电驱动高速精密播种技术的研究与发展

【目的】为我国电驱动高速精密播种技术的研究和应用提供启示和借鉴。【方法】针对排种器的不同驱动方式、排种器直流电机驱动的基本形式、排种盘转动速度和机具行进速度的测量、排种器驱动电机的控制策略四个方面进行了详尽分析,阐述了高速精密播种技术的应用现状、研究方向和发展趋势。【结果】随着高速精密播种技术的进步,传统的排种器驱动模式已经不能够满足现代播种作业的要求,严重影响株距均匀性,并且其误播率较高,大大制约了农作物产量和质量的提升。【结论】排种器直流电机驱动能够满足高速精密播种模式中精度高、可靠性强的作业目标,因此,作为传统的排种器驱动模式的替代方案,应当大力加强电驱动高速精密播种技术的研究,相关产品应当在农业生产中得到重点推广和应用。     

小麦精密排种器伤种的计算机模拟

内充种垂直轮式小麦精密排种器(专利号:ZL98244378.1)实现了小麦精密播种的精确、定量、可控,播种量的确定性和播种均匀性高于其他小麦排种器,解决了小麦精密排种的关键。根据该排种器的清种原理,不应有种子损伤。但试验结果表明其伤种率高于国家标准规定。因而解决如何降低其伤种率即成为研究该排种器的难点。本研究从种子的损伤形式入手,分析了种子尺寸、排种器的结构参数和运动参数对种子损伤的影响,并用计算机仿真模拟进一步优化了该排种器的结构和参数。     

指夹式玉米精密排种器的理论研究

排种器是玉米精密播种机的核心部件之一,排种器排种质量的好坏直接关系到播种质量的好坏。指夹式玉米精密排种器是一种专门用于玉米精密播种的机械式排种器,它的结构设计较为复杂,影响环节多,本文研究了其工作原理及结构特点,并对主要零部件的功能和参数进行了分析研究,为正确使用和维护提供理论依据。     

双吸盘小麦精密排种器参数设计与优化

为适应小麦精密播种的要求,对传统气吸式精密排种器进行改进,确定了各部件参数的取值范围。通过二次回归正交试验,分析吸孔直径、吸孔处压力和排种盘转速3个因素对合格率的影响,并建立了合格率的回归方程进行方差分析和拟合度检验。结果表明:影响小麦气吸式排种器合格率的因素依次为:排种盘型孔直径、吸孔处风压和排种盘转速;经回归方程优化得到各因素的最优组合为,吸孔直径2.6 mm、排种盘转速28.3 r/min、吸孔处压力2.28 kPa,此时排种器合格率达到97%,满足小麦精密播种的要求。改进后的小麦精密排种器结构简单,较传统气吸式精密排种器排种性能有较大提高。     

高速摄影在精密排种器性能检测中的应用

针对光电传感器无法判断种子破碎而产生检测误差的缺陷,提出以高速摄影弥补光电传感器检测误差,提高精密排种器性能检测精度的新方法,并对光电传感器和高速摄影同时用于精密排种器性能检测的结果进行了融合分析。台架试验表明,高速摄影用于排种性能和种子破碎检测不仅可剔除光电传感器检测时,因种子破碎引起重播指数增大而产生试验结果的误差,提高检测结果的准确性和可信度,而且可以通过对高速摄影拍摄的图片进行再现观察与分析,真实地反映精密排种器种子破碎特征和排种器的排种均匀性,为改善精密排种器性能提供了一条新途径。     

杂交水稻精密播种机搅龙式排种器的设计

为提高机械式精密捅种机的播种质量．设计了精密播种机的关键部件——排种器,介绍了排种器的主要结构特点,并对主要运动参数进行了设计和运动分析．模拟实验表明,此排种器结构简单,造价低廉,单粒穴合格率达80％．     

转速对偏心轮型孔轮式排种器排种性能的影响

针对目前播种高速作业的要求,通过实验室台架试验研究偏心轮型孔轮式排种器排种速度对排种质量的影响.结果表明:排种器转速为18～45 r/min时,其各项排种性能较为稳定,排种质量较好.通过对排种器转速与播量、排种均匀性和破碎率之间的关系曲线及其各行排量一致性和总排量稳定性变化情况的分析,验证了排种器结构的合理性和该类型排种器用于高速作业的可行性.     

