机械强制夹持式精量排种器排种性能试验
玉米精量排种器排种质量自动检测仪设计与试验
玉米精量排种器排种质量自动检测仪设计与试验和贤桃;郝永亮;赵东岳;张东兴;崔涛;杨丽【摘要】为了方便、准确地检测不同种类玉米精量排种器的排种性能参数,设计了一种排种质量自动检测仪.该检测仪由PLC、伺服电动机、光电传感器、触摸屏组成,可以在不同播种参数(如播种粒距、播种速度、排种盘型孔数)下实时检测排种器的合格率、漏播率、重播率、粒距变异系数等播种质量参数,并可以检测指夹式排种器各个指夹的重播数和漏播数,同时对种子的下落情况进行实时的动画模拟;当下种粒数达到设定的下种目标时,系统自动停止检测并将检测到的排种质量参数自动显示和保存.为验证该检测系统的检测精度,分别与JPS-12型检测台和MeterMax 型排种器检测仪进行了对比试验,试验结果表明:在4、8、12 km/h 3种播种行进速度下,本文检测仪的检测精度与JPS-12型检测台的检测精度相近(检测结果相差不超过2％);在4～12 km/h的速度下,本文检测仪的检测精度与MeterMax型排种器检测仪的检测精度也相近(对指夹式排种器的检测结果相差小于2％,对气吸式排种器的检测结果相差小于0.7％).试验证明该检测仪的检测精度符合使用要求.【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2016(047)010【总页数】9页(P19-27)【关键词】玉米排种器;播种质量;自动检测;设计;试验【作者】和贤桃;郝永亮;赵东岳;张东兴;崔涛;杨丽【作者单位】中国农业大学工学院,北京100083;中国农业大学工学院,北京100083;中国农业大学工学院,北京100083;中国农业大学工学院,北京100083;中国农业大学工学院,北京100083;中国农业大学工学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TP273播种质量对作物产量有重要影响，而排种器是影响播种质量的关键部件[1-5]，所以对排种器排种性能的检测就显得尤为重要。
目前，实验室内对排种器排种质量的检测方法主要有：①基于图像处理的检测方法[6-11]。
夹持式打瓜精量排种器性能试验与参数优化
收 稿 日 期 ：２０１９ 年 ５ 月 ２４ 日 修 回 日 期 ：２０１９ 年 ８ 月 ５ 日 ＊ 基 金 项 目 ：新 疆 维 吾 尔 自 治 区 农 机 化 新 技 术 新 机 具 研 制 开 发 项 目 （ｎｊｘｊｓ２０１７—０７） 第 一 作 者 ：张 静 ，男 ，１９８９ 年 生 ，湖 北 天 门 人 ，博 士 研 究 生 ，讲 师 ；研 究 方 向 为 农 业 机 械 化 工 程 。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｊ＿ｘｊａｕ＠ｖｉｐ．１６３．ｃｏｍ 通 讯 作 者 ：韩 长 杰 ，男 ，１９８０ 年 生 ，新 疆 乌 鲁 木 齐 人 ，博 士 ，副 教 授 ；研 究 方 向 为 农 业 机 械 化 工 程 。Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｃｊ＿６２７＠１６３．ｃｏｍ
张 静１，２， 郑 成 宇２， 刘 希 光１， 郭 辉１， 韩 长 杰１
（１．新 疆 农 业 大 学 机 电 工 程 学 院 ，乌 鲁 木 齐 市 ，８３００５２； ２．浙 江 大 学 生 物 系 统 工 程 与 食 品 科 学 学 院 ，杭 州 市 ，３１００５８）
摘要：因打瓜籽形状的不规则性和品种类 型 的 多 样 性，现 有 新 疆 打 瓜 种 植 主 要 以 气 力 式 播 种 机 播 种 为 主，吸 附 稳 定 性 较 低 ，其排种性能有待进一步提高。为解决打瓜精量播种问题，实 现 节 本 增 收，设 计 一 种 夹 持 式 打 瓜 排 种 器，选 用 新 疆 广 泛 种植的黑色大片打瓜籽为试验材料 ，采用 Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ中心复合设 计 方 法 评 价 排 种 器 转 速、取 种 块 有 效 夹 持 长 度 及 取 种 块宽度因素与单粒合格率 、漏播率及重播率间的影响关系。以打瓜排种器高合格指数、低重播指数及低漏播指数为优化目 标，利用 Ｄｅｓｉｇｎ－Ｅｘｐｅｒｔ对排种器转速和取种块参数进行优化求解，得 出 排 种 器 最 佳 参 数 组 合 为：排 种 器 转 速 ４３．３８ｒ／ｍｉｎ， 取种块有效夹持长度９ｍｍ，取种块宽度７．８２ｍｍ，此时合格指数为８４％，重播指数为９．３８％，漏 播 指 数 为 ６．１２％。 结 合 排种器的进一步试验验证 ，得出该参数组合下排种器排种合格指 数 为 ８３．９７％，重 播 指 数 为 ９．３３％，漏 播 指 数 为 ６．１６％， 与理论优化值非常接近，说明该夹持式打瓜排种器能够实现 对 打 瓜 的 机 械 式 排 种，为 打 瓜 精 量 播 种 新 装 备 的 研 究 和 改 进 提供参考借鉴。 关 键 词 ：打 瓜 ；排 种 器 ；夹 持 式 ；精 量 播 种 ；响 应 面 法 中图分类号：Ｓ２３３．７１ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９５－５５５３ （２０１９）１２－００３４－０７
