基于TRIZ理论的谷子精量排种器创新设计与试验

针对现有的气吸式谷子精量排种器在播种作业时容易堵孔,导致穴粒数不准确及窝眼式谷子精量排种器在排种区种子在窝眼内堆积致使排种困难和高速作业时充种效果差等问题,应用TRIZ理论将现有的谷子排种器所出现的问题转化为矛盾矩阵,并运用39个工程参数以及40个发明原理,结合谷子精量播种技术对谷子精量排种器进行创新设计,设计了一种结构简单、制造方便的正负压型孔轮组合式谷子精量排种器,并对改进后的排种器进行台架单因素试验。试验结果表明:排种器播种合格指数随真空度和型孔轮转速的增大先升高后下降,最高可达85.6%。     

基于TRIZ理论的机械式打瓜排种器创新设计

现有打瓜排种器主要以气吸式为主,其结构相对复杂、功耗较高,工作可靠性以及排种精密度有待进一步提高。为解决现有打瓜机械化播种存在结构复杂、排种精密度不高等问题,运用TRIZ理论设计了一种机械式打瓜精量排种器。基于TRIZ理论确定打瓜排种器的主要技术矛盾,应用矛盾矩阵中所对应的发明原理,设计出一种结构相对简单、排种可靠性较高及功耗较低的机械式打瓜精量排种器,运用Solidworks建立排种器三维模型并对关键部件进行有限元分析,最后结合台架试验,选取排种器转速和取种块结构参数进行性能试验验证。研究表明,仿真分析结果满足设计要求,当排种器转速为43 r/min,取种块有效夹持长度和宽度分别为9 mm、7.8 mm时,排种器的合格指数、重播指数及漏播指数分别为83.87%、9.23%、6.90%,排种性能较优化前有较大的提升,基本满足精量排种要求。进一步证明基于TRIZ理论所设计的打瓜排种器方案可行,为机械式打瓜精量排种器的后续研制和研究提供参考。     

精量排种器现状及发展分析

精量排种器技术近些年得到了广泛的发展,精量排种器是播种机的关键部件,其工作性能直接影响播种机的播种质量。本文分别对国内外现有具有代表性的精量排种器做了介绍,并针对其工作原理和作业性能进行描述。指出精量排种器的发展方向,为今后我国精量排种器的设计提供参考。     

基于TRIZ理论的精量播种机功能优化研究

传统精量播种机在播种过程中存在漏播、重播、播种效率低,以及工作稳定差等诸多问题,严重影响了播种作业的质量和农作物产量.为解决播种机的播种难题,引入TRIZ理论对精量播种机的功能进行创新设计,在深入研究分析TRIZ理论的基础上,将播种机存在的问题转化为矛盾矩阵,通过分析矛盾矩阵,完成播种机的冲突解决原理优化设计,并对播种...     

穴盘式大葱育苗机精量排种器的设计与试验

针对现有蔬菜通用排种器大多以单粒取种为主、播种效率低、播种精度差等问题,将气吸式排种器与机械式排种器的优点充分糅合,研制了一款针对大葱育苗的精量排种器.通过理论分析和计算,确定了关键部件工作参数.搭建试验台,对排种器进行播种性能试验,以合格率、漏播率、重播率为评价指标,以窝眼倾斜角度、气室真空度、排种器转速为因素,进行...     

气力圆盘式胡萝卜精量排种器的设计

针对胡萝卜种子体积小、质量轻、形状不规则且种群中含有杂质,以及传统排种器难以实现精量播种、容易造成堵塞型孔等问题,设计了一种气力圆盘式胡萝卜精量排种器。通过理论分析与计算,确定了胡萝卜排种盘、充种装置、清种装置与清堵装置的结构及其关键结构参数,并将所设计的排种器安装在自行设计的试验台进行台架试验,验证其排种性能。该设计可满足胡萝卜种子精量播种的要求,为小籽粒不规则蔬菜种子的精量播种提供了重要参考。     

小青菜一器双行气力圆盘式精量排种器的设计与试验

为解决当前小青菜机械化播种效率不高的现状,通过理论计算与分析相结合的方法设计了一种一器双行气力圆盘式精量排种器.首先,对一器双行排种器的工作区域进行划分,阐述其工作原理;随后,进行理论计算,明确双排孔排种盘的结构形式和尺寸参数;接着,对排种器其它关键部件进行理论分析,确定了内外侧型孔清种装置的布置,以及分流导种、卸种装...     

