气流式集中排种系统中排种定量器的设计

根据气流式集中排种系统的播种要求,通过对普通外槽轮排种器的研究,设计了能够满足"一器多行" 排种的大播量外槽轮排种定量器;由压缩弹簧和调节手柄组成的播量调节装置能准确控制阻塞轮的位置,从而改变外槽轮的工作长度,达到能够准确调节播量的目的.与一般外槽轮排种器的播量调节装置相比,播量调节方便、准确且耐用,为进一步研究气流式集中排种系统打下基础.     

条播排种器的种类及构造

正排种器是播种机械的重要部件,对排种器的要求一般有如下几点:排种均匀、播量稳定可靠、不损伤种子、通用性好、播量调整范围大、调整方便等。常用排种器可分为条播及穴播两大类。条播排种器有外槽轮式、磨盘式、内槽轮式、勺式、拨轮式、花盘式、气力式及离心式等。1.外槽轮式排种器外槽轮式排种器应用广泛,国产条播机上大多采用此排种器。它的组成包括排种盒、排种轴、排种舌、外槽轮及阻塞套等。排种轴通过轴销带着槽轮转动,种子被     

新型紫花苜蓿外槽轮排种器的试验与分析

由于紫花苜蓿播量较小,采用现有的外槽轮式排种器进行播种时,很难满足实际播种量的要求。为此,在结构上对现有的外槽轮排种器进行改进,并在排种器试验台上进行排种试验。试验结果表明:在保证排种均匀性和播量精度的情况下,能够很好地控制排种器的实际播量,满足紫花苜蓿播种需求。     

无管式小麦播种机电控排肥装置设计与试验

为实现变量施肥和提高施肥的均匀性、准确性,设计一种电控排肥装置。该装置可根据机组的作业速度、输入的目标施肥量和外槽轮有效工作长度自动调整外槽轮转速。搭建电控排肥装置试验平台,完成对系统参数的标定,通过试验得出外槽轮排肥器有效工作长度和平均每转排肥量的函数关系,在20～40 r/min转速区间内,排肥稳定性较好。田间试验结果表明,在25～40 r/min转速区间内,各行排肥量变异系数小于1.72%,排肥均匀性良好;在目标施肥量为150、200和250 kg/hm~2时,实际施肥量与目标施肥量的偏差均小于7.68%,可以为精准施肥技术提供参考。     

新型小麦精量排种器

排种器是播种机的关键部件，其性能的好坏直接影响播种的质量。常用的谷物播种排种器主要有外槽轮式、内槽轮式、滚齿式、摆杆式、磨盘式等几种。其中，外槽轮式排种器因其结构简单、制造和调节使用方便而得到广泛应用。目前，国内推广较多的外槽轮式排种器有１０槽和１６槽两种，１０槽排种器只能进行条播，亩播量在１０公斤以上。１６槽小外槽轮排种器在亩播量６公斤时，其作业性能尚可，但在播量小于６以斤／亩时，排种均匀性下降。上述两种排种器的排种方式皆为强制式排种，伤种现象较严重。随着小麦高产栽培技术的广泛应用，研制开发种…     

气力集排式水稻排种系统播量控制模型研究

水稻排种器播量调整多采用排种槽有效长度调节或排种轮与机具前进速比调节,播量调整精度有限。为了提高气力集排式排种系统播量调节精度,针对生产中常用的4种不同含水率稻种状态,以种层高度、排种轮转速为试验因素,以排种轮单圈排量为试验指标开展试验研究,分析各作业过程中的动态变化参数对排种轮单圈排量的影响规律。试验表明：不同稻种状态下单圈排量均随着排种轮转速的升高而降低,当种层高度一定时,二者成反比关系;单圈排量随种层高度的升高呈先增大后减小的趋势变化,不同稻种状态下的单圈排量最大值出现在种层高度为25.35~31.55cm处;4种不同稻种状态下,单圈排量由大到小依次是干稻种、晾干2d、晾干1d、湿稻种,单圈排量随种子含水率的升高而降低。通过二元回归分析拟合出4种常见稻种状态下单圈排量与种层高度、排种轮转速的回归模型,并构建了基于排种轮转速调控的播量控制模型。在室内搭建了控制系统试验平台对播量控制模型进行了验证试验,试验显示构建的播量控制模型平均误差2.07%,实际播量变异系数为2.59%,验证结果与播量控制模型基本一致。本文建立了多因素影响下的水稻播量控制模型,明确了种层高度、排种轮转速、稻种含水率对单圈排量的影响规律,可为水稻直播机播量控制系统设计与优化提供借鉴。     

