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三七育苗播种机导种管设计与试验

华南农业大学学报 2022年第1期43卷 120-132页

作者：杨文彩张效伟仲广远郑嘉鑫蒲望马永敢云南农业大学机电工程学院云南昆明650201 中国农业大学工学院北京100083

【目的】为提高三七Panax notoginseng育苗机械化播种精确性,针对三七小行株距的特点,研究一种新型导种管。【方法】分别建立有、无导种管情况下种子运动的力学模型。在土槽上开展了以投种高度、播种机前进速度、投种角度为试验因素,以... 详细信息

【目的】为提高三七Panax notoginseng育苗机械化播种精确性,针对三七小行株距的特点,研究一种新型导种管。【方法】分别建立有、无导种管情况下种子运动的力学模型。在土槽上开展了以投种高度、播种机前进速度、投种角度为试验因素,以理论播种点与实际播种点距离偏差的标准差和弹跳率为试验指标的三因素五水平二次回归正交旋转组合试验;借助Design-Expert 10.0.3软件建立了试验因素与指标间的回归方程及多目标优化数学模型,获取最佳投种参数组合;在最优参数组合下,使用高速摄像技术获取种子运动轨迹,结合运用图像处理技术和曲线拟合法进行种子运动轨迹曲线方程研究;借助EDEM软件进行导种管截面尺寸仿真分析,确定截面尺寸;用3D打印技术试制导种管并开展播种验证试验。【结果】在有、无导种管情况下,影响种子离开排种器后运动的共同因素为排种器的周围速度、投种高度和投种角度。通过正交旋转组合试验得出最优投种参数组合为投种高度20 cm、播种机前进速度7.8 m/min、投种角度42°。在未安装导种管条件下,理论播种点与实际播种点距离偏差的标准差、弹跳率分别为51.66 mm和72.31%。研制的新型导种管出口和入口截面尺寸分别为26 mm×30 mm和26 mm×60 mm;安装新型导种管后验证试验结果显示,理论播种点与实际播种点距离偏差标准差为26.90,弹跳率为45.20%。【结论】新型导种管满足了三七育苗机械化播种要求,播种精确性明显提高,研究结果可为三七育苗播种机导种管设计与田间播种应用提供了参考依据。

关键词：三七机械化播种导种管运动轨迹图像处理 EDEM仿真

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基于DEM的导种管优化设计方法研究

中国农机化学报 2024年第2期45卷 41-47页

作者：李飞翔唐凯怿葛越锋杨大芳李得志马佳佳洛阳智能农业装备研究院有限公司河南洛阳471000

为提高玉米精量播种机播种均匀性,需要合理的导种管引导种子进入种沟,基于离散元法研究玉米精量播种机导种管的优化设计。以零速投种理论为基础,采用运动学能量守恒方程分析导种管主曲线,得到种子在导种管出口处的水平速度方程;基于Isi... 详细信息

为提高玉米精量播种机播种均匀性,需要合理的导种管引导种子进入种沟,基于离散元法研究玉米精量播种机导种管的优化设计。以零速投种理论为基础,采用运动学能量守恒方程分析导种管主曲线,得到种子在导种管出口处的水平速度方程;基于Isight软件RSM优化模块设计试验,结合所得导种管出口处水平速度方程,以圆弧段夹角α、直线段与竖直方向夹角β、直线段高度h1、圆弧段半径R为因素,考虑分析出口水平速度及实际农艺种子株距的范围调节,增加排种盘角速度ω为因素,以株距变异系数、出口水平速度为响应设计试验对主曲线参数进行优化求解。在ω为15~45 r/min参数范围下,以出口水平速度小于0.1 m/s,变异系数小于5%进行寻优求解,得到导种管主曲线的最佳参数组合为:α=25°,β=11°,h_(1)=200 mm,R=625 mm。根据所得最佳参数采用CATIA软件建立三维模型并3D打印进行台架试验,台架试验所得种子变异系数为11.58%、合格指数为98.2%、漏播指数为0.83%、重播指数为0.97%,结果表明导种管主曲线优化设计合理。

关键词：精量播种机导种管离散元优化设计变异系数

指夹式亚高速玉米播种不同导种管种子运移轨迹对比

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农机化研究 2024年第3期46卷 167-171,181页

