中草药三七气吸滚筒式精密排种器的设计与试验.pdf

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1、第32卷第2期202016年1月农业工程学报TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering、，oll32No．2Jan．2016中草药三七气吸滚筒式精密排种器的设计与试验高筱钧，周金华，赖庆辉※(昆明理工大学现代农业工程学院，昆明650500)摘要：因中草药三七种植属于密集型精密种植模式，尚无满足种植要求的播种机，为解决三七机械化精密播种问题，研究设计了一种气吸滚筒式精密排种器。该文阐述了三七气吸滚筒式精密排种器的工作原理，确定了其主要结构参数，构建了充种

2、和投种过程种力学模型。以云南文山三七种子为播种对象，采用二次旋转正交组合试验方法，对排种器进行了排种性能试验研究，并通过投种对比试验验证了零速投种的必要性。建立了负压、前进速度、吸种角度3个主要因素与合格率、漏播率、重播率的数学模型，分析了各个因素及交互作用对合格率的影响规律，并进行了参数优化与验证试验。影响排种合格率的因素主次顺序为负压、前进速度和吸种角度；确定最佳参数组合为吸种角度为20。，负压值660～720Pa，前进速度在0．72～0．76m／s，可获得合格率大于90．2％，漏播率小于4．9％，重播率小于5．3％

3、。经试验验证，试验结果与优化结果基本一致，满足三七精密播种的种植要求。试验结果表明此种气吸滚筒式精密排种器对于三七种子具有很好的播种适应性。该研究为应用于田间阴棚内播种的气吸滚筒式精密排种器的设计提供了参考。关键词：机械化；优化；设计；三七；零速投种；排种器doi：10．119750．issn．1002-6819．2016．02．004中图分类号：$223．2文献标志码：A文章编号：1002—6819(2016)一02—0020—09高筱钧，周金华，赖庆辉．中草药三七气吸滚筒式精密排种器的设计与试验[J]．农业工程学报，

4、2016，32(2)：20一28．doi：10．119750．issn．1002—6819．2016．02．004http：／／www．tcsae．orgGaoXiaojun，ZhouJinhua，LaiQinghui．Designandexperimentofpneumaticcylinderprecisionseed·meteringdeviceforpanaxnotoginseng[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(Transac

5、tionsoftheCSAE)，2016，32(2)：20～28(inChinesewithEnglishabstract)doi-10．11975，j．issn．1002—6819．2016．02．004http：／／www．tcsae．org0引言三七是中国名贵中药材，在中国市场需求量大，在云南省被广泛种植。截止2014年12月份三七的种植面积已达到4万hm2。三七播种的行距和株距均需控制在50mm左右，属于密集型精密播种，且三七种子形状和大小不规则，当前还没有满足这种精度要求的播种机【¨。现行的播种方式主要以手工点

6、播为主，三七每公顷播种量270～300万粒，劳动强度大，因此实现三七的机械化播种成为必然之举。为实现精密播种，需依据三七种子的特性以及种植要求对排种器进行设计与试验。国内外先进的播种机普遍采用气吸式工作原理【2-6】，主要是因为气吸式排种器具有对种子尺寸要求不高、不伤种子、适应性强、易于实现精密播种等优点。在国外，SingllRC等【7-8】对气力式排种器播种棉花、大豆和花生等不同种子时的结构和运行参数进行了优化，KarayelD收稿日期：2015—07．13修订日期：2015—12—10基金项目：国家自然科学基金(51

7、305187)；云南省重点新产品开发计划项目(2014BC007)；昆明理工大学自然科学研究基金资助项目(KKSY201323067，KKSY201323025)作者简介：高筱钧，男，黑龙江齐齐哈尔人，主要从事农业机械装备与计算机测控研究。昆明昆明理工大学现代农业工程学院，650500。Email．-gxj一1234@126．tom※通信作者：赖庆辉，男，黑龙江五大连池人，博士，副教授，主要从事农业机械装备与计算机测控研究。昆明昆明理工大学现代农业工程学院，650500。Email：laiqinghui007@163．c

8、orn等【9】研究并获得了气室真空度与种子干粒质量、吸孔截面积、种子球度、种子密度等参数间的回归方程。在国内，目前对播种玉米、油菜、水稻以及大豆等作物的气力式排种器的研究也已趋成熟，并得到了广泛的推广【10-14】。在气力式精密种植领域，李兆东等[15】研制了一种油菜精量气压式集排器，并对其排种性能进行了试验研究；张