氣力振動(dòng)式超級(jí)稻精密排種器研究.pdf

1、機(jī)械化播種是水稻種植機(jī)械化中的重要一環(huán),已有的水稻排種器主要是針對(duì)普通稻育秧,播種精度達(dá)到2～5粒/取秧面積,而超級(jí)稻同普通稻相比具有極強(qiáng)的分蘗能力,播種要求由2～5粒/取秧面積的精少量播種提升為2±1粒/取秧面積的精準(zhǔn)播種,不僅要求控制單位取秧面積上種子的數(shù)量,還要控制播種后發(fā)芽的位置?，F(xiàn)有的水稻排種器無(wú)法滿足超級(jí)稻毯狀苗育秧的要求,也無(wú)法保證超級(jí)稻2±1株/取秧面積的機(jī)插要求,這極大地限制了超級(jí)稻的機(jī)械化種植。針對(duì)這一問(wèn)題,本文提出

2、了一種氣力振動(dòng)式超級(jí)稻精密排種裝置,滿足超級(jí)稻機(jī)械化種植的農(nóng)藝要求。本文主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　 1)闡述了國(guó)內(nèi)外水稻播種器的研究現(xiàn)狀,分析了它們各自的特點(diǎn),提出已有的精密播種器無(wú)法滿足超級(jí)稻精準(zhǔn)育秧的要求。根據(jù)超級(jí)稻機(jī)械化種植的農(nóng)藝要求,結(jié)合超級(jí)稻種子的幾何尺寸,分析了超級(jí)稻播種定向排序的意義,提出一種氣力振動(dòng)式超級(jí)稻精密排種裝置。該裝置能實(shí)現(xiàn)稻種的定向排序,得到均勻有序的條狀種子流,滿足單位面積上播種數(shù)量和發(fā)芽位置的

3、精準(zhǔn)要求。
　　 2)根據(jù)超級(jí)稻表面的物理特性,利用其沿長(zhǎng)軸不同方向種毛朝向不同的特點(diǎn),研究稻種基于高摩擦系數(shù)導(dǎo)向板的轉(zhuǎn)向機(jī)理。通過(guò)對(duì)稻種轉(zhuǎn)向參數(shù)的分析,進(jìn)一步提出了基于弧形導(dǎo)向板的定向排序方案,并編寫(xiě)VB程序,計(jì)算得到滿足定向排序要求的參數(shù)范圍。對(duì)稻種在振動(dòng)板上弧形導(dǎo)向板段的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析,得到其運(yùn)動(dòng)特征值、速度以及位移的理論公式,并編寫(xiě)VB程序模擬運(yùn)動(dòng)特征值之間的關(guān)系和參數(shù)取值范圍。
　　 3)對(duì)排種器的

4、薄板受迫振動(dòng)進(jìn)行理論分析,利用ANSYS瑙軟件對(duì)排種器模型進(jìn)行模態(tài)分析,得到其最合適的工作頻率,為4.5Hz左右。對(duì)排種器結(jié)構(gòu)進(jìn)行諧響應(yīng)分析,得到振動(dòng)板面縱向和橫向上的位移響應(yīng)分布規(guī)律。通過(guò)試驗(yàn)實(shí)測(cè)了振動(dòng)板在各階頻率下的響應(yīng)情況,試驗(yàn)結(jié)果與有限元計(jì)算數(shù)據(jù)基本一致。針對(duì)不同振動(dòng)板厚度的排種器模型進(jìn)行諧響應(yīng)分析,獲得最佳的振動(dòng)板理論板厚為3mm。
　　 4)對(duì)稻種在振動(dòng)板上跳躍情況進(jìn)行理論分析,得到了產(chǎn)生跳躍的加速度條件。利用加速度

5、傳感器、數(shù)據(jù)采集與分析儀等設(shè)備對(duì)振動(dòng)板面進(jìn)行測(cè)試,得到不同振動(dòng)板角和氣壓下的板面振動(dòng)特性,結(jié)合躍起的理論分析,得到板面種子不躍起的區(qū)域和躍起較小的參數(shù)組合,為弧形導(dǎo)向板的布置位置提供了理論依據(jù)和實(shí)際指導(dǎo)。
　　 5)研制了氣力振動(dòng)式超級(jí)稻精密排種器,對(duì)排種器的結(jié)構(gòu)參數(shù):振動(dòng)板角α、振動(dòng)方向角ε、稻種順行摩擦角(ψ)21、逆行摩擦角(ψ)22以及弧形導(dǎo)向板的曲率ρ進(jìn)行正交試驗(yàn),通過(guò)極差分析得到各因素水平對(duì)定向排序率的影響,并得到最

6、佳的因素水平組合為:α=15°、ε=10°、(ψ)21=52.3°、(ψ)22=57.5°、ρ=2.65。
　　 以最佳水平組合進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn),得到稻種在播種機(jī)流水線上的實(shí)際播種效果:基本實(shí)現(xiàn)均勻有序的條狀種子流,定向排序率為87.3％,種盤(pán)的播種數(shù)量為1850粒左右,滿足毯狀育秧不少于1400～1700粒/盤(pán)的育秧要求,播種效率可達(dá)到100盤(pán)/h,稻種運(yùn)動(dòng)速度為0.017m/s。
　　 6)總結(jié)全文,并對(duì)研究?jī)?nèi)容提出進(jìn)一