摘要：针对现有谷子穴播排种器播种时存在堵孔、排种盘高转速时充种率低及排种均匀性差等问题,结合谷子穴播农艺要求,设计了一种正负气压型孔轮组合式谷子穴播排种器。对排种器关键部件参数进行设计计算,通过理论分析建立了种子在流场中和充种区的力学模型。为了获得最佳的排种器性能参数,以型孔轮转速、真空度、吸孔直径为试验因素,以合格率、重播率、漏播率为评价指标,进行了三因素五水平二次正交旋转组合试验,采用多目标优化方法,确定了当吸孔直径为1.04 mm、真空度为2.10 kPa、型孔轮转速为22.46 r/min时,合格率为93.14%,重播率为3.48%,漏播率为3.38%。对优化结果进行验证试验,验证结果与优化结果基本一致。田间播种试验表明,该排种器合格率为88.2%、重播率为4.9%、漏播率为6.9%,各项指标均满足谷子穴播农艺要求。

摘要：针对谷子播种时在导种管内弹跳严重,导致谷子落地后成穴性差的问题,设计了一种谷子穴播机勺链式导种装置。其工作原理为通过约束种子运移轨迹提高其落地后成穴性,对关键零部件进行了设计,对纳种与投种过程进行了运动分析,确定了影响导种性能的重要因素。为获得最佳参数组合,分别以圆形勺、方形勺、方形平嘴勺3种种勺型式和ABS、橡胶、亚克力3种材料为因素进行单因素试验,试验结果表明方形平嘴勺和橡胶材料效果最佳。在此基础上,以纳种角度、纳种高度和链轮转速为纳种试验因素,以纳种合格率为评价指标;以投种高度、投种角度和链轮转速为投种试验因素,以穴径合格率、穴粒数合格率及穴距变异系数为投种评价指标,通过EDEM离散元仿真软件分别进行纳种过程与投种过程的三因素五水平二次正交旋转组合仿真试验。纳种过程最佳参数组合为:纳种角度45.95°、纳种高度74.05 mm、链轮转速1.76 r/s;投种过程最佳参数组合为:投种角度53.51°、投种高度25.96 mm、链轮转速1.98 r/s。为进一步验证导种装置性能,在最佳参数组合下进行台架验证试验与对比试验,验证试验中纳种合格率为95.53%、穴径合格率为93.29%、穴粒数合格率为94.73%、穴距变异系数为7.46%,台架验证试验结果与仿真试验结果基本一致,相对差值均小于5%;对比试验结果表明,安装勺链式导种装置的播种效果明显优于安装导种管的播种效果,穴径合格率、穴粒数合格率、穴距变异系数最大可提高2.75、3.43、3.25个百分点。

摘要：针对现有的牧草揉丝机效率低、揉丝质量差、对高含水率牧草不适用等问题,以苜蓿为加工对象设计了一种铡切揉碎协同式牧草揉丝机。对铡切和揉碎过程进行了理论分析,并通过设计计算确定了揉丝机的总体结构和关键部件结构参数。以生产率、丝化率为性能评价指标,进行了以电机输出转速、筛孔直径、喂入量、含水率为试验因素的单因素试验;将含水率为65%的苜蓿作为加工对象,进行了以电机输出转速、筛孔直径、喂入量为试验因素的二次正交旋转组合试验。单因素试验确定了试验因素的取值范围,探究了揉丝机对不同含水率苜蓿的揉丝效果。通过Design-Expert 12.0软件对二次正交旋转组合试验的试验结果进行了响应曲面分析、回归分析及目标优化,得到了试验因素与评价指标之间的回归方程,以生产率和丝化率同时最大化为目标,对电机输出转速、筛孔直径、喂入量进行多目标寻优求解,确定最优参数组合为:电机输出转速443.77 r/min、筛孔直径14 mm、喂入量1.27 kg/s,揉丝验证试验表明,生产率为5065.98 kg/h、丝化率为94.87%;该装置揉丝效率高、质量好,而且能够揉丝高含水率牧草,满足牧草揉丝机设计要求。

摘要：为解决玉米免耕播种机在高速作业下播深一致性较差的问题,设计一种可调节液压仿形机构,并通过补偿调节的方式实现高精度的同步仿形。应用ANSYS软件对液压仿形机构进行静力学分析,求得液压缸初始伸出量与液压仿形机构最大应力应变之间的关系,分析结果表明,在伸出量30、40、50、60、70 mm下,随着液压缸初始伸出量的增大,液压仿形机构最大应力显著降低、最大应变逐渐增加。为初步检验液压仿形机构作业性能,验证所设计滑动调节机构对其作业适应性的提升效果,使用播种单体仿形性能检测试验台,以液压缸初始伸出量和作业速度为试验因素,以上下仿形平均误差比、仿形平均误差、平均调节时长为试验指标,进行二因素五水平二次正交旋转组合试验。试验得出:当作业速度为12.3 km/h时,滑动调节机构对调节精度的提升效果最佳,最大可使调节误差降低18.99%,当作业速度为14.8 km/h时,滑动调节机构对调节速度的提升效果最佳,最大可使调节时长缩短16.11%,通过滑动调节机构可使得不同作业速度下仿形平均误差小于等于2.02 mm、调节时长小于等于0.29 s,满足设计要求。此外,为进一步验证液压仿形机构综合仿形性能,进行田间对比试验,结果表明:装备该液压仿形机构的播种单体播深合格率为94.8%,播深最大变异系数为6.12%,各项指标均满足玉米播种农艺要求。

