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南方丘陵山地油菜和小麦播种机械化发展现状与趋势 被引量：6
1
作者 廖宜涛 施彬彬 +3 位作者 王传奇 廖庆喜 武安阳 欧耀徽 《农业工程学报》 北大核心 2025年第1期12-26,共15页
中国南方丘陵山地油菜和小麦的机械化生产是解决南方地区冬闲田难题的有效途径,也是保障国内粮油安全的重要措施,但受地形条件和种植模式影响,目前南方丘陵山地油菜、小麦机械化播种水平较低且发展缓慢,仍处于“无机可用”或“无好机可... 中国南方丘陵山地油菜和小麦的机械化生产是解决南方地区冬闲田难题的有效途径,也是保障国内粮油安全的重要措施,但受地形条件和种植模式影响,目前南方丘陵山地油菜、小麦机械化播种水平较低且发展缓慢,仍处于“无机可用”或“无好机可用”状态。该文从生产区划、应用场景、技术装备3个方面分析了南方丘陵山地油菜小麦机械化生产现状,通过梳理油菜和小麦典型生产场景与实际应用机具之间的矛盾,明确了湿黏稻茬土壤、复杂丘坡地形、油菜和小麦种植农艺要求、区域经济落后、经营主体倾向和技术市场空缺等是影响南方丘陵山地各油麦产区机械化播种发展水平不充分的主要因素;通过分析现阶段油菜小麦机械化播种装备应用、技术发展及南方丘陵山地油麦机械化播种的技术卡点和装备发展需求,提出了研发适应南方丘陵山地黏重湿烂土壤条件、丘坡地形和小地块播种的智能化油麦兼用联合直播机是提高油麦机播水平的装备基础,并明确黏重与湿烂土壤种床整备、丘陵山地起伏地表播深控制、油麦兼用精量排种、智能化播种控制等关键技术是研究重点。研究可为南方丘陵山地油菜、小麦机械化播种水平提升提供参考。 展开更多
关键词 南方丘陵山地 油菜 小麦 机械化播种 发展现状 趋势
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外凸扰种仿形型孔气吸式水稻芽种精量排种器设计与试验 被引量：1
2
作者 罗海峰 刘光辉 +3 位作者 吴明亮 张和 王成伟 蒋啸虎 《农业机械学报》 北大核心 2025年第3期227-239,共13页
针对水稻芽种播种过程中种群堆积、稻种含水率较高不易被吸附等问题,设计了一种外凸扰种仿形型孔气吸式水稻芽种精量排种器。以南方普遍推广的“Y两优1号”型杂交稻为研究对象,根据其机械物理特性,对外凸扰种仿形型孔结构与几何参数进... 针对水稻芽种播种过程中种群堆积、稻种含水率较高不易被吸附等问题,设计了一种外凸扰种仿形型孔气吸式水稻芽种精量排种器。以南方普遍推广的“Y两优1号”型杂交稻为研究对象,根据其机械物理特性,对外凸扰种仿形型孔结构与几何参数进行了设计;对芽种充种和投种过程进行了动力学和运动学分析,得到了工作转速和工作负压范围;基于CFD-DEM流固耦合理论,将吸附力作为试验指标进行了吸附性能仿真试验,确定吸附力最大的吸孔直径为1.4 mm,同时将水稻芽种平均速度作为评价指标进行了扰种性能仿真试验,当工作转速为10~50 r/min、工作负压为1.2 kPa、吸孔直径为1.4 mm时,具有外凸扰种仿形型孔排种盘扰动能力较强,能有效减少种群堆积现象;以该种吸孔为基础,选取工作转速和工作负压为试验因素,以合格指数X_(1)、重播指数X_(2)和漏播指数X_(3)为评价指标,开展了两因素全因子台架试验。试验结果表明:当工作转速为25 r/min、工作负压为1.24 kPa时,排种器合格指数为92.64%,重播指数为2.57%,漏播指数为4.79%;试制气吸式水稻芽种精量直播机并进行田间播种试验,测得各行合格指数平均值为92.86%,重播指数平均值为2.72%,漏播指数平均值为4.42%,穴距合格率平均值为90.57%,各行排量一致性变异系数为3.12%,总排量稳定性变异系数为1.89%,各项评价指标均满足水稻芽种精量直播种植要求,为水稻芽种播种提供了理论基础。 展开更多
关键词 水稻芽种 气吸式排种器 CFD-DEM 外凸扰种仿形型孔
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玉米播种机播种质量影响因素分析与试验 被引量：4
3
作者 耿端阳 孙延成 +4 位作者 王振伟 王建凤 崔亦鹏 于琦明 康云友 《农业工程学报》 北大核心 2025年第7期56-63,共8页
