一器多行离心式油菜排种器

设计了一种适用于油菜一器多行排种的离心式排种器,分析了离心式油菜排种器的工作原理,确定了排种器的主要结构和性能参数.研究了排种器锥筒转速与排量、各行排量一致性、总排量稳定性、破碎率等的关系;正交试验表明,在排种器锥筒转速为150 r/min、出种孔直径为3.2mm、出种孔倾角为15°时,单行播量稳定性变异系数最小,为2.38％,播种均匀性变异系数为18.2％.     

一器多行离心式油菜排种器

设计了一种适用于油菜一器多行排种的离心式排种器,分析了离心式油菜排种器的工作原理,确定了排种器的主要结构和性能参数。研究了排种器锥筒转速与排量、各行排量一致性、总排量稳定性、破碎率等的关系;正交试验表明,在排种器锥筒转速为150 r/min、出种孔直径为3.2 mm、出种孔倾角为15°时,单行播量稳定性变异系数最小,为2.38%,播种均匀性变异系数为18.2%。     

新型荞麦排种器排种性能

研制一种荞麦播种专用排种器，通过单因素台架试验，探究排种轴转速、阻种套单排孔数量及种床带速度对平均排量、各行排量一致性变异系数、总排量一致性变异系数、种子破碎率和播量均匀性变异系数的影响规律。当排种轴的转速为150～190 r/min时，各行排量一致性变异系数、总排量一致性变异系数、破碎率分别为0.22%～2.67%、0.69%～1.31%、0.27%～0.35%；阻种套单排孔数量为3、6和12时，总排量一致性变异系数分别为1.45%、1.00%、0.95%；种床带速度为4～9 km/h时，播量均匀性变异系数为28.87%～42.26%。当排种轴转速为150～190 r/min时，各行排量一致性变异系数、总排量一致性变异系数、种子破碎率符合性能指标要求；当阻种套单排孔数量为3、6和12时，总排量一致性变异系数符合性能指标要求；当种床带速度为4～9 km/h时，播量均匀性变异系数符合性能指标要求。排种轴转速、阻种套单排孔数量、种床带速度对排量有极显著的影响。      

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。      

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。     

新型荞麦排种器排种性能优化

确定了荞麦排种器的排种轴转速、单排阻种套孔数量及种床带速度对播量均匀性变异系数及区间种子平均粒数影响的先后顺序和最优因素组合。通过设计正交试验并利用极差法对正交试验结果进行分析，确定各因素对播量均匀性变异系数及区间种子平均粒数的影响程度及最优组合。使用极差法对变异系数的正交试验结果进行分析得RA=51.74、RB=2.95、RC=12.03；对平均粒数的正交试验结果进行分析可得RA=5.71、RB=1.25、RC=3.14。影响播量均匀性变异系数的先后顺序依次为阻种套单排孔数量、种床带速度及排种轴转速。影响平均粒数的先后顺序依次为阻种套单排孔数量、种床带速度及排种轴转速。在阻种套单排孔数量12、种床带速度5 km/h及转速160 r/min的条件下，荞麦排种器的播量均匀性变异系数达20.89%，为最佳指标。      

小麦气力集排器排种分配系统设计与试验

针对现有小麦播种机械作业幅宽小、播种不均匀等问题,设计了一种气力集排式小麦排种分配系统,从播种机的定量排种系统、分配系统等方面研究了气力集排式小麦排种分配机理,分析了排种分配系统的稳定性和均匀性。运用Solidworks Flow进行流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)仿真,分析排种分配系统机构参数(输种管、分种外盖)对气室流场的影响,速度流场分布结果表明,排种分配系统具备较理想流场特性的结构参数为:褶皱管波纹长度为16 mm,波纹角度为90°,分种外盖圆锥角为120°。对排种分配系统稳定性和均匀性进行台架试验,结果表明,排种器转速在20~40 r/min时,总排量稳定性变异系数为1.01%~1.19%,各行排量一致性变异系数为3.20%,种子破碎率为0.23%,试验结果与CFD仿真分析基本一致;样机试验结果表明,总排量稳定性变异系数为1.06%,各行排量一致性变异系数为3.34%,排种均匀性变异系数为27.35%,种子破碎率为0.28%,满足相关标准要求。     

