摘要：为解决传统机械式蔬菜排种器无法实现精量播种及存在伤种的问题,设计了一种红萝卜侧面悬置排种勺式精量排种器。采用排种盘侧面悬置的排种勺完成种子的充种、清种、投种,实现了非接触式作业过程,理论分析了种子进入及脱离种勺的运动过程,并阐明其不伤种的基本原理,确定了排种盘、排种勺以及排种管的基本结构参数,采用EDEM离散元仿真软件模拟了不同排种勺结构尺寸下的工作过程,以排种勺型孔直径、深度及放样曲面圆角比为试验因素,以单粒率、多粒率、空粒率为试验指标,采用三因素五水平二次通用旋转组合设计进行仿真试验,确定排种勺最优结构参数为:型孔直径5 mm,深度4.3 mm,放样曲面圆角比0.12,基于此参数进行离散元仿真试验,通过自制排种器试验台进行台架试验以及将排种器安装到播种机上进行田间试验,仿真试验结果为单粒率93%、多粒率4%、空粒率3%,台架试验结果为合格指数平均值92.2%、重播指数平均值4.6%、漏播指数平均值3.2%,相对误差分别为0.86%、15%、6.67%,田间试验结果为:合格指数90.5%、重播指数6.9%、漏播指数2.6%,证明此排种器精量播种性能良好。同时与毛刷窝眼轮式排种器进行损伤率对比试验,损伤率分别为0.43%、1.27%,相对误差为66.14%,表明种子损伤明显降低。

摘要：针对莱菔子在排种器离散元仿真时所需要的物性参数缺乏的问题,对莱菔子物性参数进行测量及仿真模型参数的标定。以莱菔子为研究对象,测定莱菔子的质量、体积、密度、泊松比、剪切模量、静摩擦系数、滚动摩擦系数、碰撞恢复系数。利用Plackett-Burman试验以莱菔子堆积角为试验指标,从各组试验参数中选取影响显著的因素:莱菔子间静摩擦系数、莱菔子间滚动摩擦系数。再对显著因素进行中心组合设计试验,以物料堆积角为试验指标,并对试验参数进行参数优化处理,确定莱菔子间滚动摩擦系数与静摩擦系数的最佳参数组合:0.104、0.804。以悬勺式蔬菜精量排种器为试验对象进行仿真及试验并与物理试验进行对比验证,其单粒率、多粒率及空粒率的仿真与物理试验结果平均相对误差小于3%,证明优化标定的莱菔子离散元仿真参数的可行性,为莱菔子排种机械离散元仿真提供相关性仿真数据。

摘要：针对传统排肥器存在施肥不均而造成肥料利用率低问题，设计了一种双排肥轮结构的同向双螺旋排肥器，通过理论分析确定排肥器的理论排肥量及影响排肥均匀性的参数，以排肥轮螺距、中心距、叶片高度为试验因素，以排肥均匀性波动系数和轴向平均速度为试验指标，进行三因素三水平Box-Behnken试验。结果显示：排肥轮螺距对排肥均匀性波动系数影响极显著，排肥轮中心距、叶片高度对排肥均匀性波动系数影响显著，排肥轮螺距、中心距、叶片高度对轴向平均速度影响极显著，在排肥轮中心距为48 mm、螺距32.5～33.2 mm、叶片高度13.5～14.7 mm时，排肥均匀性波动系数≤10%、肥料轴向平均速度≥30 mm/s，排肥器作业性能最佳。在最优参数组合下排肥均匀性波动系数台架试验与仿真试验相对误差为1.47%、单圈排肥量台架试验与仿真试验相对误差为1.96%，台架试验与仿真试验吻合较好。在不同转速下同向双螺旋排肥器较单螺旋排肥器排肥均匀性波动系数平均降低64.21%、单圈排肥量平均提升72.16%，优化后的同向双螺旋排肥器排肥均匀性好且排肥流量大。