气流输送集排式排种器试验台的设计

针对播种机田间试验容易受到季节、地点、成本、周期等因素限制的问题,设计一台气流输送集排式排种器试验台。该试验台主要由排种系统、一阶气流分配系统、传动系统、排种控制系统和监测系统五大部分组成。排种器由步进电机驱动,通过输入排种量与机组速度,实现播量的控制;将高亮度发光二极管安装到排种管内以实现对排种器工作过程的实时监测。试验结果表明,该试验台总排量稳定性变异系数小于1.2%,伤种率小于0.5%,排种量与外槽轮工作长度呈线性关系,当褶皱管长度为20cm时各行排量一致性效果达到最佳。     

精准变量排肥器结构优化设计与试验

为解决小麦播种粗放式施肥方式,符合未来精准农业对现代化农业生产的技术要求,本文建立排肥器几何体模型和颗粒离散元仿真模型,对排肥器进行离散元分析,改进导流槽结构;同时运用离散元方法分析外槽轮排肥器不同尺寸和不同运动参数下种群运动规律,分别探讨排肥器槽深和施肥速度优先控制策略对排肥稳定性影响,并应用正交试验对双变量进行方差分析,得出这两个变量对排肥性能影响力的大小。台架试验和田间试验结果表明:改进后的排肥器各行变异系数降低1.3%,总排肥量稳定性变异系数降低3.5%。采用排肥轴转速优先控制策略,当轮槽深度为8mm时,总排肥量稳定性变异系数小于6.5%;采用轮槽深度优先控制策略,当排肥轴转速20r/min时,总排肥量稳定性变异系数小于5.3%。     

变容量型孔轮式排种器设计与试验

为了解决针对型孔轮式排种器播量调节困难的问题，在偏心轮型孔轮式排种器的基础上，设计了一种由型孔轮和调节环（舌）组成的变容量型孔轮式排种器，以排种器的转速、调节舌类型、播量调节档位、行进速度、调节舌宽度为变量对油菜种子进行了单因素和多因素试验。试验结果表明：影响排种均匀性、各行排量一致性和种子破碎率的主要因素为排种器的转速、调节舌类型和型孔大小。变容量型孔轮式排种器的转速以30～50 r/min为宜，调节舌类型凹圆头优于平头，型孔长度增大对提高排种均匀性和各行排量一致性及降低破碎率有利。在所设计的结构尺寸条件下，该排种器适应于各类小粒度种子的条播。     

论外槽轮各参数与草籽特性的关系

本文在对我国十多种有代表性草籽进行了大量台架对比试验的基础上,分析外槽轮的槽形、直径、工作长度、转速、槽轮在种箱的配置等与各种草籽特性的关系,从而选定大直径小截面斜槽轮与搅拌机构,满足我国草籽的排种要求。 排谷物的标准外槽轮不能满足草籽流动性差、播量小、要按比例混播的排种要求。为增     

宽苗带勾型窝眼轮式小麦精量排种器设计与试验

为解决宽苗带小麦精密播种排种器排种均匀性差的难题,结合小麦精量排种技术提出一种勾型窝眼轮式宽苗带小麦精量排种器,使种子行内分布均匀,行间种子不散乱。对关键参数进行了设计和理论分析,通过EDEM离散元软件完成了种层厚度调节板水平距离、窝眼布置形式、窝眼个数、窝眼倾角、种箱底板倾角对充种性能影响的单因素试验。在此基础上以勾型窝眼轮转速、种层厚度调节板垂直高度和窝眼长度为试验因素进行了多元二次回归旋转正交组合试验并应用Design-Expert 8. 0. 6软件对试验数据进行分析,得到回归模型和因素对指标影响关系,确定了影响单粒率重要性大小依次为窝眼长度、种层厚度调节板垂直高度和排种轮转速,排种轮转速与窝眼长度间交互作用不可忽视;影响合格率重要性由大到小依次为种层厚度调节板垂直高度、排种轮转速和窝眼长度。基于回归模型进行多目标参数优化,结果表明:排种轮转速为23. 05 r/min、窝眼长度为7. 00 mm、种层厚度调节板垂直高度为25. 00 mm时,合格率为98. 59%。对该优化参数组合下的排种器进行充种性能和排种性能台架试验,结果表明:充种合格率为98. 01%,试验验证结果与仿真优化结果相吻合,验证了仿真优化结果的可靠性,此时排种器4行间充种合格率变异系数仅为1. 20%,宽苗带各行间变异系数较小;排种合格率为90. 03%,行间排种合格率变异系数为1. 50%,行内均匀性变异系数达到16. 54%,排种性能明显优于常用外槽轮排种器。     