针对玉米播种机机型/质量、排种器在不同作业速度下对播种质量的影响,该研究以勺轮式、气吸式、指夹式排种器为研究对象,通过探究作业过程中的载荷变化,分析了3种排种器结构在持种与投种过程、投种时落种速度对播种质量的影响;分析了轻... 针对玉米播种机机型/质量、排种器在不同作业速度下对播种质量的影响,该研究以勺轮式、气吸式、指夹式排种器为研究对象,通过探究作业过程中的载荷变化,分析了3种排种器结构在持种与投种过程、投种时落种速度对播种质量的影响;分析了轻、中、重型播种机的作业速度与排种器类型的匹配关系。进行多机型/质量、排种器类型和作业速度的播种适应性试验。确定了影响排种性能的3个主次因素顺序为机具前进速度、排种器类型、播种机单行质量。确定了勺轮式排种器在机具前进速度3~5 km/h,播种机单行质量(完成单行播种作业的工作部件(不包括种肥箱和机架)质量的总和)为108 kg时,播种质量较好;指夹式排种器在机具前进速度6~8 km/h,播种机单行质量为238 kg时,播种质量较好;气吸式排种器在机具前进速度8~10 km/h,播种机单行质量为420 kg时,播种质量较好。研究成果可为机型开发、作业参数选择提供指导。 展开更多
关键词 试验 玉米 播种机 排种器 载荷变化 播种质量
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玉米品字形高速精量播种机正压气流导槽式导种装置设计与试验 被引量：3
4
作者 衣淑娟 张淯朋 +3 位作者 戴智博 孔泠童 孙文胜 许磊 《农业机械学报》 北大核心 2025年第2期261-274,共14页
针对2BDQ系列玉米品字形播种机高速作业时(12~16 km/h)因气流裹挟种子进入双侧导种装置速度过快产生剧烈碰撞,使双侧种子交错均匀程度下降导致落种品字成形率低的问题,设计一种正压气流导槽式导种装置。阐述了导种装置结构与上下组合式... 针对2BDQ系列玉米品字形播种机高速作业时(12~16 km/h)因气流裹挟种子进入双侧导种装置速度过快产生剧烈碰撞,使双侧种子交错均匀程度下降导致落种品字成形率低的问题,设计一种正压气流导槽式导种装置。阐述了导种装置结构与上下组合式导槽导种原理,建立玉米种子在导槽上引种、附种过程的力学模型,探究导种过程中种子约束状态与导槽结构参数的关系。采用DEM-CFD耦合仿真方法,分析玉米种子导种速度轨迹并比较气流场确定上导槽与下导槽宽度比例,通过单因素试验确定上导槽高度、下导槽宽度与输送气流正压取值范围。以单因素试验结果为试验因素水平值,以品字形合格指数、导种一致性变异系数为试验指标,利用JPS-16型高速播种性能检测试验台进行三因素三水平Box-Behnken台架试验设计,得到导种装置最优参数组合并进行试验验证,并选用4种不同类型的玉米种子进行导种装置最优参数组合的适播试验。结果表明:最优参数组合为上导槽高度354.491 mm、下导槽宽度2.245 mm、输送气流正压0.739 kPa,验证试验下该参数组合的品字形合格指数为91.791%、导种一致性变异系数为6.111%,与优化结果相符,在田间试验作业速度12~16 km/h工况中测得品字形合格指数不低于85.1%。 展开更多
关键词 玉米 品字形 高速精量播种机 正压 导种装置 导槽
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基于雷达测速的棉花精量直播机排种测控系统设计与试验 被引量：1
5
作者 丁幼春 张驰海 +3 位作者 董万静 詹振宇 魏松 农峰 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期59-70,共12页
针对长江流域麦后棉区土壤黏重,地表留存秸秆残茬量大,地轮驱动方式易出现缠绕打滑、壅土现象,导致漏播、断条,且缺乏棉花导种与性能检测一体化装置等问题,设计了基于雷达测速的棉花精量直播机排种测控系统。构建了3路独立直流电机转速... 针对长江流域麦后棉区土壤黏重,地表留存秸秆残茬量大,地轮驱动方式易出现缠绕打滑、壅土现象,导致漏播、断条,且缺乏棉花导种与性能检测一体化装置等问题,设计了基于雷达测速的棉花精量直播机排种测控系统。构建了3路独立直流电机转速控制以及3路棉花种子流实时检测的云-端构架模式;设计了播种测控云平台,实现播种作业参数实时采集、显示、存储及多设备的管控;设计了模糊PID控制器,实现指定粒距的随速实时调控。利用Matlab开展了模糊PID控制器与PID控制器仿真对比试验。结果表明,模糊PID算法模型比PID算法模型超调量降低28.95%,上升时间减少28.57%,稳态时间减少22.22%。开展电机控制精度试验,结果表明,电机实际转速与理论转速最大误差为1.8%,平均误差为1.1%。台架试验结果表明,与JPS-16型计算机视觉试验台相比,测控系统检测合格指数、漏播指数、重播指数相差不大于1.3、0.7、0.8个百分点。路面试验结果表明,当作业速度为3.6~9.2 m/h时,实际排种数与理论排种数最大误差为2.4%;单路检测准确率不小于97.44%。田间试验结果表明,当作业速度为3.6~9.2 m/h时,本系统控制播种合格指数不小于90.81%,漏播指数不大于4.64%,粒距变异系数不大于14.38%。示范应用表明,该棉花精量直播机排种测控系统能够有效提升长江流域棉区麦后棉花直播机播种质量。 展开更多
