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°。      

三倍体西瓜种子重要物理特性测定及应用

为设计开发三倍体西瓜种子破壳机排种器,通过实验对三倍体西瓜种子的主要物理特性进行了测定。实验采用3种无籽西瓜种子黑牛、蜜红和花皮,含水率分别为7.11%,6.98%,6.69%,选用种子物理特性标准测定方法进行了测定和应用分析。实验结果得出无籽西瓜种子的长度、宽度、厚度、千粒质量、真密度、休止角与木板、涂漆铁板、塑料板和玻璃的静滑动摩擦系数的变化范围。研究结果填补了无籽西瓜种子物理特性空白,并为开发无籽西瓜种子破壳机排种器的设计提供了理论计算依据。     

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°。      

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。     

参类种子剪切特性的试验研究

参类种子的剪切特性研究可以为降低参类种子播种时的伤种率和排种器的设计提供理论依据。利用物性分析仪,测试了不同参类种子在不同含水率、放置方向、剪切速度因素条件下对剪切性能的影响。利用正交试验测量各因素对试验的影响大小依次为放置方向、含水率、剪切速度。(1)未催芽的参种的剪切力大于催芽参种的剪切力,不同放置方向剪切力从大到小的顺序依次为平放、竖放、立放。(2)含水率对剪切力的影响:含水率越大剪切力越小。(3)剪切速度越大参种的剪切力越小。     

北方谷子物料特性的试验研究

针对现有的谷子穴播排种器因结构设计和材料选择不合理而导致充种效果差等问题,本文旨在通过明确谷子穴播排种器的种箱等结构参数与谷子种子物料特性之间的关系改善谷子穴播效果,以黑龙江地区种植较多的大穗金谷、张杂谷13号、龙谷31号三种谷子种子为研究对象,通过试验测量了三种谷子种子的外形尺寸、千粒重、孔隙率、内摩擦角、自然休止角、滑动摩擦角、悬浮速度等物料特性,结果表明:大穗金谷种子的长度均值为2.21 mm,宽度均值为1.79 mm,高度均值为1.25 mm;张杂谷13号种子的长度均值为2.13 mm,宽度均值为1.76 mm,高度均值为1.33 mm;龙谷31号种子的长度均值为2.08 mm,宽度均值为1.71 mm,高度均值为1.41 mm,三种谷子种子的球形度大部分处于79%～85%之间;千粒重为大穗金谷2.98 g、张杂谷13号3.24 g、龙谷31号3.52 g,孔隙率为大穗金谷0.271%、张杂谷13号0.236%、龙谷31号0.204%。自然休止角随内摩擦角增大而增大;三种谷子种子在同一种材料上滑动摩擦角大小差异不明显,在塑料板上滑动摩擦角最小;三种谷子种子悬浮速度都很小,均小于2 m/s。通过对试验结果分析,为了获得更好的充种和排种效果,种箱与水平面夹角应大于30°,材料选用塑料板,同时应降低投种高度,并加装导种装置。试验结果为谷子穴播排种器结构参数的设计提供参考。     

小麦种子物理特性参数测定及在播种机

为获取小麦小区精密播种机排种器和自动供种装置的设计依据,研发初期选取济麦22种子作为测量对象,测定了种子的千粒质量、容重、三轴尺寸、休止角和静摩擦系数等物理特性参数。测量得知:济麦22种子千粒质量均值46.02 g;容重均值831.30 g/L;三轴尺寸的长、中、短轴均值分别为6.47、3.42和3.08 mm;休止角均值28.9°;小麦与不锈钢板之间的静摩擦系数最小,为0.427。上述参数的测定,为小麦小区精密播种机排种器和自动供种装置相关参数的确定提供了有力的数据支撑,在一定程度上提高了整机的工作性能。      

基于DEM-MBD耦合的链勺式人参精密排种器研究

人参播种中存在因人参种子形状不规则、流动性差,种子在播种前需进行催芽处理,催芽的种子易损伤,造成充种困难、易伤种等问题,为此设计一种链勺式人参精密排种器.通过对充种过程中种子受力情况和运动状态的分析,阐明倾斜充种可提高充种性能的机理;通过对携种过程的理论计算和力学分析,并基于DEM-MBD耦合的单因素仿真试验,分析了不...     

