非圆齿轮驱动式玉米直插穴播机设计与试验

针对西北旱区现有直插穴播机前进速度补偿机构运行不平稳、运转空间尺寸较大等问题,提出一种非圆齿轮驱动式前进速度补偿机构,基于此研制一种新型玉米直插穴播机。对整机结构组成、工作原理和技术参数进行阐述;对前进速度补偿机构和穴播器进行深入理论分析。优化得当穴距为330 mm、前进速度为0.5 m/s和播深为45 mm时前进速度补偿机构传动比和中心距,基于此生成非圆齿轮机构前进速度补偿机构。结合玉米种子尺寸确定取种轮上异形窝眼结构尺寸范围,并优化得当异形窝眼宽度为11.79 mm、异形窝眼高度为7.23 mm、异形窝眼开口角为15°时排种效果较好。田间验证试验结果表明,穴播机空穴率、穴粒数合格率、播种深度合格率平均值分别为2.0%、90.1%和92.3%;成穴器破膜膜孔较小,膜孔错位率为4.3%;成穴器水平方向土壤扰动量平均值为15 g,垂直方向为25 g。试验结果满足西北旱区玉米直插播种实际要求。

大豆玉米带状复合种植专用播种机现场演示验证技术要求

大豆玉米带状复合种植模式是实现“玉米不减产多收一季豆”的可行途径,但是这与各地现有种植模式有很大差异,给播种机播种施肥等作业提出了新的要求。系统梳理该种植模式的特点,一是精量播种,玉米单粒播种,大豆每穴1或2粒;二是行距、株距缩小,合理密植。大豆株距7~10 cm,行距25~30 cm或40 cm;玉米株距8~11 cm或14 cm,行距40 cm;大豆玉米行间距60~65 cm或70 cm。三是单位面积施肥量一个加大,一个减小。玉米高氮缓释复合肥每公顷750~975 kg,大豆低氮缓释复合肥每公顷225~300 kg,“4+4”和“4+6”种植模式施肥量还要适当增加。简要介绍对应专用播种机应考核的主要内容、合格指标及验证方法,如大豆玉米带状复合种植专用机播种机安全性、适用性、先进性应达到的要求、验证实施的技术要点;阐述验证结论获取及其局限性,提出促进专用播种机发展的3条建议:增加配置、改进性能;培训农户和完善农艺;长短结合、耐心培育促发展。

扰种侧充槽盘式玉米精量排种器设计与测试

为提高玉米排种器的充种性能,设计了一种扰种侧充槽盘式玉米精量排种器。以玉米籽粒尺寸参数为依据,提出了一种扰种侧充式取种结构,在充种的同时实现调姿扰种与导种,有效提升种群活跃度与充种时长,提高充种效率。建立力学与运动学模型对排种器关键结构参数进行设计及取种原理分析,并采用EDEM软件进行仿真分析明确扰种性能,在此基础上获得了影响排种器工作效率的关键因素:取种盘转速、槽孔深度、充种偏角,并以此为因素进行三因素三水平中心组合试验,建立了合格指数、漏播指数、重播指数的回归模型,分析优化得出在取种盘转速为28 r/min、槽孔深度为8.2 mm、充种偏角为67°时,优化模型预测的合格指数为94.32%、漏播指数为1.95%、重播指数为3.73%。田间试验结果显示:合格指数92.97%、漏播指数2.14%、重播指数4.89%,符合优化模型预测结果,扰种侧充槽盘式玉米精量排种器的各项评价指标符合播种农艺要求。

Experimental study on seed-filling performance of maize bowl-tray precision seeder

According to the requirement of assorted maize transplanting machine,a maize bud-seed precise sowing device was presented for use in cold areas.Experiments were performed to optimise the parameters of a maize bowl-tray precise seeder to improve the seed-filling performance.When the diameter of brush seed wheel was 78 mm,the clearance of brushing seed was 3 mm,with the maize varieties Demeiya 1,the moisture content about 40%,the depth of shaped hole 6 mm,the two major factors,the diameter of shaped hole and the velocity of seed box,were tested at five levels for each factor using the orthogonal rotational regression experiment.The effects on the single-seed rate,multi-seed rate,empty-seed rate,broken-bud rate and damage rate were investigated.The test results indicated that the factors affecting the single-seed rate and the multi-seed rate were the diameters of shaped hole and the velocity of seeds box,and the factor affecting the empty-seed rate was primarily the diameter of shaped hole.This study determined the optimal parameters,and verified the results,which provide the basis for the design and performance improvement of the maize bud-seed bowl-tray precision seeder.