摘要：针对大豆小区排种器对不同品种大豆种子适应性差、清种困难的问题,研究设计了一种双摆盘式大豆小区育种排种器,其通过可拆型孔块及清种板提高品种适应性及清种率。对排种过程进行仿真模拟,并以型孔孔径和摆动频率为试验因素,以单粒率、多粒率和空粒率为试验指标设计二次通用旋转组合试验进行优化。得出优化指标为:型孔孔径为9~10 mm,摆动频率为0.5~1.2 Hz时,单粒率>60%,多粒率<30%,空粒率<15%。并以型孔孔径10 mm,摆动频率1.0 Hz为参数进行台架试验及田间试验,得到排种器的台架及田间试验的合格指数、重播指数和漏播指数分别为75.5%、16.9%、7.6%及71.4%、18.8%、9.8%,与优化结果基本一致。试验结果表明,排种器可满足小区育种播种的农艺要求,并为大豆小区精量播种机的设计提供一定的理论及参考依据。

摘要：为提升传统螺旋式排肥器排肥均匀性,在仿真分析确定其排肥不均问题原因的基础上,设计了一种倾式单螺旋排肥器。通过理论分析确定了排肥器关键参数,利用EDEM仿真模拟倾式单螺旋排肥器的排肥过程,以螺旋排肥轮转速为试验因素,排肥均匀性变异系数为评价指标,进行单因素试验。试验结果表明,倾式单螺旋排肥器较传统螺旋排肥器的排肥均匀性变异系数提升了73.26%,螺旋排肥轮不同转速对排肥均匀性变异系数有着极显著影响(P<0.000 1),同时随着转速的增加其排肥均匀性变异系数逐渐减小,排肥均匀性变好。且螺旋排肥轮转速在75~120 r/min范围内达到最好效果,排肥均匀性变异系数稳定处于2.05%~4.04%,符合施肥机械质量评价技术规范。研究可为螺旋排肥器的优化设计提供参考。

摘要：为提升双齿轮式排肥器的排肥均匀性,该研究基于原始结构参数对直齿排肥齿轮进行改进,设计错排齿轮式排肥器。在参数化建模和确定轮齿容肥体积的基础上,结合理论分析确定了排肥器的理论排肥量。利用EDEM对排肥过程进行仿真,通过单因素试验分析错排齿轮片数、排肥轮间隙对排肥均匀性的影响,选用L_(9)(3^(4))正交表进行正交仿真试验。试验结果表明:试验因素对试验指标影响的主次顺序为错排齿轮片数、排肥轮间隙,当错排齿轮片数为3片、排肥轮间隙为5 mm时,排肥均匀性变异系数为4.69%。采用台架试验对双齿轮和错排齿轮式排肥器进行对比试验,结果表明:转速60 r/min时错排齿轮式排肥器的排肥流量变异系数为4.74%,与理论值基本吻合,且比双齿轮排肥器变异系数减小10.68个百分点。基于实测排肥器转速-流量曲线设计电控排肥控制器并进行台架试验,施肥精度偏差为3.1%,优化后的排肥器排肥均匀性良好,且可实现精控排肥。研究结果可为精控排肥器的设计及优化提供参考。

摘要：为解决螺旋排肥器排肥流量不均匀影响精控施肥的问题,在通过排肥过程肥料运动状态仿真分析确定其排肥不均原因的基础上,采用倾斜排肥口的结构设计以提升排肥均匀性。利用EDEM建立斜口螺旋排肥器仿真模型,以斜口长度x_(1)、斜口角度x_(2)、开口宽度x_(3)为试验因素,排肥流量变异系数为试验指标,进行二次通用旋转组合设计试验研究。试验结果表明:试验因素对试验指标的影响主次顺序为x_(3)、x_(2)、x_(1),且当x_(1)为105 mm、x_(2)在30°~44°范围内、x_(3)在40.05~55.00 mm范围内时,排肥流量变异系数σ小于15%,排肥均匀性较佳。采用台架试验对传统及斜口螺旋排肥器进行对比试验,结果证明:转速60 r/min时斜口螺旋排肥器排肥流量变异系数σ为13.59%,与理论优化值相吻合,且斜口螺旋排肥器均优于传统螺旋排肥器。同时基于实测的排肥器排肥转速流量曲线,设计一种排肥控制器并进行台架试验,结果表明其可实现精控施肥。