指夹式排种器排种性能分析研究
科研开发指夹式排种器排种性能分析研究◎陈 维（河北省望都县农业机械化技术推广站 072450）〔摘 要〕排种器是精密播种机不能缺少的组成部分，其性能水平直接决定着播种质量的高低。
作为机械式排种器的一种类型，指夹式排种器是各个播种机常用的排种器，因此，其结构设计至关重要。
本文通过分析国内外精密排种器的情况、指夹式排种器及工作原理，分析出影响其功能的因素，并提出改进方法。
〔关键词〕排种器；指夹式；精密；排种性能播种是农业生产的基本环节。
农作物出苗率的高低，关键在于播种质量的好坏。
当前精密播种机的设计符合农作物生长需求，有着减少种子浪费、避免植株分布杂乱和间苗等优点。
其中，排种器的性能直接影响着播种机的播种性能，指夹式排种器以其排种均衡、种子破损率低、结构简单等特点被广泛应用到农业生产中。
一、国内外玉米种子精密排种器的研究现状当下，以美国为代表的西方国家研制出来的玉米精密播种机械，因其复杂的结构、较高的成本没有办法在国内广泛推广。
国内研究又较为滞后， 眼下，国内研发改进的指夹式排种器主要有：2015年，东北农业大学工程学院王金武等，采用夹持充种、振动清种及柔性导种等方式，对指夹式玉米精密排种器作出了优化设计。
2016年，山东理工大学耿端阳等人，设计出了结构简单、排种效果好的伸缩指夹式精量排种器，更能满足农业技术要求。
二、指夹式排种器结构分析（一）指夹式排种器结构及工作原理指夹式排种器由排种盘、指夹器、颠簸带、卸种口、凸轮、弹簧及指夹盖等组成。
工作原理是：种子进入夹种区,随着转盘旋转，在弹簧作用下,指夹器夹持种子,转到清种区,由于颠簸带表面凹凸不平,夹住的种子产生颠簸运动,这时，毛刷开始清理、区分种子，最为稳定的种子通过排种口排出，相反，不稳定的种子则重新回到种子堆。
通过排种口排出的种子，凭借导种带的作用到达种沟内，再下种播种到土壤之中，完成下种过程。
（二）指夹式排种器主要部件功能分析1.指夹器（1）指夹器的形状必须满足下面几点要求：①排种盘外边缘是圆滑线条构成，指夹器必须顺承种盘外侧运作轨迹而行，指夹上下两端都需根据种盘最外侧轨迹线做出一致曲线运动；②指夹的宽度、种子的长度两者要大体上一样，这样才能够达到理想的填充效果；③指夹的长度不能太短，否则会造成漏播率上升，也不能太长，否则，会造成重播率上升；④指夹的形状设计成波浪弧状，这样，能达到更加稳定地夹持种子和顺利充种的双重效果。
玉米精量播种装置排种性能电容法检测机理与方法研究
玉米精量播种装置排种性能电容法检测机理与方法研究摘要：本文研究了玉米精量播种装置排种性能检测的电容法检测机理与方法。
通过对样品放置于电容器中，使用交流电源激励电容器，通过测量电容的变化，得出了种子排放的情况。
本研究建立了电容法检测系统，进行了实验验证，并对系统的检测性能及优化提出了相关建议。
关键词：玉米精量播种装置；排种性能；电容法检测；检测机理；方法。
Ⅰ. 引言目前，玉米是我国重要的食品作物，其种植面积和产量在全球居于领先地位。
而种子作为农业生产中不可或缺的一环，种植玉米必然需要涉及到种子排放的问题。
传统的种子排放方式存在着排种数量不准、浪费种子、降低种植面积等问题。
为了解决这些问题，精量播种技术逐渐被农业工作者所采用。
但精量播种技术天然存在种子排放数量的不确定性，如何评估排种性能成为了研究的重点。
电容法作为一种广泛应用的非接触、非破坏性检测方法，已经在检测微小物体的位移、振动等方面得到了广泛的应用。
但是，电容法在种子排放方面的应用研究还非常有限。
因此，本研究主要从电容法的理论和实验出发，研究玉米精量播种装置排种性能的检测方法和机理，以期为玉米种植工作者提供可行和有效的检测方案，同时为电容法在种子排放方面的应用提供一定的借鉴价值，为今后的相关研究提供一定的参考。
Ⅱ. 相关研究电容法是一种检测物体位置和电容变化的方法，其工作原理是当两个导体电极之间间隔一定距离时，它们之间的电容大小与它们的距离和几何形状有关。
当物体穿过两个导电装置之间的间隔时，将会改变它们之间的电容大小，从而可以通过检测电容的变化来确定物体的位置和大小。
目前，电容法的应用领域广泛，包括电子工程、机械工程、生物医学和航空航天等领域。
在农业领域，电容法主要应用于农业物流和灌溉控制，用于检测粮食、饲料和种子的流量和质量等参数。
另外，还有少数研究将电容法应用于种子的检测，但是研究范围非常有限。
Ⅲ. 理论分析3.1 种子排放特点种子排放是指将种子从种植机中排出来的过程。
指夹式精量玉米排种器改进设计与试验