关键词 棉花 播种检测 雷达测速 模糊PID
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小区育种田间试验关键技术装备研究现状与趋势
6
作者 徐涛 朱炫铭 +3 位作者 梁玉成 芦磊 刘春旭 徐东 《农机化研究》 北大核心 2025年第12期283-293,共11页
小区育种专用播种机和收获机是育种田间试验的关键机械装备,其作业精度和质量直接影响到育种过程的准确性、真实性和科学性。本文综述了国内外小区育种播种和收获技术装备的研究应用历程、发展水平与现状;总结了小区供种、排种、清种精... 小区育种专用播种机和收获机是育种田间试验的关键机械装备,其作业精度和质量直接影响到育种过程的准确性、真实性和科学性。本文综述了国内外小区育种播种和收获技术装备的研究应用历程、发展水平与现状;总结了小区供种、排种、清种精量播种机械和小区高净无混低损收获装备的主要技术特点;详述了国内外小区播种机供种、排种、清种和小区收获机脱粒、清选、除杂等核心工作部件的结构和原理;介绍了步进电机驱动与编码器信号反馈闭环精准排种、基于激光反射式检测原理的全自动供种和收获阶段实时采集记录测定分析数据等方面的实际应用效果,以及先进技术研究现状和趋势;指出了我国在小区播种与收获技术装备研发方面的存在的问题。同时,针对国产现有主要机型基本结构和技术特点进行分析,着力解决技术研学创新优化、智能化控制水平提高、机械加工质量提升和农机农艺深度融合提质等方面的技术短板,指出了小区育种播种机和小区收获机的研发方向。 展开更多
关键词 育种试验 小区播种机 小区收获机 研究现状 发展趋势
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玉豆带状复合种植免耕精量播种覆秸一体机设计与试验
7
作者 陈海涛 高伟 +3 位作者 王星 张颖 侯守印 纪文义 《农业机械学报》 北大核心 2025年第4期202-212,223,共12页
针对玉豆带状复合种植机械化播种过程中田间秸秆量大、代用机具播种质量差、作业效率低等问题,设计一种在收获后原茬地条件下一次进地可同步完成“清秸防堵种床整理-玉米大豆精播施肥-秸秆均匀覆盖”一体机。按照玉豆带状复合种植农艺要... 针对玉豆带状复合种植机械化播种过程中田间秸秆量大、代用机具播种质量差、作业效率低等问题,设计一种在收获后原茬地条件下一次进地可同步完成“清秸防堵种床整理-玉米大豆精播施肥-秸秆均匀覆盖”一体机。按照玉豆带状复合种植农艺要求,设计了一体机结构;采用正交试验与离散元仿真相结合方法,对清秸覆秸装置结构进行了仿真分析和参数组合优化,当作业速度为9.9 km/h、刀轴转速为625 r/min、清秸总成螺旋线头数为3、残茬抛撒控制板倾角为90°时,清秸率为91.03%、覆秸匀度为87.05%,当量功耗为9.79 kW;在机收经粉碎秸秆残留量1.48 kg/m^(2)的玉米原茬地实施整机田间性能试验,结果表明:当作业速度为7.2 km/h(保证试验样机排种器正常工作)、大豆粒距为8 cm、玉米粒距为10 cm、刀齿入土深度为50 mm时,机具通过性良好,大豆、玉米粒距合格指数分别为79.50%、88.66%,重播指数分别为4.03%、3.66%,漏播指数分别为16.48%、7.68%,变异系数分别为28.49%、21.31%,大豆、玉米播深合格率为90%,施肥深度合格率为80%,种肥水平间距合格率为80%,覆秸匀度为88.97%,播后田间无晾籽现象。 展开更多
关键词 玉豆带状复合种植 玉豆精播一体机 清秸覆秸 正交试验 离散元
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插播鸭嘴开孔对大蒜播种直立度的影响
8
作者 李天华 孙学腾 +5 位作者 施国英 侯加林 耿爱军 崇峻 辛丽 李欢 《农业工程学报》 北大核心 2025年第17期65-72,共8页
直立播种能够提高大蒜的出苗一致性,有助于提升大蒜产量和品质,鸭嘴插播是大蒜直立播种入土的主要形式。针对鸭嘴入土开启引起的蒜种直立度下降甚至翻转问题,该研究设计了一种局部开孔插播鸭嘴。利用离散元法(EDEM)建立了土壤-鸭嘴-蒜... 直立播种能够提高大蒜的出苗一致性,有助于提升大蒜产量和品质,鸭嘴插播是大蒜直立播种入土的主要形式。针对鸭嘴入土开启引起的蒜种直立度下降甚至翻转问题,该研究设计了一种局部开孔插播鸭嘴。