作者：李佳俊陶桂香衣淑娟毛欣刘汉武黑龙江八一农垦大学工程学院黑龙江大庆163319 德邦大为(佳木斯)农机有限公司黑龙江佳木斯154000

为了解决玉米亚高速播种机作业速度为8~12km/h条件下,指夹排种器导种管选型问题,以14°和16°两种角度的导种管为研究对象,通过自制试验台架并利用高速摄像技术对玉米种子在不同导种管中的运动过程进行追踪拍摄,描述了指夹排种器分别在... 详细信息

为了解决玉米亚高速播种机作业速度为8~12km/h条件下,指夹排种器导种管选型问题,以14°和16°两种角度的导种管为研究对象,通过自制试验台架并利用高速摄像技术对玉米种子在不同导种管中的运动过程进行追踪拍摄,描述了指夹排种器分别在作业速度8~12km/h、倾斜角度0°~30°、离地高度2~4cm 3种因素下,种子落入不同导种管的位移轨迹,结果表明:种子在16°导种管比在14°导种管中弹跳剧烈。

关键词：玉米播种亚高速导种管高速摄像对比

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离散元模拟导种管高度对排种性能的影响

农机化研究 2016年第1期38卷 12-16页

作者：刘建英张鹏举刘飞内蒙古机电职业技术学院呼和浩特010070 内蒙古师范大学计算机与信息工程学院呼和浩特010022 内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018

排种系统是免耕播种机的重要组成部分,其性能直接影响到免耕播种机整体工作质量。导种管为排种系统最后一个环节,主要作用是将排种器排出的种子导入开沟器并使种子能够顺利落入种沟内,其投种位置和速度对排种系统的排种均匀性有较大影... 详细信息

排种系统是免耕播种机的重要组成部分,其性能直接影响到免耕播种机整体工作质量。导种管为排种系统最后一个环节,主要作用是将排种器排出的种子导入开沟器并使种子能够顺利落入种沟内,其投种位置和速度对排种系统的排种均匀性有较大影响。本文用离散元软件,对导种管施加直线运动和正弦振动,模拟玉米种子由颗粒工厂生成后,经过导种管下落到土地的过程。同时,经离散元后处理模块得到玉米种子在土地上的分布图、种子的运动轨迹及种子在导种管内运动的最小速度和种子离开导种管时的速度;并用origin软件得到种子在导种管内运动的最小速度与导种管高度的拟合曲线、种子离开导种管时的速度与导种管高度的拟合曲线。模拟结果表明:当免耕播种机作业速度为1.389m/s时,最佳导种管高度应为500mm。

关键词：排种器导种管种子分布投种速度免耕播种

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旋耕灭茬施肥播种联合作业机导种管设计

农机化研究 2011年第12期33卷 98-99,105页

作者：仲云龙张永良闫军朝胡建平吴耀东嘉兴市秀洲区农机管理站浙江嘉兴314001 江苏大学农业工程研究院江苏镇江212013 江苏云马农机制造有限公司江苏大丰224100

针对旋耕灭茬施肥播种联合作业机高位排种、低位投种的作业特点,进行了排种器导种管曲线形状的设计研究。为减小种子与管壁的碰撞,根据排出口种子作向后抛射运动情况,将导种管前段曲线设计成抛物线;为使种子在管内滑行时间最短,同时又... 详细信息

针对旋耕灭茬施肥播种联合作业机高位排种、低位投种的作业特点,进行了排种器导种管曲线形状的设计研究。为减小种子与管壁的碰撞,根据排出口种子作向后抛射运动情况,将导种管前段曲线设计成抛物线;为使种子在管内滑行时间最短,同时又具有合适的着地角和着地速度,导种管后段曲线设计成一摆线。台架试验证明:排种轮转速在20～30r/min工作范围内,播种均匀性变异系数最高为13.2%,明显低于国家标准,达到了预期效果。

关键词：施肥播种联合作业导种管

水稻内充气力式精量穴播排种器导种管的设计与试验

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湖南农业大学学报（自然科学版） 2021年第1期47卷 71-80页

