摘要：简述了国内外蔬菜精量播种技术装备的研究进展,分析了国内外蔬菜生产概况和主要播种装备,重点阐述了蔬菜直播环节的精量和变量排种、种床成型、种沟成型和控制检测等关键技术装备及蔬菜智能化机械直播的动态,阐明了蔬菜机械化直播的研究重点和难点,归纳了蔬菜精量直播机排种系统和种床成型系统的优化设计方法,总结了蔬菜精量机械化直播的基础和核心,从蔬菜精量直播关键技术角度探讨了影响排种精度的关键因素,并阐明了蔬菜种子精量直播技术的实现方式。在系统总结和分析我国蔬菜种植特点和精量直播技术装备发展趋势的基础上,指出了现阶段蔬菜精量播种技术难点,提出了研究重点在于突破排种技术中的精量和变量排种、高速和高效播种的方法。同时通过分析国内外精量播种机发展现状,展望蔬菜精量直播技术未来发展趋势。

摘要：针对长江中下游地区饲用油菜生物量大、含水率高,缺乏适用收获机械的问题,开展了冬春鲜喂饲用油菜机械化收获切碎装置设计与试验。根据物料特性、切碎及抛送等作业要求,确定了平板型滚刀式切碎装置主要结构参数和作业参数;采用单因素与二次旋转正交组合试验研究了喂入压辊转速与切碎器主轴转速对茎秆切碎长度合格率和功耗的影响,构建了长度合格率和功耗与喂入压辊转速和切碎器主轴转速的回归方程,优化得出了最佳作业参数。试验结果表明:喂入压辊转速为400～550 r/min,切碎器主轴转速为600～800 r/min,茎秆切碎长度合格率较优。优化得出喂入压辊转速496. 17 r/min、切碎器主轴转速为709. 14 r/min时,茎秆切碎长度合格率为91. 16%。采用平板型滚刀式切碎装置开展鲜喂饲用油菜收获田间试验和饲喂试验表明:收获饲用油菜切碎茎秆长度满足饲用油菜冬春鲜喂要求。

摘要：针对油菜种子粒径小、质量轻,单粒排种难度较大的问题,设计了一种正负气压组合滚轮式精密排种器。阐明了排种器工作原理,开展排种器吸种、携种和卸种环节受力分析和排种滚轮对种群拖带过程解析;提出了通过控制充种区种层高度和种群压力的防拖带堆积机理,设计了一种侧向充种、拖带种子自由回落的充种室结构,利用离散元仿真研究了充种种层高度和充种室结构对排种器充种区内充种性能的影响及对种群拖带堆积的解决情况;仿真结果表明,排种器内种子随着充种种层高度的增大,种群平均动能均值逐渐增大,对种群平均扰动能力逐渐增强;在充种种层高度50 mm条件下,设计的防拖带堆积充种室降低了充种区域底部种群所受的压力,未出现种群拖带堆积现象,且保持了对充种区域种群的扰动作用。在JPS-12型排种器检测试验台上进行了排种器性能试验,结果表明,当排种转速为15~30 r/min、吸种负压为1.0~1.2 kPa时,排种器合格指数均保持在90%以上;设计装配正负气压组合滚轮式精密排种器的播种机开展播种试验,田间实测出苗后株距稳定性变异系数为4.4%,各行苗数一致性变异系数为8.14%;研究结果表明设计的排种器满足精密播种要求。

摘要：针对现有气力式播种机排种装置的传动和供气系统复杂、机械结构无法适配智能变量作业、气力供给风压消耗大且稳定性差等问题,该研究应用发明问题解决理论(theory of inventive problem solving,TRIZ)与公理化设计(axiomatic design theory,AD)方法,开展油菜气力精量排种装置设计。首先使用TRIZ技术成熟度预测和进化定律分析,阐明了排种技术发展阶段和进化路径及潜力;其次建立基于TRIZ和AD集成的设计过程模型,求解时在功能域到结构域映射过程中引入TRIZ工具,采用“冲突解决原理”解决现有排种装置中涉及的传动系统、供气系统矛盾冲突,分析对改善结构参数有用的发明原理和对应的方案,最终确定电机直接驱动排种盘和风机内置气室的解决方案,构造并求解其原始设计矩阵,并通过独立公理和信息公理判断该解决方案的合理性及最优化。最后进行电机风机集成式油菜气力精量排种装置设计,确定电机风机同侧排布技术方案,集成电机驱动简化传动,集成风机取消输气管道降低风压损失。台架试验结果表明,设计的集成式排种器排种性能满足油菜单粒排种要求,吸种负压绝对值取1.0~2.0 kPa、作业速度小于7 km/h时,排种合格指数均大于90%,且合格指数达到90%需要的风压低于现有排种装置风机和输气管道布局所需风压。本研究可为气力式排种器设计提供思路和参考。

摘要：针对传统以液压驱动或纯电驱动的履带式农机装备功耗大、系统响应慢、电池续航短、功率扭矩输出不足等问题,本文提出了一种高效液电混动履带式行走底盘,集成了液压驱动和电驱动两套独立动力系统,双液压马达及双伺服电机的四轮驱动结构,可实现整机大扭矩输出,利于整机轻量化设计;通过伺服电机速度及力闭环控制,适应匹配底盘外负载的变化,可显著改善闭式液压驱动系统的动态输出特性,提高整机动态控制性能并降低工作能耗。基于AMESim与Matlab建立了电液混动系统的联合仿真模型,对比分析整机在平地直线行驶、山地爬坡、原地转向等不同工况的行驶动态性能,试验结果表明所设计的液电混合驱动履带底盘最大行驶速度可达1.1 m/s,原地转弯时间最快为2.4 s,最小转弯直径为150 cm,可实现丘陵山地复杂地形转弯及调头;履带底盘直线行驶偏移率不大于3.3%;在相同工况下与液压驱动相比,液电混合动模式下整机能耗可减少9.3%,提高了整机工作效率。

