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。

基于EDEM仿真玉米高位投种结构参数分析与试验

为解决育种小区玉米高位投种过程中播种质量和粒距均匀性普遍较差等问题,针对排种器与导种管相对位置对粒距均匀性的影响进行了研究分析。通过对投种过程的理论分析,得出高速作业不同粒距条件会影响种子脱离种盘时产生的水平方向分速度,使得种子在导种管内产生碰撞,导致其排出的轨迹无法预测,播种粒距均匀性也随之下降。利用EDEM离散元分析软件对投种过程进行仿真试验,结果表明:在垂直距离344mm的条件下,150~230mm粒距采用水平距离82mm,230~300mm粒距采用水平距离84mm,能够在满足农艺要求并获得较好的粒距均匀性。进行了台架试验验证,结果表明对比未优化单体,优化后的单体能够获得较好的播种质量,粒距均匀性变异系数最大为12.04%,符合小区玉米精密播种的作业要求。

气吸式排种器投种过程理论分析

【目的】排种器工作性能直接影响播种质量,理论分析可为提高排种器的排种性能提供理论基础。【方法】以向日葵种子为例,对种子脱离吸孔后的运动进行分析,得到种子的运动微分方程、速度方程、位移方程,并建立了相邻两粒种子间距的数学模型,探讨了种子的投种方式(提前投种、及时投种、延迟投种、强制投种)和种子吸附姿态(姿态一、姿态二、姿态三)对种子间距的影响。【结果】利用理论分析对排种过程进行研究,得到了排种器工作参数或结构参数的取值范围、影响排种性能的相关参数,可为仿真提供理论基础,也可为最终后期设计排种器提供理论基础。

玉米姿控驱导式排种器导向投种机构设计与试验

针对玉米姿控驱导式排种器在高速工况下投种点位不一致,播种粒距均匀性不佳的问题,提出约束种子运动自由度并引导投种方向的方法,设计了一种新型导向投种机构,合理规划了待投种子的导种轨迹,进而确保投种点位及初速度恒定。完成了导向投种机构的结构参数设计与待投种子的动力学分析,明确了影响排种性能的关键参数及其取值范围,通过单因素与双因素试验获取了排种器的最优参数组合,并进行性能对比验证试验。结果表明,约束运移弧面圆心角取35°时,投种点位较为集中;在作业速度8 km/h、引导投种弧面半径24.3 mm时,排种性能达到最优,粒距合格指数、重播指数和变异系数分别为91.5%、4.7%和13.6%;当作业速度由8 km/h提升至14 km/h时,较原排种器粒距变异系数的降幅由0.1个百分点增大至2.7个百分点,采用导向投种机构可有效提升原排种器的高速作业性能。

基于高速摄像的气力式油菜精量排种器投种轨迹分析

采用高速摄像技术,在排种轴转速15r/min、负压-1 500Pa工况下,对正压50～600Pa范围内观察油菜的投种轨迹,并依据目标追踪技术方法提取连续帧图像中油菜籽的坐标位置并获得其运动轨迹曲线；统计分析油菜籽投种轨迹的分布特征,利用高斯函数模型对曲线拟合得到其分布规律,并构建正压与油菜籽投种距离的关系模型；根据油菜籽轨迹曲线获得其投种阶段瞬时速度曲线,明确了油菜籽的运动状态。试验结果表明：在同一工况下的油菜籽轨迹曲线均服从正态分布规律,且正压大小与油菜籽投种距离为线性关系,其相关系数为0.988；当排种器正压范围为100～250Pa时,其投种轨迹变异系数最小。

穴孔式水稻排种器投种过程分析

在水稻工厂化穴盘育秧播种过程中,排种器的投种过程是影响播种性能的最后环节,为满足排种器播种性能要求,对投种过程中种子运动规律、投种机理等进行了理论分析。把投种过程分为及时投种、延迟投种和强制投种过程,推导出每个过程中排种器各参数与穴盘运动速度间的关系式,并对投种过程进行了高速摄像分析,验证了理论分析的合理性。建立了型孔长度与排种器相关参数间的限制关系式,分析表明合理选择排种器设计参数,能够保证种子不与型孔另一边壁发生碰撞,实现顺利投种。

气吸式马铃薯排种器正压吹种零速投种性能优化试验

为提高马铃薯排种精度,弥补现有零速投种技术存在的不适合高速作业、投种点高等缺点,提出利用正压气流为下落的种薯沿播种机前进方向反向加速以实现零速投种。对投种过程进行基础解析,获悉影响零速投种性能的主要因素及各因素的试验取值范围。以吹种正压、投种角和排种器转速为试验因素,合格指数、重播指数、漏播指数及变异系数为评价指标,进行二次正交旋转回归试验,建立各指标与因素间的回归数学模型,分析各因素对评价指标的影响规律,可知当排种器转速为25~31 r/min时,影响排种性能的主要因素是排种器转速,当排种器转速〉31~40 r/min时,随着吹种正压的升高,合格指数上升、变异系数下降,此时零速投种对提升排种质量效果明显。根据回归模型进行参数优化,当吹种正压15 k Pa、投种角57°、排种器转速35 r/min时,排种合格指数、重播指数、漏播指数、变异系数分别为95.22%、3.51%、1.27%和9.43%,满足马铃薯排种作业要求。该研究为优化气吸式马铃薯排种器、提升马铃薯等大粒种子作物及其他作物排种精度提供技术支持。

