膜下滴灌旱作水稻播种机排种器参数的优化

【目的】为提高膜下滴管旱作水稻播种质量,该文分析了膜下滴灌旱作水稻播种机排种器结构和工作原理,并通过试验研究了排种器工作参数和结构参数对播种质量的影响.【方法】以播种机前进速度、容种腔长度和种面高度为影响因素,采用二次正交旋转组合的试验方法,建立各因素与穴粒数合格率的数学模型,分析各因素对穴粒数合格率的影响规律.【结果】各因素对穴粒数合格率影响程度由高到低依次为:播种机前进速度、种面高度和容种腔长度.在前进速度为3.6km/h,容种腔长度为14mm,种面高度为100mm的条件下,排种器穴粒数合格率(6~8粒)最优94.47%.【结论】研究成果可以为膜下滴灌旱作水稻播种机排种器的应用和推广提供了技术参考.     

花生覆膜穴播机成穴机构研究

针对我国花生覆膜穴播机大都采用先播种后铺膜的传统作业方式,对土壤扰动大,不利于土壤保墒问题,设计了一种适合先铺膜后播种的小型花生穴播机的回转式成穴机构。对该机构的运动过程进行分析得到了成穴机构的穴宽、穴距和成穴深度的表达式;采用计算机模拟方法分析曲柄半径、机器前进速度和曲柄转速对成穴机构工作性能的影响,优化后的设计参数为:传动比6.5,曲柄半径4.5 cm,播种机前进速度0.25 m/s(λ=1.95),此时成穴深度约4.5 cm,穴宽约3 cm,穴距约14.42 cm,满足花生穴播的农艺要求。与目前广泛使用的轮式鸭嘴成穴器相比,其结构简单、膜孔小。     

基于DEM-MBD耦合的滚勺式精量穴播器成穴器运动参数优化

针对滚勺式精量穴播器固定成穴器成穴轨迹呈余摆线,余摆线过大造成撕膜和挑膜的问题,同时为降低株距的差异性,基于离散元法和多体动力学耦合方法对穴播器成穴器运动过程进行仿真分析。以牵引速度、牵引角度和穴播器质量为影响因素,以余摆线宽度、株距和播种深度为响应值,通过预试验和单因素试验确定各因素对响应值的影响规律,基于前期仿真试验结果开展多因素仿真试验获得最优参数组合,并通过田间试验验证最优结果的可靠性。结果表明：滚勺式精量穴播器成穴器运动的最优参数组合为,牵引速度523.43 mm/s、牵引角度21.9°、穴播器质量18.2 kg,此时株距为196.84 mm,余摆线宽度13.98 mm。以最优参数组合进行验证试验,株距为193.86 mm,相对误差1.51%;余摆线宽度13.28 mm,其相对误差4.39%。     

同步铺膜铺管旱作水稻播种机的设计与试验

针对目前旱作水稻不易大规模推广的难题,研制开发一种旱作水稻铺膜铺管播种机。根据旱作水稻种植农艺要求,采用滑刀式开沟器,在距种行水平距离110~130mm处开出宽45mm,深20mm的沟,将滴灌带铺设于沟内;地膜通过随动仿形机构铺设于地表;通过改变容腔容积调整机械翼勺式排种器下种量大小;螺旋导土板将土壤送至种行完成覆土。以杂交稻种"秋田小町"为播种对象,采用3因素4水平的正交试验设计方法,研究播种机前进速度、容种腔长度和种面高度对播种性能的影响。试验结果表明,影响合格指数和重播指数的主次因素为:播种机前进速度容种腔长度种面高度;影响漏播指数的主次因素为:容种腔长度播种机前进速度种面高度;当播种机前进速度1.0m/s,容种腔长度14mm,种面高度140mm时,播种机播种性能最为优良,此时合格(6~8粒/穴)指数为86.5%,漏播(6粒/穴)指数为10.2%,重播(8粒/穴)指数为3.3%,满足旱作水稻农艺种植要求。     

花生穴播器强制开启机构的设计与试验

为解决2BHM–2型花生覆膜打穴播种机穴播器鸭嘴不能及时或充分打开、压板引起地膜破损的问题,设计了一种鸭嘴强制开启机构。强制开启机构由活动鸭嘴、固定鸭嘴、拨杆、限位块组成。工作时,活动鸭嘴在拨杆和限位块的带动下能实现与固定鸭嘴的开启与闭合,从而完成定点播种。根据农艺要求,在分析穴播轮滚动状态基础上,确定了开启机构的结构参数:鸭嘴宽30 mm,高50 mm,拨杆长臂89.7 mm,短臂37.6 mm,限位块距离轮盘圆心119.4 mm。样机模型与原有压板式开启机构进行的田间对比试验的结果表明,压板式开启机构受土壤条件限制,穴粒数合格率最低值仅为85%,而强制开启机构的均达到90%以上,比压板式的提高了5.8%;压板式开启机构对地膜破损较严重,而强制开启机构对地膜几乎无破损。     

