超级稻穴盘育苗精密播种装置研究

为实现超级稻穴盘育苗,设计了一种气吸振动盘式精密播种装置。选择超级稻常优3号,进行五因素四水平正交试验,研究了相对压力、吸种盘吸孔孔径、振动种盘振动频率、振幅、吸种距离对播种性能指标的影响,构建了其数学模型。采用遗传算法对播种性能指标进行多目标优化,获得最佳工作参数组合:相对压力3.68 k Pa,吸孔孔径1.84 mm,振动频率10.90 Hz,振幅4.09 mm,吸种距离3.92 mm,试验结果与预测值相接近。播种育苗试验表明,采用该播种装置播种可满足超级稻种植的要求。     

窝眼气吸式超级稻播种装置的研制

窝眼气吸式超级稻播种装置主要由播种部件、机架、控制气阀和气泵等组成,具有结构简单、造价低、易于使用和维护的特点,适用于农业种植专业户或中小规模水稻育秧工厂超级稻穴盘育秧精密播种.为此,对窝眼气吸式超级稻播种装置进行研制.在播种部件的吸种板上设有与每个穴盘孔穴相对应的两个窝眼吸种孔,通过正交试验优选与特定种子相匹配的窝眼孔结构尺寸参数,能够满足不同品种超级稻育秧精密播种要求.该播种装置播种空穴率低于2%,每穴播种1～2粒合格率大于90%,纯工作小时生产率达130～140盘.     

磁吸式穴盘精密播种器排种机构的设计

对磁吸式穴盘精密播种器的关键部件一排种机构进行了设计，研究了机构的组合运动规律，确定了机构的结构参数和运动参数，以及由等加速、等速、等减速和停歇组成的机构组合运动规律，不仅满足了机构运行平稳、准确、快速等要求，而且保证了精密播种的质量。     

气吸振动滚筒式防堵塞精密播种装置设计与分析

针对目前精密播种装置在长时间的播种中容易出现吸嘴被堵塞、播种合格率降低等问题,设计了一种气吸振动滚筒式防堵塞精密播种装置。该装置由滚筒装置、落种装置、振动种盘及加种箱等组成,利用振动种盘振动使其内的种子群做"沸腾"运动;带有负压的吸嘴将种子吸附并携带种子进入排种区,利用重力和正压进行排种;并通过安装在滚筒装置中的导针以实现清理吸嘴中的杂物,可有效防止播种过程中吸嘴堵塞,有利于播种装置实现精量、低伤种率的播种需求。在播种前向加种箱中加入适量的种子,可实现自动精量均匀加种,播种装置加种过程对种子损伤率小,加种效率高,可实现长时间连续播种的需求,播种工作效率可达到225盘/h以上。     

气吸滚筒式棉花精密排种器的设计与试验

针对气吸滚筒式排种器能耗大、吸孔易堵塞等问题,采用气流清种、隔压板隔开气室减小负压气室空间及滚轮式清堵装置对吸孔进行清理等方式,设计了一种基于气流吸种的滚筒式精密排种器,对其工作原理与主要部件结构参数进行了介绍,并进行了相关台架试验。试验以滚筒转速、吸孔直径、负压大小为影响因子,进行正交试验,并通过极差分析与方差分析确定了影响排种性能的主次因素与最佳参数组合。试验验证表明:滚筒转速10 r/min、负压-4.5kPa、吸孔直径3.5mm时、合格率为93.2%,漏播率为2.1%,重播率为4.7%,排种性能最好,满足棉花精密播种的种植要求。     

气吸式精密排种器正交试验优化

采用二次回归正交旋转试验设计,运用JPS-12型排种器性能检测试验台对气吸式精密排种器排种性能进行试验,得到粒距合格指数为72.31％ ～98.17％,漏播指数为0.51％ ～ 18.7％.对试验结果进行回归分析,得出回归方程并用Matlab绘制三维等值线图,得到各个试验因素对试验指标影响的强弱.对试验因素进行优化,得出最优组合:当相对压力为-2.86 kPa,排种盘吸孔直径为5,2 mm和排种盘转速为21 r/min时,粒距合格指数为91.03％,漏播指数为2.98％.     

几种国外小粒种子气吸式精密排种器的结构分析

以意大利Agricola公司的SN-1-130精密播种机的排种器为例,对国外多种小粒种子精密播种机的核心部件——排种器的结构进行详细的分析,总结其结构特点,为我国小粒种子作物的直播播种机的设计提供借鉴。     

气吸滚筒式棉花精密排种器流场分析

为分析气吸滚筒式精密排种器充种性能的影响因素和负压腔流场分布规律,建立了充种过程种子在气流场中的力学模型,利用Gambit软件建立滚筒负压腔仿真简化模型,运用Fluent软件对影响充种性能的吸孔形状、吸孔直径及滚筒负压腔流场分布进行了数值模拟。采用正交试验的方法设计试验方案,研究滚筒转速、吸孔直径及气室负压对排种性能指标的影响,结果表明:滚筒转速为12r/min、吸孔直径为3.5mm、气室负压为4.8k Pa时,排种效果最佳,合格指数为9 3%,漏播指数为2%,重播指数为5%,满足棉花种植农艺要求。     

