种薯排种器托种勺缺种的多点激光检测方法

为了进一步降低马铃薯机械化播种的漏播率,研究多点激光检测托种勺和种薯组合对象的机理,提出了一种种薯排种器托种勺缺种的判别方法。首先,根据排种带上托种勺的几何形状和排列间距,在托种勺的侧面布置多层激光传感器,当托种勺通过检测区域时,根据多层传感器的响应情况判断托种勺上是否缺种。然后,搭建缺种检测试验台验证缺种判别方法,通过对排种速度、种薯质量和排种带振动强度三因素三水平进行回归正交试验,结果表明排种带托种勺缺种的判别原理正确,性能稳定可靠。最后,根据回归正交试验的最优结果,以排种速度为0. 95m/s、单体种薯质量为(40±5) g和排种带中等振动强度的最佳状态进行缺种检测试验,缺种判别成功率可达98. 75%。多点激光检测托种勺缺种的判别方法可为后期设计种薯补种装置实现缺种补种提供技术基础。     

马铃薯排种器种层扰动控制方法研究进展及展望

马铃薯排种器是实现马铃薯精密播种的核心工作部件,其排种性能与种群的离散程度密切相关,种群的离散程度是确保种子顺利充种的关键,而排种器的种层高度、种层扰动又是影响充种性能的关键因素。介绍现有马铃薯排种器的主要结构形式,分析机械扰动和气流扰动提升种群离散度,以及不同供种装置控制充种区种层高度、种群流动性来提高排种器充种性能的方法;归纳马铃薯排种器种层扰动控制方法中存在的问题：对种群扰动数学模型建立与种群运动分析研究较少等;对种层扰动改善马铃薯排种器充种性能的方法进行展望,提出一种大小种箱间歇式供种装置,通过间歇供种控制种层高度,利用振动产生的种群扰动增大充种区的种群离散度、种群流动性,以期为改善马铃薯排种器充种性能提供参考。     

花生播种机内侧充种式排种器设计与试验

花生播种机核心部件排种器是影响花生播种质量的关键,在很大程度上决定花生的产量。针对播种过程中空穴、漏播率较高的不足,通过分析花生排种器的排种过程,研究设计了内侧充种垂直圆盘排种器。基于课题组自主研发的排种器试验台进行了排种性能、护种板排种器及伤种试验。通过优化排种器结构参数,提升了排种器的排种性能。     

气力辅助充种式花生精量排种器设计与试验

针对花生播种向精准、高速方向发展过程中高速作业状态下花生种子充种效果差的问题,设计了一种气力辅助充种式花生精量排种器,重点设计了排种器排种盘结构和气力辅助充种结构。针对颗粒尺寸大、质量大的花生种子,通过对花生种子在排种器中堆积现象与充种时间进行分析,得出花生高速排种充种过程需增强充种性能,从而提高充种效率。通过对花生种子进行充种原理分析,阐明花生种子充种过程中种子与排种器的运动关系与受力关系,分析充种过程影响因素。通过设计带有导种槽的排种盘和带有辅助吹种型孔的辅助充种结构,分析计算排种盘吸种孔、导种槽的关键结构参数以及辅助吹种型孔参数与排列方式。以充种合格率和充种漏充率为指标,进行三因素三水平组合试验,对试验结果进行多元回归分析,以最优目标进行优化,确定排种盘最佳参数组合为排种器吸种负压5.156 kPa、花生高速播种机前进速度8.007 km/h、扰动吹种正压1.149 kPa,此时,花生充种合格率为95.84%、漏充率为4.06%,能够实现花生种子有效充种。     

小区播种机锥体投种器分种均匀性的试验研究

为了提高小区播种机锥体分种器分种均匀性和自动化水平，解决传统小区播种机作业时分种不均匀、人工投种作业强度大、投种器水平度难以持续稳定调节等问题，设计了一种基于现有手动调节水平的自动调平投种装置。首先，为确保投种器分种均匀性与作业的稳定性，对投种器的结构进行设计；然后，对种子的落种过程进行理论分析，确定了关键部件结构；最后，利用SPSS25.0软件设计三因素三水平试验，分析了影响投种器分种均匀性的主要因素，结果表明：各因素对投种器分种均匀性影响程度的主次顺序为锥体角度、导种管直径、漏斗口直径。最优参数条件下分种时，投种器分种均匀性较好，能够满足小区播种机投种器分种作业的需求。研究结果可为小区播种机分种均匀性问题的深入研究提供参考。     

国内外几种主要排种器的特点

排种器是决定播种机特性和工作性能的核心部件。简述国内外排种器的分类,介绍外槽轮式排种器、圆盘式排种器、气吸式排种器、气吹式排种器等目前几种主要排种器的性能及结构特点,分析排种器研制现状,探讨排种器的研究发展方向。     

