基于丹参种子物理特性的排种器参数设计

为获取丹参播种机排种器的设计参数,选取山东紫花丹参种子作为研究对象。经试验测量,紫花丹参种子千粒重平均为1.41g;含水率为10.11%;三轴尺寸长、宽、厚均值分别为2.82mm、1.48mm和1.03 mm;休止角为13.62°;种子和塑料、不锈钢、铝的摩擦系数分别为0.47、0.33、0.66。以上参数的测定为丹参播种机排种装置的排种盘型孔尺寸、吸室最大真空度、进种管倾角、排种器风压等参数设计提供数据依据,有利于提升排种器的工作质量。     

山东紫花丹参种子物理特性试验

为获得丹参播种机排种器设计参数,以山东省紫花丹参种子为研究对象,试验测试了未经过催芽的紫花丹参种子三轴几何尺寸、千粒质量、含水率、休止角和滑动摩擦角。基于试验测试的结果,分析了紫花丹参种子关键物理参数。丹参种子试验测试结果表明,未催芽的紫花丹参种子的含水率为9.53％,三轴几何尺寸平均值为2.80 mm×1.46 mm×1.04 mm,平均千粒质量为1.39 g,休止角为13.27°,滑动摩擦角（不锈钢、塑料和铝）为18.5°、25.2°和33.6°。      

西洋参种子物理特性试验

为获得气吸式西洋参排种器的设计参数，以威海文登地区普遍种植的西洋参种子为研究对象，对已催芽和未催芽西洋参种子的三轴几何尺寸、千粒质量、休止角和滑动摩擦角进行试验测试，分析了不同含水率条件下西洋参种子各项物理参数的变化规律。结果表明，含水率为7.46%的未催芽西洋参种子平均三轴尺寸为5.84 mm×4.97 mm×2.77 mm，平均千粒质量为32.79 g，休止角为36.44°，滑动摩擦角（塑料、铝和不锈钢）为21.2°、25.8°和19.2°。含水率为46.67%的已催芽西洋参种子平均三轴尺寸为6.31 mm×6.12 mm×3.95 mm，平均千粒质量为60.21 g，休止角为45.42°，滑动摩擦角（塑料、铝和不锈钢）为26.7°、27.5°和25.1°。      

国内玉米(大豆)精密播种机排种器电驱应用分析

排种器电驱是目前精密播种机生产作业方式中易于实现自动化、智能化的动力驱动方式,是大粒种子高速精密播种机定量和变量播种过程株距自动调控的关键部件。本文对国内排种器电驱应用现状进行分析,给出大粒种子高速精密播种机产业化过程中排种器电驱方式选配方案及建议。     

倾斜圆盘勺式精密排种器投种过程分析

以种子几何形状和尺寸的变化为基础，分析了倾斜圆盘勺式精密排种器的结构参数和工作参数对实际投种角的影响以及相邻两粒种子在投种过程中的时间间隔偏差，进而建立了种子在种床内粒距实际分布的数学模型。分析结果表明，种子的几何尺寸、投种轮的高度、播种机的前进速度和投种轮的直径影响投种时种子运动的速度和方向，从而导致实际粒距的变化。为保证排种器顺利投种，建立了投种口长度与排种器参数间关系和参数组合的限制条件。     

小麦气送集排器等宽多边形槽齿轮式供种装置研究

针对小麦气送式集排器供种装置充种环节种子流动性差,导致充种及供种不稳定的问题,设计了一种具有等宽多边形槽齿轮的小麦供种装置。阐述了供种装置的工作原理,确定了等宽多边形槽齿轮的主要结构参数。利用EDEM仿真对比分析了不同结构型式槽齿轮对种群扰动能力、充种及供种性能的影响,结果表明,当供种轴转速为20r/min时,在仿真的1~10s内随等宽多边形槽齿轮边数的增加,种群平均动能均值逐渐减小,对种群平均扰动能力依次减弱,但相邻平均动能峰值间隔时间缩短,扰动种群的频率增加;等宽三边形、等宽五边形、等宽七边形、等宽九边形槽齿轮扰动下种群平均动能均值比圆形槽齿轮分别高371.32%、209.23%、91.02%、53.37%;以充种合格率（（2±1）粒/孔）和漏充率（0粒/孔）为指标,等宽七边形槽齿轮充种合格率为93.98%、漏充率为2.78%,供种粒数与供种时间具有较高的线性度,充种和供种性能较优。台架试验验证了等宽七边形槽齿轮式供种装置的供种性能及对排种性能的影响,结果表明,当转速为10~60r/min时,供种速率稳定性变异系数不高于2.14%,供种时破损率不高于0.20%,总排量稳定性变异系数不高于2.15%,排种时破损率不高于0.23%,满足小麦种子稳定供种要求。     