超级稻精密播种点位控制技术研究

设计了机械臂式点位控制补种机构,并基于Lab VIEW提取空穴坐标,确定空穴位置。对种头运动轨迹进行组合优化算法研究,对穷举法、最近邻点策略及最短链接策略3种算法进行了3种轨迹优化试验。试验结果表明:3种算法各自绘制出的运动图形轨迹与给出的空穴位置相吻合,均能够完成精密播种的点位控制;且穷举法运行时间短,编程简单,结果精确,输出距离短,确定为最优运动轨迹算法。     

振动气吸式穴盘精播装置振动条件理论分析与试验

振动气吸式穴盘精播装置可利用振动气吸原理,使种子克服相互间内摩擦力而产生有利于吸种的"沸腾"运动.根据散粒体抛射强度理论,对种子受力及其运动进行了理论分析,得到了种子产生"沸腾"运动的振动强度临界条件,验汪了临界条件的正确性.当吸种率为90%以上时,该条件与实际结果之间的误差小于5%,由此可以确定播种装置振动参数工作范围.     

基于EDEM的振动种盘中水稻种群运动规律研究

基于离散元法的基本方法,采用Hertz - Mindlin接触模型,运用EDEM软件对气吸式精密播种机振动种盘中水稻种群运动进行模拟仿真.分析了不同频率、振幅、种层厚度对种群空间分布密度的影响.对仿真区域垂直于种盘方向进行均匀分层,得到不同时间种群在每一层的分布情况.仿真结果表明:种盘振动频率11～12 Hz、振幅12～13 mm、初始种层数3～5时,种群在振动种盘中的空间离散程度较为理想.在播种机试验台上进行试验验证,选取种盘振动频率、振幅、初始种层数、吸种距离为试验因素进行正交试验,得出振动频率为11 Hz、振幅为12 mm、初始种层数约为4、吸种距离为30 mm时吸种效果理想.     

超级杂交稻穴盘育苗精量排种器压电振动供种装置研究

为提高超级杂交稻穴盘育苗低播量排种器的播种性能,设计一种压电式振动供种装置,提出一种小供种量条件下均匀、有序、单列供种的导流振动板。阐述了压电式振动供种装置的工作原理,构建了振动装置动力学模型,分析了稻种在振动板上的运动机理,确定了其主要工作参数。以振幅、储种盒深度为试验因素进行仿真试验和回归及响应曲面分析,建立了振幅、储种盒深度与供种速率、供种速率变异系数和单列率间的数学模型,试验结果表明振幅对供种速率影响极其显著,储种盒深度对单列率影响极其显著;当600~1000盘/h生产率条件下确定最佳储种盒深度为9mm,振幅范围为0.4~0.6mm。振动供种性能和排种性能样机试验结果表明,当通电电压为120~140V时,供种速率为6.1~13.4粒/s,供种速率变异系数为10%~14%,单列率为77.5%~84.6%,与回归模型误差分别小于6%、9%、4%,且各列间供种速率变异系数小于4%;样机试验结果表明,当生产率为600盘/h时,天优998和蜀优217的1~2粒/穴合格率分别为95.54%和94.88%,漏播率为2.47%和2.96%,满足超级杂交稻低播量精密播种的设计要求,该研究为工厂化穴盘育秧精量播种机的设计提供参考。     

轻简型杂交稻穴盘育秧精密播种机的设计与试验

为了培育适于机械化移栽的杂交稻钵体壮秧苗,满足杂交稻少本壮苗的农艺栽插要求和轻简化栽培的技术要求,研制了2SBB-500轻简型杂交稻穴盘育秧精密播种机。介绍了机具的组成、工作原理、主要技术参数及结构特点;创制了智能双充种室机构,实现了第一充种室空穴光电检测与预报、第二充种室智能振动复充填的构想;研制了智能双充种型孔滚筒杂交稻育秧精密播种器,解决了型孔滚筒育秧播种器作业过程中稻种在充种室内流动性差、充种可靠性低等问题,显著提高了播种性能。为了方便实现软钵盘后续直接进行摆盘作业,设计了一种软钵盘自动嵌放装置,解决了软盘育秧自动化作业的问题。试验表明:2SBB-500轻简型杂交稻穴盘育秧精密播种机功能齐全,自动化程度高,播种精度好,作业效率高,具有较好的应用前景。     

水稻钵苗振动排序正位装置的分析与试验

根据有序抛秧机的分秧要求,提出了一种水稻钵苗振动排序正位装置,把从秧盘上取下的无序钵苗整理成土钵在前的有序排列。对钵苗在振动排序正位装置上的受力情况、钵苗的重心位置进行了分析,发现钵苗的重心在土钵内或在靠近土钵上表面的秧株内,为钵苗在惯性力作用下自动正位提供了保证。通过对单棵和群体钵苗的试验与高速摄影观察与分析,证明钵苗能够在惯性力作用下,在振动排序正位装置上自动正位,钵苗自动正位是可行的。     