利用离散元法(EDEM)建立了土壤-鸭嘴-蒜种互作模型,分析了鸭嘴内预置土壤量对蒜种倒伏的影响规律,在蒜种预埋深度为0、25%、50%、75%、100%的蒜种总高度时,播后平均直立度分别降低33°、22°、10°、4°、3°,表明鸭嘴内适量预置土壤可减小播种时蒜种倒伏,且当鸭嘴内蒜种预埋深度大于75%的蒜种总高度时,蒜种直立度变化趋于稳定;分析了鸭嘴开孔形式与参数对入土时土壤流入的影响规律,得到在孔宽6.5 mm条件下,横向上、下孔长为30和25 mm,纵向开孔长为40 mm时,蒜种预埋深度分别为87.5%、77.5%的蒜种总高度。台架试验结果表明:蒜种预埋深度为0、25%、50%、75%、100%的蒜种总高度时,播后平均直立度分别降低38°、26°、13°、6°、4°;鸭嘴横、纵向开孔的蒜种平均预埋深度分别为80%、72%的蒜种总高度,相比传统无孔鸭嘴,蒜种直立度分别提高了59.27%和44.05%。该成果可为新型插播鸭嘴与大蒜直立播种机的研究提拱参考。 展开更多
关键词 大蒜 离散元 插播鸭嘴 直立播种 仿真优化
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小麦复式播种机种床构建装置设计与试验
9
作者 何瑞银 刘枭枫 +4 位作者 李毅念 丁启朔 孟为国 徐高明 孙建富 《农业机械学报》 北大核心 2025年第8期239-251,共13页
针对长江中下游地区小麦播种普遍存在种床条件不理想和畦沟质量不高等问题,设计了一种种床构建装置,提出了一种旋耕+开沟+播前镇压+护沟的设计方案。该装置主要由旋耕部件、铧式犁开沟部件和播前镇压部件等组成,能够一次作业完成旋耕、... 针对长江中下游地区小麦播种普遍存在种床条件不理想和畦沟质量不高等问题,设计了一种种床构建装置,提出了一种旋耕+开沟+播前镇压+护沟的设计方案。该装置主要由旋耕部件、铧式犁开沟部件和播前镇压部件等组成,能够一次作业完成旋耕、开沟、播前镇压、播种施肥等工序,采用镇压强度可调节的播前镇压和横向输土技术,有效构建地表平整、虚实结合的理想种床。根据小麦种植农艺要求,确定了旋耕刀的数量以及排列分布,设计了铧式犁开沟器和播前镇压部件的关键参数;通过EDEM软件建立仿真模型,通过二因素四水平正交试验和Box-Behnken试验方法分别对铧式犁开沟器和种床构建装置进行仿真分析,得到铧式犁开沟器终止滑切角和护沟侧板水平方向最优倾角分别为68°和67°,得到优化工作参数为:机具前进速度4.22 km/h、旋耕刀转速288 r/min和液压缸伸长量85.50 mm。在土壤含水率22.3%、土壤容重1.11 g/cm^(3)的田间进行试验,结果表明,作业后碎土率为92.75%,种床平整度为15.32 mm,土壤容重为1.34 g/cm^(3),畦沟平均深度为201 mm,畦沟沟深稳定性系数达到91.38%,小麦出苗均匀整齐,出苗率为89.24%,满足小麦高质量播种要求。 展开更多
关键词 小麦复式播种机 播前镇压 种床构建 铧式犁开沟器
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基于气动下压力控制的高速轻型免耕播种机播深调控系统设计与试验
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作者 陈海涛 喻晨鹏 +4 位作者 王宇 王星 刘立意 尚家杰 宋兴涛 《农业机械学报》 北大核心 2025年第8期229-238,共10页
针对常规播种机高速作业时播深稳定性差,而装配基于仿形轮下压力传感式播深调控系统灵敏度低等问题,本文设计了一种基于气动下压力控制的高速轻型免耕播种机播深调控系统,以提高其高速播种时作业质量。系统主要包括:监测装置、决策控制... 针对常规播种机高速作业时播深稳定性差,而装配基于仿形轮下压力传感式播深调控系统灵敏度低等问题,本文设计了一种基于气动下压力控制的高速轻型免耕播种机播深调控系统,以提高其高速播种时作业质量。系统主要包括:监测装置、决策控制系统、播深调控执行机构和保护装置。监测装置利用平行四杆仿形机构角度传感器、仿形镇压轮薄膜压力传感器以及播种机姿态传感器协同实现对播深实时监测;决策控制系统处理传感器数据,通过电磁阀和电气比例阀控制空气弹簧内部气压,保证执行机构输出作用力实时调控。为提高播深调控系统执行机构输出作用力的精确性,建立播深调控系统空气弹簧输出作用力与下压力关系模型,该模型通过薄膜压力传感器监测到的仿形镇压轮下压力变化实时改变空气弹簧输出作用力,模型决定系数R^(2)为0.9959。进行了高速轻型免耕播种机播深调控系统阶跃响应台架试验,试验结果表明:当压力为0.1~0.6 MPa时,系统最大超调量为6.40%,平均响应时间为0.3 s,平均稳态误差为0.0047 MPa,平均稳态值标准差为0.0027 MPa,平均变异系数为0.93%。以平行四杆仿形弹簧式播深控制系统为对照组进行了田间性能对比试验,结果表明,在高速作业条件(14~16 km/h)下,加装该播深调控系统轻型免耕播种机平均播种深度合格率为81%,相比于机械弹簧式下压力调控方式(56%)提升44.64%;播种深度标准差平均值为4.87 mm,变异系数平均值为14.08%,相比于机械弹簧调节方式,分别降低21.52%、29.35%。研究结果为高速轻型免耕播种机播深稳定性提升提供了理论参考。 展开更多
