小型电磁振动式小麦播种机的工作原理与结构分析

针对传统小型小麦播种机的缺点,设计了一种播种质量高、速度快、安全可靠、播种成本低、适应不同田间要求、采用电磁振动播种并能有效减少能耗的小型电磁振动式小麦播种机。该机田间作业时,可以将开沟、播种、平土一次完成,大大简化了小麦播种时的生产流程,有利于进一步提高播种效率,解放生产力。为此,介绍了小型电磁振动式小麦播种机的整体构造,分析了小型电磁振动式小麦播种机的工作原理,对配套部分及重要零件利用inventor自带应力分析模块建立了有限元模型。有限元分析的结果表明:小型电磁振动式小麦播种机能够满足工作要求,且各零件满足刚度和强度的要求。经过进一步的改进和研究,此机将在播种小麦方面有较大的发展前景,同时对各种低能耗播种机的研制也具有一定的参考作用。     

小型电磁振动式小麦播种机的研制

针对传统小型小麦播种机的缺点,设计了一种播种质量高、速度快、安全可靠、播种成本低、适应不同田间要求、能有效减少能耗的小型电磁振动式小麦播种机。该机田间作业时,将开沟、播种、平土一次完成,大大简化了小麦播种时的生产流程,有利于进一步提高播种效率和解放生产力。为此,介绍了小型电磁振动式小麦播种机的整体构造,分析了小型电磁振动式小麦播种机的工作原理。通过对此播种机的性能试验,验证了本机具有能耗低、效率高、播种流程简单等优势。经过进一步的改进,此机将在播种小麦方面有较好的发展前景,同时对各种低能耗播种机的研制也具有一定的参考作用。     

一沟双行小麦播种专用开沟器的试验研究

为解决播种机在作业中开沟器堵塞的问题,设计了新型小麦播种专用开沟器,此开沟器能够在一次作业中完成播2行种子与1行肥。在此基础上,研制了小型小麦播种机。田间试验表明:装有专用开沟器的播种机,能有效地解决开沟器的堵塞问题,具有良好的通过性。     

小麦播种机高速开沟阻力的动态建模与仿真

小麦播种机开沟器作为核心触土部件,阻力大、能耗高,是制约播种机作业速度及高速播种作业质量提升的关键所在。为此,选择无侧翼且宽度较窄的鸭嘴式开沟器,通过对小麦播种机高速开沟作业过程中的阻力来源及与土壤的相对运动过程进行分析,建立了开沟器—土壤动力学阻力模型。利用Abaqus软件建立土壤-开沟器三维动态有限元模型,以开沟器工作阻力为试验指标,在作业速度为8~12km/h范围内进行正交仿真试验,并将试验结果与阻力模型理论值进行对比分析。结果表明:仿真结果与理论值误差在允许范围内,且两者变化趋势基本相同,验证了模型的可靠性,为后面高速播种机开沟器的参数优化设计和实践提供支持。     

油麦兼用型精量宽幅免耕播种机仿形凿式开沟器研究

针对播种作业地表不平、播种机宽幅导致各行播深均匀性和稳定性差等问题,设计了一种基于仿形辊弹性形变、实现仿形功能的凿式播种开沟器。阐述了凿式播种开沟器仿形开沟工作原理,确定了凿式刃口曲线方程,构建了开沟器与土壤互作关系力学模型,阐明了仿形机构的弹性形变与仿形阻力及仿形量之间的关系。以凿式曲面刃口宽度、仿形辊直径、入土角、播深为试验因素,采用二次回归正交组合试验方法,利用高速数字化土槽平台,开展了各试验因素对播深稳定性影响试验。试验结果表明,刃口宽度12mm、仿形辊直径24mm、入土角22°时,播深稳定性较优。田间对比试验表明,在最优参数组合下,凿式开沟器的播深变异系数低于9%,地表平整度低于18.5mm,作业通过性好,其开沟性能优于翼铲式开沟器;田间播种试验表明,以4.8m工作幅宽、24行播种的油麦兼用型精量宽幅免耕播种机播种的油菜、小麦,单行苗数变异系数、各行苗数一致性变异系数均低于10%,小麦各行1m内平均苗数为35,春油菜各行1m内平均苗数为26,冬油菜各行1m内平均苗数为20,满足油菜、小麦精量播种及成苗率要求。     

