蔬菜种子物理特性和空气动力学特性试验研究

蔬菜穴盘精量播种是蔬菜工厂化育苗的关键问题,而气力式播种是广泛采用的精量播种方法之一.为此,通过实验研究了黄瓜、蕃茄、茄子和辣椒等蔬菜种子的物理性质和空气动力学特性,测定了形状、尺寸、千粒质量、孔隙率、休止角、漂浮速度和漂浮系数等有头稀理特性,作为设计蔬菜穴盘气力式精量播种装置结构和性能参数的依据.     

气吸式穴盘育苗精量播种机的设计与试验

根据工厂化穴盘育苗的农艺要求,研究设计了气吸穴盘育苗精量播种机,详细介绍了其结构和工作原理,分析确定了针式吸种盘、抛掷式种子盘和气吹投种和清孔系统的结构参数.田间播种生产试验表明:该机较好地解决了气吸式精量播种机对番茄等不规整小颗粒种子播种单粒率低和空穴率高等难点,指出了小颗粒不规整种子吸附过程中的姿态对提高气吸式精量播种机取种精度至关重要.     

玉米、大豆精量半精量播种技术

玉米、大豆精量半精量播种技术可根据播种株距分为全株距精量播种、半株距精量播种、半精量播种。全株距精量播种:适用于土地水、肥条件好,所用的种子纯度高,发芽率高,病虫害防治较好的地块。半株距精量播种:播种株距为正常农艺要求株距的一半,发生缺苗,可采取前后借苗的方法补缺。此法保苗率高,间苗省工。半精量播种:每穴播1～3粒种子,每穴单双子粒占70%以上。常用机具有2B Q系列气吸式播种机、2B F侧充式播种机等。气吸式播种机适用垄上和平地的全株距、半株距精量播种,同时深施化肥。特点:排种装置采用垂直圆盘气吸式排种器,不损伤种子…     

振动气吸式穴盘育苗精播装置吸种运动研究

振动气吸式穴盘精量播种装置是利用振动气吸原理,使种子在种子盘上克服相互间内磨擦力而产生有利于吸种的"沸腾"运动。根据气体动力学和散粒体动力学理论,建立了振动气吸式精播装置的吸种运动场和振动场的数学模型,分析了种子在吸种场中的运动规律及其影响因素,并验证了其正确性,为该播种设备的结构设计、参数选择提供了理论基础。     

气吸式穴盘播种器性能研究

穴盘精量播种机是工厂化设施园艺生产的关键设备.目前，国内农机市场缺少价格低、操作简单、效果好的气吸式穴盘播种机.为此，研究了气吸式穴盘播种器在不同类型蔬菜种子、气室真空度和吸种盘孔径条件下的播种性能,并在播种试验台进行了性能试验,得出了不同种子播种性能与气室真空度和吸种孔径的关系;同时,结合多方面实际因素设计,为开发适合我国国情的气吸式精量播种机提供了理论基础.     

针状气吸式水稻精密播种机的设计与试验

以工厂化育秧的农艺要求为背景,设计了针状气吸式精量播种装置,介绍了其工作原理和相关参数.试验结果表明:气针端面角越小,吸附性能越好;空穴率随着气针端面角的减少而降低,但重播率上升,单粒率不一定提高;在气针端面角相同的情况下,尺寸与千粒质量较小的种子播种效果较好.     

垂直圆盘气吸式排种器攫取种子过程分析

目前,我国玉米精量播种面积较大,其中采用垂直圆盘气吸式播种技术进行播种的较多,但该项技术在高速作业时存在排种器攫取种子效果不佳的问题,即出现少播或漏播的现象.为此,针对该问题开展相关技术研究,从理论上对垂直圆盘式气吸式排种器攫取种子的过程及有关参数进行分析,找出解决该问题的方法,提高机械化作业效率.     

群组吸孔气吸式芹菜排种器设计与试验

气吸式排种器可实现小颗粒种子的精密排种,但芹菜种子球度较小,且农艺要求一穴多粒,成为芹菜气吸式排种器精量排种的难点。为此本文基于CFD流体仿真,结合多因素、多水平试验分析及验证等方法,设计一种群组吸孔的气吸式芹菜精量排种器。以西芹“文图拉”芹菜种子为研究对象,首先,根据芹菜种子三轴尺寸,确定吸孔形状及尺寸;其次,通过CFD流场仿真研究不同吸孔分布结构下吸孔负压并确定群组吸孔数量;再次,通过理论分析推导确定最低吸种负压;最后,以气室真空度、种盘转速、吸孔分布结构为试验因素,以漏播率、重播率、合格率为试验指标,进行三因素三水平正交试验。通过极差分析和方差分析确定了影响排种性能的主次因素与最佳参数组合。结果表明：气吸式芹菜精密排种器较优组合参数为气室真空度-4 kPa、种盘转速20.75 r/min、吸孔分布结构为正等边三角形,此时播种合格率为88.9%,漏播率为5.1%,重播率为6.0%。田间试验结果为：合格率83.48%,重播率9.15%,漏播率7.37%。本研究实现了气吸式芹菜精密穴播,可为一穴多粒球度较小的小颗粒种子精量排种器设计提供参考。     