关键词 轻型免耕播种机 播深稳定性调控 气动下压力
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链勺式玉米精量排种器设计与试验
11
作者 李明生 王鹏 +4 位作者 鄢玉林 谢守勇 刘忠军 刘凡一 陈行政 《农业工程学报》 北大核心 2025年第16期77-89,共13页
针对传统机械式玉米排种器作业性能不稳定、播种穴距合格率低、漏播率高的问题,该研究设计了一种链勺式玉米精量排种器。根据西南地区玉米种子的物理特性对排种器进行结构设计;对排种过程中玉米种子的受力和运动状态进行分析,确定了影... 针对传统机械式玉米排种器作业性能不稳定、播种穴距合格率低、漏播率高的问题,该研究设计了一种链勺式玉米精量排种器。根据西南地区玉米种子的物理特性对排种器进行结构设计;对排种过程中玉米种子的受力和运动状态进行分析,确定了影响排种性能的关键参数;基于EDEM-Recurdyn耦合方法对排种器的工作过程进行仿真,模拟种子运动过程;进行二次回归正交旋转组合台架试验,得到各参数对穴距合格率和漏播率的影响从大到小依次为:充种型孔半径、种勺斜角、主动链轮转速,当充种型孔半径为5.45 mm、种勺斜角为3.42°、主动链轮转速为45.62 r/min时,排种性能最佳,穴距合格率为83.14%、漏播率为1.73%;田间试验结果表明,安装链勺式玉米精量排种器的播种机播种平均穴距合格率为81.67%、平均漏播率为1.67%,满足国内玉米精量播种要求。 展开更多
关键词 农业机械 仿真 玉米 排种器 EDEM-Recurdyn耦合
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带式大豆高速导种装置籽粒姿态矫正元件设计与试验
12
作者 衣淑娟 王光宇 +3 位作者 李衣菲 王淞 李帅霏 卫睿勇 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期268-278,424,共12页
为解决带式导种装置在高速(13~16 km/h)播种时单种腔内籽粒姿态不稳定、位置不一致的问题,设计了一种带式导种装置籽粒姿态矫正元件,该元件由5阶平行横纹构成,每3阶横纹对应1个种腔,横纹凸起高度为1 mm。并采用丁腈橡胶材料制作,当大豆... 为解决带式导种装置在高速(13~16 km/h)播种时单种腔内籽粒姿态不稳定、位置不一致的问题,设计了一种带式导种装置籽粒姿态矫正元件,该元件由5阶平行横纹构成,每3阶横纹对应1个种腔,横纹凸起高度为1 mm。并采用丁腈橡胶材料制作,当大豆接触到第1阶横纹后会被其调整成籽粒长轴垂直于输种带运行方向进行稳定导种。通过分析籽粒在碰撞形变阶段和碰撞恢复阶段的状态,明确籽粒在矫正区内的理论二维输种位置。利用EDEM离散元仿真软件进行矫正横纹最佳高度仿真试验,以倾角合格率和偏移合格率为评价指标,通过单因素试验分析籽粒从限位-矫正过渡阶段至矫正阶段终点的位移曲线,明确矫正横纹高度对籽粒横向运移规律,并得到横纹高度1.00 mm下籽粒倾角合格率平均值为95.7%,籽粒偏移合格率平均值为98.2%。利用高速摄像技术进行单因素对比试验,并以姿态变异系数和株距变异系数为指标进行矫正效果对比试验。对比试验结果表明,有矫正元件的带式导种装置姿态变异系数和株距变异系数均低于无矫正元件的带式导种装置;安装横纹高度为1 mm、厚度为4 mm的矫正元件后,籽粒姿态变异系数平均值为16.45%,株距变异系数平均值为12.78%,可满足高速精量播种作业要求。 展开更多
关键词 大豆 高速精量播种机 带式导种装置 籽粒姿态矫正 定向导种
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玉米原茬地高速作业侧向清茬刀设计与试验
13
作者 陈海涛 逯远东 +2 位作者 王星 张颖 喻晨鹏 《农业机械学报》 北大核心 2025年第4期163-173,201,共12页