玉米勺轮式排种器的结构设计与仿真分析

为减少玉米勺轮式排种器的重播、漏播指数,增加排种器对玉米种子多样性的适应能力,在现有垂直勺轮排种器的基础上设计了一种新型种勺结构、二次充种及清种结构,并采用CATIA软件建立三维模型。以郑丹958玉米种子作为离散元颗粒模板,基于离散元法对改进玉米勺轮排种器的种室充种性能、种勺舀种性能、清种性能、递种及排种性能进行分析,并与现有勺轮排种器进行对比,结果表明改进的玉米勺轮排种器具有更好的适应能力,为玉米勺轮式排种器的结构设计及参数优化提供参考依据。     

外槽轮式单段木薯种茎排种器设计与仿真试验

为满足木薯种茎预切种式排种要求。基于预切种排种技术,利用外槽轮排种方式,设计一种外槽轮式单段木薯种茎排种器,分析排种器充种机理,明确影响充种性能的因素,设计排种器关键部件的结构参数,利用UG软件建立排种器和木薯种茎的虚拟模型。采用三因素三水平正交试验方法,以充种倾角、槽轮转速和前进速度为试验因素,排种段距合格率为试验指标,利用UG软件运动仿真模块,进行木薯种茎的排种仿真试验,确定最优参数组合为充种倾角为30°,槽轮转速为0.4 rad/s,前进速度为1 m/s,并对最优参数组合进行台架验证试验。试验结果表明,排种段距合格率平均值为90.9%,与仿真试验结果的相对误差为0.5%。最优组合方案可靠,满足木薯种茎的种植农艺要求。     

油菜多功能精量排种器的设计

根据对3种油菜品种物理特性的对比试验及分析,得出油菜多功能精量排种器是一种较为实用的油菜免耕直播排种器,论证了该排种器的排种性能及其应用于油菜免耕直播的可行性,并进行了油菜籽粒物理性状对比试验,通过台架试验对籽粒三维尺寸和型孔进行对比,确定同一排种轴上设定3种不同尺寸的椭圆腰型窝眼型孔,并通过研究和分析排种器的功能结构,对排种器的护种盒进行护种板材质与排种孔坡度的改型。试验表明:该排种器大大减少了籽粒滞留于排种器内的现象,充种效果良好。     

国内外几种主要排种器的特点

排种器是决定播种机特性和工作性能的核心部件。简述国内外排种器的分类,介绍外槽轮式排种器、圆盘式排种器、气吸式排种器、气吹式排种器等目前几种主要排种器的性能及结构特点,分析排种器研制现状,探讨排种器的研究发展方向。     

内侧充种式膜上点播器的研制

内侧充种式膜上点播器是一种半精量点播器,它采用内侧窝眼取种原理,结构简单、调整方便、造价低,通过更换取种元件可用于种农作物的点播作业。另外,该点播器轴向尺寸较小,适合与机采棉点播机配套使用。1点播器的结构及特点该点播器由辐盘、鸭嘴式掘穴器、内充种式排种轮、内外扩种板、刮种器、推种器、搅种器等组成(图1)。图11.辐盘2.定鸭嘴3.动鸭嘴4.导种管5.外护种板6.内充种式排种轮7.刮种器8.内护种板9.搅种器10.加种口11.投种口12.投种器(1)内充种式排种轮是一圆环,圆环周边开有取种口,每个取种口一侧有一小窝眼,小窝眼用于精量取种。…     

基于夹持式的气吸式花生排种器的设计与试验

针对气吸式花生排种器吸种时种孔接触不充分、易漏播的问题,设计了一种基于夹持式的气吸式花生排种器。排种器在携种区能够利用携种器夹持种子,起到辅助携种的作用。通过对排种盘吸种孔进行改进,从而使种孔充分接触以保证吸力,同时增大了吸种孔与种子之间的摩擦。对气吸式花生排种器进行了加工试制,并在JPS-12排种器性能检测试验台上进行了试验。结果表明:排种盘转速、气吸室真空度和吸种孔直径的变化对气吸式花生排种器的排种性能影响较大,当排种盘转速为19.36r/min、真空度为4.78kPa、吸种孔直径为6.4mm时,排种器排种性能最优,此时合格指数为92.36%,漏播指数为0.97%,重播指数为6.67%,排种效果可以很好地满足我国花生的种植要求,为气吸式花生排种器的进一步改进和发展提供了研究基础。     

内侧充种圆盘排种器防伤种装置的设计

内侧充种圆盘排种器在花生播种等方面有着广泛的应用,但中高速度下播种效果不理想,原因是充种区种子易卡滞,护种板入口处未清净种子分离不清易发生磕种。为此,在原有排种器的基础上,添加了辅助充种装置,在清种区与护种板入口处衔接位置设计出一种全新的防伤种隔种板,并就隔种板橡胶的特性、排种盘转速这两个影响新设计性能的因素进行了理论分析。基于JPS-12型排种器试验台,对改进后的排种器进行了排种性能试验,测得重播率、漏播率、破碎率等主要性能指标。试验表明,改进后的内充种式圆盘排种器在15cm和20 cm两理论粒距水平下均达到优等品标准。     

