小籽粒精密播种机参数优化试验研究

研制了一种自走式小籽粒精密播种机,采用二因素五水平二次正交旋转组合试验设计方法在播种机性能检测试验台进行试验,建立了种子漏播率、种子重播率、种子破损率、粒距合格率与排种轮转速、导种管橡胶管长度二因素之间的数学模型,确定了最优排种轮转速为10r/min,揭示了有导种管可以对播种性能优化和导种管橡胶管长度对播种性能影响微弱,为二代小籽粒精密播种机的研发提供了设计依据。     

玉米种子在导种管中运动过程的高速摄像分析

以播种机导种管为研究对象,借助高速摄像技术对玉米种子在导种管中的运动过程进行在线拍摄,描述了指夹式排种盘在3种不同转速下种子落入导种管口的位置变化及运动轨迹,并分析了影响播种机播种均匀性的主要因素.试验研究表明,种子落入导种管口的位置受排种盘转速的影响会产生横向偏移,直接影响种子在导种管中运动轨迹及播种质量.     

离散元模拟导种管高度对排种性能的影响

排种系统是免耕播种机的重要组成部分,其性能直接影响到免耕播种机整体工作质量。导种管为排种系统最后一个环节,主要作用是将排种器排出的种子导入开沟器并使种子能够顺利落入种沟内,其投种位置和速度对排种系统的排种均匀性有较大影响。本文用离散元软件,对导种管施加直线运动和正弦振动,模拟玉米种子由颗粒工厂生成后,经过导种管下落到土地的过程。同时,经离散元后处理模块得到玉米种子在土地上的分布图、种子的运动轨迹及种子在导种管内运动的最小速度和种子离开导种管时的速度;并用origin软件得到种子在导种管内运动的最小速度与导种管高度的拟合曲线、种子离开导种管时的速度与导种管高度的拟合曲线。模拟结果表明:当免耕播种机作业速度为1.389m/s时,最佳导种管高度应为500mm。     

气流输送式小麦免耕播种机设计和试验

设计了2BMG-24Q型气流输送式小麦免耕播种机,采用高压气流输送种子到各播种行的播种单体导种管,实现精少量排种、破茬开沟和种肥分施,能够免耕播种小麦。试验表明：播种深度合格率为88.3%,施肥深度合格率为85.2%。     

基于DEM的导种管优化设计方法研究

为提高玉米精量播种机播种均匀性,需要合理的导种管引导种子进入种沟,基于离散元法研究玉米精量播种机导种管的优化设计。以零速投种理论为基础,采用运动学能量守恒方程分析导种管主曲线,得到种子在导种管出口处的水平速度方程;基于Isight软件RSM优化模块设计试验,结合所得导种管出口处水平速度方程,以圆弧段夹角α、直线段与竖直方向夹角β、直线段高度h₁、圆弧段半径R为因素,考虑分析出口水平速度及实际农艺种子株距的范围调节,增加排种盘角速度ω为因素,以株距变异系数、出口水平速度为响应设计试验对主曲线参数进行优化求解。在ω为15～45 r/min参数范围下,以出口水平速度小于0.1 m/s,变异系数小于5%进行寻优求解,得到导种管主曲线的最佳参数组合为：α=25°,β=11°,h₁=200 mm,R=625 mm。根据所得最佳参数采用CATIA软件建立三维模型并3D打印进行台架试验,台架试验所得种子变异系数为11.58%、合格指数为98.2%、漏播指数为0.83%、重播指数为0.97%,结果表明导种管主曲线优化设计合理。     

JOHN·DEERE 7000型精密播种机的导种管分析

本文根据实测数据,找出JOHN·DEERE 7000型精密播种机的导种管曲线的回归方程,推导出种子在导种管内的运动的速度公式,并求出在导种管出口处的速度V_K及V_K的水平分量V_(KS)。验证了该导种管能适应的最佳播种速度,供设计导种管时参考。     

信息超市

我国第1台牧草免耕点播机问世 青海省江河源农牧科技有限公司成功研制出我国第1台牧草免耕点播机。该牧草点播机由种子箱、播种针头、排种管、升降架等组成。，该牧草点播机由14.7kW拖拉机牵引，种子箱圆周上的排种管及其端部的播种针头转动，种子箱内的草籽、肥料混合物通过排种管进入播种针头，播种针头扎入地下时针头回缩，种子室打开，草籽、肥料随导槽定量流入针头扎入土壤。     

"一器4行"针孔气力式蔬菜排种器的设计与试验

为了保证穴盘育苗播种的精密性,实现高效播种,根据蔬菜种子的播种农艺要求,提出了“一器4行”气力式排种方案,设计了蔬菜“一器4行”排种器。根据播种因素对工作性能的影响以及播种试验,确定了排种器的设计参数。播种样机采用种子在供种盘中沸腾振动与气吸相结合的原理对种子进行播种,利用1排针孔进行吸排种,然后通过导种管将种子分成4行,实现每次同时播种4行。通过对白菜种子的播种试验表明,播种机播种的单粒合格率达95%以上,最高每小时可播种600盘以上,空穴率低于3%。     