新型高速气吸式双条精密排种器设计研究

对新研制的单盘双条大豆气吸式高速精密排种器构造、工作原理进行了理论分析,并对双条气吸式排种器性能参数进行了设计。性能试验表明,该排种器与同类形排种器相比结构紧凑,拆装调整方便,参数选择合理,其工作性能稳定且分条显著。该精密排种器已应用在2BJQ-6/7/8/9气吸式精密播种机上。     

油麦气力式一器双行兼用型排种器的设计与功能分析

针对2BFQ系列油麦精量联合直播机上的气力式排种器只适用于油菜播种,小麦播种仍采用传统机械槽轮式排种以及排种器单体利用率低、单行排种器占用空间大的不足,设计了一种油麦气力式一器双行兼用型排种器。介绍了该排种器的工作原理及其主要结构,分析了排种性能指标与排种盘转速、正负气压值及种床带速度等因素的关系。单因素试验结果表明:该排种器能实现油菜和小麦兼用双行排种的功能,且排种盘转速和吸种区负压是影响排种性能的主要因素。正交试验结果表明:排种盘转速为15r/min、负压-1 400Pa、正压400Pa时,油菜排种双行平均合格指数达89.99%,平均漏播指数为4.44%,双行合格指数一致性变异系数为0.30%,能满足油菜单粒精密播种技术要求;当排种盘转速为12r/min、负压-3 400Pa时,小麦排种双行平均合格指数为74.58%,单行排种均匀性变异系数为3.61%,双行排量一致性变异系数为0.45%,能满足小麦精量播种技术要求。     

幕流-气力窄板式穴盘育苗精密播种机设计与试验

 针对宽吸种盘结构的振动气力式穴盘育苗精密播种技术存在吸种与生产率不高,功耗与噪音大等问题,基于幕流—气力式吸排种原理,设计了一种新型窄吸种板结构的精密播种机,介绍了整机结构与工作原理,研究设计了幕流稳流控制装置、吸种和气力分配组件的关键结构。播种机播种试验结果表明：利用精密播种装置自身振动的幕流—气力式播种技术有利于改善吸种运动,吸种率接近100%;单行多孔组窄吸种板结构设计,可提高吸排种运动的连续性,扩大播种应用范围至异型种子,每小时播种量高达800盘;整机设计满足高速、高效、低功耗精密播种工作要求。     

基于离散单元法的高填充率窝眼轮式精密排种器排种仿真试验

【目的】设计一种适应高速播种的高充填率精量排种器,确定该排种器的最佳排种性能参数(排种轮转速、排种轮与种刷及扰动滚筒的传动比、窝眼轮型孔圆角半径).【方法】采用离散单元法,建立3种不同大小的玉米模型,对高填充排种器进行了仿真模拟试验,观察分析玉米籽粒在排种器中的排种、重播、漏播的过程,确定最优参数,并进行试验验证.【结果】确定了排种轮转速为25r/min,窝眼轮圆角半径为1mm,排种轮与种刷和扰动滚筒之间的传动比为1∶2时排种性能最优,此时粒距合格指数为98.6%、重播指数为0.8%、漏播指数为0.6%、排种综合指数为98.9%,试验验证误差5%.【结论】高填充率精量排种器可适用于高速播种,应用离散单元法优化排种器性能参数可减少实际工作量,为设计提供参考.     

精密播种机排种自动控制装置

为提高精密播种机的播种均匀性。解决地轮打滑和手动调换链轮或调整排种器排种量的问题．研究了一种用于精密播种机的排种自动控制装置。系统由五轮仪、智能控制单元、人机接口单元和执行单元组成，可以完成数据的输入、处理和排种器转速的控制。作业时系统采用五轮仪测量播种机的作业速度。用步进电机代替地轮作为执行机构带动排种器转动，减小了地轮打滑对播种均匀性的影响。该控制装置可以直接对五轮仪直径、排种器孔数和播种量等参数进行设置，使用方便。试验结果表明，系统运行稳定，可保证排种器与五轮仪转速同步。提高了播种机的播量均匀性，达到了设计目标。     

气吸式谷子精量排种器性能试验研究

为实现谷子的精量播种,设计一种适应谷子这种小粒径作物播种的气吸式精量穴播排种盘。该排种盘具有成群分布吸孔的特点,可同时吸附多粒种子。利用该排种盘在计算机视觉排种器试验台上进行谷子排种性能试验。分别以合格指数、重播指数、漏播指数为评价指标,对排种盘孔数、排种盘孔径、排种盘转速和气吸室真空度4个因素进行单因素试验,得到了各因素作业时的较优范围。采用正交试验得到排种性能各因素的较优组合为:排种盘孔数4,排种盘孔径0.8mm,排种盘转速11.0r/min,气吸室真空度-1.2kPa,该组合下,谷子精量排种效果较好,穴粒数合格指数94%,重播指数4%,漏播指数2%,满足谷子精密播种要求。     