小区微型精密播种机的研究

对水平圆盘型孔式排种器加以改进,设计了用于小麦播种的基本型孔。利用调节片调节型孔容积,利用U形槽调整种子与型孔相对方向,利用3个相互连环的圆盘形弹簧丝做种子处理系统,使不同千粒质量的小麦种子排种精度提高到97%以上。该设备用于小区播种,对迅速改变我国小区试验播种机使用现状以及提升小区试验播种水平具有重要意义。     

丸粒化玉米种子精密排种器

针对机械式精密排种器对种子尺寸要求严格、伤种率高的问题,在对种子丸粒化的基础上设计了一种丸粒化玉米种子精密排种器.通过改变排种盘的结构、参数和排种轴转速,运用丸粒化后尺寸近似服从正态分布N( 13.9,0.056 6)的玉米种子,在排种试验台上进行排种性能试验.结果显示当排种轴转速为14 r/min、型孔直径为15 mm、排种盘的倾角为23°时,排种单粒指数可达98％,满足精密播种的精度和速度要求.     

种子休止角与静滑动摩擦系数测量仪

为方便且准确地测量出三倍体无籽西瓜种子的休止角和静滑动摩擦系数,研制了一种可用于测定散粒体休止角和静滑动摩擦角的综合仪器。介绍了该仪器的构成及测量原理、方法,并选用水稻、小麦、玉米和油菜四种常见种子进行试验,将本试验结果对比普通测量仪测量结果来证明仪器的可行性。     

窝眼轮式小麦排种器参数优化试验研究

为了改善小区小麦精密排种器排种不均匀、重播漏播现象,设计了一种窝眼轮式小麦精密排种器。以"西农223号小麦"为试验对象,进行了基于离散元法的排种器优化设计,同时采用了三因素三水平二次正交旋转组合试验,建立了粒距合格率、种子重播率、种子漏播率与窝眼数量、端面间距、排种轮转速三因素之间的数学模型,并进行正交试验,分析了各因素对种子重播率、粒距合格率、种子漏播率的影响,确定了各因素的最佳参数组合为:窝眼数量为38个、端面间距为5mm、排种轮转速为20r/min。台架试验结果表明:粒距合格率为95.92%、种子重播率为2.50%、种子漏播率为1.58%,为窝眼轮式小麦精密排种器的研发提供了设计依据。     

绿豆物理机械特性参数的试验研究

绿豆的精量播种是解决我国绿豆产业栽培技术落后、产量及品质较低等问题的关键因素之一,而气吸式精量播种是目前精量播种方法中应用很广的一种方法,因此通过实验对绿豆种子的重要特性参数进行了研究,得到了长宽厚平均尺寸分别为5.72、4.38、4.42mm,球形度为83.95%,千粒质量为86.02g,孔隙率为0.5 0 7 6,休止角为2 4.3 3°,并对种子与不同材料间的滑动摩擦角和摩擦因数、碰撞恢复系数、漂浮速度和漂浮系数进行了研究。该研究填补了绿豆重要特性参数研究的空白,为后续设计改进气吸式精量播种机使之适合绿豆种子播种要求提供了重要的理论依据。     

茎瘤芥种子离散元模型参数标定

为解决茎瘤芥种子离散元模拟中缺乏准确仿真参数的问题,通过直接测量和虚拟标定方法确定“涪杂2号”茎瘤芥种子离散元参数。利用数显游标卡尺、电子秤等物理机械特性测定工具,得到茎瘤芥种子的三轴尺寸、等效半径、千粒重和密度;通过斜面碰撞法、三点滑动法和斜面法分别得到茎瘤芥种子与有机玻璃之间的恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.561、0.420、0.155;采用旋转鼓试验和圆筒提升试验结合MATLAB图像处理技术获得茎瘤芥种子的动态堆积角和静态堆积角分别为35.235 2°和14.483 0°。基于Plackett Burman试验筛选出对动态堆积角和静态堆积角影响显著的参数因子均为种子与种子间的滚动摩擦系数、种子与种子间的静摩擦系数;通过中心复合设计分别获得显著性因子与动态堆积角、静态堆积角的二次回归方程,并以动态堆积角和静态堆积角的实测值为目标,基于回归模型对因子参数组合进行优化,得到两组种子与种子间的静摩擦系数、种子与种子间的滚动摩擦系数最优参数组合为0.666 1、0.023 7以及0.341 6、0.036 0。对两组最优参数组合进行仿真验证,结果显示两组参数组合下动态堆积角、静态堆积角的仿真值与实测值相对误差分别为0.477%、3.590%和1.820%、4.950%。结果表明,仿真中种子与种子间的静摩擦系数、种子与种子间的滚动摩擦系数分别为0.666 1、0.023 7时,更符合茎瘤芥种子实际的物理特性。本研究能为茎瘤芥播种过程及相关装置设计优化提供参考。     