指夹式精量玉米排种器改进设计与试验王金武;唐汉;周文琪;杨文盼;王奇【摘要】为满足精密播种作业要求,采用夹持充种、振动清种及柔性导种等方式,对指夹式精量玉米排种器进行了改进设计.通过对其工作原理的分析,对关键部件取种指夹、振动区及零速导种带的结构参数进行了优化.为提高排种器作业性能,得出其最佳工作参数,以工作转速和弹簧丝径为试验因素,粒距合格指数、重播指数和漏播指数为试验指标进行二次正交旋转组合设计试验,运用Design-Expert 6.0.10软件进行试验数据处理,建立因素与指标之间数学模型以进一步优化.试验结果表明,弹簧丝径为0.77 mm,排种器转速小于19.2 r/min时,合格指数为86.90％,重播指数为9.62％,漏播指数为3.51％,合格指数比改进前提高13.5％,破损率为0.4％.在此基础上进行排种适应性试验,结果表明指夹式精量玉米排种器对大扁马齿型籽粒具有良好的适应性,满足精密播种农艺要求.【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2015(046)009【总页数】9页(P68-76)【关键词】玉米;精量排种器;指夹式;设计;试验【作者】王金武;唐汉;周文琪;杨文盼;王奇【作者单位】东北农业大学工程学院,哈尔滨150030;东北农业大学工程学院,哈尔滨150030;东北农业大学工程学院,哈尔滨150030;东北农业大学工程学院,哈尔滨150030;东北农业大学工程学院,哈尔滨150030【正文语种】中文【中图分类】S223.2排种器是实现精密播种的核心工作部件，其性能直接影响农作物种植质量和农民劳动成本[1-4]。
精密排种器按工作原理分为机械式和气力式两类[5-7]。
气力式排种器具有通用性好、可靠性高等优点，但存在结构复杂、故障率高等问题。
现阶段机械式排种器因结构简单、维修方便、造价低廉等特点仍被广泛应用，目前市场应用较广的几类机械式排种器主要有：窝眼轮式、圆盘式、勺式等，作业过程中多存在籽粒破损率高、作业性能不稳定、难以适应高速作业等缺点，无法满足精密播种要求[8-12]。
玉米精量排种器性能分析与对比试验
玉米精量排种器性能分析与对比试验刘俊杰;杨存志;杨旭;项建廷;丛培君【摘要】为掌握国内常见4种玉米精量排种器对速度的适应能力，采用单因素试验的方法，考察前进速度对合格指数、重播指数、漏播指数和变异系数的影响。
试验结果及方差分析结果表明：低速时各排种器工作均较稳定，高速时机械式排种器工作性能明显下降，气力排种器工作性能优于机械式排种器；当前进速度为12 km／h时，气吹式排种器的合格指数和漏播指数最佳，分别为89．93％和3．29％，气吸式排种器的重播率最低，为2．06％。
%For knowing well the speed adaptability of 4 kinds of common maize precision seed metering device, it used the method of single factor experiment to observe the influence of forward speed on qualified index, reseeding index, missing index and variation coef-ficient of precision seed metering device. The result of test and variance analysis shows that the operation of the device is stable in low speed, the performance obviously declined in high speed, the performance of pneumatic seed metering device is better than the me-chanical one;the qualified index and the missing index of pneumatic seed metering device reached the best when the forward speed was 12 km/h, respectively was 89.93%and 3.29%, the minimum reseeding rate of pneumatic seed metering device is 2.06%.【期刊名称】《农业科技与装备》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】5页(P44-47,51)【关键词】精量排种器;玉米;试验;合格指数;重播指数;漏播指数;变异系数【作者】刘俊杰;杨存志;杨旭;项建廷;丛培君【作者单位】黑龙江省农业机械工程科学研究院，哈尔滨150081;黑龙江省农业机械工程科学研究院，哈尔滨150081;黑龙江省农业机械工程科学研究院，哈尔滨150081;黑龙江省农业机械工程科学研究院，哈尔滨150081;抚顺市农产品质量安全监督管理中心，辽宁抚顺 113123【正文语种】中文【中图分类】S223.2排种器作为播种机核心部件，直接决定播种机的工作质量和工作性能。