基于JKR粘结模型的蚯蚓粪基质离散元法参数标定

为确定不同含水率下蚯蚓粪基质的多种参数,提出了通过测定基质含水率,预测休止角,通过休止角合理推测其他参数的思路,并提出了一种散体休止角测定方法。以休止角作为参照,基于JKR粘结模型,使用离散元参数标定的方法,从与蚯蚓粪基质颗粒有关的10个参数中,筛选出颗粒间静摩擦因数、颗粒间滚动摩擦因数和JKR表面能3个对休止角影响显著的参数,建立了休止角与这3个显著参数之间的二次多项式回归模型。试验结果表明,该模型可以根据休止角预测蚯蚓粪基质参数,根据预测得到的参数建立离散元模型,休止角仿真结果与实际试验结果较为接近,差异分别为1.53%和0.22%。同时测定了不同含水率下蚯蚓粪基质的休止角,建立了休止角与含水率之间的关系模型。研究结果可为其他类似散体物料休止角的测定提供参考,并提供了一种通过测定易于测定的参数(如含水率)来推导其他难测参数的思路。     

介电特性在粮食含水率检测中的应用研究

根据农业物料的含水率对其相对介电常数等电参量的影响关系，对水稻、玉米和大豆等3种物料的含水率进行了标定试验，提供了测定含水率的一种更为简单、易行的方法，对物料电特性与介电常数、含水率的函数关系进行了分析和研究。通过相关研究，提出进一步的解决方案。     

电容法粮食物料含水率与介电常数关系研究

粮食物料含水率是影响其介电特性的主要因素,电容法是通过粮食的介电特性来测定含水率的间接方法.试验采用圆筒式电容传感器,研究了3种粮食物料含水率与其相对介电常数的关系.试验表明,含水率与相对介电常数之间有较好的线性相关性,可以建立两者之间的数学模型.同时,不M种粮食物料的关系模型不同,相关性程度也有差异.需要建立含水率与介电常数、容积密度及环境因素等多参数之间的关系模型,才能提高电容法检测的精确度.     

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。     

脱绒棉种的物料学特性研究

针对棉花种子的物料学特性对棉花精密播种技术的影响,测定了3种脱绒棉种的几何尺寸、形状、千粒质量、摩擦特性、种子载荷与变形的关系等,得出棉种的粒型介于圆锥形和椭圆形之间,棉种的尺寸差异较大,棉种包衣后摩擦性能有所增大,棉种的载荷强度随与种子的饱满度增大而增大。研究结果对棉花精密排种器的研制有指导性意义。     

粗饲料的力学特性对螺旋输送功耗的影响研究

通过斜面仪测定不同含水率揉碎玉米秸秆的滑动摩擦角和用倾斜法测定其休止角,利用直剪仪测定其内摩擦角、粘聚力及流动函数值,研究物料的摩擦特性和流动特性随含水率的变化规律。同时,试验研究了不同力学特性的秸秆物料的螺旋输送功耗。结果表明:秸秆物料力学特性中的滑动摩擦角和内摩擦角影响螺旋输送装置的输送功耗。     

基于RSM和NSGA-Ⅱ的苜蓿种子离散元模型参数标定

为寻求最优苜蓿种子离散元模型接触参数组合,设计了一种可同时测定物料休止角与堆积角的装置,并提出测定方法,将实际试验与仿真试验相结合,以苜蓿种子休止角和堆积角的实测值与仿真值误差为指标,对苜蓿种子模型参数进行标定。通过Plackett-Burman试验筛选出对指标影响显著的接触参数,采用响应曲面法(RSM)建立显著性参数与指标之间的二阶数学模型,采用非支配排序遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)进行多目标寻优计算,获取最优苜蓿种子离散元模型接触参数组合,即种间碰撞恢复系数为0.47,种间静摩擦因数为0.24,种间滚动摩擦因数为0.08。采用槽轮式排种器进行了试验验证,结果表明,在不同排种轮转速条件下,苜蓿种子质量流率实测值和仿真值的平均相对误差为2.89%,该苜蓿种子离散元模型和接触参数能够满足离散元仿真试验要求,基于RSM和NSGA-Ⅱ的多目标优化方法具有科学性和可行性。     

