情况（集体项目）说明：1.必须由申报者本人按要求填写。 2.申报者代表必须是作者中学历最高者，其余作者按学历高低排列。 3.本表中的学籍管理部门签章视为对申报者情况的确认。申报者代表情况姓名夏凯性别男出生年月1990年3月学校电气信息工程学院系别、专业、年级自动化09-2班学历本科学制四年入学时间2009年9月作品名称农用旋耕机电动变量施肥装置的研制毕业论文题目通讯地址吉林省吉林市北华大学北校区龙潭区新山街1号邮政编码132021办公电话13944208120常住地通讯地址吉林省吉林市北华大学北校区龙潭区新山街1号邮政编码13202

4、1住宅电话13944208120其他作者情况姓 名性别年龄学历所在单位陈思睿女23本科北华大学何立玲女23本科北华大学冯天祥男22本科北华大学冯永明男23本科北华大学马小伟男22本科北华大学赵海鹏男21本科北华大学资格认定学院学籍管理部门意见以上作者是否为2011年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的专科生、本科生、硕士研究生。是否 （部门签章）年 月 日院系负责人或导师意见本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果。是否负责人签名：年 月 日B3申报作品情况（科技发明制作）说明：1必须由申报者本人填写； 2本部分中的科研管理部门签章视为对申报者所填内容的确认； 3本表必须附有研

5、究报告，并提供图表、曲线、试验数据、原理结构图、外观图（照片）,也可附鉴定证书和应用证书； 4作品分类请按照作品发明点或创新点所在类别填报。作品全称农用旋耕机电动变量施肥装置的研制作品分类（ A ）A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） D生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健 康、卫生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化 工、生态、环保等）作品设计、发明的目的和基本思路，创新点，技术关键和主要技术指标1.研制目的我国是一个农业大国，农业的发展直接影响到国

6、民经济的持续发展和社会稳定。肥料是作物的粮食，但过多的施用化肥不仅会造成化肥的极大浪费，还会对生态环境造成极大危害。施肥就离不开施肥装置，为了了解目前国内施肥装置的现状，我们做了大量的市场调查。我们走访了吉林省恒源农业机械有限公司、四平市农丰乐机械制造有限公司、长春中机物流园等大型施肥机制造和销售公司。调查显示我国施肥装置大部分都采用地轮或变速箱通过机械传动机构驱动排肥器进行工作的，机械机构非常复杂，不便于维护，价格昂贵，操作困难，并且施肥量调节范围非常窄，性能非常落后。因此，尽快提高我国施肥装置技术水平已成为当务之急。为了解决目前我国施肥装置存在的问题，完全替代传统的复杂机械施肥装置，我们设

7、计了一款新型的施肥装置农用旋耕机电动变量施肥装置。2.基本设计思路针对我国目前施肥装置存在的问题，我们设计了一款新型的施肥装置农用旋耕机电动变量施肥装置。 该装置的控制系统结构框图如图1所示：图1控制系统结构框图该装置是以单片机为控制核心。电源采用车载蓄电池，通过电源电路分别给单片机和直流电机供电。在施肥过程中，人为给定施肥量 ，单片机实时采集当前排肥器转速和机具前进速度，并处理采集数据，输出相应PWM电机控制信号，控制电机转速，从而控制排肥器转速，实现变量施肥。该装置可与大中小型拖拉机配套使用，采用车载蓄电池供电。全电动的施肥过程，简化了复杂的机械传动机构。同时，该装置还可以“模块式”作业，

8、即每行为一个模块，每个模块可独自工作，可选择开关单独开闭，互不影响。既可多垄同时施肥，也可任意几垄单独施肥。除此之外，该装置操作方便，所有需要操控的东西都集成在控制器上，操作人员只要轻松按下旋钮，开关就能操作该装置。3.创新点通过对农用旋耕机电动施肥装置的研制，与现有施肥装置相比，该装置具有以下创新点：1. 实现变量施肥，有效提高化肥的利用率，减少因过多施用化肥而造成的环境污染和食品安全问题。2. 自动化操作，节省人力资源。3. 两种工作模式即手动模式和自动模式。根据不同的需要 农民自主选择作业模式，使施肥量灵活可调。4. 完全替代传统的复杂的机械传动式施肥装置。5. 该装置系统稳定，控制精确