玉米播种机排种器对精量播种质量的影响
玉米播种机排种器对精量播种质量的影响作者：洪露等来源：《农机质量与监督》 2021年第9期安徽省农业机械试验鉴定站洪露郭庆邓钢现阶段玉米机械化播种主要采用单粒点播或穴播方式，可以做到每穴单粒或每穴等粒，通常把精确控制穴（粒）距和播种深度的播种方式称为精量播种。
在玉米播种机各主要工作部件中，排种器是一个核心部件，其性能好坏直接关系精量播种的质量效果。
一、玉米播种机排种器分类玉米精量播种是机械化播种的一种方式，其优点是播种量精确可控、种子均匀分布。
据测算，精量播种每公顷土地可以节省50%玉米种子，种子能够产生更多分蘖，促进次根系生长,达到“苗齐、苗全、苗壮”目标。
当前，玉米精量播种机可以按照粒数、穴（粒）距和播种深度精确播种，其中单粒精量播种居多。
玉米播种机通常由种（肥）箱、排种（肥）器、开沟器、覆土（镇压）器、机架、导种（肥）管等部件组成，排种器是核心部件。
目前，我国市场上玉米播种机所配排种器主要有勺轮式、指夹式和气力式，其中以勺轮式应用范围最广泛。
下面分别阐述其结构和工作原理。
（一）机械式排种器1．勺轮式排种器结构。
主要组件有：排种器壳体、导种轮、挡隔板、勺轮、驱动轴等。
工作原理。
一般要历经四个步骤，依次为舀取、清理、传递和投播。
在实际播种作业中，随着勺轮转动，勺轮式排种器周期性地重复着四个步骤，完成播种作业。
第一，当工作开始后，种子首先由种箱经种子通道进入勺轮室，动力由地轮传导至驱动轴并带动勺轮室转动，导种轮及勺轮也随之转动，此过程挡隔板处于固定状态，接着种勺随勺轮下部在种子内转动进入种子堆里，种子在重力、离心力以及种子间推挤力等作用下进入种勺内，完成一次种子舀取步骤。
第二，勺轮上的种勺转出种子堆时，其中一般会附着多个种子，而当勺轮继续转动，多余附着的种子在重力作用下会掉落回种子堆里，至此完成一次种子清理步骤。
第三，经过清理，留在种勺内的种子通常只剩下一粒，随着种勺继续转动，当种勺转到挡隔板上孔槽的开口处时，种子会进入导种轮上相应孔槽，至此完成一次种子传递步骤。
排种器性能试验步骤
三
在田间测试播种机的排种性能时，排种器是随拖拉机的前进而运动的，该试验台正相反，它是用种床带做种床，模拟播种机的田间工作速度进行运动，排种器在试验时固定不动，种床相对于排种器进行运动。这样就把播种机相对地面的运动转变为地面相对于播种机的运动，从运动学的相对性概念来说，只是一个参考坐标系转换问题，其效果是一样的。排种器在固定位置把种子排落在涂有油层的种床带上，试验台检测系统对种床带上的种子进行实时地检测，从而达到测出播种合格指数、分布均匀性等各项指标的目的。
8
当控制面板上的【油泵】指示红灯亮时，表示油泵电路过载，热保护继电器动作；过载排除后，按下热保护继电器的复位按钮后油泵即可正常工作。
9
调节节流阀可控制喷油量；调节油刷的高度可控制油层的薄厚。
10
10.1 焦距调节
根据镜头（8mm焦距）距种床带表面的距离，旋转镜头焦圈，直到图像清晰为止。
10.2光圈调节
注意：粒距数据文件（扩展名为.XML）所在的目录里需有“seeds.xsl”样式表文件，方可对该粒距数据文件进行查看。
6
打开主菜单【图像采集】—【采集单帧】，将拍摄一副图像，显示于客户窗口内。单击 按钮保存图像。
7
打开主菜单【图像采集】—【开始采集视频序列】，可对播种情况进行录像保存，影像格式为.AVI或.SEQ；同时建立一个与影像文件同名的INI文件，该文件记录了种床带试验速度（以像素为单位）和排种轮转速。
4
在实时显示过程中，打开主菜单【动态处理】—【开始实时检测】或单击工具条上的 按钮，将进行实时处理，即实时检测种子粒距；单击 按钮或再次单击 按钮，停止实时处理。在检测分路栏中选择是单路检测还是双路检测。
指夹式排种器排种性能试验研究
学科门类：工 学
学科专业：农业机械化工程
研究方向：高寒干旱地区农业机械化工程与技术
指导教师：赵满全 教授
论文提交日期：二〇一八年五月
摘 要
排种器是精密播种机必不可少的部件之一，播种机播种质量的优劣由排种器排种性能的好坏决定。指夹式排种器是机械式排种器的一种，用于玉米播种，其结构设计复杂，影响因素多。
玉米在中国的栽培历史大约有470多年。但因其产量高，质量好，适于多种土壤，培植面积越来越大。当前中国播种面积大概3亿亩，仅次于大米、麦子，是第三产量的粮食作物。在世界上仅次于美国。在慢慢的发展中，本国对玉米的培植技术也积攒了大量的经验。
图
Fig.1Corn
现阶段，市场上的玉米播种机由于生产企业的不同生产方式，所以有很多不同规格，不同类型的播种机。在各种各样的播种机中，有一些设备存在一些问题，这些问题会制约播种作业的效果。再加上玉米也分为不同的品种，不同品种的玉米种子大小是不同的，现在的播种机要求种子大小均匀才能进行正确的播种，所以需要结合玉米的类型选择最合适的玉米播种机有针对地进行玉米播种[7]。因此，致力于玉米排种装置的研究仍然十分必要。对于保障我国的食品安全来说有着重要的意义。同时玉米还是我国重要的经济作物，促进玉米种植机械的向前发展对于促进我国经济的增多也有着积极的作用。