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。     

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。     

型孔轮式排种器排种性能的仿真分析——基于离散元法

为探明偏心型孔轮式排种器适宜的工作转速、降低试验成本,建立型孔轮式排种器的离散元模型,对5种型孔轮转速下排种器中油菜籽的运动过程进行仿真分析。同时,录制籽粒囊种-清种-护种-投种的运动轨迹,探究种子箱中活动籽粒的分布规律,研究排种器的排量、排种均匀性、各行排量一致性和型孔轮转速之间的关系。仿真结果表明:型孔轮搅动的籽粒主要集中在靠近型孔轮表面的内面3层;排种器每分钟的排种量随着转速的增大而增大,单圈排种量随着转速的增加反而减小;型孔轮转速为20~60r/min时,排种均匀性变异系数为14%~31%,3行排种的一致性变异系数为2.94%~4.6%;转速超过80r/min后,开始出现漏播。该研究为确定播种器的工作参数提供了依据。     

油菜机械精量播种技术及多功能精量排种器的研制

本文阐述的多功能精量排种器采用独特的机械推卸原理，克服了小粒种子在孔眼中堵塞问题，排种精确可靠，提高播种机的使用效益，并介绍了对现有条播机进行改装的方法。     

基于精确播深控制目标的播种单体田间台架试验

为了探明长江中下游稻麦轮作区单体精播技术的适配性及其农艺效应,揭示基于区域土壤力学特征的精密播种机设计原则,以2BMYFQ型免耕播种机单体为例开展田间台架播种试验,提出符合农机-农艺融合原则的4个精播主控目标和技术要素,探讨2种耕作处理方式（免耕、旋耕）、3个预定播深(2.5、4.0、6.0cm)和3个下压力（0.6、1.0、1.2kN）因子组合下的种子播深、土壤物理变化及小麦出苗效果。结果表明,播种单体与土壤力学性质交互影响并导致播深变化差异显著,土壤力学变异造成高达37.61%的播深变异,基于线性弹力张紧特征的下压力控制技术与不合理耕作方式组合下的精确播深控制目标无法实现。现有试验单体既存在土壤对双圆盘开沟器支撑力过大导致的限深轮虚支撑,也存在土壤支撑力不够且限深轮过度下陷导致农学意义上过深的种子位。单体造成种子位土壤压实状况也受耕作方式及下压力影响,并最终反映为出苗率的变化。综合比较发现,稻田原茬免耕、预定播深4cm、下压力1.2kN工况下,实际播深与预定播深差异较小,播深稳定性高,出苗率高,但种沟侧壁压实程度大;在旋耕条件时最优播深为预定播深4cm和下压力1.0kN组合;旋耕处理的单体播深控制整体效果优于免耕。因此智能精密播种技术应首先探明土壤力学条件和农艺播深目标的合理下压力控制策略,实现基于“播种单体-土壤力学关系”的单体创新设计和智能化土壤力学在线检测系统是区域精播技术的关键。     

水稻直播机械的应用及排种器结构的研究

水稻机械直播技术是水稻全程机械化的重要组成技术,是水稻种植的新方式之一,使用水稻直播技术能够有效减少种植步骤,减少种植过程的成本消耗。通过介绍水稻直播技术的应用情况,说明了水稻机械化直播的主要流程,并总结了现阶段水稻排种关键技术及特点。     

水稻机械直播技术发展现状

水稻种植机械化是提高水稻产量的重要环节。介绍国外水稻机械直播技术的发展历程及现状,分析我国水稻直播机械化技术发展历程及存在的主要问题,展望其发展前景,为促进水稻机械直播技术在我国的应用提供参考。     

水稻机械直播技术综述

水稻直播技术作为实现机械化高产栽培的有效途径之一在过去几年里取得了较大的发展。本文综述了国内外关于水稻机械直播技术的发展情况、直播技术的特点及在其发展中存在的问题。     

