杂交稻精密条播育秧底土开沟装置设计与试验

为解决杂交稻精密条播育秧种子成条性和均匀性不足导致秧苗素质差和栽插均匀合格率低等问题，该研究基于滚压开沟原理设计了一种杂交稻精密条播育秧底土开沟装置，利用压辊在秧盘底土上压制出种沟，并开展耦合栽插对比试验。阐述了底土开沟装置主要结构与工作原理，开展了压辊、载荷调节机构、秧盘和育秧土之间的动力学分析以及土壤下陷量标定试验，对开沟装置关键部件结构及其参数进行设计与优化；采用Box-Behnken试验方法进行离散元仿真试验，应用多目标优化方法对压辊关键参数进行优化，并通过验证试验，得到最优参数组合为：压辊直径100 mm，V型齿角度45°、种沟深度9 mm，此时开沟条播的均匀合格率为85.68%，成条合格率为87.18%，与优化结果基本一致。田间生产试验表明，与不开沟条播相比，开沟条播的均匀合格率和成条合格率分别平均提高5.78和17.17个百分点，最高均匀合格率和成条合格率分别为86.80%和87.60%；开沟条播能明显提高秧苗的整齐一致性；耦合栽插时，开沟条播比不开沟的漏插率平均减少1.95个百分点，1～3株/穴的比例平均提高7.14个百分点，根系损伤率平均降低2.27个百分点；50、70和90 g/盘播量下开沟条播比不开沟条播理论产量分别增加234.90、245.55和57.15 kg/hm²，增产比例为3.12%、3.53%和0.80%，实际产量比相同播种密度下不开沟条播分别增加381.60、365.85和180.15 kg/hm²，增产比例为5.00%、5.33%和2.52%。研究结果表明该开沟装置的作业性能良好，开沟条播育秧能有效提升精密条播育秧与精准耦合栽插的技术水平，可为杂交稻精密条播育秧装备的研发提供参考。     

摆动夹取式玉米精量排种器设计与试验

针对玉米种子三轴尺寸差异大，在取种过程中易造成漏取和重取的问题，设计了一种摆动夹取式玉米精量排种器，阐述其结构组成及工作原理，并对关键部件进行设计；通过建立的模型进行力学和运动学分析，得到了影响排种器取种性能的关键因素；通过EDEM软件建立仿真模型，分析种群高度及排种器转速对种群流转速度的影响规律，得到了排种器取种性能曲线；以取种块开合角、进种筒安装高度、排种器转速为试验因素，取种单粒率、漏取率、重取率为评价指标进行二次正交旋转组合仿真试验，结果表明最优参数组合为取种块开合角43.87°、进种筒安装高度37.84 mm、排种器转速0.41 r/s,在最优参数组合下进行排种性能台架验证试验，得到排种器排种合格指数为94.11%、漏播指数为2.52%、重播指数为3.37%,满足行业标准及农艺要求，研究结果为机械式玉米精量排种器关键部件的设计优化提供了理论参考。     

玉米粒群批量整列系统参数优化与试验

为提高玉米分选机械化水平,针对传统玉米分选机器存在籽粒难以实现批量整列的问题,设计了一种能够高效批量整列的机械装置。阐述了该批量整列装置主要结构、工作原理和相关结构参数;对该装置关键部件进行结构设计,分析振幅差异式电磁振动系统和批量整列轨道的性能特点;对该装置的批量整列性能进行EDEM虚拟仿真试验,以轨道弧形区域圆心角、楔形挡板夹角、轨道宽度为试验因素,批量整列性能为试验指标进行虚拟正交试验,分析相关因素对批量整列性能参数的影响,获得合理参数组合为:轨道宽度为15.4 mm,弧形区域圆心角为45°,楔形挡板夹角为110°。台架试验验证结果表明:电磁振动系统振幅为1.5 mm,频率为52 Hz,振动方向角为28°,安装倾角为0°,附加质量为0.3 kg,一侧板弹簧调至87°,另一侧板弹簧调至35°,安装配重片处轨道振幅为1 mm时,批量整列合格指数为83.1%,粘连卡止指数为10.4%,滞后指数为6.5%,批量整列性能良好,批量整列系统性能满足玉米籽粒分选器性能要求。     

协拨组合式玉米条带秸秆清理装置设计与试验

针对现有条带秸秆清理装置集行效果差、秸秆清理率低等问题，提出了一种协拨组合式条带秸秆清理方案，从力学角度对比分析不同齿形清秸轮拨送秸秆的过程，设计了一种径向锐化协拨清秸轮，清秸轮半径为162.5 mm、齿数为12、齿长为65 mm。开展了协拨组合式条带秸秆清理装置的仿真试验，以径向锐化清秸轮的工作参数为影响因素，秸秆清理率为指标，开展离散元仿真试验，分析了清秸轮工作过程中秸秆运动、土壤扰动及秸秆清理率的变化。结果表明，试验因素对秸秆清理率的影响由大到小为侧倾角、前进速度、前倾角，当机具前进速度为7.8 km/h、清秸轮前倾角为31.7°、侧倾角为13.4°时，秸秆清理率最高为91.62%。开展了协拨组合式条带秸秆清理装置和整机的作业性能田间试验，结果表明协拨组合式条带秸秆清理装置工作稳定，秸秆清理率为87%～90%,实现了条带秸秆清理装置的设计目标。     

基于电容检测技术的蒜种鳞芽扶正装置设计与试验

针对传统机械方式鳞芽扶正率低、可靠性差等问题，提出了一种基于电容检测技术的蒜种鳞芽定向方法，搭建了相应的鳞芽检测与扶正装置，并对其结构和运行参数进行了优化。基于ANSYS电场分析验证了方法的可行性，基于EDEM仿真平台进行了接播装置结构的优化。结果表明，当接播装置底面夹角、短轴半径、长轴半径分别为80°、22.99 mm和27.79 mm时，装置性能最优，理论直立率为96.6%,物理试验验证了优化结果的可靠性。以极板参数为试验因素，以信噪比为试验指标，开展极板尺寸优化试验。结果表明，极板参数为45 mm×8 mm×0.10 mm时，装置性能最优。以金乡、苍山蒜种为试验对象，开展样机试验，正芽率为95.0%,满足大蒜播种要求。