舀勺型孔轮式水稻精量排种器设计与试验

摘要

针对现有水稻排种器采用被动充种存在充种性能差、高速排种精度低的问题,设计了一种舀勺型孔轮式水稻精量排种器.阐述了该排种器的基本结构和工作原理,确定了排种轮、舀勺、型孔、护种板等关键零部件的结构参数,建立了排种器充种过程的力学模型.以冈优898种子为试验材料,利用离散元法,选取排种轮转速、型孔倾角为试验因素,以排种合格率、重播率和漏播率为评价指标,进行单因素试验、对比试验和二因素五水平正交旋转组合试验,建立排种性能指标与试验因素之间的回归模型,利用响应面法分析了各试验因素对排种性能的影响规律,并采用多目标优化方法,确定了最佳参数组合.优化结果表明:排种轮转速为25.94 r·min-1、型孔倾角为34.75°时,排种器的排种性能最佳,排种合格率、重播率、漏播率分别为87.55％、9.79％、2.66％.为验证仿真结果的可靠性和排种器的适应性,以丰两优3948、冈优898、冈优35513个水稻品种种子为试验材料,对排种器进行台架性能试验和田间播种试验.试验结果表明:台架试验与仿真结果基本一致,丰两优3948、冈优898、冈优3551种子的排种合格率分别为84.40％、84.53％、83.74％;田间播种合格率分别为81.34％、82.13％、80.67％,3个水稻品种种子排种性能皆满足水稻精量播种要求.研究结果可为舀勺型孔轮式水稻精量排种器的结构优化和性能提升提供参考.