斜槽轮式排种器工作长度的对比试验

斜槽轮排种器理论上可以减少排种器排种时的脉动现象,但由于对播量的调节使得斜槽轮排种器的有效工作长度缩短,影响了其工作效果.为此,针对不同工作长度斜槽轮式小麦排种器对排种均匀性的影响进行了研究,结果表明:在相同播量和相同拖拉机行驶速度条件下,斜槽轮排种工作长度越长,其排种均匀性越好.     

外槽轮式排种器的修理

大多数谷物条播机排种器采取外槽轮式,它具有构造简单、通用性好、播种量稳定、各行播量一致性好、播量调整方便等特点。但使用时间长了,排种器的阻塞套和排种槽轮接触面,发生磨损及偏磨,出现空隙。造成播种机排种量不稳,各行排量不一致,破碎率升高,从而影响了排种质量,所以应及时修理。     

基于排种频率实时反馈的油菜排种器设计与试验

以电机转速作为控制目标的电控排种器,在复杂工况下存在实时播种量不稳定、难以达到农艺要求播量的问题,为此设计了一种可根据实时播量信息进行反馈控制的油菜排种器。油菜排种器由螺管排种机构、小粒径种子感知模块、检测及控制模块和驱动模块组成。为使种子有序通过小粒径种子感知模块传感区域,对导种管进行了结构设计,使其能够与传感器模组匹配,从而有效减少播量漏记。对排种器进行转速-排种频率测定及播量准确率测试,基于测试结果构建了播量检测准确率补偿模型,从而降低播量检测误差。以小粒径种子感知模块中传感器模组获取的实时播量信息作为〖JP3〗排种控制器控制输入,设计了排种器控制系统。台架试验表明,油菜排种器排种频率在10.1~60.4Hz范围内,排种器播量检测准确率达到98.75%,不同转速下的排种量稳定性变异系数不超过1.16%。田间试验表明,在拖拉机不同前进速度下,播种量误差率不超过2.55%,排种量稳定性变异系数不超过0.98%。该油菜排种器可为小田块精量播种提供技术支撑。     

外槽轮排肥器关键工作参数对排肥量影响的仿真与试验研究

明确排肥器工作参数对排肥量的影响,有助于提高外槽轮排肥器的排肥性能。应用离散元法(EDEM)研究外槽轮排肥器工作过程的基础上,以外槽轮工作长度、排肥轴转速、排肥舌开口角度为试验因素,以排肥量为评价指标,综合应用离散元法、二次正交回归试验、排肥器排肥台架试验,研究排肥器工作参数对排肥量的影响。建立外槽轮排肥器工作参数与排肥量之间的数学模型,明确工作参数对排肥量影响程度大小依次为:外槽轮工作长度、排肥轴转速、排肥舌开口角度。仿真与台架试验排肥量的平均相对误差为10.04%,且试验结果的方差分析结论一致。研究成果可以为施肥机械排肥量的调整和机具设计提供依据。     

油菜直播机四头螺旋双行排肥器设计与试验

针对油菜直播机常用外槽轮排肥器排肥稳定性和均匀性不足及各行一致性低等问题,设计了一种四头螺旋双行排肥器。分析了肥料颗粒在螺旋排肥中的运动特性,确定了排肥螺旋螺距范围和临界转速,运用EDEM仿真分析得出排肥螺旋头数为四头和螺距为24mm时,排肥器具有最佳的排肥性能;开展了排肥螺旋转速对排肥器排肥性能影响和不同肥料适应性的台架试验,试验结果表明,排肥速率随排肥螺旋转速增大而增加,单行排肥速率为461.19~1328.57g/min,排肥均匀性变异系数随排肥螺旋转速增大而变小,在转速大于30r/min时,排肥均匀性变异系数小于6.5%,总排肥量稳定性变异系数和双行排肥量一致性变异系数均小于2.2%;同时研究表明一器双行四头螺旋排肥器能适应广泛应用的不同类型油菜直播常用复合肥,3种试验肥料排肥均匀性变异系数均满足施肥标准,总排肥量稳定性变异系数和双行排肥量一致性变异系数均低于3.3%。田间试验结果表明,理论施肥量为28.87kg时,一器双行螺旋排肥器实际施用量与理论施用量相对误差为2.33%,排肥均匀性变异系数为6.73%,双行排肥量一致性变异系数为1.98%。试验结果满足油菜直播生产施肥要求,可为油菜直播排肥器的结构改进和优化提供参考。     