牧草播种机排种装置关键部件设计

在完成牧草种子机械物理特性研究的基础上,设计了一种多行一器的排种装置。该装置由调节螺杆、搅拌器、排种器壳体、中央排种槽轮等组成。排种量通过调节螺杆调整中央排种槽轮相对于排种器壳体的工作长度来设定,槽轮壳体内的搅拌器用于防止种子架空,大小不同的种子的排种则通过调节槽轮机构内部元件位置来实现。完成了中央排种槽轮结构的设计,并根据结构设计参数及种子的物理特性参数,对不同种子公顷排种量进行了计算,制作了中央排种槽轮工作长度标尺,标尺标值与不同种子公顷排种量一一对应。     

永磁体磁吸式排种器充种性能仿真与实验

以圆柱形永磁体为磁力排种元件设计了永磁体磁吸式精密排种器。对其充种过程进行分析,建立了充种动力学模型,并通过Matlab编程仿真分析了排种轮转速、充种角以及种子相对排种轮的摩擦因数对排种器充种率的影响,并确定了各参数的优化组合。仿真表明,充种率与排种轮转速、充种角以及种子相对排种轮的摩擦因数呈S型、指数型、对数型关系。在优化的参数组合下进行实验,其充种率可达97%。     

包衣排种器的试验研究

根据包衣、播种的农艺要求，研制了振动—离心式包衣排种器，通过试验测定找出排种器主要部件的最佳设计参数。包衣排种器能够在种子播种作业时，一次完成种子包衣、播种作业，省去了包衣、烘干等过程。台架试验结果表明：该排种器各项性能均能达到包衣、播种要求，并且能满足高速作业要求。     

勺夹式蚕豆精量排种器设计与试验

为提高蚕豆机械化播种质量,解决蚕豆精量播种难题,结合勺轮式排种器和指夹式排种器的优点,设计了一种勺夹式蚕豆精量排种器。根据蚕豆种子物理特性,分析确定了种盘工作区域范围、弧形滑道结构参数、种夹机构参数以及托种板关键参数。以种夹长度、种夹宽度和弯折角为试验因素进行了3因素3水平正交试验,通过试验确定了种夹较优参数组合为种夹长度15.5mm,种夹宽度10mm,弯折角35°,在较优参数组合下本排种器的株距合格指数为 95.11%、漏播指数为1.61% 、重播指数为 3.28% ,满足设计要求,为蚕豆精量排种器的设计提供理论指导。     

油莎豆种子籽粒离散元仿真参数标定与试验

为了解决新型油料作物油莎豆排种器设计过程中种子物理参数不清及仿真参数与实际差异较大，造成模拟试验不准确，制约油莎豆排种器的发展的问题，测定了油莎豆种子的几何参数、弹性模量、泊松比、摩擦因数、碰撞恢复系数和休止角。以截面圆跳动法测出油莎豆种子精确外形轮廓并建立仿真颗粒模型，通过离散元仿真参数标定得出油莎豆种间静摩擦系数为0.662,油莎豆种间滚动摩擦因数为0.024。通过休止角试验验证，得到误差为1.61%,较标定前降低92.9%。通过排种仿真试验、排种器试验台试验和播种田间试验验证，得到仿真重播指数相对误差为3.79%、4.64%,漏播指数相对误差为6.81%、8.64%。由此表明，油莎豆仿真参数标定值可靠，可为油莎豆单粒精播排种器设计优化提供参考。