分类号S223.9学校代码10129
U D C633.1学 号2015202050015
指夹式排种器排种性能试验研究
Experimental study on seed-metering performance of finger-clamp type seed-metering device
申 请 人：周 鹏
本文通过对内单4号玉米种子进行物理特性测试，其测试结果给指夹式排种器排种性能提供理论基础。分析指夹式排种器结构及工作原理，以及玉米种子运动过程受力情况，得到随着工作转速的增加，指夹压力先减小后增大。为了研究排种盘材料对排种性能的影响，选用橡胶和塑料作为排种盘附加材料，并进行排种性能试验。试验结果表明：添加橡胶薄垫的排种器的合格指数为87.91％，重播指数为 8.23％，漏播指数为3.92％，添加塑料薄垫的排种器合格指数为83.24％，重播指数为11.31％，漏播指数为 5.57％，两种材料都符合农业作业要求。通过对比，选择橡胶材料作为排种盘附加材料。在对排种试验台进行相关试验的时候，一般是依据3个指标开展的（分别为漏播率、合格率、以及重播率），即一般是对3个不同的因素展开了单因素试验（分别为振幅、频率、以及排钟盘速等），如此能够明确排种器排钟性能能够受到上述因素对它们性能造成的影响大小。通过正交试验设计方法能够进行深入的水平正交试验（三因素三水平的），并且在获得数据结果后开展科学的极差分析，如此能够就排种器排钟性能受到不同因素影响的大小进行排名。通过分析，获得了一个排种器性能较为优异的组合参数：播种的速度是 4km/h，振幅是6mm，振动的频率是14Hz。如此条件下，获得的漏播指数是3.53%，玉米单粒合格指数是90.71%，能够实现高质量的农业技术播种。
排种器性能试验步骤
（8）打开【灯】照明开关，该开关控制了摄像机箱内的照明供电；
（9）打开【油温监控】开关；
（10）打开【油温加热】开关；
2
在试验中种床带的启动与停止，由综合操作台上的相应变频器来控制，可在1.5～12 km/h内无级调速；种床带前进速度值在计算机上显示。
四
1
2
项目
指标
备注
种床带速度
km/h
1.5～12
种床带速度测量误差
%
< 0.5
排种轴转速
r/min
10～150
排种轴转速测量误差
%
< 0.5
风机输出的工作压力
KPa
0～5
正压
风机输出的工作压力
KPa
-5～0
负压
种子粒距测量平均误差
mm
<2
大豆、玉米
3
项目
指标
备注
电源
三相交流电源
作业功率消耗
kw
<10
⑤装备可升降刷子架（箅油）；
⑥装备排种器万能安装架，架上装备排种轴驱动电机、减速器及传动机构等；
⑦除主体钢制框架外，其余各机架和结构部件均为不锈钢制，外部整体安装仿形壳体和护板。
⑧装备测试用工业摄像机可调安装架及密闭照明箱，摄像机可上下左右调节。
2.2电机及控制设备
（1）种床驱动电机
为适应工业摄像机高精度测量，设计定制台湾专用变频调速电机，松下变频器，主动轴上配装高精度转速编码器。
3
在试验中排种轴的启动与停止，由综合操作台上的相应变频器来控制，电机可在10～150 r/m内无级调速；排种轴转速值在计算机上显示。
机械式精密排种器清种过程分析
其最小值 r1= 90 m m 和最大值 r2= 94. 9 mm。求解结 果如图 3所示 , 1 rad /s≤ k ≤ 8 rad /s 时 , 清种起始角 0 和清种终止角 θ 1 都随排种盘角速度 k 的增加而增 θ 大 ;k > 4 rad / s后随着 k 的增加 , 清种终止角 θ 1 的增 加速度显著增大 。
图 3 清种起始角和终止角与角速度的关系曲线
根据式 ( 1)取不同的 t 值和 k值 , 还可以得到完
全清种所需时间随排种器角速度的变化曲线 ,如图 4 所示。 分析可得 , 当 1 rad /s≤k ≤ 7 rad /s时 , 多余种 子清种所需要的时间随排种盘角速度 k的增加而减 小;k > 7 rad /s 后随着 k的增加清种所需时间也略 有增加 。
( 2)
4 结束语
对机械式精密排种器的清种过程进行了理论分
0 和清种终止 析 ,求解出了多余种子的清种起始角 θ 角θ 1 , 以及保证型孔内种子不滑出孔外的临界角 θ ′ ;
通过分析 θ 1 和θ ′ 的关系 , 得到了护种板的起始角度 和相应的排种盘极限角速度。
文 献
考
1 张波屏 . 现代种植机械工程 [M ]. 北京 : 机械工业出版社 , 1997. 2 张泽平 ,马成林 , 左春柽 . 精密排种器及排种理论研 究进展 [ J]. 吉林工业大学学报 , 1995, 25( 4): 112～ 113. 3 蹇兴东 ,彭嵩植 . 滚筒式小麦单粒精密排种器工作原理研究 [ J]. 农业工程学报 , 1997, 13( 4): 81 ～ 85. 4 李成华 ,夏建满 , 何波 . 倾斜圆盘勺式精密排种器清 种过程分析与试验 [ J]. 农业机械学报 , 2004, 35( 3): 68 ～ 71.