小型气力式蔬菜精量播种机设计与试验

针对温室大棚空间狭窄、大田气力式精量播种机无法进入作业,而现有小型机械式播种机播种精度低的问题,设计了适用于温室大棚的小型气力式蔬菜精量播种机,采用正负压双作用排种器提高播种精度,并通过更换排种盘配合不同的开沟分种装置实现不同蔬菜及不同行数的播种作业,提高了播种机的适应性。对排种器进行基于EDEM的离散元仿真分析,探究充种区种群运动规律和搅种装置性能。对整机进行田间试验,结果表明:漏播率≤5%,重播率≤5%,种子机械破损率≤1%,播深一致性合格率≥90%,各项指标符合蔬菜种植农艺要求。     

基于信号白噪声处理的玉米精密排种器结构优化设计

为了提高玉米播种的合格率,降低单粒率、重播率和和漏播率,对玉米播种机的排种器结构进行了优化设计,并采用图像白噪声处理,提出了圆盘精密排种器的结构优化方法。在排种器圆盘倾斜角度的设计优化过程中,为了提高玉米种子尺寸结构图像信号采集的准确度,引入了一种白噪声信号处理的倾斜角度和理论计算值进行结合,优化了排种器的结构。为了测试该方法的有效性和可靠性,对排种器的播种性能进行了测试,通过测试发现,改进后的排种器在单粒率、重播率和漏播率性能上都优于普通方法设计的排种器,提高了玉米播种机的播种效果。     

预切种振动供种式木薯播种器勺链排种机构设计与试验

针对目前预切种式木薯精密播种器存在充种困难以及播种合格指数低等问题，在播种器中进一步设计勺链排种机构。阐述播种器工作原理以及设计勺链排种机构相关参数，基于最速降线理论对排种机构的捞种勺进行参数设计，并对机构作业的充种与投种过程中木薯种茎受力和运动状态进行理论分析，确定影响充种性能因素显著性主次顺序为捞种勺型式、捞种勺数量、输送链运动速度以及充种倾角。利用EDEM软件进行单因素仿真，得出不同试验因素对充种性能的影响规律；进行响应面BBD仿真试验，确定最优因素参数组合。研制播种器样机进行台架和田间试验，结果表明当充种倾角为37°、捞种勺数量为12个、输送链运动速度为0.63 m/s时，充种合格指数为93.8%,漏充指数为1.9%。田间试验表明预切种振动供种式木薯播种器勺链排种机构作业性能较优，满足木薯精密播种农艺要求。     

分种盘排种性能通用旋转组合的试验研究

通过对分种盘排种性能的单因素试验,确定了排种性能的主要影响因素;通过对分种盘排种性能的正交试验,明确了影响因素的主次顺序、优水平、最优组合以及试验因素的显著性水平;通过对分种盘排种性能的通用旋转组合试验,建立了排种性能指标与主要影响因素之间的数学模型,为进一步的参数优化奠定了基础。     

倾斜双圆环型孔圆盘式玉米排种器设计与试验

针对现有气力式排种器作业质量受外界条件影响大以及传统机械式排种器难以满足高速播种要求的问题,设计了一种结构简单、充种效果好、可适应高速作业要求的倾斜圆盘式排种器;以黄淮海地区玉米种子的物料学特性为基础,对该排种器的充种、清种以及主要结构参数的确定方法进行了研究。采用二次正交旋转试验对其排种性能进行了试验,建立了排种器性能指标(合格指数、重播指数和漏播指数)与排种器倾角、型孔数、型孔盘转速的回归方程,确定了各参数对性能指标的影响规律,并进行了优化计算,对优化结果进行了验证试验。最后进行了田间试验,结果表明:在倾角为39°、型孔数为30个、机器前进速度为8.2~11.9 km/h时,排种器合格指数大于90%,重播指数小于3%,漏播指数小于8%,均满足国家相关标准要求。