踩踏气吸式微型玉米排种器的设计与试验

针对我国北方玉米播种垄作区内一些使用人工半自动化播种器材普遍存在的漏播、种子破损及重复播种等问题,设计了一种可安装在脚踏式玉米播种机上的踩踏气吸式微型玉米排种器。该排种器主要由支撑底座、踏板、活塞缸、排种嘴、种箱、吸种管及导种管组成,通过人工踩踏产生空气压力,并在气压、重力及震动的作用下实现玉米精量排种。田间试验表明:踩踏气吸式微型玉米排种器在播种频率为60~70次/min时,播种合格率为91.82%~92.17%,重播率为3.22%~3.45%,漏播率为4.61%~4.73%,均满足国家标准中对精密播种机的播种要求及玉米种植的农艺要求。     

气吸式免耕播种机排种器监测系统设计

排种器是免耕播种机的核心部件,其排种质量直接影响免耕播种机的播种质量。为此,针对免耕地表作业时,出现排种盘漏吸、种子箱架空、导种管堵塞等引起的漏播情况,采用555定时器和CMOS器件,为内蒙古农业大学研制的2BM-5型气吸式精量免耕播种机设计了实时监测系统。该监测系统可使拖拉机驾驶员通过显示器和报警器实时掌握播种情况,能够有效提高2BM-5型气吸式免耕播种机的播种质量。     

薏苡精量排种器试验研究

针对贵州丘陵山地薏苡精量穴播机具需求,依托勺轮式精量播种机,实现薏苡多粒穴播。结合薏苡种植农艺要求,探讨机械式薏苡精量播种性能参数的最佳匹配。保证穴距的前提下,以排种器的排种粒数为评价指标,建立不同输送带速度与排种速度的函数关系,优化勺轮型孔数与排种轮导种槽数的对应关系,确定了试验参数,在排种试验台上进行薏苡排种试验。试验表明:输送带速度对排种粒数影响不显著;孔槽比18∶18时,不能满足粒数要求;孔槽比18∶9,穴距挡位140 mm,行驶速度约5 kmh（对应排种轴转速33.18 rmin）为薏苡播种机最佳参数匹配。      

改进型夹持式棉花穴播轮排种过程高速摄像分析

采用高速摄像技术对改进型夹持式棉花穴播轮的工作过程进行了分析.分析得知,充种区的种子作大、小2个环流运动,可实现两次冲刷充种,种子相对种子室的运动较改进前有所增大,从而增大了充种机率;取种器漏充的主要原因是2粒种子横向并排摆放在夹种口中引起的;清种方式有3种:即种子在重力作用下落下、夹种口变小种子被挤出夹种口和种子的平衡位置被破坏落下;种子进入夹种口的平均速度随穴播轮转速的增大而逐渐减小.     

圆管孔眼式小麦气吸排种器的设计

精密播种是现代农业增产的一个重要环节。由于小麦种子具有体积小、质量轻的特点,给其精密播种带来了困难。为了较好地实现小麦的精密播种,在分析了国内外现有精密播种技术的基础上,设计了一种新型圆管孔眼式小麦气吸排种器。该装置通过排种管周向均匀阵列的孔眼吸种,将种子连续均匀地排出,并通过控制排种管转速和空气流量来调节播种量。正交试验结果表明:排种管直径为76mm、吸种孔直径为1.6mm、吸种孔个数为67时,圆管孔眼式排种器排种效果最佳。该排种器有较高的播种精度和对不同类型种子良好的适应性,但存在吸种孔易堵塞、不易清理及长时间工作漏播率明显增加等问题。     

种子位置信息视觉检测系统开沟延时回土装置研究

针对机器视觉获取种子空间分布信息时,传统开沟器作业过程中,种子落入种床后,土壤快速回落覆盖种子,导致种床中种子原始图像采集困难的问题,设计了一种开沟延时回土装置,通过导土装置、压种装置和回土装置的配合作业,延长土壤回落时间,形成有利于原始图像采集的避让空间,并在图像采集完毕后将泛起土壤推回种床,保证土壤回填率,达到延时回土的目的。通过理论分析确定导土装置、回土装置等关键装置结构参数。以开沟速度、开沟深度、回土板转角为试验因素,开展土壤回填率离散元仿真试验,确定最优作业参数为开沟速度1.6m/s、开沟深度30mm、回土板转角40°。在最优参数组合下,进行土壤回填率田间试验和种子图像采集田间试验。结果表明,开沟延时回土装置土壤回填率为96.5%,开沟延时回土装置较未安装回土装置的开沟器土壤回填率提升39.6个百分点;工业相机可以在导土装置形成的避让空间中采集到种床中种子的原始图像。试验结果表明,设计的结构可以有效避免回落土壤对图像采集的影响,并保证土壤回填率,实现了种床中种子图像的采集,为计算机视觉技术检测播种作业质量奠定了基础。     