电控播种系统设计与试验

播种是农业生产的重要环节,传统播种机使用地轮为排种器提供动力,地轮打滑对播种均匀性产生影响,不利于播种质量的提高。为此,设计了电控播种系统,使用旋转编码器采集行进速度,系统的微处理器结合设定播种信息和速度信息计算得出电机理论转速,驱动排种器转动,完成播种作业。JPS-12排种器试验台试验表明:播种合格指数大于96.64%,漏播指数小于1.34%,重播指数小于2.01%,变异系数小于17.61%,具有良好的播种均匀性,播种质量指标差值在5%以内,播种稳定性好。田间播种试验表明:播种作业合格指数为84.21%,重播指数为2.63%,漏播指数为7.89%,变异系数为22.15%,均满足JB/T 10293-2013《单粒(精密)播种机技术条件》的指标要求。系统在实际作业中运行稳定可靠,具有较好的作业性能。     

气吸式穴盘育苗精密播种机的设计与试验

针对育苗播种机设备作业过程播种效率较低,取种、播种过程不够精确等问题,设计了气吸式穴盘育苗精密播种机,并对其进行了试验验证。该播种机的主要组成为PLC控制器、电源模块、机架、播种模块、气动系统模块和传感器模块。通过采用吸盘进行吸种播种和双排播种的方式,提高播种机的播种精度和效率,并建立了种子吸附过程和双排播种过程的数学模型。为了验证该播种机的性能,对其进行试验验证。试验结果表明:播种机的PLC反馈控制系统响应速度快、精度高,播种性能良好且能满足精密播种的要求。     

油菜精量联合直播机随速播种控制系统设计与试验

针对传统油菜精量直播机多采用被动式地轮驱动排种器,高速时地轮易打滑,导致漏播、断条等现象,影响高速作业精量播种效果,且手动变速箱调整播量难以实现播种粒距、播量的精准调节等问题,设计了一种以STM32为主控器,通过蓝牙模块与手机端微信小程序进行实时数据交互的油菜随速播种控制系统。该系统采用地轮编码器和北斗接收器两种模式分别获取拖拉机低速和中高速作业时的前进速度,主控器分析各传感器数据并生成电机控制指令驱动闭环步进电机带动排种轴转动,实现排种轴转速与拖拉机前进速度匹配及无级播量调节;同时利用微信小程序设置目标粒距、传动比、地轮直径等参数以适用于不同类型播种机,并显示总播量、播种面积等关键参数;分析得出吸附种子临界负压为1477Pa,切换测速方式临界速度为3.7km/h,测速范围为1.44~12.77km/h,电机调速频率为5Hz。台架试验结果表明：随速播种控制系统播种性能优于恒定转速播种,播种速度2.6~7.8km/h时粒距合格指数大于87%。田间试验结果表明：本系统搭载一器双行正负气压组合式油菜精量排种器在作业速度为1.44~7.99km/h时播量误差小于3.9%、粒距合格率不低于84%,满足随速播种要求。     

山西谷子播种技术与装备的研究进展与发展方向

谷子生产中费工、误时的问题是制约谷子发展的主要瓶颈之一。因此,实现谷子播种机械化是我国谷子产业急需解决的重要问题。山西省是谷子种植大省,本文主要就山西省谷子播种机械的现状与存在问题进行了分析,并探讨了山西谷子播种机械的发展方向。     

链板式水稻直播精量排种器的研发

针对现有大部分水稻直播排种器播种精度低、播量难控制等问题,研究了一种链板式水稻直播排种器。其主要部件为型孔链板。链板一端为型孔,另一端以标准套筒滚子链为基础、型孔链板作为链条附件与外链板铆合成一体,随着链条的运动周向转动实现充种、护种、清种、排钟过程。根据水稻种子尺寸的不同可更换不同型孔的链板满足多品种要求;弹性清种装置清种性能可靠、不伤种,且避免了型孔堵塞漏播现象。该排种器结构简便轻巧,排种性能优,采用六行链板式水稻直播机进行试验,单行稳定性系数达98.3%,种子破损率为0.39%。