大豆双条精密排种器结构最佳参数的选择

作者在本报一九八四年第一期上发表的《大豆双条精密排种器的实验与研究》报告一文中、介绍了垂直园盘(窝眼轮)排种器实验研究情况。经过反复验证和理论分析,并把该排种器按装在2BDJ—6型精密播种机上进行了大面积生产考核后,确定了最佳结构参数。当排种器工作线速度为0.34米/秒时,适应于机车8～9公里/小时的前进速度,空穴率小于3％,单株合格率大于98％,株距合格率在50％以上,无种子破损现象发生,达到了比较理想的农艺要求。     

新型高速气吸式双条精密排种器设计研究

对新研制的单盘双条大豆气吸式高速精密排种器构造、工作原理进行了理论分析,并对双条气吸式排种器性能参数进行了设计。性能试验表明,该排种器与同类形排种器相比结构紧凑,拆装调整方便,参数选择合理,其工作性能稳定且分条显著。该精密排种器已应用在2BJQ-6/7/8/9气吸式精密播种机上。     

育种小麦精密排种器排种性能的试验研究

在分析单粒精密播种机工作性能要求的基础上,对自行设计的小麦育种用气吹式排种器进行排种性能的分析与试验,找出了影响排种器排种性能的主要因素及其工作范围。采用优化试验设计方法,对其排种性能进行优化试验,建立了各指标的数学模型,并对各因素影响效应进行分析,找出了能满足排种性能要求的最佳工况值。     

转速对倾斜勺式大豆精密排种器性能影响的试验研究

为提高倾斜勺式排种器使用效果,利用STB-700试验台对3种不同的大豆种子进行了排种轴转速对排种器性能影响的试验,得到了排种器的转速对倾斜勺式大豆精密排种器排种性能影响的变化规律。并利用MATLAB中的fminbnd函数求解确定了符合要求的重播率极小值点为44.05 r·min~(-1),漏播率极小值点为40.71r·min~(-1),株距变异系数极小值点39.65 r·min~(-1)。从而找到了倾斜勺式大豆精密排种器安装在播种机上工作时的最佳机组工作速度范围为4~5 km·h~(-1)。     

双吸盘小麦精密排种器参数设计与优化

为适应小麦精密播种的要求,对传统气吸式精密排种器进行改进,确定了各部件参数的取值范围。通过二次回归正交试验,分析吸孔直径、吸孔处压力和排种盘转速3个因素对合格率的影响,并建立了合格率的回归方程进行方差分析和拟合度检验。结果表明:影响小麦气吸式排种器合格率的因素依次为:排种盘型孔直径、吸孔处风压和排种盘转速;经回归方程优化得到各因素的最优组合为,吸孔直径2.6 mm、排种盘转速28.3 r/min、吸孔处压力2.28 kPa,此时排种器合格率达到97%,满足小麦精密播种的要求。改进后的小麦精密排种器结构简单,较传统气吸式精密排种器排种性能有较大提高。     

高速玉米精密排种器的研究

针对勺轮式玉米排种器作业速度较低、高速作业时漏播率和重播率较大的问题,以勺轮式玉米排种器结构和工作原理为切入点,重点分析种子在舀种区、清种区、递种区的受力情况,对现有的勺轮式玉米排种器进行改进,采用双勺轮结构设计一种新型的高速精密排种器,并对其进行性能试验。结果表明,单排勺轮式排种器和双排勺轮式排种器在不同的作业速度下,其粒距合格率分别为作业速度为2 km/h时的91.24%、93.02%,作业速度为4 km/h时的86.02%、91.34%,作业速度为6 km/h时的83.73%、89.34%,作业速度为8 km/h时的76.34%、86.34%。随着作业速度的提高,双排勺轮排种器的作业效果明显优于单排勺轮排种器。综上,双排勺轮式玉米排种器的作业性能较好,可以广泛应用于高速玉米播种机上。     