气吸式排种器卸种机构设计与试验

为解决气吸式排种器因吸孔堵塞、种盘振动较大导致的漏播问题和气流扰动引发的投种不均匀现象,优化设计了卸种机构。改进了卸种机构安装位置,确保排种器在携种区能够对种子有较好的吸附作用,防止飞种,同时减少碰撞和弹跳,使得种子在携种区气室末端脱落的概率相比于改进前降低了1.67%。推导出一种适用于卸种轮和种盘之间配合的齿面曲线,并通过ADAMS仿真的方式,提取啮合力、径向力和轴向力3个指标,模拟验证了卸种轮齿设计的合理性,表明该曲线方程适用于不同种盘和吸孔数卸种轮的设计,其啮合平稳可靠,具有良好的通用性。以卸种机构、前进速度和负压为因素进行3因素试验,通过分析不同速度下卸种机构和负压之间的差异性和试验整体方差,确定了影响合格指数、重播指数、漏播指数的关键因素。选取优化后的新卸种机构进行回归分析,通过回归方程得出所设计排种器在10、12、14 km/h作业速度下的最佳作业参数,并进行了试验验证。结果表明:新卸种机构能够有效提高合格指数、降低高速作业漏播指数和粒距变异系数,在作业速度为10~14 km/h、负压为3.43~3.81 k Pa时,合格指数达到96.8%,漏播指数小于等于2.0%,重播指数小于等于1.2%,各项指标优于国标要求。     

气吸式玉米排种器清种机构参数化设计与试验

为解决气吸式玉米排种器重播指数高和难以保证清种机构设计合理性的问题,优化设计了气吸式排种器的清种机构。通过定义种子被吸附时占据型孔直径的比值概念,建立了清种过程数学模型,分析了清种过程的运动机理,得出种子被吸附所需占据型孔直径的比值随种盘型孔中心线速度变化不明显,但随型孔直径的增大明显降低;分别对清种机构安装位置、锯齿边缘倒角、清种曲线进行了分析和设计,建立了适于气吸式排种器清种机构的参数化数学模型,并分析得出影响清种机构形状的关键因素为种子尺寸和种盘型孔所在半径;采用DEM-CFD耦合仿真方式对清种过程模拟分析,验证了所设计的清种曲线能够起到很好的逐级清种作用,并得出种子所受清种冲击力的大小顺序为大扁形、小扁形、类圆形。采用优化后的清种机构与上代排种器进行对比试验,结果表明,在风压为-3 kPa、作业速度为8～14 km/h时,优化后的排种器合格指数不小于92. 0%,重播指数不大于1. 6%,漏播指数不大于6. 3%;优化后的清种机构能够在降低重播指数的同时减少漏播,有效地提高了合格指数,且对不同品种的玉米种子具有良好的适应性,从而验证了清种机构参数数学模型的合理性,可为气吸式排种器清种机构设计提供理论依据。     

刷轮式苗盘精播装置型孔板型孔尺寸的确定

为提高布种单粒率,减少布种空穴率、重播率和破碎率,分析并设计了活动型孔板的尺寸。为使种子能够顺利进入型孔及在活动型孔板移动过程中,依靠自重顺利排出,活动型孔板和固定型孔板必须具有合理的型孔尺寸。利用活动型孔板回移复位的结构特点,分析了种子顺利排出而不被回位型孔板干涉所需最少时间条件,在此基础上优化设计了固定型孔板型孔直径。     

双向步进式全射流喷头工作稳定性

分析了PXSB50型双向步进式全射流喷头正反向步进过程的差异,从而对其稳定性进行研究.分别研究了喷头射流元件在正反向步进过程中控制导管回路内气液两相流的流动情况,并对回路压差进行了对比.信号导管长度、补气孔的大小及位置影响了喷头的运转步进频率、步进角度和喷头射程.正反向步进频率均随着导管长度的减小而增大,射程随着步进频率的增大而变小.对于相同的导管长度,正向步进频率明显大于反向步进频率,正向射程小于反向射程.补气孔位置离换向结构越近,频率越大,步进角度及射程也随之减小.通过分析和试验,找到了使PXSB50型喷头按照灌溉要求的正向频率及反向频率稳定运行时的喷头导管长度、补气孔大小及位置：取信号水管长度为378 mm,正向导管为648 mm,反向导管为648 mm,正向补气孔直径为2.0 mm,反向补气孔直径为2.5 mm,正向补气孔的位置为3 mm.     

新型微孔渗灌管渗水性能初步试验研究

对一种国产新型渗灌管的渗水性能进行了室内初步试验,结果表明,在２ｍ的低水头情况下,渗管渗水不均匀,管壁有喷水现象,但其渗水速率较大。渗水速率随时间和累积渗水量的增加而减小,每次渗水的初始渗水速率与总累积渗水量之间呈指数关系衰减;初步确定出设计参考渗水速率为８．０～８．５Ｌ／（ｍ·ｈ）;渗水后的水质有明显变化,化学堵塞和物理堵塞是渗灌管渗水速率减小的重要原因。