指夹式玉米精密排种器试验优化研究

1． 排种盘 2． 指夹器 3． 颠簸带 4． 卸种口 5． 凸轮 6． 弹簧 7． 指夹盖
图 1 指夹式排种器结构
收稿日期： 2018 － 03 － 16 基金项目： 国家自然科学基金项目（ 51365034） 作者简介： 周 鹏（ 1990 － ） ，男，江苏淮安人，硕士研究生，（ E － mail）
也决定着机械播种设备的参数。因此，在优化农机设 排种器工作过程： 种子进入夹种区，随着转盘旋转，在
备前就必须充分了解种子物理特性，才能更好地发挥 弹簧作用下，指夹器夹持种子，转到清种区； 由于颠簸
农业播种机械的功能，满足农作物的作业要求，减少 带表面凹凸不平，夹住的种子产生颠簸运动，在清种
对种子的破损，提高农业播种机械的播种合格指数， 毛刷的作用下，不稳定的种子落入到种子堆，而夹持 从而达到增产、增收的目的［2］。目前，国内外的诸多 得最稳定的 1 粒种子随指夹器继续转到排种口排出，
具有不浪费 种 子、农 作 物 植 株 分 布 均 匀、省 去 了 间 苗
环节、符合农作物生长需求、省功、省时及提高产量等
优点。其中，排种器的质量是影响播种机播种性能的 主要因素［4］。
按照排种原理 ，精 密 排 种 器 可 以 分 为 机 械 式 和 气
力式两种。指夹式精密排种器属于机械式，因其具有 结构简易、排种均匀及破损率低等优点被广泛应用于
DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2019.08.026
0 引言
精密播种机械中［5］。
1 指夹式排种器结构及工作原理
种子特性主要包括形态、生理、生 化 及 物 理 4 个
方面。其中，种子物理机械特性对于研究精密排种器
指夹式排 种 器 由 排 种 盘、指 夹 器、颠 簸 带、卸 种
有着重要意义［1］，是研究农业播种机械的理论基础， 口、凸轮、弹簧及指夹盖等组成，如图 1 所示。指夹式
有 3 种夹持状态。如果按照玉米种子长度方向上来 夹持的话，种 子 展 现 竖 立 的 状 态，指 夹 的 张 开 角 度 最 大； 如果按照玉米种子宽度方向上来夹持的话，种子 展现侧立的状态； 如果按照玉米种子厚度方向上来夹 持的话，种子展现平躺的状态，指夹张开的角度最小。
考虑到指夹夹尾 约 束 着 指 夹 器 的 张 开 角 度 ，可 以 调节指夹夹尾与指夹的相对角度，来改变指夹的张开 角度。夹与夹尾的关系如图 3 所示。
学者对种子物理机械特性已经有了比较深入的研究， 依靠导种带到达开沟器的上方，经导种管落入到种沟
为农业播种机械的优化设计提供了重要的参考依据。 内，最终完成排种和下种过程。
播种是农业的基 本 环 节 ，播 种 质 量 的 好 坏 将 直 接 影响到以后出苗率的高低［3］。随着现代技术的发展，
播种机的技术水平也逐步提高。现在的精密播种机
加 材 料 。此 外 ，当 振 动 频 率 为 14 Hz 时 ，播 种 的 合 格 率 最 高 ； 当 排 种 盘 转 速 为 4 km / h 时 ，播 种 的 合 格 率 最 高 。
关键词： 精密排种器； 指夹式； 合格指数； 重播指数； 漏播指数
中图分类号： S220． 3
文献标识码： A
文章编号： 1003 － 188X（ 2019） 08 － 0153 － 05
17647309422@ 163． com。 通讯作者： 赵满全（ 1955 － ） ，男，内蒙古土右旗人，教授，博士生导师，
（ E － mail） nmgzhaomq@ 163． com。
在田间作业过程 中 ，指 夹 式 排 种Baidu Nhomakorabea器 主 要 通 过 夹 持 充种、振动清种和柔性导种等方式完成播种作业。其 中，夹持充 种 过 程 是 整 个 排 种 过 程 中 最 重 要 环 节 之 一，其关键部件指夹器夹持性能的好坏直接影响到播 种机播种质量。
2019 年 8 月
农机化研究
第8 期
指夹式玉米精密排种器试验优化研究
周 鹏，赵满全，刘 飞，栗霞飞
（ 内蒙古农业大学 机电学院，呼和浩特 010000）
摘 要： 排 种 器 是 精 密 播 种 机 的 核 心 部 件 之 一 ，其 排 种 质 量 的 优 劣 影 响 到 播 种 质 量 的 好 坏 。 指 夹 式 玉 米 精 密 排
1． 指夹 2． 夹杆 3． 弹簧耳 4． 长尾 5． 短尾 图 2 指夹器结构图
2． 1． 1 指夹器形状 根据指夹夹持玉 米 种 子 的 情 况 ，指 夹 与 玉 米 种 子
直接接触，玉 米 种 子 形 状 为 扁。为 了 更 好 地 夹 持 种 子，指夹器的形状必须满足下面的几点要求：
1） 考虑到排种盘的形状，其外边缘是圆形的，而 指夹器需要沿着排种盘外边缘转动，因此指夹的上下 边缘曲线需要遵循排种盘外边缘的弧线。
种器 是 一 种 用 于 玉 米 精 密 播 种 机 的 机 械 式 排 种 器 ，其 结 构 设 计 复 杂 ，影 响 环 节 多 。 为 此 ，研 究 了 其 结 构 及 工 作 过
程 ，对 主 要 部 件 进 行 了 功 能 分 析 ，并 进 行 了 指 夹 式 排 种 器 的 优 化 试 验 。试 验 结 果 表 明 ： 添 加 橡 胶 薄 垫 的 排 种 器 的
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2019 年 8 月
农机化研究
第8 期
2 指夹式排种器各零部件功能分析
2． 1 指夹器结构分析 指夹式排种器的核心部件就是 指 夹 器，由 指 夹、
夹杆、弹簧耳、长尾和短尾组成，如图 2 所示。直接影 响排种的性能冲种性能的有指夹器的形状、指夹器张 开角度和指夹器对种子的压力。
而定。 对于扁形玉米种 子 而 言 ，玉 米 种 子 在 夹 腔 内 大 概
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