油菜精密排种器智能检测系统设计研究

油菜是我国重要的油料作物,油菜籽采用机械化直播可以使得产量大幅度提高,在机械化直播过程中精密排种器占据至关重要的地位。在现代农业生产中,排种器已经成为农户和农机企业节约人力成本、提高粮食产量的重要工具,主要用于对种子进行定量播种、连续播种或植物株距调整等。对排种器工作过程进行监测,可以提高播种精度,提高作业效率,减少种子的浪费,提高农业生产效益。对排种器的使用情况进行实时监测,排除内部性能的问题和操作者的失误,从而提高播种效率、降低人工成本,具有重要的意义。本研究设计了一种油菜籽排种器监测装置,获取油菜籽下落过程中所产生的脉冲信号,通过单片机进行处理,根据预期的下落时间,统计排种器各行的播种量,以判断出重播、堵塞或漏播等异常现象,从而保证播种的均匀性,增加油菜产量。该监测装置优点是监测精度高,反应速度快,能够较好获得种子的排种情况;缺点是当有两粒种子同时下落时,只能识别为一颗种子的下落,重播的监测误差较大。该油菜籽排种器排种工况监测装置的未来前景较好,能够帮助农户实时监测排种器的工作情况,提高播种精度、作业效率及作业质量。     

气吸式排种装置排种性能分析

气吸式排种装置以其省种、不伤种、对种子尺寸要求不严、适应力强、易于实现单粒精播和作业速度高等优点,得到了广泛应用。为此,从结构和工作原理入手,对影响气吸式排种装置工作性能的主要因素进行了分析,并介绍了相关的试验方法,为今后免耕播种机气吸式排种装置排种性能试验提供参考。     

油麦兼用型气送式集排器分配装置设计与试验

针对宽幅、高速播种作业中缺少与播种机相匹配、油菜及小麦兼用、稳定排种的气送式集排器分配装置的生产实际问题,设计了一种可实现24行排种的穹顶状分配装置.阐述了穹顶状分配装置的工作原理,确定了分配装置穹顶状曲面方程及关键参数间的关系,分析了输送气流及分配装置结构对种子速度的影响.通过二次旋转正交组合试验,应用DEM-CFD...     

精少量播种机具

3、气送式排种装置最初的气送式排种装置也称作气力式条播装置,不能用来精播作业,其结构示意见图11。其工作过程是:种箱底部的大直径排种轮将种子排入气流管道,由风机吹出的气流输送到分配器处,再经气流分管输送到种沟,每个分配器可装6—8气流分管,若采用二次分配,则一个排种轮可播64行之多,极大地简化了整机结构。这种气力式条播装置因播种质量不高,现已很少用来直接播种,较多用来向各精密播种器单体输送种子。     

坡耕地鸭嘴式玉米排种器间歇同步充补装置设计与试验

针对坡耕地环境下鸭嘴式玉米排种器排种质量差及性能不稳定等问题,以鸭嘴式玉米排种器为载体,设计了一种配套的间歇同步充补装置。阐述了排种器整体结构及工作原理,分析了种子在排种器内部排种、补种及导种过程,优化了间歇同步充补装置摇杆、内棘轮和鸭嘴式排种器直角导种部件等关键部件结构参数。结合理论分析和坡耕地播种农艺要求,选取作业速度、回位弹簧预紧力和作业坡角为试验因素,合格指数和变异系数为性能指标进行了单因素试验、正交试验及台架对比试验。试验结果表明,性能指标随作业速度和作业坡角增加先增加后降低,随回位弹簧预紧力增加先增加后趋于平稳;当作业速度为1 m/s、回位弹簧预紧力为15.6 N(型号T4,丝径为1 mm,中径为7 mm,原长为25 mm)、作业坡角为12°时,其排种性能较优,合格指数为98.7%,变异系数为10.2%;较传统鸭嘴式排种器其合格指数提高了9.5个百分点,满足坡耕地环境下精量播种作业要求。     

新型多功能小麦播种机集萃

1 2ＢＭＸＤ -Ａ型小麦覆膜穴播机该机由辽宁普兰店市农机研究所研制 ,已获国家专利。该机可一次完成平地、施肥、覆膜、打孔、播种、封口等多项作业。具有结构先进、适应性强、调整方便、播种质量好、作业效率高等特点。该机主要由机架、平土器、施肥装置、覆膜装置、播种装置、封口装置等六部分组成。其施肥装置的特点是采用摩擦轮与拖拉机的驱动轮相摩擦传递动力 ,避免了由地轮传递动力常发生的打滑现象 ,保证了动力传递的连续性和可靠性。播种装置由种子箱、输种管、播种体、排种盘、排种管、打孔器、凸轮等组成。该机采用垂直圆盘排种…     

牧草播种机排种装置关键部件设计

在完成牧草种子机械物理特性研究的基础上,设计了一种多行一器的排种装置。该装置由调节螺杆、搅拌器、排种器壳体、中央排种槽轮等组成。排种量通过调节螺杆调整中央排种槽轮相对于排种器壳体的工作长度来设定,槽轮壳体内的搅拌器用于防止种子架空,大小不同的种子的排种则通过调节槽轮机构内部元件位置来实现。完成了中央排种槽轮结构的设计,并根据结构设计参数及种子的物理特性参数,对不同种子公顷排种量进行了计算,制作了中央排种槽轮工作长度标尺,标尺标值与不同种子公顷排种量一一对应。     

