水稻芽种电磁振动排种器种子箱优化研究

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1、水稻芽种电磁振动排种器种子箱优1惭究1．1课题目的及意义第一章绪论水稻原产于亚洲热带地区，由中国广泛栽种后，向外界逐步传播。现已成为世界各地的主要粮食作物和经济作物。我国水稻种植广泛，根据相关数据显示，我国水稻单产约为世界平均单产的2倍，高于我国其他粮食作物单产【1】【2】。水稻的种植技术主要有两种模式：水稻直播和育秧移栽【3】。目前，美国、意大利、澳大利亚、加拿大等一些欧美国家主要采用直播种植技术；中国、韩国、日本等一些亚洲国家主要采用育秧移栽种植技术。目前，我国水稻生产中耕作、收获机械化作业

2、已有较大面积，但水稻种植环节机械化发展较慢，水平还很低，仍然以人工栽插为主，成为实现全程机械化水稻生产的瓶颈【4】。在水稻育秧移栽种植技术中，秧盘育秧是关键环节之一。研究发展先进、实用的育秧机械是实现水稻种植机械化的重要环节。目前育秧播种机按播种装置的结构形式和工作原理分类，主要有机械式、振动式、气力式等。对振动式水稻育秧播种机的设计要求主要是：振动播种时，保证定量供种、保持排种盘里各V形槽中种子流的连续性和统一性、防止供种损伤、避免窜穴和断流、保持同步播种等【5】。种子箱结构参数会直接影响排种

3、均匀性、排种量大小等。参数不合理，会出现堵种、断流、种子在排种盘上过多堆积等现象，直接影响育秧播种机的播种性能和播种质量。因此，研究影响种子箱结构参数的水稻芽种摩擦特性、优化种子箱各结构参数具有重要意义。1．2水稻播种机械的研究现状1．2．1水稻播种机械国内的研究现状我国水稻种植区域广，水稻品种类型繁多。当前的水稻种植方式中，手工插秧占到了60％．70％，其它主要为抛秧和直播。插秧、抛秧和直播等水稻生产种植方式决定着水稻机械化种植装备的研究和发展。2000年广西大学杨坚对分流式振动排种器的排种性

4、能与水稻种子芽(根)长度之间的变化规律进行了研究，研究结果表明【6】：排种性能受种子芽(根)长度影响较大，当种子广西大掌硕士学位论文水稻芽种电磁振动排种器种子箱优化研究芽(根)长度大于5mm时，种子箱内的种子开始出现架空、导致断流现象，播种均匀性无法保证。分流式振动排种器的排种量随种芽(根)长度的增长而减少。2005年吴瑞成，熊永森等人设计了水稻抛秧苗盘式育秧精量播种机，并通过试验建立了因素(排种轮转速、受种盘输送速度、排种轮投种高度)与指标(播种均匀度合格率)之间的数学模型，进行参数优化研究，

5、得出如下结论【7】：当排种轮转速为43．5砒nin、受种盘输送速度为O．142州S、排种轮投种高度为O．134m时，播种均匀度合格率最高。2007年，广西大学的白颖、杨坚等对影响电磁振动排种器排种均匀性的主要因素(电流、电压、主振簧刚度、后板簧刚度和连接簧宽度)进行试验【酊，得出结论如下：电流、连接簧、后板簧与主振簧的交互作用对各行排列一致性变异系数的影响较大。当主振簧刚度为56441M，m、后板簧刚度为39033N／m、连接簧的刚度为634N／IIl、电压为12．6V、电流为1．37A时，各行

6、排量一致性变异系数和总排量稳定性变异系数都较小，排种器各槽排种比较均匀一致。2009年农业部农业机械化技术开发推广总站的张晓慧和中国农业大学工学院宋建农对针吸滚筒式排种器进行了研究设计，并用杂交稻辽盐188芽种进行了播种试验【9l。得出如下结论：种子被吸附的理论临界气流速度为5．5n以；对播种性能影响因素从大到小依次为：真空度、吸针端面角和滚筒转速；在滚筒转速为5r／111iIl、吸针端面角度为30。、真空度为4．8kPa时，播种效果最好。1．2．2水稻播种机械国外的研究现状目前，美国、澳大利亚

7、等欧美一些西方国家水稻种植机械化水平较高，主要发展水稻直播机械。在亚洲，日本、韩国等一些国家仍然以育秧移栽种植为主。1970年日本就实现了水稻插秧的机械化，到目前为止，99％以上的稻田都是机械插秧。近年来，日本农业机械化技术研究主要集中在水稻点播直播机械、长毡式育秧和插秧系统、无人操纵高精度水稻插秧机械等方面【¨¨。鼬tagawaH、1bal【aK、Ogu唿A等人研究开发了长毡式育秧插秧系统【11】112】【13】，其育秧系统采用无土栽培技术，培育的秧苗连成约6m长的秧苗带，长度约是以往的10倍

8、，重量仅为传统的20％；插秧系统在～般的秧苗插秧机上增加了卷秧苗和压秧苗的折叠器和压秧结构，大大降低了劳动强度。意大利巴里大学对水稻吸盘式播种器进行了研究开发，研制出带吸嘴的吸盘式播种器【141。飚mDE、chaJlgYs等人对机器视觉技术进行了深入研刭15l，用以识别水稻种2水稻芽种电磁振动舅1种器种子箱优1

9、翔F究子的形态，从而实现对育秧机械作业时的同步控制，实现对水稻种子的精量提取以及水稻种子在育秧盘上的有规律排列。上个世纪90年代末，法国摩诺赛公司研究开发了新式气力式精密播种机，其排种器