农作物播种、施肥自动化作业智能监控系统的设计

针对农作物精量排种器存在的问题,设计农作物播种、施肥自动化作业智能监控系统。简介智能监控系统在拖拉机上的安装位置及主要结构组成,论述传感器、控制器、主机、传动动力等关键部件的设计及选择,为提高农作物的播种质量提供机具基础。     

水稻穴直播排种器创新设计与试验研究

为了满足水稻的种植要求,在具备农艺条件的基础上,进行排种器结构和功能的创新设计。排种器是直播机最核心的部件,设计的好坏直接影响播种性能的优劣。为此,针对水稻排种器存在的排种盘与壳体存在摩擦、穴播量不稳定及机车速度对播种性能影响大的问题,应用TRIZ进行了理论分析,采用九屏图、技术矛盾和物场模型等多种工具寻求创新方向,分析出解决问题的方案。借助CAD技术对产品进行虚拟样机的设计,完成了参数的确定,各项指标符合加工生产要求。台架正交试验证明:设计的产品满足农艺播种要求,当排种盘转速20r/min、气室真空度4kPa、充种高度10cm时,性能最优。     

棉花可调式精量排种器性能试验设计

在对现有半精量排种器进行深入研究的基础上,对原有的排种器进行了改进设计.通过台架试验的方法分析并测试各项指标结果表明,该排种器能够满足棉花膜上精量播种的农艺要求.     

小麦精量排种器研究现状及展望

小麦播种机是小麦生产的主要载体,排种器作为执行单元,是影响播种机播种性能的重要因素,其作业效果会直接影响到小麦的出苗与成长。综述了小麦精量排种器的工作原理及分类,以及不同小麦精量排种器在理论分析、结构设计等方面的研究进展,探讨了现有小麦排种器存在的问题与不足,并对排种装置的优化设计提出展望。     

气吹供种的滚筒式排种器的设计研究

针对单穴单粒精量播种的农艺要求,设计了一种基于气流悬浮理论供种的滚筒式排种器。同时,利用三维软件建模,设计出排种器的总体结构,介绍了其工作原理及主要工作部件的结构参数,并搭建了排种器台架式试验台。试验验证表明:该排种器可以满足精量播种的设计要求,平均单粒指数为93.04%,平均多粒率为5.0 1%,平均漏播为1.5 9%。该研究为精量排种器的进一步设计研究和参数优化提供了新思路和理论依据。     

变粒径双圆盘气吸式精量排种器优化设计与试验

针对现有气吸式圆盘型精量播种机播种不同尺寸种子需要更换排种圆盘的缺陷,为节约成本、提高排种器通用性,基于现有圆盘型排种器,设计了一种变粒径双圆盘气吸式精量排种器,无需更换圆盘便可实现不同粒径种子的精量播种。阐述了排种器基本结构与工作原理,并对其工作过程及关键部件进行了理论分析,确定了型孔排布、型孔形状、型孔锥角等关键结构参数,运用Fluent仿真分析了5种组合型孔对气室流场的影响,通过仿真分析获得了最佳组合型孔参数,并在JSP-12排种试验台上进行了排种均匀性试验及正交试验,得到排种性能较好时的负压、排种盘转速等参数的合理范围。结果表明:当排种器圆盘型孔为60°锥角的倒角型型孔,转速为34. 5 r/min、负压为4. 1 k Pa时,其合格率为90. 46%、漏播率为2. 59%、重播率为6. 94%,排种性能较优,满足播种要求。通过田间试验跟踪观察种子后续生长情况,试验得出排种器的平均合格率90. 16%、漏播率2. 77%、播种各行排量一致性变异系数5. 34%、总排量稳定性变异系数4. 86%,与传统排种器相比作业质量显著提升。     

气吸双行错置式玉米密植精量排种器设计与试验

针对大豆-玉米复合密植播种模式下传统气吸式排种器单行种盘高转速作业导致充种时间短、气流稳定性差,难以实现高速精量密植播种的问题,设计了一种气吸双行错置式玉米密植精量排种器,阐述了排种器结构与工作原理,对其工作过程及关键部件进行理论分析,构建充种和投种环节的种子力学模型,确定排种盘内外环型孔排布、投种轮、气室等关键结构参数,并开展单、双气道内负压分布、型孔内气流场特性分析,基于DEM-CFD耦合方法对排种器的排种过程进行仿真分析,以作业速度、气室结构和负压为试验因素,充种合格指数、重充指数和漏充指数为评价指标,优选出最优气室结构。通过台架试验开展不同气吸式排种器排种性能对比试验。试验结果表明,在作业速度为5～10 km/h的高速密植工况下,气吸双行错置式密植精量排种器排种合格指数均大于88.7%,且作业速度为10 km/h时,相较于常用单圆环气吸式排种器合格指数提高5.5个百分点,漏播指数降低5.6个百分点;田间试验结果表明,在作业速度为5 km/h下,播种合格指数为95.7%,重播指数为1.6%,漏播指数为2.8%。提出的气吸双行错置式玉米密植精量排种器在高速作业时拥有良好的排种性能,...     