2BMFY-4型玉米免耕播种机研制与试验

针对山东省小麦玉米一年两作轮作区的农艺特点,以及小麦收获后秸秆覆盖量大、免耕播种玉米时容易产生堵塞等问题,研制了2BMFY-4型智能玉米免耕播种机。设计了苗带浅旋动力防堵结构,能防止小麦秸秆在排肥开沟器耧腿上的堆积;设计了垂直勺盘式排种器与种肥一体式开沟器相结合的形式,能够有效降低排种高度并提高播种精度;研制了株距调节变速器,播种作业时能适应多种玉米种植农艺规格和不同玉米种子公顷株数的要求。根据免耕播种机田间高速作业时性能监测的要求,研发了可视化分布式的播种作业性能监测系统。播种试验结果表明,动力防堵单体解决了相邻两组施肥播种开沟器的拥堵问题,通过性良好,种肥施播深度变异系数分别为17.2%,18.6%,株距合格率为97.2%,监测仪计数精度96%,播种作业效率和精度明显提高;免耕播种时,一次可同时完成小麦秸秆粉碎后抛、小麦根茬破碎、开沟施肥、播种、覆土镇压等多个农艺环节,作业费用降低了30%左右;作业时,刀轴上甩刀入土浅,动土量为20%,土壤扰动小。     

7.5cm行距机械式小麦精量播种机的改进设计

7.5cm行距机械式小麦精量播种机将普通15cm行距播种机的行距减小到7.5cm,行数增加1倍,总播量与15cm行距播量一致,即采用加行不加量的播种方法使小麦更均匀的分布,从而达到高产。为此,针对第一代7.5cm行距机械式小麦精量播种机排种器质量大、摩擦力大、加工困难且精度不够、播种时清种片在清种缝隙容易变形卡住排种轮,以及播种作业中开沟器晃动导致重行等问题进行了改进。同时,优化了排种器的结构,重新设计了清种片和开沟器的排布方式以及整机总体结构,解决了第一代播种机存在的问题,提高了播种机作业时的稳定性。     

主动圆盘防堵式小麦免耕播种机的设计研究

研究设计了一种主动圆盘防堵式小麦免耕播种机.该播种机主要由组合式开沟器、圆盘刀、排种管、施肥管和镇压轮等组成.田间试验表明,该播种机破茬防堵性能好,解决了高覆盖量条件下直接播种小麦时播种机工作经常堵塞的问题.机具一次进地即可完成破茬、开沟施肥、播种、覆土、镇压等作业工序,土壤扰动小,作业质量满足农艺要求.     

播种机开沟器堵塞故障的排除

一是播种机下降过猛。在田间地头落下播种机时,由于机车行走慢或者不行走,就快速落下播种机,开沟器将土壤轧成塑性变形而堵塞开沟器。因此,机手应在机车行进中慢落播种机,才能避免开沟器经常堵塞的现象。二是播种机入土后倒车。在播种作业过程中,因故停车,不升起播种机就倒车,致使土壤堵塞开沟器。因此,机手应注意操作规章,严禁不     

星形齿刀防堵式小麦免耕播种机设计与试验

我国北方的一年两熟种植区,经常玉米地播种小麦,但由于收获后田间玉米秸秆残渣量大、根茬粗且韧性强,容易导致小麦免耕播种机通过性能差,极易出现堵塞。为此,设计了一种星形齿刀主动锯切防堵式小麦免耕播种机。同时,描述了该机的总体设计方案及星形齿刀式锯切防堵装置、锐角短翼型开沟器和双圆盘开沟播种器等关键部件的结构,并确定了主要结构参数。田间试验证明:该防堵装置不仅可以很好地切断玉米秸秆,还能及时预防堵塞,以保证小麦免耕播种机的田间通过性。该机具的研制丰富了我国北方一年两熟区免耕播种机具的多样性,对免耕播种技术的推广具有积极意义。     

小籽粒蔬菜种子精密排种器试验研究

我国粮食作物的播种机械发展迅速,播种机械基本满足了播种的精度要求,但针对小籽粒蔬菜种子播种机械的研究还比较少,且主要以气力式播种机为主。其加工制造成本高、结构复杂,机械式排种器存在排种精度不足、可靠性差等问题,且由于蔬菜种子籽粒小、不规则,很容易造成种子的破损,难以保证播种的精度与质量。针对机械式排种器存在的问题,设计了一种沉孔轮式排种器,并完成了排种器的试制与试验。     