作者：张顺李勇王浩宇廖娟李兆东朱德泉安徽农业大学工学院安徽合肥230036 安徽省智能农机装备工程实验室安徽合肥230036

为满足自行研制的水稻内充气力式精量排种器定距成穴的排种要求,对排种器的投种过程进行运动学分析,构建了稻种的理论投种轨迹,并以此设计了一种具有投种轨迹特征形状的变截面矩形导种管。运用离散元方法与台架排种试验,对影响排种成穴... 详细信息

为满足自行研制的水稻内充气力式精量排种器定距成穴的排种要求,对排种器的投种过程进行运动学分析,构建了稻种的理论投种轨迹,并以此设计了一种具有投种轨迹特征形状的变截面矩形导种管。运用离散元方法与台架排种试验,对影响排种成穴性与均匀性的导种管底板倾角与吸种滚筒转速进行仿真分析。结果表明,每穴颗粒排出最大时间差与相邻穴时间间隔变异系数均随导种管底板倾角减小和吸种滚筒转速增大而增大;台架排种试验表明,穴径平均值与穴距变异系数均随导种管底板倾角减小和吸种滚筒转速增大而增大,与仿真分析结果相吻合,导种管底板倾角取77°时,能适应不同的排种频率,穴粒数合格率高于90.0%,漏播率低于2.2%,重播率低于8.0%,穴径平均值小于28.33 mm,穴径合格率高于91.33%,穴距平均值约为200.00 mm,穴距变异系数小于11.10%,可满足水稻精量穴直播的农艺要求。

关键词：水稻精量排种器内充种气力式穴直播导种管

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玉米种子在导种管中运动过程的高速摄像分析

农机化研究 2010年第10期32卷 130-132页

作者：王乐邱立春李永奎沈阳农业大学工程学院沈阳110161

以播种机导种管为研究对象,借助高速摄像技术对玉米种子在导种管中的运动过程进行在线拍摄,描述了指夹式排种盘在3种不同转速下种子落入导种管口的位置变化及运动轨迹,并分析了影响播种机播种均匀性的主要因素。试验研究表明,种子落入... 详细信息

以播种机导种管为研究对象,借助高速摄像技术对玉米种子在导种管中的运动过程进行在线拍摄,描述了指夹式排种盘在3种不同转速下种子落入导种管口的位置变化及运动轨迹,并分析了影响播种机播种均匀性的主要因素。试验研究表明,种子落入导种管口的位置受排种盘转速的影响会产生横向偏移,直接影响种子在导种管中运动轨迹及播种质量。

关键词：玉米种子导种管高速摄像运动轨迹

2BZJ-10型播种机设计及导种管结构参数研究

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2BZJ-10型播种机设计及导种管结构参数研究

作者：丁钟凯东北农业大学

学位级别：硕士

本文通过理论分析和试验研究,对2BZJ-10大豆窄行密植精密播种机进行结构设计,并着重研究该机导种管结构参数对于播种粒距均匀性的影响。通过查阅相关文献资料、参考现有技术方案,对于播种单元体、施肥部件进行选型,结合CAD和CAE技... 详细信息

本文通过理论分析和试验研究,对2BZJ-10大豆窄行密植精密播种机进行结构设计,并着重研究该机导种管结构参数对于播种粒距均匀性的影响。通过查阅相关文献资料、参考现有技术方案,对于播种单元体、施肥部件进行选型,结合CAD和CAE技术对大豆窄行密植精密播种机整机设计及虚拟装配。结合动力学原理和相关知识对于种子经过排种器后在导种管中的运动过程进行分析,基于零速投种原理建立种子在导种管出口处水平方向速度的理论方程,并通过方程寻求影响种子在导种管出口处水平方向速度的四个因素即：导种管直线部分与水平方向夹角、导种管圆弧部分圆心角、导种管圆弧部分半径、导种管直线部分长度。建立基于高速摄影技术的碰撞检测系统,对种子在导种管中的碰撞过程和运动状态进行研究。表明当排种盘转速为30rad/min时种子与导种管第一次接触点沿导种管直线段方向距离排种器出口50-70mm,据此确定了导种管直线段的最短长度为70mm。通过导种管圆弧部分半径、导种管直线部分长度对播种后的合格指数、重播指数、漏播指数变异系数的单因素分析,确定了导种管结构参数对种子经导种管后的各个粒距均匀性指标的影响规律。在导种管圆弧段半径为230～290mm时,种子经导种管后的粒距均匀性指标最优,粒距均匀性最好;当导种管直线段长度为130～180mm范围时,合格指数达到78以上而变异系数则降低到22左右,实现较优的粒距均匀性。通过查阅相关文献又确定了当圆弧部分圆心角为20。-30。、导种管直线部分与水平方向夹角为70°-80°时粒距均匀性最佳。设计了影响粒距均匀性的导种管结构参数的优化试验。采用Design Expert软件对试验结果进行分析并优化,得到导种管直线部分与水平方向夹角、圆弧部分圆心角、圆弧部分半径、直线部分长度对于粒距均匀性各项指标的回归模型;并进一步优化得到：当导种管直线部分与水平方向夹角75°、导种管圆弧部分圆心角25°时;导种管直线部分长度在142.50-155.50mm、导种管圆弧段半径在245～261,65mm范围时,此结构参数组合能够保证良好的粒距均匀性。