基于EDEM的自扰动内勺式大豆精密排种器的设计与试验

为提高大豆精密排种器的充种性能，研究了一款自扰动内勺式大豆精密排种器，通过搅动杆随排种轴的转动提高了排种器勺轮孔内的充种率。研究测量了黄淮海地区常见大豆品种的物理参数，并应用EDEM软件对自扰动内勺式大豆精密排种器进行了仿真试验。结果表明，单粒率最大为97.15%,最小为94.81%;重播指数最大为3.84%,最小为1.95%;漏播指数最小为0.52%,最大为3.64%。台架试验结果显示，单粒率最小为93.31%,重播指数最大为3.92%,漏播指数最大为4.03%,与仿真结果的最小单粒率误差为1.01%,最大重播指数误差为2.08%,最大漏播指数误差为9.68%。说明应用EDEM软件分析自扰动内勺式大豆精密排种器的工作过程是可行的，可以为排种器的优化提供理论基础。     

电控窝眼轮式大豆排种器的设计与试验

针对大豆形状的特点,采用单片机、脉冲发生器、步进电机、步进电机驱动器和窝眼轮式排种器组成的电控窝眼轮式大豆排种器。该播种器采用独立电控排种设计,利用脉冲当量来控制排种轴转速,从而实现育种过程中的单粒精密播种。在排种器试验台上进行的性能试验结果表明,该电控窝眼轮式大豆排种器可顺利完成播种试验,试验过程中工作稳定,性能良好,漏播指数最大为0.11%,重播指数最大为1.24%,株距变异系数最大为3.22%,各项性能指标均符合单粒精播试验的标准要求。该装置用于田间试验的结果表明,过程中排种器工作稳定,安全可靠,漏播指数最大为0.22%,重播指数最大为1.35%,株距变异系数最大为5.47%,符合单粒精播的要求。     

精密排种器排种质量的机器视觉检测与分析

为开发具有较高效率和精度的精密排种器试验检测系统,研究了一种机器视觉检测技术,它采用视觉传感器采集排种口动态种子流下落时的序列图像,通过图像处理、排种时间检测、型孔种子数识别等过程,获得型孔种子数的频率分布,进而计算合格指数、重播指数、漏播指数等排种质量指标。研究结果表明,采用平稳随机过程模型描述排种时间和型孔种子数序列,采用帧间隔及最大帧种子时间与排种间隔合理匹配的图像采集模式以使种子重复成像,既可保留有用信息,又可在较宽范围内选用帧频率,能够在25~30 Hz常见帧频率下对单粒播和穴播排种器的排种质量进行有效检测。     

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。     

内侧充种式花生精密排种器性能分析与破碎试验

为提高用于花生播种机的内侧充种式精密排种器的排种质量,降低排种器对种子破碎率的影响,探寻最佳的排种器工作参数组合。基于JPS-12型排种器试验台,采用三元二次正交旋转组合试验设计的方法,以排种轮转速、复式型孔充种孔长度、护种板起始角大小为试验因素,破碎率为试验指标,鲁花11号花生种子为试验对象进行了试验研究。运用DPS软件对试验数据进行了方差分析,结果表明,破碎率影响显著性顺序依次为护种板起始角大小、排种轮转速、复式型孔充种孔长度。运用Matlab软件对数学模型进行了参数优化,得出最佳参数组合为:排种轮转速38 r/min、复式型孔充种孔长度35 mm、护种板起始角大小22°,此时的破碎率为0.65%。试验验证结果表明,理论值与试验值差值为0.06%,最佳参数组合下的破碎率低于花生播种要求。     

大豆凸轮排种器的设计与优化

垂直圆盘窝眼轮式排种器是目前我国广泛使用的一种机械式排种器,但其存在伤种和投种精确度差等问题,为了提高窝眼轮式排种器的投种精确度,设计了1种凸轮推杆结构的窝眼式排种器,对其主要部件进行研究设计和理论计算,利用离散元软件EDEM对排种器进行仿真试验,并利用Design-Expert软件设计BBD(Box-Behnken design)响应曲面试验,进行优化求解,得到排种器的最优参数为型孔直径9.5 mm,深度6.8 mm;台架验证试验表明,排种器在小于8 km/h的速度下,可以满足精密播种要求。     