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。     

温室大棚电驱气力式胡萝卜播种机设计与试验

目前能适应设施大棚种植条件的小型播种机多采用窝眼轮式排种器，播种精度低，播种质量无法实时监测。小型气力式播种机需要配置气力式排种器和风机，存在动力系统设计困难、排种稳定性差、整机结构复杂、笨重等设计难题。本文基于设计的气吸式排种器，设计了叉形分种器，实现窄行距精密播种作业；确定油电混合动力系统，排种器和风机采用电驱方式，排种稳定性得到了提高。设计了基于旋转编码器测速的电驱式胡萝卜播种机控制系统，该系统以PLC为主控制器，根据旋转编码器采集的前进速度信息实时调节排种器转速，实现排种转速与播种机前进速度实时匹配。基于对射式矩阵光纤传感器，开发了播种质量监测系统，解决了小粒径种子的监测问题。通过试验表明，续航时间为10h，计数相对误差小于等于4.6%，型孔堵塞时能发出警报提醒；播种株距合格率大于93.7%、漏播率小于等于3.9%、重播率小于2.4%，漏播率检测误差小于8.4%，试验结果符合国家相关标准要求及胡萝卜种植农艺要求。     

倒挂式圆管气吸玉米免耕精密播种机的研制

根据我国当前玉米播种机械的现状,为适应玉米播种精密化作业的要求,需要研制一种结构简单、成本低的新型气吸式精密播种机。为此,以垂直圆盘气吸式精密播种机为基础,介绍了一种圆管式玉米免耕精密播种机的结构、工作原理和主要创新特点。该机采用倒挂的圆管结构作为排种器,能有效解决传统圆盘式气吸排种器的缺点,具有质量小、结构简单、操作方便、经济性好及田间通过性好等优点,具有推广和理论价值。     

基于BTO多目标遗传算法的播种机性能优化设计

受播种地形和地域的影响,大部分播种机的播种质量、播种效率和能耗不能发挥到最佳状态,为了提高播种机的作业性能,深入挖掘了按顾客订单生产(Build-to-Order,BTO)模式的一般性意义,并将该模式引入到了播种机的优化设计中,提出了一种基于BTO模式的多目标速度控制遗传算法优化模型。根据播种质量、效率和能耗的要求,首先确定了BTO模式下播种机性能优化的初始参数,利用多目标函数确定了播种机的速度控制模型,并利用遗传算法进行了优化设计。最后,通过试验样机对播种机的播种性能进行了测试,结果表明:使用多目标遗传算法对播种机的性能进行优化后,播种机的播种质量、播种效率和播种能耗有了明显的改善,为新型播种机的研发提供了较有价值的参考。     

高效稻麦多功能复式播种机设计与试验

针对我国稻麦轮作区,播种作业时存在作业工序多、生产成本高、机具功能单一及通用性差等问题,设计了一种高效稻麦多功能复式播种机。该播种机与功率为90k W以上的拖拉机配套使用,可一次完成灭茬、耕整、施肥、播种及镇压5道作业工序,同时还具有主动防拥堵、宽苗带播种、快速调节播深等功能。该播种机播种性能稳定、作业效率高、使用调整方便且增产效果显著。为此,阐述了该播种机的主要结构及工作原理,介绍了关键部件及主要技术参数,并利用Simulation Xpress软件对关键部件进行了静态力学分析、运动学仿真和有限元分析。田间试验表明,该播种机的作业性能满足农艺播种要求。     

小麦单粒精密播种机的研制

针对现阶段小麦育种缺乏相应机械,人工点播劳动强度大、效率低、难于满足育种农艺要求等问题,研制了一种基于FPGA控制技术的小麦单粒精密播种机。该机在旋耕平整后的土地上作业,可一次性完成种床平整、单粒播种及覆土镇压作业;利用电机驱动代替地轮驱动,根据作业速度自动调节电机转速,实现等距播种。试验结果表明:整机结构简单、体积小、造价低,能够完成宽苗带单粒播种作业,效率高且适应小麦小区作业的农艺要求,为小区及大田单粒播种提供了理论与实践依据。     

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。     

脚踏式玉米播种机的设计与试验

针对北方播种玉米的垄作区内存在一些狭长或凹凸不平的特殊地块,设计了一种便携式脚踏玉米播种机,包括支撑底座、踏板、前推杠杆及排种装置,通过支撑底座与踏板的相对运动,实现排种装置的排种。田间试验结果表明:当垄宽分别为350、380、400mm时,株距误差分别为7.44%、5.13%、1.91%,播种深度合格率分别为95.14%、92.1%、89.72%,测试误差符合要求,脚踏式玉米播种机的设计能够满足特殊地块的耕种需求。