关键词：播种机导种管结构参数粒距均匀性

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指夹式亚高速玉米播种不同导种管对比试验

指夹式亚高速玉米播种不同导种管对比试验

作者：李佳俊黑龙江八一农垦大学

学位级别：硕士

为解决亚高速玉米播种机作业速度在8-12km/h条件下,指夹排种器导种管选型问题,哪种角度的导种管在亚高速状态下更适用于播种作业,从而满足作业需求。本论文在亚高速玉米播种条件下,采用目前广泛应用的14°和16°(导种管直线端与水平方... 详细信息

为解决亚高速玉米播种机作业速度在8-12km/h条件下,指夹排种器导种管选型问题,哪种角度的导种管在亚高速状态下更适用于播种作业,从而满足作业需求。本论文在亚高速玉米播种条件下,采用目前广泛应用的14°和16°(导种管直线端与水平方向夹角)两种角度的导种管为研究对象,通过高速摄像技术、性能对比试验、JPS-16型排种器性能检测、田间试验等多种方法,确定合理的作业参数,并进行验证,为亚高速玉米精量播种机及配套导种管的优化设计提供借鉴参考。主要研究内容及结论如下:(1)选取不同品种且大小尺寸具有差异并适用于黑龙江省广泛种植的三种玉米作为研究对象,并对其物料特性进行了测定分析。得到了在不同状态下的不同类型玉米种子基础特定参数等物理属性,为后续指夹精量排种器及不同角度的导种部件对比试验研究提供基础数据与可靠参考。(2)利用***(?)CS高速摄像机及JPS-16型排种器性能检测试验台对两种不同角度导种部件开展测定试验;通过高速摄像对玉米籽粒在不同角度导种管(分别是14°和16°;导种管直线端与水平方向夹角)中的运动过程进行追踪拍摄,以倾斜角度0°～20°、作业速度8～12km/h(指夹排种器的转速(44～66r/min)、离地高度10～50mm为试验因素,在其他条件相同的情况下进行对比试验得到不同条件下籽粒的运移轨迹及速率图进行观察分析,再通过JPS-16型排种器性能检测试验台进行播种效果的数据比对,最终得到在亚高速条件下14°导种管的排种性能要优于16°导种管,从而有效提高作业质量。(3)以作业速度、倾斜角度、离地高度为试验因素,合格率、重播率、漏播率、变异系数为性能指标,对14°导种部件进行单因素和多因素试验。通过对正交试验结果的分析发现,试验因素对合格率的主次顺序为:作业速度>离地高度>倾斜角度;试验因素对重播率的主次顺序为:离地高度>倾斜角度>作业速度;试验因素对漏播率的主次顺序为:作业速度>离地高度>倾斜角度。试验因素对变异系数的主次顺序为:作业速度>离地高度>倾斜角度。当作业速度为9.2km/h、倾斜角度为8.9°、离地高度为27.8mm时,合格率:95.25%,重播率:2.92%,漏播率:1.56%,变异系数:13.04%,导种装置工作性能最佳,并最终通过田间试验进行验证。

关键词：排种器导种管亚高速对比分析