油菜机械精量播种技术及多功能精量排种器的研制
油菜机械精量播种技术及多功能精量排种器的研制张宇文 邹 剑 张文超 李秋孝摘 要 本文阐述的多功能精量排种器采用独特的机械推卸原理,克服了小粒种子在孔眼中堵塞问题,排种精确可靠,提高播种机的使用效益,并介绍了对现有条播机进行改装的方法。
关键词 油菜 精量播种 排种器中图分类号 SPrecise Seeding T echnology for Rape and Development of Multi-Functional Precise Seeding Apparatus∥Zhang Y uwen Z ou Jian Zhang Wenchao Li QiuxiaoAbstract Particular mechanism method is adopt in multi-functional precise seeding apparatus,which not only can overcome the jam prob2 lem of little seed in eyelet,but als o have the action of precision and credibility,and prom ote the benefit of use.The author als o introduces the refitting method for present drilling machine.K ey w ords rape precise seeding seeding apparatus1 油菜机械精量播种的意义油菜是主要的油料作物,世界油菜种植面积超过1617Mhm2,我国是世界油菜面积、总产最大的国家,年油菜种植面积超过6167Mhm2。
我国油菜分为两个大区,即冬油菜区和春油菜区。
冬油菜区以长江流域为中心,又划分为华北、关中、长江中下游、四川盆地、云贵高原、华南沿海等6个亚区,面积占全国的85%左右。
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本 试验 主 要 对 茬 地 免 耕 精 量 播 种 机 配 套 使 用 的
析法 、 田间试 验 法等
。本 文所 研 究 的机 械 强 制夹
持 式精 量 排种 器 其 结 构 与 气力 式 和 自锁 式 完 全 不 同 ，
并 采用 正 交试 验 中 的综 合 平 衡 法 、 合评 分法 及 方 差 综
分 析法 对 排种 性 能 指标 进 行 综 合 分 析 ， 机 械 强制 夹 为
设 凸块 的作 用下 转 动 ， 过 动 夹 种 板 轴 带 动 动 夹 种板 通 转 动 ， 定 取种 器 张 开 一 角 度 ， 入 取 种 区 时 ， 与 进 １粒种
目前 对气 力 式 和 机 械 自锁 式 排 种 器 所 进 行 的性
能试 验研 究 采 用 的方 法 较 多 ， 高 速 摄 影 法 、 观 分 如 直
１成 穴 器 ．
２ 主辅 盘 ．
３ 前 定盘 ．
４ 人种 口
５挡种板 ． ｌ． ０ 拨杆
６ 排 种接 管 ．
７ 接 种杯
８ 定取 种 器 ．
９ 动 夹种 板 ． １ ． 轴 ５转
１ 复 位 弹簧 １
１ ． 种 带 １ ． ２取 ３ 凸块
ｌ． 盘 ４主
图 １ 机械 强 制 夹 持 式 精量 排 种 器 结 构 图
大 、 压不 易控 制 、 风 使用 维 护要 求 严 格 ， 广 应 用 较 为 推 困难 。机械 式 排种 器 虽 然 对 种 子 尺寸 要 求 比较 严 ， 无 法适 应 高速 作 业 ， 由 于 机 械 式 排 种 器 结 构 简 单 、 但 造 价低 、 消耗 功率 少 、 件使 用 寿命 长 、 实 现 种 子 粒 数 部 可
