集中式排种系统中分配器的设计及试验研究

根据种子的物料学特性和分配器的设计要求,设计制造了I型分配器,并计算其压强损失.试验结果表明:如果其它条件不变,分配器安装分流圆锥要比不安装分流圆锥时的变异系数低2%左右;由于不能保证分配器内腔斜面的平整光滑和斜度的一致性,导致变异系数偏大.     

集中式排种系统中分配器的设计计算

根据集中排种系统的播种要求设计了料气分配器(简称分配器)，并计算了其压强损失。此外对其进行结构优化，以减少滞流区、涡流区和气流收缩现象。     

集中式排种系统中喷射供料器的选择和设计计算

结合工业喷射器的设计理论,作者设计了应用于农业工程中的喷射供料器。同时计算了压强损失．为集中式排种系统中风机的全压计算提供了数据参考。     

基于鲫鱼流线的气送式排种系统分配器仿生设计与试验

针对气流输送式排种系统分配器工作过程中存在紊流等现象破坏种子流分配均匀性的问题,以鲫鱼流线型曲线为仿生原型,提出了一种分配器仿生设计方法.对鲫鱼进行三维扫面,获取点云数据,利用Matlab软件拟合得到4条鲫鱼流线型曲线,设计4种不同结构分配器,同时采用标准k-ε模型非稳态的Lagrangian耦合算法对4种仿生结构分配...     

一器多行环槽推送式排种器及排种状态检测系统的设计

针对传统排种器只能一器单行播种很容易产生漏播、卡种等问题,设计了一种带排种状态检测系统的一器多行环槽推送式排种器。该排种器适用于水稻、小麦等小粒农作物条播,通过更换排种盘,改变种槽的形状和大小,还可以实现对大豆、玉米等大粒农作物种子的精播。排种状态检测系统可对排种过程进行实时检测,对漏播、卡种等情况及时报警。该排种器能够满足高速、宽幅作业要求,成倍提高排种效率,且其结构简单、巧妙,实用性强,具有很高的应用推广价值。     

苔麸播种机气流输送式排种系统设计与试验

设计了一种苔麸播种机气流输送式排种系统,该系统主要由排种器、风送输种管、分配器和风机等关键部件组成。对排种器、风送输种管和分配器进行理论分析与设计,得到关键参数模型和理论值,完成风机选型,搭建了气流输送式排种系统试验平台。采用二次回归通用旋转组合设计试验,以风送输种管进口风速和播种量为影响因素,以总排种量稳定性变异系数和各行排种量一致性变异系数为响应指标,对气流输送式排种系统进行台架试验,运用Design-Expert软件对试验数据进行方差分析、响应面分析,得到最优工作参数组合：风速25.42m/s,播种量15kg/hm2。最优参数组合试验结果表明,各行排种量一致性变异系数4.96%,总排种量稳定性变系数0.98%,试验值与理论优化值相对误差小于4.2%,种子破损率0.12%,排种均匀性变异系数20.4%,满足标准和农艺要求。     

气动射种装置的研发

随着科学技术的发展,多种先进农业播种技术不断涌现.传统的接触式播种方式不仅动力消耗大,而且不能满足现代发展起来的各种先进农艺技术要求.为解决上述问题,提出了气动射种这一新型的非接触式播种方式.经过理论上的深入研究,开始气动射种装置的研发,主要是完成气动播种任务的一整套装置的开发,包括播种机的行走装置、射种装置和控制系统装置等.气动射种装置研发成功,将推动播种技术的发展.     