怎样用好气吸式精量播种机

目前,国内播种已趋于精密化,因此气吸式精量播种机应用越来越广泛,特别是大型农机合作社的不断组建,使气吸式精量播种机的使用得到了长足的发展,但是农村驾驶员以前接触的气吸式精量播种机比较少,因此,对气吸式精量播种机的调整与使用不是很了解。为提高驾驶员对气吸式精量播种机的正确使用能力,本文对气吸式精量播种机的调整、使用、故障排除和注意事项进行了较为全面的叙述。     

2BLQ-6型气吸式小麦精量播种机的设计及性能测试

针对我国目前大田用小麦精量播种机至今没有大量生产、而且不能实现精量播种、种子破损率高、排量不稳定等缺点,研制了一种新型的气吸式精量播种机。虽然其排种器结构相对复杂,但不伤种,而且对种子几何形状要求较宽松,易实现大田精量播种。并对其进行了性能测试。     

绿豆种子离散元仿真参数标定与排种试验

为提高绿豆精密排种过程离散元仿真模拟试验所用仿真参数的准确度,进一步优化排种部件,基于绿豆种子的本征参数,采用Hertz Mindlin with bonding粘结模型建立种子仿真模型,分别采用自由落体碰撞法、斜面滑动法、斜面滚动法对绿豆种子与接触材料(有机玻璃、Somos8000树脂)间仿真参数进行标定,结果表明：绿豆与有机玻璃碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数分别为0.445、0.458、0.036,与Somos8000树脂碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数分别为0.434、0.556、0.049。以种间接触参数为因素,以实测堆积角与仿真堆积角相对误差为指标,进行了最陡爬坡试验、三因素五水平旋转组合设计试验,以最小相对误差为优化目标,对试验数据寻优分析得到：绿豆种间碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数分别为0.3、0.23、0.03。对标定结果进行排种验证试验,结果表明：仿真试验漏吸率与台架试验漏播率最大相对误差为4.71%、重吸率与重播率最大相对误差为4.94%、单粒率与合格率最大相对误差为0.98%,证明标定结果可靠。该研究结果可为绿豆精密排种装置的设计与仿真优化提...     

扰动促充机械式绿豆精量排种器设计与试验

我国绿豆种植机械化水平较低,多采用撒播或条播,良种浪费严重,针对该问题并结合种植地块小且分散,每穴2～3粒的农艺播种要求,设计了一种采用凹型携种孔兜种、导种槽促进充种、毛刷清种护种的扰动促充机械式绿豆精量排种器。分析了扰动促充力学关系,确定了导种槽、携种孔和清种毛刷参数的设计方法。采用离散元软件EDEM仿真优化方法,以携种孔的结构尺寸参数为试验因素进行了三因素三水平的正交仿真试验,确定了较优的携种孔参数组合为：携种孔长度10.5mm、宽度6.5mm、深度5mm,对较优参数组合进行了验证试验,试验结果表明排种器的最优充种指数为96.05%,合格充种指数为1.64%,漏充指数为1.57%,与仿真优化结果一致。为考察排种器对速度的适应性,进行了速度单因素试验,试验结果表明作业速度小于等于8km/h时,合格指数大于90%,漏播指数小于5%,重播指数小于2%。为验证排种器对不同品种绿豆的适应性,进行了品种适应性试验,试验结果表明所选绿豆品种的合格指数大于95%,漏播指数小于5%,重播指数小于3%,均满足设计要求。     

齿勺气送式芝麻精量集排器设计与试验

针对芝麻种子球形度低、流动性差导致排种过程充种稳定性差,难以实现精量播种的实际问题,基于芝麻的机械物理特性和播种农艺要求,设计了一种采用倾斜齿勺式型孔充种、气送辅助导种的芝麻精量集排器,确定了其主要结构参数,构建了充种、携种和投种环节中芝麻种子颗粒群的力学模型。应用EDEM开展了排种器排种性能仿真试验,采用三因素三水平正交试验与Box-Behnken响应面分析了型孔高度、型孔右壁倾角和齿勺倾角对排种性能的影响,结果表明,型孔高度为1.92 mm、型孔右壁倾角为8.4°、齿勺倾角为28.6°时,各行排量一致性变异系数和平均排种量分别为1.69%、3.7 g/min。以排种轴转速、种层充填高度为试验因素,以各行排量一致性变异系数、总排量稳定性变异系数为试验指标,进行排种性能二因素三水平试验,试验结果表明：排种轴转速15 r/min、种层充填高度10 mm时,各行排量一致性变异系数、总排量稳定性变异系数分别为1.62%、0.40%,排种性能较优。田间试验表明,机组作业速度为2.9 km/h时,芝麻平均种植密度为36株/m²,播种均匀性变异系数低于4%,满足芝麻田间播种要...     