针对我国东北地区玉米原茬地免耕播种机高速作业时,播种施肥触土部件堵塞导致播种作业质量降低等问题,改进设计一种适用于高速免少耕播种作业的侧向清茬刀。通过对正切刃折弯曲线及作业过程理论分析,确定了侧向清茬刀的结构和工作参数,... 针对我国东北地区玉米原茬地免耕播种机高速作业时,播种施肥触土部件堵塞导致播种作业质量降低等问题,改进设计一种适用于高速免少耕播种作业的侧向清茬刀。通过对正切刃折弯曲线及作业过程理论分析,确定了侧向清茬刀的结构和工作参数,构建了清茬防堵装置在田间作业过程中刀齿-土壤-根茬离散元仿真模型,进行了以清茬刀正切刃折弯角、作业速度和刀轴转速为影响因子,根茬清除率、土壤扰动率和当量功耗为评价指标的二次回归正交中心旋转组合仿真试验。依据参数优化仿真结果试制样机并进行田间性能试验,结果表明:在玉米残茬覆盖量1.73 kg/m^(2)、平均留茬高度400 mm、土壤硬度20.8 kg/cm^(2)条件下,当正切刃折弯角34.5°、作业速度14.4 km/h、刀轴转速380 r/min时性能最优,此时根茬清除率91.6%、土壤扰动率26.6%、当量功耗12.62 kW;安装优化清茬刀的清茬装置比安装侧向清秸刀齿的根茬清除率提高12.67%。 展开更多
关键词 清茬刀 免耕播种机 高速作业 玉米根茬 清茬防堵装置
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基于EDEM仿真的不同驱动式圆盘刀作业性能对比与分析
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作者 朱惠斌 秦晋 +3 位作者 白丽珍 钱诚 王明鹏 李镕东 《干旱地区农业研究》 北大核心 2025年第3期299-314,共16页
为研究不同驱动式圆盘刀在我国西南地区秸秆覆盖量大以及秸秆整杆覆盖条件下免耕作业时作业性能的差异,以仿生圆盘刀、缺口圆盘刀、波纹圆盘刀为研究对象,确定圆盘刀切割秸秆时的受力状态;以正转圆盘刀类型、正反转圆盘刀类型、机具前... 为研究不同驱动式圆盘刀在我国西南地区秸秆覆盖量大以及秸秆整杆覆盖条件下免耕作业时作业性能的差异,以仿生圆盘刀、缺口圆盘刀、波纹圆盘刀为研究对象,确定圆盘刀切割秸秆时的受力状态;以正转圆盘刀类型、正反转圆盘刀类型、机具前进速度、圆盘刀转速为试验因素,(粘结键断裂数量)秸秆切断率、土壤扰动量、机具通过性为评价指标,在自行研制的防堵装置上进行了单因素EDEM离散元仿真和三因素三水平田间正交对比试验。仿真试验结果表明:在相同条件下,圆盘刀作用下的粘结键断裂数量、机具通过性的效果均表现为正转仿生圆盘刀>正转缺口圆盘刀>正转波纹圆盘刀,正反转仿生圆盘刀>正反转缺口圆盘刀>正反转波纹圆盘刀,土壤扰动量与之相反。田间试验结果表明:当秸秆覆盖量为1.432 kg·m^(-2)时,圆盘刀类型对秸秆切断率的影响最显著,在不同转速和机具前进速度下,作业效果与仿真试验相吻合。综上,在大量秸秆覆盖和整杆覆盖条件下,除土壤扰动量外,仿生圆盘刀的作业性能优于传统圆盘刀,仅有正反转仿生圆盘刀满足作业要求且作业效果较优。本研究可为秸秆覆盖量大和整杆覆盖条件下免耕播种机破茬开沟部件的合理设计及适用性分析提供理论依据。 展开更多
关键词 圆盘刀 驱动式 EDEM仿真 防堵装置 秸秆切断率
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烟草包衣种子离散元仿真参数标定与试验
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作者 于英杰 崔杰 +1 位作者 马二登 宋大科 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第9期264-269,共6页
研究烟草包衣种子与ABS树脂间以及种子之间的离散元仿真试验参数,提高烟草育苗播种机排种器离散元仿真试验的准确度。应用离散元软件EDEM建立烟草包衣种子离散元模型,基于自由落体碰撞试验、斜面滑动试验、斜面滚动试验和堆积试验,对比... 研究烟草包衣种子与ABS树脂间以及种子之间的离散元仿真试验参数,提高烟草育苗播种机排种器离散元仿真试验的准确度。应用离散元软件EDEM建立烟草包衣种子离散元模型,基于自由落体碰撞试验、斜面滑动试验、斜面滚动试验和堆积试验,对比分析EDEM仿真试验结果,标定烟草包衣种子与ABS树脂间以及种子之间的离散元仿真接触参数,得到烟草包衣种子与ABS树脂间以及种子间的碰撞恢复系数、静摩擦因数、滚动摩擦因数分别为0.419和0.6、0.366和0.7、0.034和0.15。采用滚筒式精密排种器进行仿真参数试验验证,对比不同排种轮转速下试验指标的实测值和仿真值,得到精密排种器充种合格率、漏播率和重播率的相对误差均小于5%。仿真参数可靠,能准确模拟烟草包衣种子物料特性。 展开更多
关键词 烟草包衣种子 离散元法 接触参数 标定 仿真试验
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基于CFD-DEM的气送式稻麦兼用型高速播种机种子减速器设计与试验
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作者 臧英 张美林 +3 位作者 黄子顺 姜有聪 钱诚 王在满 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期222-234,共13页