摘要：针对传统油菜条播排种器用种量大、株距变异系数大、个体生长良莠不齐等生产实际问题,结合油菜种植农艺要求,设计了一种带缺口矩形勺式型孔精量取种的油菜勺式精量穴播排种器,分析了排种器的工作过程,确定了勺轮组合,以及取种勺式型孔尺寸、安装数量、安装倾斜角、勺轮转速等主要参数。采用响应面优化试验分析了取种勺安装前倾角、取种勺式型孔长度和勺轮转速对穴粒数合格率、漏播率及重播率的影响,试验表明,在取种勺安装前倾角为47.5°、取种勺式型孔长度为5.4 mm、勺轮转速为24.3 r/min时,穴粒数合格率((3±1)粒/穴)为91.40%、漏播率(0或1粒/穴)为4.84%、重播率(大于4粒/穴)为3.76%,排种性能较优。由田间播种试验统计得到,油菜种植密度为63株/m2,满足油菜农艺种植要求。该研究可为油菜精量穴播排种装置设计提供参考。

摘要：针对气力式排种器适宜工作负压与工作转速、种子尺寸等因素有关,而现有气力式播种机排种系统实际作业时工作气压为定值设置,不能适时优化调整的问题,以正负气压组合式小粒径种子排种器为对象,设计了一种气力自适应排种系统。该系统采用STM32单片机控制,通过随速调整排种器工作转速、实时监测排种性能,动态调整排种器工作负压,保证了排种器实际工作负压持续保持在实时工况条件下的最优值,实现排种性能的较优控制。台架试验结果表明,气力自适应排种系统在不同作业速度、种子尺寸工况下,排种合格指数均大于92%,漏播指数均小于6%,相较于固定气压设定和开环控制气压调节方法,排种合格指数分别提高9.02、3.84个百分点,重播指数分别降低8.44、1.99个百分点,漏播指数分别降低0.58、1.86个百分点。田间试验结果表明,搭载气力自适应排种系统的播种机实际田间作业时株距稳定性变异系数为14.27%,各行苗数一致性变异系数为7.03%,田间作业性能良好。该研究可为气力式播种机持续稳定单粒精量播种能力提升提供技术参考。

摘要：机械化播种是农业机械化的重要组成部分。机械化播种主要通过播种机将种子由种箱运移至种床合理位置,以确保种子行株距的分布均匀,为种子萌发、植株个体与群体生长发育创造良好的环境。机械化播种的技术核心是种子群的有序单粒化和单粒化状态的保持,即精量排种技术和种子平稳运移技术。种子由种箱运移至种床是一个多环节串联过程,导种环节是播种过程中使种子保持均匀有序状态入土的末端环节之一,既影响前序过程种子的有序状态,又决定后续种子田间分布的均匀性。本文根据物体自由度约束概念,将播种机导种划分为无约束导种、欠约束导种和全约束导种3种形式,系统阐述了3种导种技术与装置对种子运移的约束状态、技术特点和适用对象,结合国内外技术装备研究现状和机械化播种技术要求,指出了导种技术与装置的未来发展方向,为播种机导种技术研究与装置创新设计提供参考。

摘要：在长江中下游稻油轮作区,前茬水稻机收后秸秆全量留田,当接茬进行油菜精量联合直播作业时,浮秸易缠绕直播机触土部件,造成机具堵塞、种子落在秸秆上难以出苗等问题。为此,结合油菜覆草种植农艺措施,提出适于油菜直播水稻秸秆覆盖还田的机械化作业方案,设计了一种与油菜精量联合直播机配套的覆秸装置。通过理论分析,确定了覆秸装置关键环节工作部件的结构参数、安装位置与安装角及工作转速范围。控制秸秆喂入量分别为0.9、1.1、1.3 kg/s,进行性能测试试验,验证了理论分析确定的各部件工作转速的适宜性和秸秆输送顺畅稳定性,结果表明,当播种覆秸作业机组配套69.9 k W拖拉机、前进速度0.7 m/s、捡拾装置滚筒转速80 r/min、集秸装置螺旋输送器转速270 r/min和链式提升装置转速270 r/min时,机具作业顺畅,秸秆捡拾率达到90%以上。控制均匀铺放装置转速分别为210、240、270、300、330 r/min,当转速为300 r/min时,秸秆覆盖均匀率最高,超过92%。田间试验表明,覆秸直播机秸秆通过性能良好,各环节工作部件作业稳定,各项设计指标均满足技术标准要求,设计的覆秸装置与油菜精量联合直播机集成,一次作业可完成水稻浮秸的捡拾、堆集、输送、覆盖以及旋耕整地、开畦沟、施肥、油菜播种等工序,适宜在水稻机收后秸秆未作任何处理的稻茬田作业。

摘要：针对机械式排种器易发生堵塞造成漏播的问题,设计了一种内充气吹式油菜精量排种器。以ANSYS/CFX为工具建立气室流场仿真模型,以气室有无平衡出气孔为试验因素,对气室内气流场进行了仿真分析。仿真结果表明,有平衡气孔的气室压力波动比无平衡气孔小93 Pa。台架试验表明,无气吹作用、无平衡气孔气室气吹作用和有平衡气孔气室气吹作用3种状态下,漏播指数分别为14.4%、4.4%和2.4%,排种器的合格指数分别为66.8%、78.4%和82.0%,在气吹作用下排种器堵塞漏播问题得到明显改善。