小麦播种机电控系统的设计与试验

针对小麦播种时发生地轮传动失效而造成漏播和播量不均等问题,设计了一种电控小麦播种系统。系统工作时能够结合设置的播种参数和检测的作业速度信号获得排种器的理论转速,并通过采集驱动器的脉冲输出频率计算出排种器的实时转速,将理论转速与实际转速形成的偏差e及偏差变化率ec作为输入变量,利用模糊PID自整定控制器进行电机转速的精准控制,使排种器到达目标转速,从而提高播种精度。室内试验结果表明:在中速及中高速状态下,小麦播种机电控系统的性能最为稳定,平均偏差在2.5%以内,控制精度为1.49%,并求得排种器在不同工作长度下排种量与转速的函数关系。田间试验结果表明:应用本电控系统进行田间小麦播种作业时,小麦播种机的总排种量变异系数为1.14%,各行排种量变异系数为2.89%,播种均匀性变异系数为5.64%,播深合格率为90%,电控播种系统能有效地提高小麦播种机的播种均匀性。     

基于麻类作物的型孔轮式排种器排种性能试验

为探究型孔轮式排种器对麻类作物种子的适应性关系,并为设计多功能精量播种机提供理论依据,在排种性能试验台上分别进行了亚麻、大麻、红麻和黄麻种子的排种性能试验。研究了排种器转速与播量、排种均匀性之间的关系,建立了排种器单位时间的排量与转速的数学模型。试验表明:该排种器适合麻类作物的排种作业,在排种亚麻时,转速应控制在20～60 rmin;排种大麻时,转速控制在10～30 rmin;排种红麻时,转速控制在10～30 rmin;排种黄麻时,转速控制在5～25 rmin。研究结论对采用型孔轮式排种器的多功能精量播种机的设计具有指导意义,并为研究通过转速来控制型孔轮式排种器变量排种提供了理论依据。      

稻麦精准变量施肥机排肥性能分析与试验

为提高基于近地光谱技术的稻麦精准变量施肥机排肥性能稳定性,改善变量施肥控制精度,建立了外槽轮式变量施肥机离散元仿真模型,运用离散单元法和EDEM 2.2软件对施肥机排肥过程进行性能分析和数值模拟,研究不同排肥器结构和施肥控制策略对施肥机排肥稳定性的影响,并通过台架试验和田间试验验证仿真模型的准确性。结果表明:改进后的排肥器施肥量变异性系数明显减小,标准差减小14.59 g,变异系数降低9.9%;采用转速优先控制策略,当槽轮开度为19.34 mm时,排肥量稳定性系数最佳为1.09%;采用开度优先控制策略,当槽轮转速为55.75 r/min时,排肥量变异性系数最小为1.85%;与验证试验结果相比,误差最大为14.06%。结果验证了离散元仿真方法分析颗粒运动过程的准确性,表明所设计改进的排肥器能够提高施肥机排肥稳定性,满足稻麦精准变量施肥要求。     

外槽轮式单段木薯种茎排种器设计与仿真试验

为满足木薯种茎预切种式排种要求。基于预切种排种技术,利用外槽轮排种方式,设计一种外槽轮式单段木薯种茎排种器,分析排种器充种机理,明确影响充种性能的因素,设计排种器关键部件的结构参数,利用UG软件建立排种器和木薯种茎的虚拟模型。采用三因素三水平正交试验方法,以充种倾角、槽轮转速和前进速度为试验因素,排种段距合格率为试验指标,利用UG软件运动仿真模块,进行木薯种茎的排种仿真试验,确定最优参数组合为充种倾角为30°,槽轮转速为0.4 rad/s,前进速度为1 m/s,并对最优参数组合进行台架验证试验。试验结果表明,排种段距合格率平均值为90.9%,与仿真试验结果的相对误差为0.5%。最优组合方案可靠,满足木薯种茎的种植农艺要求。