党参排种器性能试验研究

针对当前我国党参育苗移栽种植模式环节复杂、效率低、成本高等限制了党参产业发展的问题,结合党参种子所需型孔形状和尺寸,设计了一种窝眼轮式党参排种器。以“甘党2号”种子为试验对象,以不同型孔、排种器转速作为试验因素,以各转速下排种量的变异系数作为评价指标,对比不同型孔窝眼轮不同转速下的排种性能,通过自搭建排种器性能检测试验台模拟田间试验。结果表明:排种优劣性能顺序依次为簸箕形、半球形、圆柱形、圆锥和方形;当型孔为簸箕形、型孔排列为单排时,排种性能最佳,10 r/min时变异系数为4.71%,15r/min时变异系数为3.20%,20r/min时变异系数为2.04%,25r/min时变异系数为2.52%。研究结果为党参机械化播种技术提供了理论依据。

党参机械化播种技术及装备概述

甘肃省地处温带半湿润-半干旱气候区,适宜党参的生长。目前党参的种植方法有直播法和移栽法,移栽法的作业工序多、工作量大并且种植成本高,党参直播机的研发可以有效地解决上述问题,并带来党参产业的高质量发展。综合介绍了党参类小籽粒播种机械的种类、国内外研究现状,总结了现有播种技术中存在的问题,并对未来党参播种机械的发展方向做出展望,为未来甘肃省党参机械化播种的研究提供参考。

党参种子的离散元仿真参数标定与试验验证

为设计及优化党参机械化播种设备,提供基础仿真参数,本文对甘肃省种植的两种党参种子(渭党1号和甘党2号)通过试验法确定其基本物理参数(形状尺寸、质量密度、体积密度、千粒重、含水率)和接触力学参数(恢复系数、静摩擦系数);通过斜面滚动试验结合EDEM仿真,预测党参种子与ABS塑料板间的滚动摩擦系数;通过调整党参种子模型间的滚动摩擦系数,使仿真形成的种子堆积角逼近种子实际堆积角,预测党参种子间的滚动摩擦系数。结果表明:渭党1号、甘党2号党参种子与ABS塑料板的静摩擦系数分别为0.368和0.341,其种间的静摩擦系数分别为0.389和0.495,与ABS塑料板的碰撞恢复系数分别为0.591和0.518;其种间的碰撞恢复系数分别为0.387和0.346,与ABS塑料板间的滚动摩擦系数分别为0.163和0.168,其种间的滚动摩擦系数分别为0.0153和0.0156。并将得到的仿真参数进行异型窝眼轮排种器试验及验证,仿真与台架试验对比结果显示,两者相对误差为3.16%。表明本试验所建立的离散元模型及基础仿真数据可以用于党参播种机的设计及优化。

弹性吸种垫式滚轮排种器试验与参数优化

针对西北旱区玉米铺膜种植特点,为提高弹性吸种垫式滚轮排种器排种性能,应用仿真分析与实际试验方法对排种器主要工作参数作单因素试验,以吸种垫吸孔直径、气吸室负压和种盘转速为自变量,以合格指数、重播指数和漏播指数为响应值,按照二次旋转正交组合试验设计原理,采用三因素五水平响应曲面分析法,分别建立各试验因素与合格指数、重播指数和漏播指数之间的数学回归模型,分析各因素及其交互作用。结果表明,3个因素对合格指数影响主次顺序为气吸室负压、吸种垫吸孔直径和种盘转速,对重播指数和漏播指数影响主次顺序为吸种垫吸孔直径、气吸室负压和种盘转速。基于回归模型优化得到排种器最优工作参数为:吸种垫吸孔直径4.80 mm,气吸室负压3.14 kPa,种盘转速16.29 r·min^(-1)。此条件下台架试验结果为:排种合格指数92.93%,重播指数6.03%,漏播指数1.04%,优化结果满足玉米精密播种要求。

基于离散单元法的党参根茎滚动摩擦因数标定

现阶段党参的收获主要还是依靠人工挖掘或用简易挖掘机械挖掘后人工捡拾,劳动强度大,效率低。因此,为解决上述问题、提高药农经济收入,需加快党参机械化收获的研究及推广。对于此目的,本文主要针对党参挖掘收货时根茎与土壤、45#钢之间的滚动摩擦因数进行试验测定,然后在Solidworks中建立与试验相同尺寸的模型并将其导入EDEM中进行斜面仿真,继而将仿真所测得的参数导入Origin中建立拟合曲线与拟合方程,拟合结果表明其方程可靠度高,验证了离散元法建立党参模型的可行性。本文可为建立党参收获挖掘仿真的研究提供数据参考。