鸭嘴式旱作多功能精密穴播轮的试验研究

在室内试验台架上进行了穴播轮容种量、转速、成穴投种器和翼板的几何安装尺寸对播种性能影响的试验 ,并在此基础上进行了相应的正交寻优试验。试验结果表明 ,穴播轮可靠工作速度为 0 .18～ 0 .2 7m/s,容种高度为 2 0～ 170mm ;当固定管后倾角为 10° ,翼板长度为 80mm ,翼板位置角为 12 0°时 ,播种质量最佳     

精量穴播轮膜上成穴性能的虚拟仿真分析

【目的】探讨穴播轮成穴部件的运动轨迹,为穴播轮成穴机理研究及穴播轮成穴性能测试提供参考。【方法】利用虚拟样机技术,在UG软件中建立穴播轮运动分析主模型,通过UG用户界面模块、求解器模块和后处理模块,对穴播轮成穴过程,包括成穴过程中成穴部件的开启及运动轨迹、成穴形状等进行仿真分析,利用仿真试验测试不同前进速度、滑移率、入土深度条件下穴孔的大小及不同条件下的成穴效果,并采用正交试验方法分析各因素对穴孔大小的影响。【结果】前进速度对穴播轮成穴性能的影响与成穴部件出土角和入土角有关,且随滑移率的增加而加大,随入土深度的增大而减小;滑移率对穴播轮成穴性能有显著影响,在入土深度一定的情况下,穴孔的大小随滑移率的增加先逐渐减小后又逐渐增大,且活动鸭嘴对穴孔的影响增大,撕膜、挑膜现象加剧;入土深度对穴播轮成穴性能影响显著,随入土深度的增加穴孔增大,但成穴部件入土和出土作业对穴孔、膜孔的影响降低。【结论】所设计的穴播轮在结构及参数上均能较好地满足设计要求,在规定的作业条件下成穴效果满足技术要求。在作业中应尽量减小穴播轮的滑移率,并同时保证入土深度的一致性。     

旱地全膜双垄沟玉米精量播种机的设计与试验

为满足旱地全膜双垄沟农艺技术要求,设计了一种玉米精量播种机。为实现播种机平稳工作、保证膜下播种深度,采用双向平行四杆仿形机构,根据初始工作角和最大上下仿形量,确定了仿形机构的各项尺寸参数,上下仿形量可达到98.35 mm,左右仿形角达到15.2°,满足仿形播种要求;为减少漏播,降低空穴率,采用凸轮-平面连杆开启式穴播轮;借助ADAMS软件对穴播器成穴过程进行仿真分析,探讨了穴播轮滑移率对穴孔形状的影响,并以此对播种机的前进速度进行优化,降低了空穴错位率。田间试验结果表明：全膜双垄沟播玉米精量播种机作业后空穴率为0.9%,穴粒数合格率为93.6%,膜下播种深度合格率为91.8%,穴位错孔率为2.5%,作业质量符合行业技术标准要求。     

油菜正负气压组合式穴播器设计与试验

针对实际生产中油菜机械铺膜穴播缺乏穴粒数精确可控排种器的问题,设计了一种采用负压吸种、正压卸种、鸭嘴成穴、二次投种的油菜正负气压组合式穴播器,实现油菜机械铺膜穴播1～3粒的作业要求.建立吸种、携种和卸种过程种子的力学模型并结合FLUENT仿真分析,分析确定了油菜正负气压组合式穴播器结构及其参数;选取影响穴播器排种性能的...     

西北旱区滚勺式胡麻联合播种机的设计与试验

针对西北旱区胡麻精密种植效率低下的问题,设计一种集施肥、滴灌、覆膜、覆土和穴播联合作业为一体的胡麻播种机。根据农艺种植要求,对整机关键部件作业分析和理论计算,确定播种装置、覆膜覆土装置的部分结构和作业参数。为提高滚轮式穴播器取种的精量与稳定性,以引种槽长度、穴播器转速、取种勺截面高为影响因素,以排量一致性变异系数和穴粒数合格指数为试验指标,进行三因素三水平胡麻播种台架试验,并进行田间验证试验。台架试验结果表明:当引种槽长度为31 mm,穴播器转速为25 r/min,取种勺截面高为5 mm时,穴播器排量一致性变异系数和穴粒数合格指数分别为1.57%和97.54%;田间验证试验结果表明:在相同条件下,胡麻联合播种机的各行排量一致性变异系数和穴粒数合格指数分别为3.85 %和93.33%,与台架试验结果接近,满足西北旱区胡麻种植农艺要求。     