2BH-3型玉米行间播种机设计与试验

针对玉米等行距留茬覆盖行间（沟台）互作种植模式的农艺要求,设计了2BH-3型行间播种机,可在行间一次完成施肥、播种、覆土和镇压等作业。为了解决行间播种机纵向尺寸过大的问题,设计了多功能行走轮,可同时实现仿形、限深、传动、覆土、镇压和碎土等功能。应用EDEM软件对内倾面光滑和有“V”型凸起的行走轮镇压效果进行离散元仿真分析,仿真结果表明：内倾面有“V”型凸起的行走轮接地压力更大,镇压过的土壤孔隙率相对缩小6.38%-6.93%。田间试验结果表明：播种的粒距合格率为89.8%,漏播率为2.3%,重播率为7.9%,种肥垂直距离为3.99 cm,排肥量不稳定性变异系数和各行不一致性变异系数分别为2.35%和1.62%。

气吸滚筒式玉米排种器充种性能仿真与试验优化

为了提高气吸滚筒式排种器充种性能,采用离散元分析的方法,对种层高度、振动频率、振动角度分别进行数值模拟,结果表明:在相同条件下提升种层高度,可以增长充种区弧长,增加充种时间,降低排种器的漏充率;振动频率增加,种子平均法向应力方差增大,即对种子的扰动性增强;合适的振动角度可以有效提高供种高度。减小内摩擦、增强种群扰动性、提高供种高度均可有效提高排种器充种性能。为寻找最佳参数组合,以郑单958玉米种子为播种对象,采用二次旋转正交组合试验方法,对排种器进行了排种性能试验,建立了种层高度、振动频率、振动角度3个主要因素与合格率、漏播率、重播率的数学模型,分析了各个因素及交互作用对合格率的影响规律,并进行了参数优化与验证试验。当最佳参数组合为振动角度45°,振动频率116~122 Hz,种层高度96~117 mm时,合格率大于90%,漏播率小于5%,重播率小于5%。经试验验证,试验结果与分析结果基本一致。试验结果表明该气吸滚筒式精密排种器对于玉米种子具有很好的播种适应性。

玉米精量播种装置的研究进展

中国是世界第二大玉米生产国和消费国,实现玉米的精量播种,可提高我国玉米产业国际竞争力、减轻劳动强度和促进农民增收,而精量播种自动化的核心设备是玉米精量播种装置。为此,阐述了国内外玉米精量播种装置的研究现状,针对我国玉米精量播种装置存在的问题,提出了解决思路及对策。

垄上镇压玉米精密播种机保墒抗旱机理的研究

秋季采用灭茬、深松、培肥、起垄、镇压、同机联作等耕作方式,使土壤蓄水保墒,春季采用垄上镇压玉米精密抗旱播种机播种.3年的大面积田间试验结果表明:使用该播种机在春旱的4～6月降雨量仅有9.5 mm的特殊年份,每公顷保苗株数5.52万株;4～9月份降雨量162.49 mm条件下产量达到8 992 kg/hm2.季节性干旱能够保住全苗,全年少雨的情况下没有绝收.垄上抗旱玉米精密播种机具有减弱水气对流损失、抵御干旱、提墒、保湿的作用.