气吹式三七精密排种器充填性能的仿真与试验

【目的】为了满足三七Panax notoginseng的机械化种植需求,减少机械式清种过程中对种子造成的损伤,设计了一种适用于播种三七种子的气吹式精密排种器。【方法】确定了排种器的主要结构参数,并建立了清种过程中的力学模型。通过建立排种器内部流场模型,运用Fluent软件对不同清种风压条件下流场进行仿真分析,验证了清种风压范围。为了检验仿真确定的风压范围的可行性并寻求最佳工作参数组合,选取合格指数、漏播指数和重播指数作为试验指标,作业速度、种层高度、清种风压作为试验影响因素,采用正交试验方法,对排种器进行了台架试验研究。【结果】最优参数组合:作业速度为0.6 m/s、种层高度为90 mm、清种风压为0.5 kPa,此时试验合格指数为90.48,漏播指数为4.24,重播指数为5.28。【结论】该气吹式排种器能够满足三七的播种要求,为进行排种器的田间试验提供了参考。通过试验结果与之前仿真分析的过程对比,清种风压变化对于排种器充填性能的影响一致,验证了利用Fluent模拟确定清种风压的可行性。     

自扰动内充种式大豆精量排种器的设计与试验

为提高大豆种子在排种器的活跃度和充种性能，改善大豆播种过程中机械式排种器的工作性能，设计一种自扰动内充种式大豆精量排种器。阐述排种器的结构和工作原理，依据大豆种子的外形特征及主要物理参数，对单粒种子在型孔内的3种主要不同姿态进行分析，确定了排种盘直径为140 mm、宽度为23 mm,型孔长度为7～11 mm、宽度和深度均为8 mm;根据工作原理与结构，分析排种器在充种、清种过程中种子受到扰种片的主要作用以及对排种性能的影响，并与传统结构形式的排种盘进行对比分析。为确定排种器的最佳结构参数与转速，运用EDEM仿真软件，以排种器转速、型孔长度和扰种片长度为研究对象、以排种合格率为试验指标进行正交试验。试验结果表明，影响排种质量的因素大小依次为排种器转速、型孔长度、扰种片长度；排种器最佳结构与工作参数为转速33.8 r/min,型孔长度7.3 mm,扰种片长度7.7 mm,排种合格率为95.3%。台架试验结果表明，最优参数组合下排种合格率为94.8%,与预测值基本一致，相对误差较小仅为0.5百分点，能够满足大豆单粒播种农艺需求。     

小麦精密排种器伤种的计算机模拟

内充种垂直轮式小麦精密排种器(专利号:ZL98244378.1)实现了小麦精密播种的精确、定量、可控,播种量的确定性和播种均匀性高于其他小麦排种器,解决了小麦精密排种的关键。根据该排种器的清种原理,不应有种子损伤。但试验结果表明其伤种率高于国家标准规定。因而解决如何降低其伤种率即成为研究该排种器的难点。本研究从种子的损伤形式入手,分析了种子尺寸、排种器的结构参数和运动参数对种子损伤的影响,并用计算机仿真模拟进一步优化了该排种器的结构和参数。     

几种典型精密排种器的对比分析

对国内外几种典型精密排种器的工作原理、性能特点及适用范围作了对比分析,为精密排种器和播种机的设计制造、选型配套及使用维护提供参考。     

基于EDEM的水稻槽轮排种器排种仿真与试验研究

为适应水稻穴直播的种植要求,设计了4种不同结构槽轮排种器。借助离散元分析软件EDEM对4种不同结构的槽轮排种器进行仿真分析,并进行试验验证。台架试验结果表明：当排种轮槽孔形状为钩勺型槽孔、槽孔螺旋角为14.01°、排种轮工作转速为21.09 r/min时,得到最佳穴径合格率和穴粒数合格率分别为96.42%、95.23%。用EDEM仿真与台架试验结果基本相同,表明用离散元法对槽轮排种器进行仿真分析具有可行性。     

人参播种排种器的试验研究

中国人参种植面积较大,但机械化程度很低,大部分人参产区都是人工播种.不但生产效率低,而且作业质量也得不到保证.现有播种机的排种器都存在排种盘(筒、带)和种子的相对运动问题.运动部件和种子存在着碰撞和摩擦,对于要求点播裂口种的人参播种来说,这些排种器是不能满足要求的,因为它们易损伤裂口种的坯芽.     

响应面法优化精密排种器性能检测试验设计

应用响应面法优化精播排种器性能检测试验设计.采用二次正交旋转组合设计试验,以合格指数为响应值,进行2因素5水平的响应面分析,建立二次回归模型,分析各因素对响应值的效应关系.优化后获得试验条件为:转速42 r/min,气压472mmH20,在此条件下测得合格指数为94.8712,与模型预测值92.7688基本相符.试验表明,二次正交旋转组合设计结合响应面法可用于排种器性能检测试验的优化和分析.