包衣排种器的试验研究

根据包衣、播种的农艺要求，研制了振动—离心式包衣排种器，通过试验测定找出排种器主要部件的最佳设计参数。包衣排种器能够在种子播种作业时，一次完成种子包衣、播种作业，省去了包衣、烘干等过程。台架试验结果表明：该排种器各项性能均能达到包衣、播种要求，并且能满足高速作业要求。     

气吸式排种装置工作过程及种子运动情况分析

为提高气吸式排种装置的工作性能,以排种轴转速和真空度为试验因素进行单因素试验,并以高速摄像机拍摄气吸式排种装置的工作过程,清晰直观地记录了充种区、吸种区、携种区及投种区的工作过程以及种子在种子室内的运动情况。用TEMA Motion软件打开采集的图像文件,通过不断重复使用播放、暂停和回放按钮观察排种装置的工作过程及种子的运动情况,为改进播种性能提供依据。     

花生一体种植机的常见故障及排除

正花生起垄、播种、喷药、覆膜一体种植机主要由悬挂装置、机体、起垄装置、整形装置、播种装置、施肥装置、传动机构、喷药装置、覆膜覆土装置等零部件组成,工作时由小四轮拖拉机牵引行走,起垅犁耕翻土壤起垄,整形装置整理成花生垅。地轮转动驱动播种装置的排种轮转动和施肥装置的排肥轮运转,种子从种子箱经排种轮、排种管和开沟器种到土壤下方20-50mm;肥料从排肥轮、排肥管、开沟器深施土壤下方80-110mm。拖拉机的气泵经压     

影响刷轮式苗盘精播装置排种的因素分析

详细分析了刷轮式苗盘精播装置排种过程中种子的运动;提出了种子靠自重顺利排出的条件;确定了影响刷轮式苗盘精播装置排种质量的因素,即与固定排种板型孔的直径、种子的尺寸和活动型孔板的移动速度有关,与活动型孔板的型孔直径无关;并优化设计了刷轮式苗盘精播装置中排种板型孔直径。经实验验证,种子可靠自身质重顺利排出,落入苗盘的种坑内,保证了播种质量。     

勺轮式排种器设计与大豆种子离散元法排种仿真

排种器作为播种机关键部件,其工作性能与可靠性直接影响播种机整体作业质量。机械式排种器具有结构简单、价格低廉、维修方便等优点,勺轮式排种器作为机械式排种器的一种,在硬度较大、较规则种子播种作业中得到广泛应用。为此,应用Solid Works软件设计了一种勺轮式排种器,应用离散元软件对排种器排种大豆种子进行了计算机数值模拟,得到了排种器工作性能较好的工作参数。由离散元软件计算机数值模拟结果得到:勺轮组合转速为10~13 r/min,排种器种子室内种子数量在1 800~2 100粒时,排种器整体工作性能较好;且适当的振动可提高本设计的排种器的工作性能。该研究为勺轮式排种器的设计与优化提供了一种方法。     

锥体离心式排种装置理论研究

针对国内自主研发的育种试验条播机械的使用情况,对中国农业大学上庄育种试验基地、扬州农科院等多家育种单位进行调研。我国自主研制的锥体离心式排种装置已经较广泛地应用于现有的小区条播机械上,但由于国内对排种装置的研究时间较短,对锥体离心式排种装置工作过程的理论分析方面的研究较少。为此,通过研究小麦种子流在排种装置中的运动状态,分析种子在锥体分种及离心分配装置工作过程中的受力和运动规律,从而改进排种装置的结构,以提高锥体离心式排种器的排钟均匀性,改善育种试验条播机的工作性能。     

油菜离心式精量集排器枝状阀式分流装置设计与试验

为提高油菜离心式精量直播机排种器田间作业的适应性,特别针对机组作业时存在倾斜、颠簸等工况,设计了一种多阶分-合分流装置。以枝状阀式分流装置为研究对象,分析了影响种子分流效果的影响要素,运用离散元仿真软件EDEM对分流装置结构形式开展了正交旋转试验,建立了集排器各行排量一致性的四元二次回归模型;利用3D打印技术加工成型枝状阀式分流装置,并与1阶分流装置进行倾斜对比试验。结果表明:枝状阀式分流装置1阶分流单元分枝长度为59.95 mm、2阶分流单元上部长度为66.11 mm、分流角度为89.74°、管径为7.12 mm时,其排种性能最优;在0°~25°倾角范围内,枝状阀式分流装置的各行排量一致性系数不大于5.71%,优于1阶分流装置,且可适应中高速(9 km/h)播种作业,满足油菜种植农艺要求。     