水稻植质钵盘精量播种装置投种过程的动力学分析

为揭示播种装置投种机理,判别稻种的损伤率,该文采用第二拉格朗日方程建立了投种过程稻种的动力学模型,通过仿真获得了稻种运动速度随竖直位移的变化规律,并利用高速摄像技术对稻种投种过程进行了在线拍摄,获得了稻种投种过程运动速度随位移的变化规律,通过试验结果与理论结果的对比分析,可知,投种过程中稻种的运动规律主要受到翻板长度、翻板质量、稻种质量等参数的影响,其运动速度随位移的增加而呈非线性递增,当垂直位移为27 mm时,稻种运动速度分别为0.54、0.45、0.34、0.29和0.18 m/s,为求稻种投种后与秧盘的碰撞力提供数据,从而为判别稻种的损伤率提供理论依据。

倾斜圆盘勺式精密排种器投种过程分析

以种子几何形状和尺寸的变化为基础 ,分析了倾斜圆盘勺式精密排种器的结构参数和工作参数对实际投种角的影响以及相邻两粒种子在投种过程中的时间间隔偏差 ,进而建立了种子在种床内粒距实际分布的数学模型。分析结果表明 ,种子的几何尺寸、投种轮的高度、播种机的前进速度和投种轮的直径影响投种时种子运动的速度和方向 ,从而导致实际粒距的变化。为保证排种器顺利投种 ,建立了投种口长度与排种器参数间关系和参数组合的限制条件。

基于高速摄像技术的水稻钵盘精量播种装置投种过程分析(英文)

为揭示水稻钵盘精量播种装置投种过程,以水稻钵盘精量播种装置为研究对象,借助高速摄像技术对稻种投种过程和稻种的运动方式进行了观察,通过分析可知,稻种在运动中伴有自转、偏转等现象,运动轨迹符合二次曲线,垂直速度随时间增加而非线性增加,经拟合符合 Yield Density 模型;稻种水平位移与垂直位移有关。综合考虑投种率和投种效率,确定了垂直位移最大值为 31 mm。该结果为提高播种装置的投种率提供理论依据。

玉米精量播种机同位仿形半低位投种单体设计与试验(英文)

针对目前玉米精量播种机无法同时实现同位仿形和低位投种,导致行、株距均匀性差、播深不能精确控制的问题,该文设计了一种同位仿形半地位投种单体,在实现同位仿形的同时将投种高度降低了 120～160 mm(与常规的具有同位仿形功能的玉米精量播种机相比)。分析并确定了仿形轮直径及其支臂长度、仿形轮挡块长度和倾角等关键部件的结构参数,使得播深有较大的调节范围,最小播深为 40 mm,最大播深为 90 mm,能满足大多数情况的播种需求。田间试验表明,该单体能很好地实现玉米的精量播种,其粒距合格指数为 94.8%、重播指数 2.9%、漏播指数 2.3%、粒距变异系数 15.1%、播深一致性系数 88.3%,明显优于常规的高位投种单体的性能指标。

组合内窝孔精密排种器护种和投种过程分析

通过对组合内窝孔精密排种器护种和投种过程进行分析 ,探明护种和投种过程中种子的运动规律、机理及其影响因素 ,为系统建立该排种器的设计理论。

内置式双位投种穴播器

设计了一种内置式双位投种穴播器,在牵引工作状态下自动滚动、实现入土成穴器入土。采用内置式双位投种方式,且上位一次变量排种器布置在轮盘的定盘中心,以减小向入土成穴器的输种距离和省略传动装置。入土成穴器采用定、动两瓣结构,非开启状态为常闭,动瓣在达到最大入土深度后按杠杆原理打开,完成下位二次投种、出土后关闭。样机试验证明,穴播器各项性能符合设计和农艺要求。

气送式油菜飞播装置投种过程分析与试验

针对气送式油菜飞播装置作业时种子在离开投种管末端至到达土壤的过程中运移轨迹易受扰动而出现播种成条效果不佳甚至串行的问题,该研究对折叠式投种装置的投种过程进行了分析和优化。通过理论分析建立种子在投种管内和投种过程中的运动学模型,根据DEM-CFD(Discrete Element Method-Computational Fluid Dynamics,DEM-CFD)气固耦合仿真和高速摄像对种子在输送气流和无人机旋翼气流场中的运动轨迹和速度变化情况进行分析,并以此为基础对投种装置的结构及工作参数进行优化。混合正交仿真试验结果表明:种子在竖直投种管内速度变化的影响因子主次顺序依次为输送气流速度、投种管长度、投种管内径,其中输送气流速度、投种管长度对油菜种子在投种管内速度的变化的影响为极显著(P<0.01),投种管内径对油菜种子在投种管内速度的影响一般显著(0.05≤P<0.1)。高速摄像及地面泥盒试验结果显示,将原有气固分离器改为种子加速器,即增加输送气流速度参与投种后,投种管末端气流速度为4.5 m/s时,竖直位移30 cm处种子的平均水平分位移为4 cm,投种管正下方30 cm处泥盒内种子落地条带宽度为5.2 cm,比有气固分离器的结构,种子平均水平分位移减少3.1 cm,条带宽度减少7.9 cm,与仿真分析结果基本保持一致,满足油菜成条飞播的作业要求。