膜下滴灌多功能玉米精量播种机的研制

半干旱区玉米种植中积极推广膜下滴灌栽培技术能够达到节水、高产、高效的目的。就播种环节而言,膜下播种要3次机械作业和2次人工作业。使用膜下滴灌多功能玉米精量播种机,可将膜下播种的3次机械作业变为膜上播种的1次机械作业完成,同时省去2次人工作业。膜上播种具有显著的经济效益、社会效益和生态效益。膜下滴灌多功能玉米精量播种机的成功研制,为今后半干旱区玉米种植时采用膜上播种提供了更先进的农机具。

玉米精量播种机单体仿形机构的仿真与设计

采用UG仿真的方法对玉米精量播种机单体仿形机构进行方案设计、受力分析和参数设计,并进行了运动仿真分析。研究结果表明,所设计玉米精量播种机播种单体结构是由平行四杆仿形机构、波纹圆盘破茬刀、播深调节装置、双圆盘开沟器、限位块、仿形限深轮和拉力弹簧等组成,所设计的四杆仿形机构符合仿形量80~120 mm的使用要求,且满足高速作业的需求,适应性强。

玉米根茬地小麦垄作免耕播种机研究

虚拟制造技术在国内农机行业已进行了各层面的研究应用,但是由于免耕播种机的工作环境复杂多变,目前结合虚拟制造技术进行研究仍处于初步研究阶段。根据大垄多行作物耕作技术特点,提出了避开玉米根茬播种的思路,对避茬的可行性进行了深入分析,利用Autodesk Inventor软件建立玉米根茬地小麦垄作免耕播种机虚拟样机模型。研制的垄作免耕播种机主要由修垄装置、机架、开沟器、地轮、种肥箱及传动系统、组合镇压器等组成,能够在玉米根茬地一次性完成施肥、播种、修垄和镇压等作业。

2BQM系列玉米免耕精量播种机的研究与设计

玉米免耕精量播种技术是保护性耕作技术主要内容之一,2BQM系列玉米免耕精量播种机是实施该技术的理想载体。阐述2BQM系列玉米免耕精量播种机的设计思路,介绍整机及关键作业部件的结构设计与工作原理,并通过生产试验验证该系列播种机的性能与效益。

云贵山区小型玉米播种设备的设计与分析

针对云贵山区特殊的地形地貌,研制出一款适合西南山地丘陵使用的小型玉米播种设备,旨在解决该地区山地玉米人工播种效率低、劳动强大的问题,提高山区玉米播种的生产效率。该播种设备主要由种肥箱、种肥定量分离装置、排种装置、覆土装置及开沟器等部分组成,其结构简单、操作方便、性能可靠、生产效率高。

脚踏式玉米播种机排种装置的设计与试验

脚踏玉米播种机包括支撑底座、踏板、前推杠杆以及排种装置,排钟装置是脚踏式播种机的核心部件。通过支撑底座与踏板的相对运动,实现楔形往复推进式排种装置的排种。田间试验结果表明:脚踏式玉米播种机播种装置在垄宽分别为350 mm、380 mm、400 mm时,播种深度合格率分别为95.14%、92.1%和89.72%,测试误差符合要求,脚踏式玉米播种机的排种装置设计能够满足特殊地块的耕种需求。

基于模糊PID控制的玉米精量播种机单体驱动器设计与试验

为提升新疆地区玉米精量播种机作业效率、稳定高速工况下播种质量,该研究以气吸圆盘式玉米排种器为研究对象,设计了一种基于模糊PID控制的玉米精量播种机单体驱动器。基于电机驱动排种控制系统硬件构成及工作原理,搭建了以STM32F103C8T6单片机为核心的功能电路。该单体驱动器工作时,由霍尔传感器采集播种机的作业速度,通过高精度光电旋转编码器实时反馈电机转速,利用增益调整型模糊PID算法使调速系统根据转速偏差和偏差变化率实时修正PID控制参数,使电机转速快速精准地跟随作业速度的变化。通过转速控制特性试验可知:脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)频率为60 kHz时,电机具有良好的启动特性;电机转速在307~10441 r/min范围内,电机实际转速变异系数均小于6.29%,具有较好的稳定性和线性度。电机调速试验结果表明:在设定电机目标转速为1500 r/min时,模糊PID调速系统相比传统PID调速系统超调量降低0.4%,上升时间和调节时间分别缩短0.12和0.49 s,稳态误差减小0.3%;在种床带速度反馈周期T=1.0 s时,模糊PID动态调速精度较高、鲁棒性好。电机驱动排种台架试验结果表明:作业速度为8、10 km/h时,两种控制方式的播种性能指标差异较小;作业速度为12 km/h时,模糊PID控制的播种合格指数大于93.04%,重播指数小于5.13%,漏播指数小于1.83%;与传统PID控制方式相比合格指数均值提高2.50个百分点,重播指数均值降低0.85个百分点,漏播指数均值降低0.88个百分点,各播种性能指标均优于传统PID控制方式,适于高速播种作业。研究结果可为玉米高速精量播种机的研发设计提供参考。