辅助充种带气吸式蚕豆精量排种器设计与试验

针对蚕豆种子粒径大、三轴尺寸差异大,充种困难的问题,设计了一种带有平带辅助充种装置的气吸式蚕豆精量排种器。通过对充种过程中的动力学分析阐述了平带辅助充种装置及种子的运动机理;利用计算流体力学和离散元法双向耦合模拟的方法(Computational fluid dynamics and discrete element method, CFD-DEM),开展了单因素试验,确定了影响排种器充种性能的主要零部件参数并明晰了平带辅助充种机理;搭建试验台架,选取作业速度、平带输入轴转速和负压为试验因素,合格指数、重播指数、漏播指数为试验指标,进行了二次回归正交组合试验。试验结果表明,影响排种器合格指数的因素主次顺序为：作业速度、负压、平带输入轴转速。对试验结果进行多目标优化,得到最优参数组合为作业速度5.69 km/h、平带输入轴转速395 r/min、负压3 845 Pa,对此结果进行排种器性能试验验证,此时合格指数为91.6%、重播指数为3.8%、漏播指数为4.6%,满足蚕豆播种要求。     

提高气吸式垂直圆盘排种器性能的研究

通过对垂直圆盘气吸式排种器种子吸附过程的计算分析,找出了传统计算排种器真空度公式的不足,给出了新的计算方法。理论分析指出:减小种子与吸种盘之间的相对速度可以提高垂直圆盘气吸式排种器对种子的吸附能力,从而提高排种器的工作效率。在此基础上,设计了能够提高种子初速度的装置—助吸销。经试验证明,该装置能够高效与可靠地工作。     

六行同步小区条播机的研制

根据我国田间小区育种种植模式的特点,研制了六行同步小区条播机。该机由排种装置、投种装置、抬起装置、覆土装置、开沟装置、悬挂装置及电控装置等组成,可以进行6行同步播种,并能保证小区和小区之间不混种。在机器研制过程中,通过对电控系统和部分关键装置配合工作的分析,将带盘组合周期自净时序控制排种技术、相位导向种盒整体提升技术分别应用到排种装置及抬起装置上,实现播种作业异行异种、异区异种连续播种作业,使播种操作自动化、智能化;将弹性回转限位杆控种盒同步投种技术应用到投种装置上,降低了劳动量、提高了播种质量和效率。田间试验表明:该机排种装置的转速最大为0.34rad/s,皮带打滑率趋近于0,排种孔直径至少6.7mm,可提高播种精度、排种均匀性,降低伤种率、漏种率,满足小区条播机的播种作业要求。     

小型气力式蔬菜精量播种机设计与试验

针对温室大棚空间狭窄、大田气力式精量播种机无法进入作业,而现有小型机械式播种机播种精度低的问题,设计了适用于温室大棚的小型气力式蔬菜精量播种机,采用正负压双作用排种器提高播种精度,并通过更换排种盘配合不同的开沟分种装置实现不同蔬菜及不同行数的播种作业,提高了播种机的适应性。对排种器进行基于EDEM的离散元仿真分析,探究充种区种群运动规律和搅种装置性能。对整机进行田间试验,结果表明:漏播率≤5%,重播率≤5%,种子机械破损率≤1%,播深一致性合格率≥90%,各项指标符合蔬菜种植农艺要求。     

玉米高速精量播种机正压气流辅助吹送导种装置研究

玉米播种机高速、精量作业时,投种点高,种子因剧烈碰撞,而导致粒距均匀性差,为此基于文丘里原理,设计一种利用正压气流辅助输种的导种装置,确定了导种装置的主要结构和关键参数。分析了气流辅助输种,实现“零速投种”的机理。采用DEM-CFD耦合仿真方法模拟导种装置的工作过程,通过对比分析气流场、种子的出射速度,确定进气室收缩角为70°、进气室收缩段长度为8.2 mm。利用排种器性能测试平台进行速度匹配试验、弹跳试验、作业性能试验和对比试验,结果表明：作业速度为8～16 km/h、粒距为20～25 cm时,合格指数不小于85.7%;粒距变异系数不大于15.8%。与重力式导种管相比,作业速度越高,正压气流辅助导种装置的优良作业性能越突出,作业速度为16 km/h时,粒距合格指数增加13.6个百分点,粒距变异系数减少7.4个百分点,满足高速条件下精量输种的要求,有利于提升高速精量播种机整体作业性能。     

电磁直线振动式谷子精少量排种装置设计与试验

针对谷子播种难、间苗工作量大等问题，根据谷子免间苗精少量播种的农艺要求，研制了一种电磁直线振动式谷子精少量排种装置。按照国家标准对排种装置进行了排量稳定性和排种均匀性试验。结果表明:振幅为0.06～0.22 mm、排种槽截面形状为矩形（8 mm×3 mm）时，排量稳定性最好，其变异系数均＜2.6%；在排种槽截面为矩形，作业速度分别为0.8、1.0和1.2 m/s，相应振幅分别为0.10、0.12和0.14 mm条件下，得到每100 mm区段内种子的平均粒数分别为7.6、7.0和7.2粒，排种均匀性变异系数均≤22.75%。该排种装置试验指标值均满足国家谷物播种标准的要求，可用于谷子等小籽粒谷物的精少量播种。