精密播种机株距均匀性影响因素分析

各类型排种器结构、原理和性能各不相同,但影响其排种均匀性和精确性的因素是相同的。为此,分析了充种质量、清种质量、投种高度和投种速度等因素对精密排种器排种均匀性等排种质量的影响,并进行了投种高度试验、导种管对排种性能影响的试验。试验结果表明:投种高度大,播种机性能变差。在投种高度大的情况下,加装合适导种管有利于改善播种质量;但种子在导种管内弹跳碰撞,一定程度上仍会影响播种均匀性。     

永磁体磁吸式排种器充种性能仿真与实验

以圆柱形永磁体为磁力排种元件设计了永磁体磁吸式精密排种器。对其充种过程进行分析,建立了充种动力学模型,并通过Matlab编程仿真分析了排种轮转速、充种角以及种子相对排种轮的摩擦因数对排种器充种率的影响,并确定了各参数的优化组合。仿真表明,充种率与排种轮转速、充种角以及种子相对排种轮的摩擦因数呈S型、指数型、对数型关系。在优化的参数组合下进行实验,其充种率可达97%。     

气吸式排种器气室及型孔流场有限元分析

气力式排种器与机械式排种器相比,它具有不伤种、对种子外形尺寸要求不高、通用性好、作业速度高等优点。为探究排种器气室容积和型孔形状对排种器排种性能的影响,运用ANSYS/FLUENT有限元软件对气吸式精密排种器的气室容积和型孔形状进行仿真分析与试验研究。结果表明:气吸式排种器的气室容积对排种器的排种性能影响不大;具有漏斗形型孔结构的排种器排种性能优于圆形型孔的排种器。对两种型孔结构的排种器进行了室内台架试验,验证了仿真结果,可为排种器的研究与设计提供参考。     

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。     

蒜种颗粒离散元模型参数标定

为确定蒜种离散元模型仿真参数,采用多球聚合的方法建立了蒜种离散元模型,并对可实现测量的模型参数(蒜种-钢板恢复系数、蒜种-蒜种恢复系数、蒜种-钢板静摩擦因数、蒜种-蒜种静摩擦因数)进行了物理试验测定。对不易测量的模型参数(蒜种-钢板滚动摩擦系数、蒜种-蒜种滚动摩擦系数)进行了仿真试验标定,应用、建立了两种不易测量的接触参数与蒜种堆休止角、密相区域圆半径的二次回归模型,最终求解寻优得到参数最优值。通过上述试验方法,得到蒜种离散元模型参数:蒜种-钢板恢复系数为0.511,蒜种-蒜种恢复系数为0.487,蒜种-钢板静摩擦因数为0.473,蒜种-蒜种静摩擦因数为0.503,蒜种-钢板滚动摩擦因数为0.111,蒜种-蒜种滚动摩擦因数为0.108。最后,在得到的接触参数下进行仿真验证试验,结果表明:蒜种堆休止角、密相区域圆半径的仿真值与实际值的相对误差分别为1.36%、1.50%,无明显差异,排种功率、排种速度的仿真与试验值在整体变化趋势上具有一致性,验证了蒜种离散元模型与仿真试验的有效性,可为大蒜播种机械仿真设计与优化提供参考。     

型孔轮式水稻排种器排种机构的优化设计

绘制了稻种经过护种机构后在排种管内的排种轨迹,结合排种过程高速摄像分析结果,确定在30°落种处的排种轨迹作为排种管结构形状的优化设计依据.为了降低不同型孔的稻种在排种管相遇的几率,排种管总长度设计为100mm;为了实现穴径小于50mm的目的,排种口尺寸设计为20mm×20mm;按照稻种排种轨迹,设计了"斜边+直边"的排种管形状,减少了稻种在排种管内壁碰撞而造成伤种伤芽现象;排种管采用滑道和单螺丝的安装方式,拆装方便.     

多重扰动清种式大蒜单粒取种排种器设计与试验

针对勺链式大蒜播种机取种过程中常出现的漏种、重种问题,设计了一种多重扰动清种式大蒜单粒取种排种器。取种勺在充种阶段获取多粒蒜种,经多重扰动清种,最终取种勺内仅余1粒蒜种。本文以金乡蒜种为研究对象,阐述了排种器的工作原理,确定了排种器的各项参数和多重扰动装置的最佳安装位置。通过DEM〖CD*2〗MBD耦合仿真试验,分析了倾斜角、取种勺线速度对充种成功率的影响,以及凹槽形状对单粒取种率的影响。运用 Box-Behnken 中心组合试验方法,以第2弧形突出部分坡度、倾斜角、取种勺线速度为试验因素,以单粒取种率和漏种率作为评价指标,开展了三因素三水平正交试验。利用 Design-Expert 8.0.6 数据分析软件,分析了各因素对单粒取种率与漏种率的影响,对试验因素进行优化,确定了多重扰动装置最佳结构参数。设计试验台对仿真结果进行验证,倾斜角、取种勺线速度分别为15°、0.07m/s的条件下,通过调节多重扰动装置与取种勺凹槽顶端距离适配不同级别蒜种,当Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级蒜种距离分别为0、6.1、12.1mm时,单粒取种成功率分别为92.2%、97.2%、95.6%,具有良好的取种性能。