电控玉米排种系统设计与试验

传统精量玉米播种机作业时,排种器的动力由地轮提供,针对由于田间作业工况复杂导致地轮打滑而造成漏播率增加等问题,设计了电控玉米排种系统。该系统在田间播种作业时,由雷达测速仪采集播种作业速度,结合所需粒距得到排种器理论转速;通过编码器采集排种器实时转速,利用控制器控制策略,进行转速的最优控制,从而得到目标排种转速,提高排种精度。田间试验结果表明:应用该电控排种系统进行田间玉米播种作业时,排种合格指数平均值为92.40%,与传统排种相比提高3.63个百分点;漏播指数平均值为4.82%,与传统排种相比降低2.04个百分点;不同播种作业工况下粒距变异系数均小于4.20%,播种效果好。     

玉米播种机播深和压实度综合控制系统设计与试验

提高玉米播深合格率和一致性,并保持适宜的压实度,可以确保种子和土壤的良好接触,从而促进玉米苗期生长,有利于提高产量。本文对播深和压实度控制过程进行了分析,通过实时调节施加在四连杆仿形机构上的液压力调节下压力,实现播深的间接控制,通过实时调节镇压机构处的弹簧伸长量调节镇压力,从而间接控制压实度。从播深和压实度综合控制角度出发,设计了播深和压实度电液控制系统,主要包括测控系统、液压系统和机械部分等。控制系统的阶跃响应测试结果表明:下压力控制系统的调节时间均值为2.69 s,稳态误差均值为91.5 N,超调量均值为22.95%;镇压力控制系统的调节时间均值为1.44 s,稳态误差均值为30 N,超调量均值为1.83%。田间试验表明,当设定播深为50 mm、目标下压力为3 000 N、目标镇压力传感器测量值为400 N、播种机作业速度为6～10 km/h时,电液主动调节方式下的播深合格率均值为91.33%,播深变异系数均值为8.98%,机械调节方式下的播深合格率均值为82.67%,播深变异系数均值为16.73%。基于电液主动调节方式的播种机的试验指标优于基于机械调节方式的指标。     

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。     

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。     

玉米播种单体下压力控制系统设计与试验

针对机械式仿形压力调节机构的不足,开展了基于力反馈的播种深度一致性控制方法研究,研制了播种单体下压力控制系统。本系统由安装在播种单体平行四连杆仿形机构上的下压液压缸、电液减压阀、下压力感知传感器,以及控制器、车载计算机组成。在播种作业过程中,控制器实时采集力传感器信息,与设定的下压力阈值相比较,计算并输出控制量到液压阀组驱动液压缸实时调整平行四连杆仿形机构,使限深轮与地表的压力值在设定的阈值区间内,从而保证播种深度的一致性。田间试验结果表明,在播种深度判定标准为(5.0±1.0)cm时,下压力机械调节方式和下压力电控调节方式下的播种深度合格率均值分别为77.04%和90.37%,下压力电控调节方式下的播种深度合格率均值比机械调节方式高13.33个百分点。将播种深度判定标准提高至(5.0±0.5)cm后,对应播种深度合格率分别为31.11%和56.30%,下压力控制装置的播种深度合格率比机械调节方式高25.19个百分点。可见,下压力电控系统能保持种子播种深度的稳定性,提高了种子深度一致性。     

小粒径种子气力自适应排种系统设计与试验

针对气力式排种器适宜工作负压与工作转速、种子尺寸等因素有关,而现有气力式播种机排种系统实际作业时工作气压为定值设置,不能适时优化调整的问题,以正负气压组合式小粒径种子排种器为对象,设计了一种气力自适应排种系统。该系统采用STM32单片机控制,通过随速调整排种器工作转速、实时监测排种性能,动态调整排种器工作负压,保证了排种器实际工作负压持续保持在实时工况条件下的最优值,实现排种性能的较优控制。台架试验结果表明,气力自适应排种系统在不同作业速度、种子尺寸工况下,排种合格指数均大于92%,漏播指数均小于6%,相较于固定气压设定和开环控制气压调节方法,排种合格指数分别提高9.02、3.84个百分点,重播指数分别降低8.44、1.99个百分点,漏播指数分别降低0.58、1.86个百分点。田间试验结果表明,搭载气力自适应排种系统的播种机实际田间作业时株距稳定性变异系数为14.27%,各行苗数一致性变异系数为7.03%,田间作业性能良好。该研究可为气力式播种机持续稳定单粒精量播种能力提升提供技术参考。