针对气送式稻麦兼用型高速播种机作业时种子输送速度快造成投种精度低、投种不稳定等问题,设计了一种基于旋风减速原理的种子减速器。采用CFD-DEM耦合仿真方法进行单因素试验,确定主要结构因素并选取适宜尺寸区间。为确定种子减速器结... 针对气送式稻麦兼用型高速播种机作业时种子输送速度快造成投种精度低、投种不稳定等问题,设计了一种基于旋风减速原理的种子减速器。采用CFD-DEM耦合仿真方法进行单因素试验,确定主要结构因素并选取适宜尺寸区间。为确定种子减速器结构参数,基于单因素试验结果开展了Box-Behnken正交组合仿真试验,结果表明:最佳结构尺寸为圆筒直径D为82.352 mm,圆筒长度H_(t)为101.364 mm,排气口直径D_(P)为25.0002 mm,锥筒长度H_(z)为67.9025 mm,此时籼稻种子出种口流速V_(1)和种子竖直速度V_(2)分别为5.212 m/s和0.462 m/s;粳稻种子出种口流速V_(1)和种子竖直速度V_(2)分别为5.339 m/s和0.473 m/s;小麦种子出种口流速V_(1)和种子竖直速度V_(2)分别为5.341 m/s和0.408 m/s。台架验证试验结果表明,在出种口处籼稻种子竖直速度为0.411 m/s,粳稻种子竖直速度为0.452 m/s,小麦种子竖直速度为0.457 m/s,与仿真试验结果较符合。条播性能台架试验结果表明,有种子减速器时排种成条效果明显优于无种子减速器情况,而且籼稻、粳稻和小麦排量均匀性变异系数分别由无种子减速器时41.61%、25%和37.84%依次降至9.10%、8.42%和8.49%,满足种子减速器性能要求。研究结果可为后续提高气送式稻麦兼用型播种机播种性能提供指导。 展开更多
关键词 高速播种机 稻麦兼用 种子减速器 CFD-DEM
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链勺翘尾自清式半夏精量排种器设计与试验
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作者 黄玉祥 刘卓韬 +3 位作者 杨鑫 冯添 毕于彬 巨晓腾 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期279-290,共12页
针对半夏种子形状不规则、大小不均匀造成的充种不充分、清种困难等问题,基于链条翻转运动特性,本文提出利用转动惯性力清种方法,设计一种链勺翘尾自清式半夏精量排种器,通过翘尾种勺及水滴形型孔提高充种率,实现自清种。通过对排种器... 针对半夏种子形状不规则、大小不均匀造成的充种不充分、清种困难等问题,基于链条翻转运动特性,本文提出利用转动惯性力清种方法,设计一种链勺翘尾自清式半夏精量排种器,通过翘尾种勺及水滴形型孔提高充种率,实现自清种。通过对排种器工作过程中种子受力情况及运动状态进行分析,阐述了链勺翘尾自清式排种器工作原理;基于DEM-MBD耦合进行仿真试验,分析种勺充种倾角、链条张紧力和种勺型孔结构参数对排种器工作性能的影响,确定排种器结构参数;设计二次回归正交旋转组合仿真试验,确定种勺型孔最佳结构参数组合:种勺型孔长度为18.6 mm、种勺型孔宽度为14.1 mm、种勺型孔留种孔深度为8.6 mm;为确定排种器最佳作业参数,以主动链轮转速和种层高度为试验因素,进行二次回归正交旋转组合台架试验。试验结果表明,当排种器主动链轮转速为39.2 r/min、种层高度为206 mm时,排种器作业性能最优,其合格指数为93.37%、重播指数为2.17%、漏播指数为4.46%,研究结果可为球茎类中药材排种器设计提供参考。 展开更多
关键词 半夏 精量排种器 链勺式 自清式
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生物炭均匀撒播高效旋埋还田机设计与试验
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作者 唐汉 谷泽骏 +3 位作者 徐亚男 徐福东 万昶 王金武 《农业机械学报》 北大核心 2025年第8期217-228,共12页