气吸双层滚筒式精量排种器设计与试验

为降低播种动力消耗,提高播种质量,适应杂交水稻精量育秧播种农艺要求,设计一种气吸双层滚筒式排种器。阐述该排种器的工作原理、关键部件结构及参数设计,通过对排种过程的种子进行受力分析,确定播种质量与滚筒转速以及吸孔负压的关系。选取合格率和重播率为试验指标,振动频率、滚筒转速以及滚筒负压参数作为试验因素进行中心复合试验。试验结果表明:当振动频率为51.8 Hz、滚筒转速为8 r/min及滚筒负压参数3.4 kW时,平均合格率为93.21%,平均重播率为3.97%,该排种器能够满足播种要求。     

小粒径蔬菜精密排种器研究现状及展望

精密播种技术作为精准农业在播种领域的延伸,在降低播种用种量、提升作业质量上有着重要作用。精密播种机最关键部件是精密排种器,排种器的性能指标直接影响到播种作业的优劣。对国内外现有精密排种器的研究现状进行分析,总结现有精密排种器存在问题,对未来精密排种器的优化提出建议。     

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。     

钳夹式棉花膜上精量穴播器的实验研究

将钳子夹持事物的思想运用到传统的滚筒穴播器取种装置的设计中,并将其运用到穴播器取种、清种和排种等播种过程,研制出新型棉花精量膜上穴播装置.为此,首先介绍了钳夹式棉花膜上精量穴播器关键部件的结构及工作过程,然后依靠实验的方法确定了钳夹式精量穴播器的影响因素,确定了该穴播器的各因素工作水平的最佳组合,实验结果对该穴播器的大田运用及推广具有一定的指导意义.     

浅谈我国电驱动精量排种器研究进展

精量播种是通过使用精量(密)播种机,依据农艺标准规定的行距、粒距、深度等参数要求,将精确数量的种子均匀地播入土壤,不仅可以减轻工作强度、提高播种效率、节约成本,同时能够充分利用土壤的养分和水分、提高种子的出苗率。排种系统是精量播种机的核心单元,对作业精度、效率、便捷性等起着关键作用。精量排种器是实现精准排种动作的硬件载体,其工作过程大致可分为充种、携种、护种、清种和排种。根据取种动力不同,可分为机械式排种器和气力式排种器两大类。目前,精量排种器发展快速,多采用电机驱动形式提高了智能化水平,采用的电机主要有步进电机、直流伺服电机、直流有/无刷电机三大类。课题组以我国精量排种器为研究对象,综合国内电驱动精量排种器研究现状,系统阐述了精量排种器的结构形式、工作原理及各类精量排种器直流电机驱动形式。针对当前研究中存在的问题提出了发展建议,为先进智能播种技术及精细化装备的开发设计提供参考。     

小麦宽苗带精量播种施肥机设计与试验

为解决小麦宽苗带播种均匀性差和开沟阻力大的问题,设计了一种窝眼轮式精量排种、内四等分输种管间隔输种的小麦宽苗带精量播种施肥机。对关键部件进行了理论分析,并对旋耕覆土过程进行了离散元仿真研究,在此基础上进行了排种器台架试验和整机田间试验。台架试验结果表明,窝眼轮转速为35r/min时,行内播种均匀性变异系数、各行排量一致性变异系数、种子破碎率分别为9.31%、2.30%和0.38%。田间试验结果表明,窝眼轮式排种器配套内四等分输种管提高了种子在苗带上的分布均匀性,播种均匀性变异系数为11.55%,苗带平均宽度为8.2cm,正转旋耕装置能有效清理苗带、避免秸秆杂草堵塞;利用旋耕抛土原理能够实现对种、肥的分层覆土,播种和施肥平均深度分别为3.2cm和9.4cm,种肥深度垂直间距平均值为6.2cm,变异系数分别为4.15%、2.97%和5.48%,较好地实现了种肥分层,整机设计满足大田播种农艺要求。