双腔侧充种式水稻精量穴播排种器的设计与试验

摘要

水稻是一种重要的粮食作物。在我国水稻的种植模式主要有“一年两熟”和“一年一熟”两种。“一年一熟（即单季中稻）整体上相对双季稻效益高，农户普遍倾向于中稻种植;中稻对种植时间要求相对宽松，多采用直播这一方式，由于直播具有省工、节本等优势，其种植面积有逐年扩大的趋势。
　　为满足水稻精量直播的需求，本课题开展了水稻芽种的物料特性研究，并以物料特性的试验结果作为依据，设计一种适合播种杂交稻及常规稻的双腔侧充种式水稻精量穴直播排种器，对其充种、清种、护种及投种过程进行了理论研究，并进行了室内台架试验。主要内容如下:
　　(1)开展了水稻芽种的物料特性研究，分析了水稻芽种不同条件下物料特性进行了试验，获得了“培杂泰丰”和“黄华占”两个品种水稻芽种的三轴尺寸、不同含水率条件下千粒重及自然休止角、不同含水率和不同材料条件下的滑动摩擦角，为排种器结构设计提供依据。
　　(2)基于侧充种原理，研制了一种双腔侧充种式水稻精量穴播，在结合研究水稻物料特性所获得的数据的基础上，对排种器工作原理过程进行了分析研究，确定了排种器的结构参数和工作参数。
　　(3)对排种器充种、清种、投种、护种、清堵几个过程中水稻芽种的运动及受力进行理论分析，建立了型孔充种力学模型，清种护种毛刷清种力学模型，型孔投种力学模型，明确了型孔能顺利囊种、清种毛刷能顺利清种护种、型孔能顺利投种的必要条件以及护种毛刷的选择。
　　(4)以排种器转速为试验因素对排种器进行了室内台架试验，试验结果表明:双腔排种器排出种子数分布近似正态分布，排种轴转速为10～25 r/min时，随排种轴转速的增加，排种器播种培杂泰丰水稻种子合格率在84.13％～88.85％内波动，排种器播种黄华占水稻种子合格率在67.03％～72.40％内波动。当排种轴转速大于25r/min时，合格率随排种轴转速增加整体呈下降趋势，重播率在较小的范围内波动，漏播率呈上升趋势;当排种轴转速为25 r/min，穴距150mm，投种高度为150mm，排种盘型孔中心线与排种盘端面夹角θ为20°，且过端面上型孑孔截面长轴方向与排种盘面径向夹角ψ为90°时，排种器单腔播种含水率为21.66％的杂交稻“培杂泰丰”破胸露白芽种合格率((2～4)粒/穴）为87.04％，漏播率((0～1)粒/穴）为2.94％，空穴率（0粒/穴）为3.33％，破损率为0.40％;双腔播种含水率为22.47％的常规稻“黄华占”破胸露白芽种合格率((5～8)粒/穴）为70.26％，无空穴，破损率为0.06％。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 水稻在国民经济中的地位

1．1．2 水稻主要种植模式

1．2 水稻机直播技术、直播机种类及其研究现状

1．2．1 水稻直播技术

1．2．2 水稻直播机种类

1．2．3 国外水稻直播机研究现状

1．2．4 国内水稻直播机研究现状

1．3 水稻排种器种类及研究现状

1．3．1 排种器种类

1．3．2 国外水稻排种器研究现状

1．3．3 国内水稻排种器研究现状

1．4 本文研究内容及意义

1．4．1 研究目的及意义

1．4．2 研究内容

1．4．3 技术路线

第2章 水稻种子物料特’眭试验

2．1 试验材料及制备

2．2 水稻种子物理机械特性

2．2．1 水稻种子三轴尺寸

2．2．2 水稻种子千粒重测定

2．3 水稻种子散粒体特性

2．3．1 水稻种子休止角

2．3．2 水稻种子滑动摩擦角

2．4 本章小结

第3章 排种器关键部件结构设计

3．1 排种器结构及工作原理

3．2 排种盘结构尺寸参数确定

3．2．1 排种盘直径

3．2．2 排种盘型孔数量

3．2．3 排种盘型孔直径

3．2．4 排种盘型孔深度

3．2．5 排种盘型孔位置角

3．2．6 排种盘型孔厚度

3．3 清种护种毛刷结构设计

3．4 清堵装置结构设计

3．5 排种器壳体参数

3．6 种箱结构

3．7 本章小结

第4章 双腔机械式排种器排种过程理论分析

4．1 排种器充种过程

4．2 排种器清种、护种过程

4．2．1 排种器清种过程

4．2．2 排种器护种过程

4．3 排种器投种过程

4．4 排种器清堵过程

4．5 本章小结

第5章 排种器台架试验

5．1 台架试验

5．1．1 试验装置

5．1．2 试验材料及其制备

5．1．3 评价指标

5．1．4 试验设计

5．1．5 试验结果及分析

5．2 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 全文结论

6．2 展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文、专利

攻读硕士学位期间参与的研究项目

致谢