基于IGWO-LADRC的电动绿豆播种机控制系统研究

针对高密度种植作物绿豆精密播种时因理论株距小、合格范围小及系统存在内外干扰导致漏播率高、播种不均匀等问题,研究一种基于IGWO-LADRC的电动绿豆精密播种机控制系统。对排种电机建模,同时提出一种改进灰狼算法（Improved grey wolf optimizer,IGWO）整定线性自抗扰控制器（Linearactive disturbance rejection control,LADRC）的参数,通过与经验法整定PID、经验法整定LADRC、GWO-LADRC 3种排种电机控制方式进行对比,来检验所提出智能控制系统的优势。仿真实验表明：基于IGWO-LADRC的电动绿豆精密播种机控制系统,系统无超调,调节时间为0.57s,无静差,受干扰恢复时间为0.35s,且再次达到稳态后无振荡现象且无静差。台架试验表明：智能电驱动播种相较传统链驱动播种合格指数提升2.75个百分点,重播指数降低0.46个百分点,漏播指数降低2.22个百分点,变异系数降低8.91个百分点,合格株距变异系数降低7.89个百分点;相较传统PID电控播种在各项排种性能指标也更优;合格指数提升2.20个百分点,重播指数降低0.37个百分点,漏播指数降低1.30个百分点,变异系数降低7.28个百分点,合格株距变异系数降低4.47个百分点。均满足国家标准要求。     

链勺翻转清种式蚕豆精密排种器设计与试验

针对蚕豆种子三轴尺寸差异大、清种难、易重播的问题,设计了一种链勺翻转清种式蚕豆精密排种器。对排种器关键部件参数进行设计,通过理论分析建立了种子在清种区的动力学模型;利用DEM-MBD耦合方法进一步分析了弹簧张紧力、种层高度、作业速度、清种区排种链倾角和充种区排种链倾角对排种性能的影响,校核了弹簧刚度,确定了弹簧张紧力为50N,种层高度为75mm。以充种区排种链倾角、清种区排种链倾角和作业速度为试验因素,合格指数、重播指数、漏播指数为试验指标,采用二次回归正交旋转组合试验方法进行台架试验;试验结果表明,最优参数组合为：作业速度4.25km/h、清种区排种链倾角-2.9°、充种区排种链倾角74°;对上述组合参数进行排种性能试验验证,得到此时合格指数为93.83%,重播指数为5.67%,漏播指数为0.50%,满足蚕豆播种要求。     

小麦种子物理特性参数测定及在播种机

为获取小麦小区精密播种机排种器和自动供种装置的设计依据,研发初期选取济麦22种子作为测量对象,测定了种子的千粒质量、容重、三轴尺寸、休止角和静摩擦系数等物理特性参数。测量得知:济麦22种子千粒质量均值46.02 g;容重均值831.30 g/L;三轴尺寸的长、中、短轴均值分别为6.47、3.42和3.08 mm;休止角均值28.9°;小麦与不锈钢板之间的静摩擦系数最小,为0.427。上述参数的测定,为小麦小区精密播种机排种器和自动供种装置相关参数的确定提供了有力的数据支撑,在一定程度上提高了整机的工作性能。      

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。     

西洋参种子物理特性试验

为获得气吸式西洋参排种器的设计参数,以威海文登地区普遍种植的西洋参种子为研究对象,对已催芽和未催芽西洋参种子的三轴几何尺寸、千粒质量、休止角和滑动摩擦角进行试验测试,分析了不同含水率条件下西洋参种子各项物理参数的变化规律。结果表明,含水率为7.46%的未催芽西洋参种子平均三轴尺寸为5.84 mm×4.97 mm×2.77 mm,平均千粒质量为32.79 g,休止角为36.44°,滑动摩擦角（塑料、铝和不锈钢）为21.2°、25.8°和19.2°。含水率为46.67%的已催芽西洋参种子平均三轴尺寸为6.31 mm×6.12 mm×3.95 mm,平均千粒质量为60.21 g,休止角为45.42°,滑动摩擦角（塑料、铝和不锈钢）为26.7°、27.5°和25.1°。      

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。     

变粒径双圆盘气吸式精量排种器优化设计与试验

针对现有气吸式圆盘型精量播种机播种不同尺寸种子需要更换排种圆盘的缺陷,为节约成本、提高排种器通用性,基于现有圆盘型排种器,设计了一种变粒径双圆盘气吸式精量排种器,无需更换圆盘便可实现不同粒径种子的精量播种。阐述了排种器基本结构与工作原理,并对其工作过程及关键部件进行了理论分析,确定了型孔排布、型孔形状、型孔锥角等关键结构参数,运用Fluent仿真分析了5种组合型孔对气室流场的影响,通过仿真分析获得了最佳组合型孔参数,并在JSP-12排种试验台上进行了排种均匀性试验及正交试验,得到排种性能较好时的负压、排种盘转速等参数的合理范围。结果表明:当排种器圆盘型孔为60°锥角的倒角型型孔,转速为34. 5 r/min、负压为4. 1 k Pa时,其合格率为90. 46%、漏播率为2. 59%、重播率为6. 94%,排种性能较优,满足播种要求。通过田间试验跟踪观察种子后续生长情况,试验得出排种器的平均合格率90. 16%、漏播率2. 77%、播种各行排量一致性变异系数5. 34%、总排量稳定性变异系数4. 86%,与传统排种器相比作业质量显著提升。