式 精 量 排 种 器 为 对 象 ， Ｐ Ｄ 一８多 功 能 排 种 器 试 验 台 上 进 行 试 验 ， 用 正 交 试 验 的 方 法 设 计 试 验 方 案 ， 用 综 在 Ｓ 采 运
合 平 衡 法 、 合 评 分 法 以及 方 差 分析 法 对 排种 性 能 指 标 进 行 综 合 分 析 ， 究 试 验 因素 对 各 指标 的 影 响 规 律 和 趋 综 研
势 ， 析 取种 机 构 的结 构 参 数 以 及作 业 速 度 ， 分 并对 其 进 行优 化 。试 验结 果 表 明 ： 业 速度 在 ３～４ ｍ／ 作 ｋ ｈ范 围 内 ， 取 种 装 置 的动 夹 种板 长 度 为 ２ ｍｍ、 度 为 ８ ｍ、 持 张 角 为 ３ 。 取 种 效果 最 佳 ， 播 单 粒 率 可 达 到 ９ ． ％ ， 播 ０ 厚 ｍ 夹 ３ ， 穴 ４３ 重 率为 ３ １％ ， ． ３ 漏播 率 为 ２ ５ ％ ， 子 破损 率 为 ０ ．７ 种 。本 试 验 不 仅 为 播 种 质 量 的 提 高 提 供 参 考 ， 而且 为 田间 生 产 作
持式 精 量排 种 器 的参 数 设 计 及 优 化 提 供 科 学 依 据 ， 对 其 推 广和 应 用具 有 十分 重要 的意 义 。
１ 排 种 装 置 结 构 和 工 作 原 理
１ １ 结 构 ．
技 术 要从 当前 的 “ 少 量 ” 步 转 向 “ 粒 点 播 ” 采 精 逐 单 ，
收 稿 日期 ：２ １ ０ ０—０ ２ ４— ７
基 金项 目：国家“ 十一五 ” 技支撑计划项 目（ ０ ６ Ａ ２ Ｂ ２ 科 ２０ Ｂ Ｄ １ ０ ） 作者 简介 ：何
—
子正好 挤入 夹 嘴 内 。 当夹 持式 取 种 器 离 开取 种 区时 ， 凸块 角 度逐 渐 变 小 ， 子 随 其 夹 住 ， 种 结 束 。 当取 种 取 种 机 构 到达 上方 清 种 区时 ， 围没 被 夹 住 的多 余 种 子 周 在重 力 作 用 下 从 取 种 机 构 上 自行 落 下 ， 成 清 种 过 完
２１ ０ １年 ３月
农 机 化 研 究
第 ３期
机 械 强 制 夹 持 式 精 量 排 种 器 排 种 性 能 试 验
何 磊 ，曹 卫彬 ，李 树 峰 ，马 蓉
（ 河 子 大 学 机 电 学 院 ，新 疆 石 河 子 石 摘 ８２０ ） ３ ０ ３
要 ： 在 机 械 化 精 量 播 种 的 过 程 中 ， 量 排 种 器 的 工 作 性 能 直 接 影 响 着 播 种 的 质 量 。 为 此 ， 机 械 强 制 夹 持 精 以
ｄ ｍ ｅ ｓｏ ａ ｈ ｒ ｉ ｎ ｉｎ ｌｃ ａ ｔ
速， 同时所 用 的 玉 米 种 子 限定 了其 形 状 和 几 何 尺 寸 。 因此 ， 试 验重 点分 析取 种装 置 的结 构尺 寸 ： 本 Ａ动夹种
板 的长 度 、 动 夹 种 板 的厚 度 、 Ｂ Ｃ动 夹 种 板 夹 持 张 角
２ ｍ Ｂ： ， ，０ ｍ； ： ５ ，９ ， ３ ） 因素 水 平 表 ０ ｍ； ６ ８ １ ｒ Ｃ ２ 。 ２ 。 ３ 。 。 ａ 如 表 １所示 。
表 １ 排种器试验 的因素水平 表
Ｔａ ． Ｔ ｅ ｔ ｓ ｆ ｃｏ ｅ ｅ ｆｓ ｅ ｂ ２ ｈ ｅ ｔ ａ ｔ ｅ
机 械强 制 夹持 式 精 量 排 种 器 （ 图 １所 示 ） 行 台架 如 进 试验 ， 可实 现单 、 双粒 混 合 播 种 ， 主要 根 据 不 同农 艺 要 求 采用 不 同 工 作 方 式 。本 排 种 器 主 要 是 在 新 疆 建 设
但 机具 价格 高 、 构 复 杂 、 求 与 其 配 套 动 力 的 功 率 结 要
磊 （ ９ ５一）， ， １８ 男 河南周 口人 ， 硕士研 究生 ， Ｅ—ｍａ ） （ ｉ ｌ
ｈ ｓｊ＠ ｓｈ ． ｏ ｌ ｄｄ ｏｕ ｅｍ。
通 讯 作 者 ：曹 卫 彬 （ ９ ９一） 男 ， 北 襄 樊 人 ， 授 ， 士 ， Ｅ —ｍａ ） １５ ， 湖 教 博 （ ｉ ｌ
