摘要：为解决花生膜上精量播种单粒率低、播种质量不稳定的问题,设计了一种基于对射式红外光纤传感器的气吸式花生穴播器播种监测系统,采用STM32F407VGT6单片机与编码器,收集速度脉冲信号、播种时间间隔信息,实现对播种单粒率、漏播率、重播率等播种质量信息的实时监测。试验结果表明,当传感器安装距离为3.1 mm,安装角度为3.2°时,播种监测精度最优,此时单粒监测精度为95.98%,漏播监测精度为95.91%,重播监测精度为93.28%;台架试验结果表明,当穴播器作业速度在3~5 km/h范围内时,单粒监测精度大于95%,漏播监测精度大于91%,重播监测精度大于90%;田间试验结果表明,在3~5 km/h作业速度内,单粒监测精度大于93%,漏播监测精度大于90%,重播监测精度大于88%。该气吸式花生穴播器播种监测系统能够满足花生播种过程播种质量实时监测的需求,为实际播种作业提供数据参考,保证播种全过程较高的播种质量。

摘要：为解决高密度作物播种时不均匀等问题,设计了一种基于模糊PID的气吸式电动红豆播种控制系统。对排种电机进行了数学模型建立,利用MatLab 2020b/Simulink进行系统仿真,通过对比模糊PID系统和PID系统的控制性能验证设计的优越性。仿真试验表明:模糊PID相较于PID超调量降低了18.82%,调节时间缩短了0.5357s,稳态误差也减少了0.0192,各项指标得到了提升。台架试验结果表明:模糊PID播种控制系统比PID播种控制系统合格指数总体提高了2.21个百分点,重播指数总体下降1.1个百分点,漏播指数总体下降1.3个百分点,变异系数总体下降6.55个百分点。模糊PID播种控制系统各项性能指标都优于PID播种控制系统,播种精度指标均满足国家标准。

摘要：针对若羌红枣的种植特点,设计了一种新型气吸式背负采收机。该设备采用锂电池作为动力源,同时驱动风机和橡胶辊。旋转的橡胶辊能高效地收集红枣果实和枝叶,通过风机产生的吸力,将采收的果实和枝叶混合物吸入波纹管中,利用输送带与果实、枝叶间不同的摩擦力实现果叶分离:果实被收集到箱中,而枝叶则被抛撒至农田。为验证设计的合理性,采用Simulation软件进行仿真分析。结果显示,橡胶辊最大应力为7.4 MPa,最大应变为0.04 mm。该机适用于小型农田的若羌红枣采收。

摘要：针对目前研究的蛋壳膜清选装置存在蛋膜清洁率低、功耗大、结构复杂等问题,设计了气吸式蛋壳膜多级清选装置。在分析颗粒碰撞对蛋壳、膜颗粒运动影响的基础上,采用CFDDEM耦合仿真研究在清选室进口挡板数量不同的情况下,蛋壳、膜的运动轨迹和清选装置内部流场特性,仿真结果表明:随着进气口挡板数量的增多,清选室内错流风区的气流速度增大、蛋膜损失率下降,清选室下出口无涡流产生,避免了因气流阻碍蛋壳下落而导致蛋膜清洁率下降。以喂入量和吸风机连接口风速为试验因素、以蛋膜损失率和清洁率为评价指标进行了两因素三水平正交试验,并进行了参数优化和试验验证。试验得到:当喂入量为200 g/s、吸风机连接口风速为5.5 m/s时,蛋膜损失率为9.4%,蛋膜清洁率为96.3%,吸风机功率为330 W。

摘要：针对现有玉米播种机播种精度以及播种合格指数较低的问题,设计一种玉米精量播种复合作业机具。阐述播种复合作业机具的工作原理以及主要技术参数,一次进地可同时完成苗带旋耕、施肥、精量播种、覆土和镇压等工作。选用苗带旋耕,并对旋耕机构作业运动状态进行理论分析,确定旋耕刀周向排列,来达到保护性耕作和提高播种精度的要求。确定平行四连杆仿形机构的总体结构,并对其进行受力和尺寸参数分析,通过计算得到仿形机构的杆长,使播种单体有足够的仿形量,保证播深一致性。选用气吸式排种器,确定气吸式排种器结构,计算得出排种器最高转速,可达到精量播种的目的。在黄淮海地区进行田间试验,结果表明:当播种机作业速度为4 km/h,苗带旋耕机构转速为280 r/min时,机具通过性良好,苗带宽度合格率为93.5%,播深合格率为93.1%,粒距合格率为93.5%,重播率为5.9%,漏播率为3.3%,合格粒距变异系数为15.64%。各项性能指标满足农艺要求。