穴播穴施肥装置控制系统的设计

为了提高化肥的利用率、降低生产成本及减少对环境的污染,提出了一种穴播穴施肥技术,并设计了穴播穴施肥装置控制系统。该系统以电磁铁作为动力源,以单片机为核心,由软件、硬件以及辅助电路组成。在原有窝眼轮式排种排肥装置的基础上,增加种子肥料的二次定位机构。模拟检验表明,该系统实现了穴播穴施肥控制功能。

玉米育种播种机械化国内外现状及发展趋势

玉米育种试验系统的现代化程度成为了成功选育新品种的关键性因素,机械化播种作业可以提高试验精度,加快试验进程,提高效率。分析了国内外玉米育种播种机械化的现状,简要介绍了国内外玉米育种精量播种机尤其是排种器的研究类型与现状,提出了我国发展玉米育种播种机械化所面临的问题及发展趋势。

2BF-5型玉米-大豆带状间作精量播种机设计与试验

为解决玉米-大豆带状间作复合种植模式机械化播种机具作业性能不良、综合效益低的现状,结合整机驱动和仿形播种单体的优点,设计了2BF-5型玉米-大豆带状间作精量播种机。同时,为验证2BF-5型玉米-大豆带状间作精量播种机的工作性能并研究留茬免耕、灭茬免耕、灭茬旋耕3种不同耕作方式下机械播种对作物出苗质量的影响,选择播种粒距合格率、重播指数、漏播指数、出苗率、有效株数和产量作为主要考察指标进行单因素随机区组设计。试验结果表明,不同粒距下2BF-5型玉米-大豆带状间作播种机的播种粒距合格率为75. 8%～83. 57%,漏播指数为7. 8%～9. 17%,粒距变异系数为11. 4%～15. 4%,各项性能指标符合相关标准和实际生产要求。经过对出苗率和产量的分析表明,在灭茬免耕处理下该播种机播种作业的产量最高。

玉米免耕精密播种机漏播补偿系统的研究

研制的漏播补偿系统,采用等待补种、实时充种的方式,根据补种过程各动作时间关系,控制电磁阀和补种系统排种器动作时间,实现适时补种。该系统以2BYFZ-4型玉米免耕精密播种施肥机为载体进行田间试验,结果表明:安装漏播补偿系统后,机具在5～7km/h速度下播种合格率提升至99. 47%、99. 35%、98. 75%,漏播补偿系统补种性能良好。

小麦―玉米连作体系的玉米免耕精量播种机设计

根据黄淮海小麦―玉米连作高产区的种植特点,针对小麦收获后秸秆覆盖的地表进行玉米播种时的麦草壅堵、播深不稳定、漏播率、晾种率高等问题,研发2BYJ―4A型玉米免耕精量播种机。该机可一次完成苗带清整、开沟、施肥、精量播种、覆土镇压等工序。设计苗带清整及防堵装置,创造播种条件并保证机具通过性;采用四杆仿形机构,保证播深一致性;采用勺轮式排种器,实现精量播种,保证空穴率小于2%;设计一体式施肥播种开沟器,实现播种和施肥分层实施。田间试验表明,该播种机作业性能达到设计要求。