针对目前生物炭易固结、撒施难度大且混埋还田效果差等问题,提出了一种生物炭撒施旋埋还田的农艺模式,设计了一种生物炭均匀撒播高效旋埋还田机。阐述了生物炭均匀撒播高效旋埋还田机的基本结构与工作原理,对炭箱搅拌系统、强制排炭系... 针对目前生物炭易固结、撒施难度大且混埋还田效果差等问题,提出了一种生物炭撒施旋埋还田的农艺模式,设计了一种生物炭均匀撒播高效旋埋还田机。阐述了生物炭均匀撒播高效旋埋还田机的基本结构与工作原理,对炭箱搅拌系统、强制排炭系统和旋耕系统进行理论分析,确定了关键结构参数,探究了电机转速、前进速度等影响生物炭均匀撒播高效旋埋还田机排炭性能的主要因素;探究了旋耕刀辊转速影响生物炭还田的主要因素。以排炭速率偏差、各行排炭量一致性变异系数及总排炭量稳定性变异系数作为试验指标进行了基于电机转速的台架静态试验,验证了机具撒播性能;以排炭率偏差、前进方向排炭均匀度变异系数和工作幅宽方向排炭均匀度变异系数作为试验指标进行了基于电机转速和前进速度的台架动态试验,验证了机具排炭性能并确定各因素对试验指标的影响;采用两因素三水平正交试验探究了生物炭均匀撒播高效旋埋还田机的最优工作参数,并通过田间试验对台架试验的结果进行验证,结果表明:在当前进速度2.5 km/h、电机转速75 r/min这一最优参数组合下,生物炭均匀撒播高效旋埋还田机的前进方向排炭均匀度变异系数为4.23%,工作幅宽方向排炭均匀度变异系数为5.59%,理论排炭率为5019.9 kg/hm^(2),排炭率偏差为2.34%。整机性能满足生物炭撒播还田农艺要求。 展开更多
关键词 土壤改良剂 生物炭 均匀撒施 旋耕还田机
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基于Bonding V2模型的蒜种离散元建模与参数标定
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作者 李骅 孟煜柏 +3 位作者 齐新丹 王永健 李玉青 李明阳 《农业机械学报》 北大核心 2025年第7期150-157,169,共9页
针对利用离散元法进行大蒜精准播种及收获等关键作业过程仿真分析时,蒜种内部黏结参数缺乏的问题,选取邳州白蒜为研究对象,利用EDEM软件建立了一种可破碎的蒜种离散元柔性模型,并对其黏结参数进行标定。以处理后不带皮蒜种块临界破碎载... 针对利用离散元法进行大蒜精准播种及收获等关键作业过程仿真分析时,蒜种内部黏结参数缺乏的问题,选取邳州白蒜为研究对象,利用EDEM软件建立了一种可破碎的蒜种离散元柔性模型,并对其黏结参数进行标定。以处理后不带皮蒜种块临界破碎载荷(105.5 N)及位移(4.7 mm)为参考依据,通过Plackett-Burman、最陡爬坡试验和Box-Behnken试验,对蒜种离散元模型进行显著性筛选和寻优。结果表明:最优参数中单位面积法向刚度、单位面积切向刚度、法向强度、剪切强度和黏结半径比例分别为5.115×10^(8) N/m^(3)、2.3×10^(7) N/m^(3)、1.265×10^(6) Pa、54454.594 Pa、1.716。此时,仿真不带皮蒜种块临界破碎载荷和位移分别为116.6 N、5.13 mm,与前期不带皮蒜种试验误差分别为9.5%、12.7%,与带皮蒜种试验(临界破碎载荷和位移分别为107.5 N和4.8 mm)误差分别为7.8%、7.4%,验证了模型的准确性。建立的蒜种离散元模型可为后续振动充种受力分析及姿态调整提供参考。 展开更多
关键词 蒜种 离散元模拟 参数标定 Bonding V2模型
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勺轮式棉花排种器排种性能分析与试验
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作者 李玉道 宋占华 孙学振 《农机化研究》 北大核心 2025年第5期109-115,125,共8页
为研究排种器在不同运动特征参数下对排种性能的影响,建立了勺轮式排种器仿真模型,运用EDEM软件对排种器在不同转速和倾斜角度下的工作过程进行了虚拟试验,并分析了单个棉花种子在排种器中的运动轨迹,以及随时间增加籽粒群体受力变化趋... 为研究排种器在不同运动特征参数下对排种性能的影响,建立了勺轮式排种器仿真模型,运用EDEM软件对排种器在不同转速和倾斜角度下的工作过程进行了虚拟试验,并分析了单个棉花种子在排种器中的运动轨迹,以及随时间增加籽粒群体受力变化趋势。仿真结果表明:当排种器转速为40 r/min、倾斜角度为15°时,排种器具有相对最佳的工作性能,粒距合格指数为98.15%,重播指数为1.85%,漏播指数为0。用JPS-12性能检测台对排种器进行台架试验,结果表明:排种器转速为40 r/min、倾斜角度为15°时,排出棉花籽粒间距变异系数为0.034,排种均匀性较高,表明排种器工作性能较优,台架试验排种效果良好。田间试验重播率、漏播率均比试验台试验结果有所增加,但仍满足90%以上的合格率,粒距变异系数均小于10%,可以用于田间播种。 展开更多
关键词 勺轮式排种器 EDEM仿真 台架试验 棉花种子
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