水稻钵盘精量播种装置投种过程高速摄像验证分析

为了研究播种装置投种机理,判别稻种的投种速度、落种高度以及翻版角速度对稻种投种过程中的影响,通过仿真获得了稻种的速度与时间、垂直位移与速度以及翻板角速度与速度的变化规律。在与仿真条件相同的情况下,利用高速摄像技术对上述3种情况进行在线拍摄,并获得了这3种变化关系的曲线图。通过试验结果与理论结果的对比分析,得出投种过程中稻种的运动规律主要受翻板角速度、翻板长度、翻板质量及稻种质量等参数的影响—其运动速度随位移的增加而呈递增的趋势。由此为判别稻种的投种速度、落种高度以及翻板角速度对稻种投种过程中的影响提供理论依据。

球勺内窝孔小麦精量排种器投种机理的研究

简要介绍球勺内窝孔小麦精量排种器结构和工作原理 ,对护种区种子的受力和运动进行了分析 ,通过种子的运动特征 ,着重研究排种轮转速、投种口的位置和尺寸对排种均匀性的影响 。

间歇式投种玉米穴播装置的设计与试验

针对传统滚轮穴播器膜上播种时存在撕膜、挑膜、穴位错孔等问题,为满足旱地全膜双垄沟机械化播种要求,设计间歇式投种玉米穴播装置。该机利用槽轮机构行进过程中的间歇式停顿,曲柄滑块机构做往复直线运动进行直插播种,成穴器在曲柄滑块机构带动下垂直入土、出土,并在入土最低端强制开启,实现零速投种,穴孔位置准确,减少放苗等后续作业。田间试验结果表明:整机作业性能优异,空穴率为0.79%,穴粒数合格率为93.2%,播种深度合格率为94.1%,穴位错孔率为1.3%,作业质量符合行业技术标准要求。

水稻钵盘精量播种装置投种机理分析

为提高水稻钵盘精量播种装置的播种性能,本文利用相似理论,建立稻种运动模型,并利用水稻钵盘精量播种试验台,结合高速摄像技术,采用稻种重Gd为0.36kg·m·s^(-2)、翻板重Gb为7.14kg·m·s^(-2)、翻板长度L为12mm时的试验数据,确定本构模型常数。利用动量定理获得稻种投种过程的动力学模型,通过仿真获得垂直位移、翻板角速度对稻种受力的影响关系。根据稻种受力后发芽率试验结果,确定稻种的垂直位移、翻板角速度的极限值分别为30mm、56.66rad/s。最后利用水稻钵盘精量播种试验台进行试验验证。

气吸式玉米高速精量排种器直线投种过程分析与试验

为解决气吸式玉米精量排种器在高速作业条件下投种过程种子与导种管碰撞异位造成排种粒距合格率下降和排种粒距变异系数增大的问题,该文提出了一种利用推种装置配合种盘吸孔实现直线投种的方法,并对直线投种原理进行分析,阐明直线投种过程中种子与排种器的运动和力学关系,明确种盘吸孔曲线方程,确定了推种装置结构曲线参数方程。选取投种位置和作业速度为主要因素进行全因素试验,对试验结果进行显著性分析,确定了因素与指标的回归方程,以排种粒距合格率、漏播率以及排种粒距变异系数为寻优条件,确定较优的投种位置为直线推种区角度=15°,直线落种角度=21°,并进行验证试验。试验结果表明,作业速度12 km/h时,排种粒距合格率为98.68%,漏播率为0.69%,排种粒距变异系数为15.03%,与理论优化结果基本一致。进行了直线投种方式与原有阻气投种方式的对比试验,结果表明,各个作业速度下排种器性能指标均有所提升,且提升幅度随着作业速度的提高而增大,在作业速度14 km/h时,直线投种较原有阻气投种排种粒距合格率提高4.22个百分点,漏播率降低4.20个百分点,排种粒距变异系数降低4.55个百分点,采用直线投种方式可大大改善播种效果,提高作业速度。

精量播种机带式投种装置排种性能试验研究

为改善高速播种条件下的播种质量,设计一种可与气吸式排种器配套使用的带式高速投种装置。根据GB国家标准GB/T6973-2005《单粒(精密)播种机试验方法》的测定要求,对排种系统进行单因素对比试验。研究结果表明:作业速度对排种系统的各项性能指标均有显著性影响。作业速度由8 km/h增加至12 km/h,粒距合格指数下降20.06%,重播指数、漏播指数和粒距变异系数分别增大5.5%、14.56%和4.75%。