多自由度振動(dòng)種盤內(nèi)種群分布狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究.pdf

1、排種器是影響播種機(jī)播種精度、均勻性和種子出苗率的核心部件，氣吸式排種器具有對(duì)種子形狀大小要求不嚴(yán)、易實(shí)現(xiàn)單粒點(diǎn)播、傷種率低、通用性好等優(yōu)點(diǎn)，成為國(guó)內(nèi)外精密播種技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。氣吸盤式排種器主要由吸盤和振動(dòng)種盤組成，種群在振動(dòng)種盤內(nèi)的運(yùn)動(dòng)是影響排種器吸種精度的重要因素，為了解決種群均勻離散的難題，本文設(shè)計(jì)了一種新型多自由度振動(dòng)種盤，進(jìn)行了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，結(jié)合EDEM技術(shù)開展了種群在多自由度振動(dòng)種盤內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和分布狀態(tài)

2、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究，主要工作包括以下幾個(gè)方面：
　　1、3自由度振動(dòng)種盤機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。采用單一往復(fù)垂直振動(dòng)的種盤激勵(lì)種群，容易出現(xiàn)種群分布不均勻現(xiàn)象，為了改善種群在排種過程中的分布均勻性，設(shè)計(jì)了一種通過四組步進(jìn)電機(jī)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)垂直振動(dòng)和兩自由度水平轉(zhuǎn)動(dòng)的3自由度振動(dòng)種盤，并通過Adams仿真進(jìn)行振動(dòng)種盤機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)驗(yàn)證。
　　2、振動(dòng)狀態(tài)下種群質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法。將振動(dòng)種盤劃分出一個(gè)60×60mm的監(jiān)測(cè)區(qū)域，在監(jiān)測(cè)區(qū)域安裝監(jiān)測(cè)板并在監(jiān)測(cè)板

3、底部安裝懸臂梁壓力傳感器；采用懸臂梁式壓力傳感器測(cè)量種群對(duì)監(jiān)測(cè)板的沖擊力信號(hào)，通過分析傳感器輸出的沖擊力信號(hào)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了2種輸出信號(hào)處理電路，并對(duì)監(jiān)測(cè)性能進(jìn)行標(biāo)定分析，得出種群質(zhì)量與輸出電壓的線性關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了在種盤振動(dòng)狀態(tài)下種群質(zhì)量的實(shí)時(shí)測(cè)量。
　　3、種群振動(dòng)流動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究。由于外界干擾等因素的影響，種盤在振動(dòng)過程中發(fā)生小角度傾斜，造成種群在種盤內(nèi)流動(dòng)。采用EDEM仿真方法分析在不同振動(dòng)參數(shù)和種群層厚下種群的流動(dòng)特性，并通過種

4、群質(zhì)心運(yùn)動(dòng)來表征種群的流動(dòng)速度，試驗(yàn)結(jié)果表明：種群質(zhì)心位移可以用指數(shù)函數(shù)表示，種群流動(dòng)速度隨種盤振動(dòng)頻率、振幅和振動(dòng)種盤轉(zhuǎn)角的增加而增大，隨種群層厚的增加而減小。在多自由度振動(dòng)種盤上進(jìn)行種群流動(dòng)運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果表明：種群實(shí)際流動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律與仿真結(jié)果基本吻合。
　　4、種群振動(dòng)離散運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究。通過對(duì)種盤施加振動(dòng)促使種群相互離散是提高排種器吸種精度的重要技術(shù)手段，采用EDEM仿真方法研究種盤振動(dòng)頻率、振幅和種群層厚對(duì)種群離散運(yùn)動(dòng)的影

5、響，結(jié)果表明：種群離散程度隨種盤振動(dòng)頻率和振幅增加而增加，離散狀態(tài)穩(wěn)定性隨之降低；隨著種群層厚的增加，種群離散程度總體呈現(xiàn)減小趨勢(shì)。
　　5、種群在振動(dòng)種盤內(nèi)分布狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法的研究。根據(jù)種群在振動(dòng)種盤內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，提出種群在振動(dòng)種盤內(nèi)分布狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，即利用4個(gè)對(duì)稱安裝在振動(dòng)種盤底面的懸臂梁壓力傳感器監(jiān)測(cè)4個(gè)區(qū)域的種群質(zhì)量，根據(jù)4個(gè)區(qū)域的種群質(zhì)量變化來描述種群總體分布狀態(tài)。采用EDEM仿真研究在不同種群層厚和轉(zhuǎn)動(dòng)角度下種群分布狀態(tài)