水稻钵盘精量播种装置投种过程高速摄像验证分析

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1、2015年4月农机化研究第4期水稻钵盘精量播种装置投种过程高速摄像验证分析1123刘英楠，衣淑娟，洪杰夫，何琴(1．黑龙江八一农垦大学信息技术学院，黑龙江大庆163319;2．成都交通信息巷有限责任公司，成都610000;3．中冶纸业成都销售分公司，成都610000)摘要:为了研究播种装置投种机理，判别稻种的投种速度、落种高度以及翻版角速度对稻种投种过程中的影响，通过仿真获得了稻种的速度与时间、垂直位移与速度以及翻板角速度与速度的变化规律。在与仿真条件相同的情况下，利用高速摄像技术对上述3种情况进行在线拍摄，并获得了这3种变化关系的曲线

2、图。通过试验结果与理论结果的对比分析，得出投种过程中稻种的运动规律主要受翻板角速度、翻板长度、翻板质量及稻种质量等参数的影响—其运动速度随位移的增加而呈递增的趋势。由此为判别稻种的投种速度、落种高度以及翻板角速度对稻种投种过程中的影响提供理论依据。关键词:钵盘;精量播种器;投种过程;水稻;高速摄像+中图分类号:S223．23文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)04－0193－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.04.046外水稻钵盘精量播种装置技术的现状及前人研究的0引言基础上，基于自行研制

3、的水稻钵盘精量播种试验台，由于黑龙江省地处寒地，为了缓解地温低、水稻利用MatLab仿真和高速摄像验证分析的方法，对影响生长返青慢等不利因素的影响，秧盘育秧已成为寒地水稻钵盘精量播种机的关键参数进行试验，旨在为水水稻育秧的主导方向。秧盘育秧主要有平盘育秧和稻钵盘精量播种机的设计和改进提供依据。钵盘育秧。平盘育秧虽然有早期育苗、秧根盘结、秧1试验装置苗齐壮等优点;但是由于平盘育秧是所有的秧苗都在一块未分割的平盘土壤里生长，在秧苗要下地之前有试验装置由底土箱、压实轮、种箱、刷种轮、型孔一个机器分割秧苗的过程，这一过程对秧苗的根系有板、翻板、

4、秧盘、种箱推杆、表土箱、机架、电动机、传动一定的损伤，需要有5～7天的缓苗期。相比而言，钵链、减速器、曲柄连杆、型孔、挡板、稻种和高速摄像机盘育秧的钵穴之间互不相连，这样除了避免秧苗之间等组成，如图1所示。病害的传染，更有效地避免了秧苗下地之前的分割过高速摄像在线拍摄参数如下:试验中所采用的高程，减少秧苗根系的损伤，不但少了一个缓苗期的环速摄像机型号V5．1，拍摄频率为500帧/s，两侧均采节，水稻的产量也会有所提高。目前，国外对钵盘育用1300W的光源;拍摄距离为1160mm;试验在黑龙秧机械化研究比较成熟的国家是日本;但是日本生产江

5、八一农垦大学工程学院播种实验室内进行，目的是的机器造价太高，只适合小面积推广。国内的专家学降低外界因素和人为误差对拍摄质量和效果的影响者在这方面也做了大量的研究，取得了一定的成果;程度。试验前进行了一系列的调试工作，对高速相机但是现有的机型仍然存在一定问题，如播种率低、稻的拍摄角度、距离、光源位置、光圈和焦聚等进行了仔种的损伤率高等。因此，深入研究一种新型水稻钵盘细调整并进行大量的试拍摄之后，开始做试验。采用精量播种机，改变现有的钵盘播种机损伤率较高、播MatLab和Excel对数据进行分析和绘图。种率较低等缺点，对提高水稻钵盘育秧机械

6、化、推动工厂化育秧具有积极意义。为此，在综合分析了国内收稿日期:2014－04－18基金项目:黑龙江省青年科学基金项目(QC2013C065)作者简介:刘英楠(1982－)，女，黑龙江安达人，讲师，硕士，(E－mail)dqpilyn@126．com。通讯作者:衣淑娟(1965－)，女，山东栖霞人，教授，博士生导师，(E－mail)yishujuan_2005@126．com。·193·2015年4月农机化研究第4期根据式φ(π1，π2，π3，π4=0，υ=Lωφπ1，π2，π3)，代入整理得2λtωGdhυ=(5)Gb其中，λ为稻种运

7、动过程的常数。3投种过程运动模拟仿真与结果分析3．1仿真初始条件型孔直径10mm、型孔厚度4mm、水稻品种分别为垦鉴3号，长粒香，稻种为芽种，芽长1～2mm，稻种含水率23%，翻板材料聚碳酸酯;当t=0时，υ=0m/s。3．2仿真结果分析1．底土箱2．压实轮3．种箱4．刷种轮5．型孔板6．翻板7．秧盘8．种箱推杆9．表土箱10．机架11．电动机12．传动链3．2．1其它参数不变、时间t变时的运动模拟13．减速器14．曲柄连杆15．型孔16．挡板17．稻种稻种质量为0．036g，翻板质量为0．714g，翻板长图1水稻钵盘精量播种试验台度为

8、12mm，翻板角速度为1．36r/s，稻种落种高度为Fig．1Bowldishprecisionseedingexperimentplatformforrice29mm，当稻种运动时间t分别为0．01、0．