ZTJ中心传动强推式油菜精密排种器

1 引言 陕西省宝鸡市农业科学研究所从事小粒种子精密播种技术研究近20年,曾研制的"多功能精量排种器"通过陕西省科技厅和陕西省农机质量监督鉴定站的鉴定检测,技术达国内领先水平,获国家专利授权,在全国24个省市区示范精量播种油菜、谷子、苜蓿、芝麻、小粒药材、蔬菜等多种作物,并获陕西省2004年度科学技术三等奖.新一代"ZTJ中心传动强推式精密排种器"是在原"多功能精量排种器"的基础上进一步研究的成果.     

几种常见的排种动力传动系统分析

随着现代农业的发展,对精密播种技术提出了更高的要求,这就需要对现有的排种器动力传动系统进行分析。为此,在简述排种器类型之后,分析说明播量不稳的原因之一就是排种动力传动系统的选取,在此基础上介绍了3种类型的排种动力传动系统的重要元件、组成、工作原理、特点以及必须注意的技术事项,进而得出播种智能化、自动化、精确化将是未来排种动力传动系统的发展方向。     

往复式排种器的设计

虽然现有播种机对玉米、大豆、小麦等大、中粒种子播种质量效果稳定,但对油菜、谷子、苜蓿等小粒种子难以精量播种,且功能单一,通用性差。为解决小粒种子精量播种问题和提高通用性,研制一种新机构的机械式精密排种装置,并对该排种器进行了理论分析,设计计算,为以后的投入生产提供了很有价值的理论根据。     

大豆凸轮排种器的设计与优化

垂直圆盘窝眼轮式排种器是目前我国广泛使用的一种机械式排种器,但其存在伤种和投种精确度差等问题,为了提高窝眼轮式排种器的投种精确度,设计了1种凸轮推杆结构的窝眼式排种器,对其主要部件进行研究设计和理论计算,利用离散元软件EDEM对排种器进行仿真试验,并利用Design-Expert软件设计BBD(Box-Behnken design)响应曲面试验,进行优化求解,得到排种器的最优参数为型孔直径9.5 mm,深度6.8 mm;台架验证试验表明,排种器在小于8 km/h的速度下,可以满足精密播种要求。     

链传动水稻穴盘精密播种机的研制

针对机械式水稻精密播种机播种质量差、机构传动复杂及伤种率高等问题,设计一种链传动/输送式水稻播种机。设计的链传动水稻播种机主要由型孔轮式排种器、波纹滚筒式覆土器及链条传动/输送机构等工作部件组成,完成了主要工作部件结构参数的设计计算。样机播种性能试验结果表明:随着生产率的提高,播种合格率下降,伤种率增大,当电机输出转速n0=0.1r/s,排种轮转速n2=0.05r/s时,播种机生产率为360盘/h,播种合格率94.3%,单粒率1.0%,重播率5.4%,空穴率0.3%,伤种率仅0.4%,播种效果最好,试验指标均达到或超过水稻精密播种机试验要求。     

STB-700型排种器试验台的设计与试验研究

针对现有带式排种器试验台对不同类型排种器适应性差,播种类型受限制、不能模拟播种机田间作业的实际工况等问题,采用理论研究与实验室试验相结合的方法,设计一种新型的排种器试验台,着重对排种器安装架和传送带清油装置进行研究,并对样机进行试验。结果表明:自行设计的排种器安装架具有较强的通用性和适应性,更换排种器操作快捷;传送带清油装置工作可靠,清洁效果良好;试验台可使用常见的机械式和气力式排种器,实现条播、穴播、精播等播种方式的检测;借助排种器安装架调整装置,实现了在试验台上对播种机田间实际工作状态的模拟,排种高度0～400 mm可调,排种器各方向倾斜角度0°～15°可调,能够完成GB/T 6973-2005《单粒(精密)播种机试验方法》、GB/T9478-2005《谷物条播机试验方法》中排种性能指标的检测。     

倾斜圆盘勺式精密排种器分种勺持种空间分析

在对倾斜圆盘勺式精密排种器分种勺形状和结构位置进行分析的基础,提出了分种勺持种空间定义。建立了持种空间及在排种平面投影的理论计算公式,分析了持种空间随分种勺结构参数和工作位置的变化。在此基础上,推导出分种勺清种角和滑种角上下限,提出了排种器隔板开口处转角和分种勺顶部厚度的确定方法,为倾斜圆盘勺式精密排种器分种勺的设计提供了依据。