牛蒡收获机牵引力阻力试验及参数优化

为了解决牛蒡收获机对动力高需求问题,应用振动减阻的原理,采用二次正交旋转组合试验设计,对牛蒡收获机偏心轮振动松土试验进行分析,确定收获机振动挖掘的关键参数与降低土壤对牵引阻力峰值的关系;建立了以机器振动频率、前进速度、振幅作为试验影响因素,收获机牵引阻力作为试验指标的回归数学模型。分析结果表明:数学模型与实际情况拟合良好,各因素对试验指标影响顺序为振动频率振幅收获机前进速度。通过MATLAB对回归数学模型的曲面的分析,得出影响因素的最佳值为收获机振动频率9.398Hz,前进速度0.705m·s-1,振幅8.67mm,阻力峰值为12.446kN。优化后的收获机可以配套中型拖拉机收获。     

杂交稻制种机不育系精量穴播集中排种装置的设计与试验

针对杂交稻机械化制种不育系稻种穴播的问题,根据不育系稻种物理特性参数和农艺要求,设计一种叶形曲线状型孔排种装置,采用EDEM仿真、高速摄像台架试验和正交试验的方法,对排种过程中型孔内稻种的受力与姿态、型孔结构和型孔参数进行研究。性能试验结果表明:1)叶形状型孔内平躺和侧卧稻种姿态充种概率之和>76%具有较好的排种性能。2)当型孔长度、宽度和深度分别为20.27、16.84和7.46 mm时,排种合格率和漏播率分别为92.63%和2.81%,排种性能较优。田间试验结果表明:不育系播种合格率和漏播率分别为82.69%和8.52%,穴距和穴径分别为120.60和38.90 mm,穴距变异系数和穴径变异系数分别为15.07%和29.03%,该精量穴播集中排种装置满足杂交水稻制种不育系直播农艺技术要求。     

倾斜圆盘式棉花精量排种器的设计

将成穴器与倾斜圆盘勺式精密排种器组合设计成倾斜圆盘式棉花精密打穴播种机。本文介绍了倾斜圆盘式棉花膜上精量穴播器的原理、工作过程、关键部件的结构参数化设计。     

鸭嘴式精量排种器成穴机构的运动学分析

针对鸭嘴式精量排种器成穴机构工作过程,对成穴机构为15个,播种株距100mm,播种深度25mm,排种器半径214mm的排种器成穴机构在4km/h、3.5km/h、3km/h、2.6km/h四种速度下应用ADAMS和ANSYS对其进行了运动学仿真分析。分析结果表明,在播种速度3km/h时,排种器的运动轨迹和成穴机构形成的穴孔相对理想,没有滑移现象,对土壤的扰动量相对较小,为播种机进一步改进提供理论参考依据。     

播量可调式水稻穴播排种器的设计与试验

【目的】解决水稻穴播排种器播量连续调节的难题.【方法】设计了一种播量可以连续调节的水稻穴播排种器,主要结构有排种轮与调节机构两部分.设计了以排种轮型孔、排种器转速、水稻品种3个变量为试验因素的全因素试验,测试排种器排种均匀性与总播量的一致性.【结果】排种器每穴播种粒数为4-12粒;穴粒数合格率在80%以上;排种器穴粒数变异系数在14.40%~44.27%之间;播量一致性变异系数小于2.6%.【结论】采用播量可调式水稻穴播排种器播种的水稻产量比广东省水稻种植平均产量高21.83%~25.55%.     

棉花精量排种器排种性能试验研究

为实现南方棉花种子的精量播种,设计一种满足南方棉花种子"一穴两粒"农艺要求的机械式精量穴播棉花排种器,将该排种器安装在JPS-12型全自动排种器性能检测台上进行棉花种子排种性能试验。分别以合格指数、漏播指数和重播指数为评价该排种器排种性能指标,以适用于南方的棉花种子(湘杂棉3号、湘杂棉8号和慈抗杂3号)为试验对象,对排种器转速、勺孔直径和种室曲面曲率半径3个因素进行单因素试验,得出各因素作业时的最优范围。正交试验结果得到排种性能各因素的最优组合为:排种器转速100rad/s,勺孔直径9mm,种室曲面曲率半径25mm;该组合下,棉花种子精量排种效果较好,穴粒数合格指数为93.62%,重播指数3.87%,漏播指数2.51%。该机械式精量穴播棉花排种器满足国家标准对棉花种子的播种要求。     