摘要：针对现有叠盘暗室育秧模式下全自动起盘机存在起盘合格率和工作稳定性下降,输送阶段易造成秧苗、秧盘损伤等问题,改进设计一种具有轴向辅助推送秧盘功能的钩杆式提升装置,并构建仿真试验平台确定影响其工作性能的主要参数及取值范围;确定关键部件循环叠盘装置的结构参数,建立多情形目标评价结果函数,并通过Matlab插值法对评价指标进行标准化;采用二次旋转正交组合试验,以托盘间距、横向输送速度、抬起角为试验因素,起盘合格率、叶损伤率、硬盘损伤率和伤秧数为性能评价指标,对试验结果进行响应曲面分析、回归分析。应用Design-Expert 11进行多目标参数组合优化。在托盘间距为190 mm、横向输送速度为0.20 m/s、抬起角为72°的条件下,田间验证试验得到起盘合格率为97.5%,叶损伤率为0.52%,硬盘损伤率0.45%,伤秧数为9,与理论优化值误差小于1%,比优化前合格率提升5.6个百分点,叶损伤率降低3.5个百分点,减少秧苗损伤,硬盘损伤率降低3.8个百分点。

摘要：为解决带式高速导种装置导种过程中种带托片与种粒均经过监测点,无法区分脉冲变化特征,导种性能难以监测的问题,研究一种基于红外传感器的带式高速导种装置监测方法并设计了监测系统。利用其导种特性提出了双侧脉冲比较法,设计了带式高速导种装置监测模块硬件电路与软件程序。同时通过对监测系统采样试验结果分析,提出一种基于双侧脉冲值分析与能量掩码平滑算法(Bilateral pulse value analysis and energy masking smoothing algorithm,BPV-EMSA)的带式高速导种装置监测算法。仿真试验表明:该算法减少了原始脉冲的噪声和随机波动,使数据更加平滑稳定并突出了数据主要趋势和模式,同时抑制了瞬态脉冲干扰,提升了数据可解释性和分析准确性。监测系统精度试验结果表明:所设计的带式高速导种装置监测系统在不同作业速度下最高监测精度为97.65%,最低精度为95.99%,系统能够精确采集种粒经过监测点的脉冲变化。监测系统性能评价试验结果表明:播种合格率平均监测差值为2个百分点,播种漏播率平均监测差值为1.45个百分点,播种重播率平均监测差值为0.56个百分点。播种合格率相对差值不大于2.23个百分点,播种漏播率相对差值不大于1.78个百分点,播种重播率相对差值不大于1.00个百分点。该监测方法能够准确监测带式高速导种装置的导种性能。

摘要：针对目前精量播种方面存在地轮链传动系统不稳定、播种株距调节方式繁琐、作业速度偏低,以及排种器工作稳定性差等问题,应用TRIZ理论对精量播种的关键部件排种器进行创新设计研究。运用TRIZ理论将现有排种器存在的问题转化为矛盾矩阵,并结合40种发明原理对排种器进行创新设计,设计出一种结构合理、传动方便的排种器机构,并进行了三维建模、装配、运动仿真和关键部件的有限元分析。

摘要：随着保护性耕作技术的推广与应用,小型免耕播种机已经不能满足保护性耕作发展需求,且目前的免耕播种机存在功能单一、播种效果差等问题。针对以上问题,设计了2BJM-12型气吸式免耕精密播种机。为此,介绍了该播种机的总体设计方案、主要技术参数及关键部件的设计。该机采用地轮传动的作业方式,具有全免耕、高速、精密播种的特点,可一次性完成破茬碎土、侧深施肥、精量播种及镇压覆土等作业,可以满足保护性耕作技术的发展需要。

摘要：针对现有的谷子穴播排种器因结构设计和材料选择不合理而导致充种效果差等问题,本文旨在通过明确谷子穴播排种器的种箱等结构参数与谷子种子物料特性之间的关系改善谷子穴播效果,以黑龙江地区种植较多的大穗金谷、张杂谷13号、龙谷31号三种谷子种子为研究对象,通过试验测量了三种谷子种子的外形尺寸、千粒重、孔隙率、内摩擦角、自然休止角、滑动摩擦角、悬浮速度等物料特性,结果表明:大穗金谷种子的长度均值为2.21 mm,宽度均值为1.79 mm,高度均值为1.25 mm;张杂谷13号种子的长度均值为2.13 mm,宽度均值为1.76 mm,高度均值为1.33 mm;龙谷31号种子的长度均值为2.08 mm,宽度均值为1.71 mm,高度均值为1.41 mm,三种谷子种子的球形度大部分处于79%~85%之间;千粒重为大穗金谷2.98 g、张杂谷13号3.24 g、龙谷31号3.52 g,孔隙率为大穗金谷0.271%、张杂谷13号0.236%、龙谷31号0.204%。自然休止角随内摩擦角增大而增大;三种谷子种子在同一种材料上滑动摩擦角大小差异不明显,在塑料板上滑动摩擦角最小;三种谷子种子悬浮速度都很小,均小于2 m/s。通过对试验结果分析,为了获得更好的充种和排种效果,种箱与水平面夹角应大于30°,材料选用塑料板,同时应降低投种高度,并加装导种装置。试验结果为谷子穴播排种器结构参数的设计提供参考。

摘要：针对现有的气吸式谷子精量排种器在播种作业时容易堵孔,导致穴粒数不准确及窝眼式谷子精量排种器在排种区种子在窝眼内堆积致使排种困难和高速作业时充种效果差等问题,应用TRIZ理论将现有的谷子排种器所出现的问题转化为矛盾矩阵,并运用39个工程参数以及40个发明原理,结合谷子精量播种技术对谷子精量排种器进行创新设计,设计了一种结构简单、制造方便的正负压型孔轮组合式谷子精量排种器,并对改进后的排种器进行台架单因素试验。试验结果表明:排种器播种合格指数随真空度和型孔轮转速的增大先升高后下降,最高可达85.6%。