摘要：针对蚕豆种子粒径大、三轴尺寸差异大,充种困难的问题,设计了一种带有平带辅助充种装置的气吸式蚕豆精量排种器。通过对充种过程中的动力学分析阐述了平带辅助充种装置及种子的运动机理;利用计算流体力学和离散元法双向耦合模拟的方法(Computational fluid dynamics and discrete element method,CFD-DEM),开展了单因素试验,确定了影响排种器充种性能的主要零部件参数并明晰了平带辅助充种机理;搭建试验台架,选取作业速度、平带输入轴转速和负压为试验因素,合格指数、重播指数、漏播指数为试验指标,进行了二次回归正交组合试验。试验结果表明,影响排种器合格指数的因素主次顺序为:作业速度、负压、平带输入轴转速。对试验结果进行多目标优化,得到最优参数组合为作业速度5.69 km/h、平带输入轴转速395 r/min、负压3845 Pa,对此结果进行排种器性能试验验证,此时合格指数为91.6%、重播指数为3.8%、漏播指数为4.6%,满足蚕豆播种要求。

摘要：针对穴盘缺苗穴孔内钵体松散易碎导致基质剔净率低的问题,设计了一种气吸式基质剔除装置。该装置首先利用深度学习模型检测缺苗穴孔并定位,随后输送带输送穴盘苗到达基质剔除模块,控制系统根据缺苗穴孔位置信息,控制直线模组带动气吸端口到达缺苗穴孔正上方位置,最终利用负压吸附的方式完成缺苗穴孔基质剔除任务。利用DEM-CFD耦合仿真方法对比分析了9种气吸端口结构对基质剔除性能的影响,结果表明,当气吸端口圆管直径为30 mm、收缩管高度为50 mm时,基质剔除率高且输送更均匀。搭建缺苗穴孔气吸式基质剔除试验平台,开展气吸式基质剔除多因素正交试验研究,结果表明:最优参数组合为:气压0.5 MPa、基质含水率50%~55%、气吸时间为3.0 s、有硅胶垫。开展性能验证试验,结果表明,穴盘缺苗穴孔检测模型平均正确率均值为96.1%,平均定位成功率为95.45%,基质平均剔净率在90%以上,整机作业效率为57 s/盘,满足实际剔补苗作业要求。

摘要：目前,我国小白菜多采用人工撒播的播种方式,不仅机械化水平低,而且劳动力成本高。针对这一问题,设计一款气吸式小白菜播种机,并对开沟器进行研究。通过计算,确定开沟器的关键参数,入土角为123°、滑刀刃口角为35°、滑刀的刀刃曲线函数y=0.002 x 2+0.7 x。为提升开沟器的开沟性能,设计Ⅰ型和Ⅱ型两款开沟器,采用EDEM软件模拟两款开沟器在土槽中的开沟状况,对比后最终确定Ⅰ型开沟器的开沟性能较优。通过ANSYS有限元分析软件对Ⅰ型开沟器进行静力学分析,验证开沟器的设计符合材料的强度要求。最后,对整机进行田间试验测试,测出整机播种量为4.08 kg/hm^(2);各行播量一致性的标准差为0.12 g,变异系数为3.1%;总播量稳定性的标准差为0.97 g,变异系数为2.8%。试验结果表明该播种机播种均匀性良好,能为小白菜等播种机械的设计提供理论参考以及提高青菜种植业的生产效率。

摘要：针对残膜回收机回收后的残膜含杂率高难以利用的问题,改进设计一种兼具膜杂分离和残膜收集功能的集膜装置。对残膜与杂质在气流场中的运动规律进行分析,探明物料运动轨迹的影响因素。以离心风机转速、隔板到输膜入口距离、隔板高度为试验因素,以含杂率为试验指标进行田间试验,结果表明各因素对含杂率的影响由大到小为:隔板距离、离心风机转速、隔板高度。利用Design-Expert软件响应曲面图,进行综合影响效应分析,得出离心风机转速1974 r/min,隔板距离767 mm,隔板高度723 mm,在此参数条件下含杂率为6.97%。研究结果可为残膜回收设备研发提供依据。

摘要：针对绿豆作物在高密植条件下播种单粒率低的问题,采用单因素试验和三因素五水平二次正交旋转中心组合试验设计方法,以‘川渝绿1号’绿豆品种为研究对象,以工作压力、型孔直径和型孔数量为试验因素,以合格指数、重播指数、漏播指数为评价指标,对本研究所设计的气吸式绿豆密植精量排种器的结构参数和工作参数以及排种器对作业速度和绿豆品种的适应性进行研究。结果表明:1)工作压力6.234 kPa、型孔直径2.255 mm、型孔数量60个为最优参数组合,此时排种器合格指数为98.75%、重播指数0.58%、漏播指数0.67%,满足设计要求;2)以最优参数组合进行速度适应性试验,作业速度≤7 km/h时,排种器合格指数均>97%、重播指数97.5%、重播指数<1%、漏播指数<2%,满足密植条件下绿豆精量播种的技术要求,且具有良好的品种适应性,可以为绿豆密植精量排种器的设计提供参考。