蔬菜小粒径种子毯状苗播种装置设计与研究

摘要

目前我国超过2/3的蔬菜栽培采用育苗移栽方式。但大多数蔬菜作物种子粒径小、形状不规则、含杂率较高，导致其机械化播种难度大，因此小粒径蔬菜育苗仍以人工或半机械为主，而人工播种时生产效率低、劳动强度大、作业成本高、种子用量大。这些因素都大大增加蔬菜育苗的成本，制约蔬菜的规模化生产，影响蔬菜的时令性要求。
　　本课题针对蔬菜机械化种植的第一环节——机械化播种进行研究，以芹菜种子作为播种试验对象，提出一种适合蔬菜类小粒径种子的毯状苗播种装置，研究的主要内容和结果如下：
　　（1）以良峰玉芹和花仙子香芹两个品种的芹菜种子为试验样本，分别对其粒径分布、千粒重、静摩擦系数、恢复系数、密度等物理特性进行了实验研究，实验结果为播种装置离散元仿真分析提供基础参数，并为播种装置结构设计提供参考依据。按照播种农艺要求，结合芹菜种子的纯度、净度和发芽率，确定种子播种量为1500~1700粒/盘。
　　（2）提出一种以曲柄摇杆为主要机构的新型小粒径种子毯状苗播种装置，并对其原理进行了阐述和分析。结合播种流水线的实际尺寸，对播种装置的传动机构进行了分析，确定了装置的主要结构参数，并对播种装置的关键部件进行了分析设计。
　　（3）通过力学以及运动学分析，对单粒种子在滚筒内以及排出过程中的主要运动进行了分析研究。利用离散元软件EDEM，对种子群运动进行仿真分析，研究了其落种分布规律。以横向和纵向排种量一致性变异系数、播种密度为评价指标，对苗盘输送速度、播种孔径、充种速率等影响因素进行了仿真分析，为播种装置样机设计和试验提供参考。
　　（4）研制了蔬菜小粒径种子毯状苗播种装置样机。对影响播种效果的因素进行了正交试验，综合分析试验结果，确定最佳工作参数。当输送速度取0.08m/s，播种孔径取1.5mm，充种速率取0.1g/s，瓦形板倾角为0°时，该播种装置的横向和纵向排种量一致性变异系数分别为8.91％和8.75%，播种密度1.07粒/cm2，满足播种农艺要求。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

1.2 国外小粒径种子播种装备研究现状

1.3 国内小粒径种子播种装置研究现状

1.4 国内外种子运动及排种过程的研究现状

1.5 课题研究的主要内容

第二章 小粒径种子物理特性测试分析和农艺要求

2.1 种子物理特性测试材料与目的

2.2 小粒径种子物理特性研究

2.3 小粒径种子毯状苗播种农艺要求

2.4 本章小结

第三章 蔬菜小粒径种子毯状苗播种装置设计

3.1 蔬菜小粒径种子毯状苗播种装置方案与工作原理

3.2 蔬菜小粒径种子毯状苗播种装置总体设计

3.3 蔬菜小粒径种子毯状苗播种装置传动机构设计及分析

3.4 蔬菜小粒径种子毯状苗播种装置关键部件结构设计

3.5 本章小结

第四章 播种过程运动分析与仿真分析

4.1 播种过程单粒种子运动分析

4.2 EDEM仿真模型

4.3 播种滚筒转速与种子平均水平运动速度的关系

4.4 种子落种分布与苗盘输送速度关系分析

4.5 播种装置各因素对播种效果的影响分析

4.6 本章小结

第五章 蔬菜小粒径种子播种装置试验研究

5.1 试验内容及目的

5.2 试验装置与方法

5.3 预备和验证试验

5.4 正交试验

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果