气吸式花生膜上精量穴播轮田间作业性能测试

【目的】选用自行设计开发的穴播轮进行花生田间成穴、播种性能试验,研究气吸式花生膜上精量穴播轮的作业性能,分析其影响因素及影响效果。【方法】采用单因素分析法,对不同作业速度(0.32,0.76和1.02m/s)下的膜孔尺寸、孔穴错位率、膜下播种深度合格率、穴距合格率进行测试与分析;采用多因素正交试验的方法,在不同吸种孔线速度(0.11,0.24,0.33m/s)、不同吸种负压(3.66,3.98,4.65kPa)条件下对花生种子播种质量进行测试与比较。【结果】作业速度对穴播轮成穴及播种性能影响较为显著,低速作业时成穴性能较好,膜孔尺寸、孔穴错位、膜下播种深度、穴距均较好;高速作业时孔穴错位率较大,且穴距变异较大,漏播率增大。吸种孔线速度及吸种负压对播种质量影响显著,随吸种孔线速度的增加,漏播指数增加,重播指数减小;随吸种负压的增加,穴粒数的合格率增加,重播指数相应提高。【结论】在满足成穴质量要求的基础上,当作业速度为0.76m/s(吸种孔线速度为0.24m/s)、吸种负压为4.65kPa时,穴播轮作业质量最优,此时合格指数为95.0%,空穴指数为1.0%,重播指数为4.0%,孔穴错位率为4.0%,膜下播种深度合格率为95.0%,穴距合格率为95.0%,成穴质量、播种质量均能较好地满足花生精量穴播的要求。     

穴盘苗自动取苗试验系统的研制

为了研究取苗器的工作过程与性能,优化取苗器的结构与运动参数,研制了针对单个穴格的自动取苗试验系统.该系统以PC机和数据采集卡为主要硬件,以LabVIEW为软件开发平台.系统具有点动和自动两种运动控制模式选择、试验参数设置、试验结果记录和分析与存储等功能,具有良好的人机交互界面,能够方便地对自动取苗过程中的位移、速度及取苗器结构参数等进行试验.系统技术参数:位移控制范围为0～100 mm,控制精度为10-3 mm;速度控制范围为0～200 mm·s-1,控制精度为10-3mm·s-1;作用力测量范围为0～100 N,测量精度为10-5N.试验结果表明:系统对试验参数的控制与测量具有较高的精度和灵敏性.     

油菜钵苗移栽机栽植机构参数匹配与轨迹分析

针对油菜钵苗移栽机的结构参数对栽植稳定性的影响及拖拉机田间作业时部分工作参数受载波动影响栽植性能等问题,采用ADAMS建立参数化模型,开展栽植机构结构参数(栽植臂、从动栽植臂、连杆)及作业参数匹配研究和轨迹分析,确定机组前进速度v(m/s)与栽植频率f(株/min)的匹配范围。结果表明:当栽植臂长度为300mm、从动栽植臂长度为305mm、连杆长度为95mm时,栽植轨迹高度为225mm,其中连杆长度对栽植性能有较大影响;在理论可行范围内,当f/v比值为200时,栽植轨迹达到最优,且随机组的前进速度增加,对应的可行栽植频率范围呈线性关系随之增大,栽植机构可适应株距范围为240~375mm。同时,应用高速摄像在线观察得出,栽植机构实际运动轨迹与理论分析基本吻合。田间试验表明:穴深合格率为90.7%,变异系数为7.1%,穴口长度合格率为84%,变异系数为6.6%,满足栽植要求。     

水稻内充气力式精量穴播排种器排种性能试验

【目的】为了适应杂交稻精量穴直播的种植要求,设计了一种水稻内充气力式精量穴播排种器,阐述了排种器的工作原理.【方法】理论分析了排种器排种滚筒转速和负压气室真空度两个主要工作参数.以‘冈优898’杂交稻种为排种对象,对影响排种器排种性能的两个工作参数分别进行了单因素试验和双因素试验.【结果】单因素试验表明:随着排种滚筒转速的增大,排种器的空穴率、漏播率和重播率增大,穴粒数合格率减小;随着负压气室真空度的增大,排种器的漏播率减小,重播率增大,空穴率先减小后稳定于零,穴粒数合格率先增大后减小.双因素试验表明:排种器较优的工作参数组合范围为排种滚筒转速8～15 r/min、负压气室真空度1.0～1.3 kPa,在该参数区间内,排种器穴粒数合格率均不低于88.80%,漏播率均不高于2.40%,空穴率均不大于0.67%,(5～6)粒/穴率均低于9.60%,6粒/穴率均不高于0.93%.【结论】该排种器在适宜的排种工况下能满足杂交稻穴直播的精量排种要求.