Ｃｗ ｍａ ＠ ｓ ｚ ｅ ｕ．２ 。 ｂ ｃ ｈ ｕ ｄ １３ １
—
２１ ０ １年 ３月
农 机 化 研 究
第 ３期
程 。当夹持 式 取 种 器 运 动 到 投 种 区角 度 凸 块 最 高 点 时， 动夹种 板 被 拨 杆 带 动 旋 转 ， 夹 种 板 与定 取 种 器 动 形 成 的夹 嘴张 开 ， 夹 住 的种 子 在 重 力 作用 下 落 人 接 被 种 杯 内 ， 子顺 排种 接 管 落 入成 穴 器 ， 成 投 种 过程 。 种 完 当定盘 上设 有 一 个 凸块 时 ， 投 一 粒 种 子 ， 样 可 实 则 这 现 单双 粒 可 调 。在 排 种 器 工 作 过 程 中 ， 种 机 构 （ 取 如 图 ３所示 ） 的结 构参 数直 接影 响着 排 种性 能 。
可调 、 能 稳定 、 护 方便 等 优 点 ， 我 国 目前 的农 村 性 维 就
经济 条 件来 说 ， 有着 广 阔 的应 用前 景 。ｊ 。
制夹 持式 排 种 器随 播 种 机 在 地 上 滚 动 ， 子 室 的种 子 种 主要 集 中在 下 部集 中区 。 当夹 持 式 取 种器 （ 图 ２所 如 示） 经过 集 中 区时 ， 种 器 外 侧 的拨 杆 在 前 后 定 盘 所 取
图 ２ 机 械 强 制 夹 持式 精 量 排 种 器 取 种 装 置实 体 图
Ｆ ｇ ２ Ｔｈ ｃ ａ ｉａ ｒｐ ｉ ｇ ｐ ｅ ｉｉ ｎ—ｇ ｔｉ ｇ ｓ ｅ ｅ ａ ｇ ｓｔ ｒ ｅ— ｉ． ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌｇｉ ｐ ｎ ｒ ｃ ｓ ｏ ｅｔｎ ｅ ｄ ｒ ｇ ｕ ｅ ｈ ｅ
Ｆ ｇ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌｇ ｉ ｐ ｎ ｒｃ ｓｏ ａ ｇ ｓ ｃ ａ ｔ ｉ．１ ｈ ｃ ａ ｉ ａ ｒｐ ｉ ｇ ｐ ｅ ｉｉｎ ｇ ｕ ｅ ｈ ｒ
图 ４ Ｐ Ｄ一８型 多功 能 排 种 试验 台 Ｓ
Ｆｉ． Ｐ Ｄ 一８ ｈｉ ｎ ｔ ｎ ｌｓ ｗｉ ｇ ｂ ｎ ｈ ｇ４ Ｓ Ｍｕ ｆ ｃｉ ａ ａ ｎ ｅ ｃ ｕ ｏ
１ 定取 种 器 ．
Ｆ ｇ ３ Ｔｈ ｇ ｅ ｏ ｅｔｎ ｅ ｄ ｒｍｅ ｈａ ｉｍ ｉ． ｅ ｆ ｕ ｆｇ ｔ ｇ ｓ ｅ ｅ ｃ ｎ ｓ ｉ ｉ
２ ２ 试 验因素和 水平 的选取 ．
根 据理 论分 析 和实 际 生 产 经验 表 明 ： 响 播 种装 影
置 排种 性 能 的因素 主要 有取 种 装 置 的结 构 尺 寸 （ 动夹 种 板 的长度 、 度 、 厚 夹持 张角 ） 作 业速 度 、 子 形 状 和 、 种
几 何尺 寸 。试验 中 ， 验 台 的速 度 可 限定 排 种 器 的转 试
技 术 ， 够适 应 我 国 农 业 生 产 向生 态 农 业 ， 量 型 农 能 质 业 发 展 的需 要 ， 播 种 机 械 化 的 发 展 方 向 ， 农 业 增 是 是 产 、 收 的 重 要 措 施 之 一 。 由 于 种 子 价 格 不 断提 高 ， 增 精 量 播种 技术 的效益 更 为 显 著 ， 时 又 可大 量 节 省 间 同 苗和 定苗 用工 ， 解 春 季 劳 力 不 足 的 矛盾 。精 量 播 种 缓
兵 团小 麦 收 获 后 ， 地 免 耕 复 播 玉 米 中 使 用 ， 茬 由于 玉 米种 子 发芽 率较 高 ， 了减 少 定 苗 、 约 成本 ， 为 节 因此使
用单 边 开启 装 置 ， 现精 播 ， 实 即单粒 播 种 。
１２ 工作 原理 ．
机 械强 制 夹持 式 精 量 排 种 器 的工 作 原理 ： 械 强 机
业 提 供 理论 依 据 。
关键 词 ：精量排种器 ；机械 强制 夹持式 ；正交试验