9、，操作简单，造价便宜，符合我国农业发展现状，适宜在我国大面积推广。5.技术关键1.硬件电路设计2.控制算法研究3.软件设计6.性能指标1. 工作电压：+12V；2. 作业模式：手动/自动 两种作业模式；3. 排肥器转速：2254 r/min；4. 施肥量：150600； 5. 单口最大电流：20A；6. 运行/故障指示功能。作品的科学性先进性（必须说明与现有技术相比、该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性分析说明和参考文献资料）目前我国的施肥装置大部分都采用地轮或变速箱通过机械传动机构驱动排肥器进行工作的，机械机构非常复杂。它们都有以下不足点：1.施肥量调节范围窄，不能实现

10、变量施肥，不能做到按需肥。.2.都采用传统纯机械地轮传动驱动排肥器，机械机构非常复杂，不便于维修，并且造价很贵。针对上述问题，我们提出一种新型施肥装置农用旋耕电动变量施肥装置。该电动施肥装置可以完全替代现有的纯机械式传动的施肥装置，与传统纯机械地轮传动式施肥装置相比，我们研制的电动变量施肥装置有以下优点：1.实现变量施肥，有效提高化肥的利用率，减少因过多施用化肥而造成的环境污染和食品安全问题。2. 结构合理，造价低， 操作简单，并且通用性很好，代替了复杂的机械传动机构。3.有自动故障检测功能。4.适用于我国农业的现状，适宜在我国大面积推广。为了标定该装置的排肥性能，对该装置做了的标定实验。根据

11、实验数据，可以给出排肥器转速与电机调速旋钮档位关系图和排肥器每转平均排肥量与排肥偏差图。图2排肥器转速与电机调速旋钮档位关系图 图3排肥偏差图由图可以看出该装置电机速度与电机速度调节旋钮档位大致成线性关系，排肥器每转排肥量稳定，该装置运行稳定，动作可靠。作品在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评比、展示等活动中获奖及鉴定结果作品所处阶 段（ C ）A实验室阶段 B中试阶段 C生产阶段D （自填）技术转让方式 技术合作作品可展示的形 式实物、产品 模型 图纸 磁盘 现场演示图片 录像 样品使用说明及该作品的技术特点和优势，提供该作品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测1.

12、 主要技术特点该装置是以单片机为控制核心。在施肥过程中，人为给定施肥量 ，单片机通过采集当前排肥器转速和机具前进速度，处理采集数据，输出相应PWM电机控制信号，控制电机转速，从而控制排肥器转速，实现变量施肥。该装置全电动的施肥过程，代替了复杂的机械传动机构，操作方便，可以完全取代现有的纯机械式传动施肥装置。同时，该装置可以根据不同肥料，不同农作物和不同的生长时期，调节施肥量，实现变量施肥，满足农作物生长需要。除此之外，该装置系统稳定，控制精确，操作方便，造价低，通用性很好。为了减少因堵转而造成的损失，该装置还设有自动故障检测功能，当发生堵转等状况时，会自动关闭PWM,电机停止运行，控制故障灯进

13、行报警提示，提醒操作者电机过载，需要排除故障再运行，有效的减少了不必要的损失。2. 适用范围及推广前景该装置可与大中小型拖拉机配套使用，采用蓄电池供电，可用于各种农作物的施肥作业，成本大大低于传统机械施肥装置。我们已经于2011年初给吉林省恒源农业机械有限公司供货500台控制器，并且在2011年的春耕中投入了使用，据恒源农业机械有限公司反映，该装置性能稳定控制精确，使用效果良好，受到一致好评，具有很大的发展前景。专利申报情况提出专利申报 申报号 申报日期 年 月 日已获专利权批准 批准号 批准日期 年 月 日 未提出专利申请科研管理部门签 章 年 月 日C.当前国内外同类课题研究水平概述说明：1.申报者可根据作品类别和情况填写； 2.填写此栏有助于评审。国内外研究概况：目前，精确农业在发达国家已经被广泛承认，它是可持续发展农业的重要途径。在美国、德国、荷兰、法国、加拿大、澳大利亚、巴西等国家都有开展精确农业研究和应用的报道。日本、韩国等国家近年来已加快开展精确农业的研究工作，并得到政府部门和相关企业的大力支持。国际上对这一技术体系的发展潜力及应用前景有了广泛共识，并将成为发展农