气力式杂交稻精量穴直播排种器设计与试验

为实现杂交稻大田精量穴直播,解决杂交稻直播时因芽种流动性差和细长形状造成种箱中芽种架空或堵塞的问题,设计了一种气力式杂交稻精量穴直播排种器。阐述了其基本结构和工作原理,分析了梳种条对芽种的助吸作用;研究了充种区芽种的受力情况,建立了芽种不同姿态被吸附时吸室真空度方程。试验研究了有无梳种装置,排种盘转速以及排种盘群组吸孔直径、排种盘转速、吸室真空度3因素综合作用对排种性能的影响。试验结果表明:梳种条对芽种起到搅动、梳理作用,有利于提高排种器的充种性能;当排种盘转速为15 r/min,吸室真空度为3.5 k Pa,排种盘群组吸孔直径为1.6 mm时,气力式杂交稻排种器的排种性能最好,其合格率为86.5%。田间试验结果表明,排种器田间播种能够满足杂交稻大田精量旱穴直播的农艺要求。     

两熟制杂交中稻超稀旱育秧迟栽产量及节水效应研究

为了探索川西北丘陵区两熟制杂交中稻的抗旱节水栽培途径,以2个杂交水稻品种进行了超稀旱育秧分期移栽试验,研究了不同秧龄处理下水稻的生长发育、产量状况和节水效应。结果表明,秧龄处理对水稻同一品种的见穗期、完全齐穗和抽穗持续的时间长短有一定的影响,但对成熟期的影响很小;在采用旱稀育壮秧和良好管理条件下,适度范围内的推迟移栽,杂交稻仍然能保持正常的本田分蘖能力,保持良好的穗粒结构,达到较高的产量水平;推迟水稻的移栽期可以大幅度地减少本田前期灌溉用水量,提高灌溉水的生产效率,取得明显的节水效果。     

水稻栽植机秧针部件结构分析与试验设计

针对水稻植质钵育秧盘的结构特点,设计了一种秧针部件,并分析了其结构特点和工作原理。以洋马VP6型高速插秧机为机型,在不改变原机通用性的情况下,选择秧针部件的3个切割角度为主要因素,以秧针部件取秧力、切块体积为指标,设计正交试验。由此为得到秧针的结构参数最佳组合和后续的试验精确性提供了依据,从而保证了栽植质量。     

超级杂交稻压电振动式匀种装置设计与试验

针对目前振动式水稻育秧盘低播量精量排种器存在匀种均匀性差、难以提供单列稳定种子流的问题,设计了一种压电振动式匀种装置。通过对压电振子振动原理、振动板动力学和水稻种子转向等分析,确定了各部件的结构参数。进行振动板结构参数优化设计,以储种盒深度、转向槽角度以及振动方向角为试验因素,结合Box-Behnken试验方案进行优化,试验结果表明转向槽角度、储种盒深度、振动方向角和转向槽角度交互作用对试验结果影响显著,当储种盒深度为8mm、转向槽角度为49°、振动方向角为29°时,种子均匀性变异系数为17.91%。通过台架试验测定振动板加速度,确定输入电压与振幅之间的关系。最优结构参数下振动板匀种试验结果表明,匀种均匀性变异系数、播种合格率和漏播率分别为18.20%、94.65%和0.67%。不同匀种速度下播种性能试验结果表明,当工作电压为130~180V时,其播种合格率均不小于94.17%,漏播率均不大于0.83%。不同水稻品种适应性试验结果表明,在工作电压130、150、170V下,其播种合格率均不小于94.17%,漏播率均不大于1.0%,满足超级杂交水稻精量化育秧播种要求。     

基于声学特性的裂颖杂交水稻种子检测方法研究

杂交水稻种子在成熟过程中不可避免地会产生稻壳的裂颖,出现裂颖后会影响种子发芽性能和秧苗品质。为识别裂颖水稻种子并将裂颖水稻种子分选出来,利用自行研制的裂颖水稻种子声学检测装置,对不同下落高度、声音传感器与倾斜碰撞玻璃板之间不同距离的正常杂交水稻种子和裂颖杂交水稻种子声学特性进行测试。试验结果表明,正常杂交水稻种子撞击玻璃板后其产生的电压幅值普遍高于裂颖杂交水稻种子,杂交水稻种子最佳下落高度H=150 mm,声音传感器与倾斜碰撞板间的最佳距离h为10 mm或20 mm。对两优108杂交水稻种子的综合识别率达到94%,新两优6380杂交水稻种子的综合识别率达到88%,两优6326杂交水稻种子的综合识别率达到92%。在最优工作条件下正常杂交水稻种子和裂颖杂交水稻种子平均识别率分别达到92%、90.67%。本研究表明能够利用杂交水稻种子碰撞声学特性将裂颖种子与正常种子有效分离出来。