本文關鍵詞：玉米芽種缽盤精量播種機理與裝置參數(shù)研究

  更多相關文章： 玉米芽種 機械式精量播種 機理 參數(shù) 性能試驗 高速攝像

【摘要】：本文根據(jù)寒地玉米乳苗移栽時對玉米芽種穴播的實際需求,在自行研制的機械式玉米芽種缽盤精量播種裝置上,利用理論分析、建模仿真、高速攝像和試驗研究等方法對播種機理進行了深入的研究和探索。1.根據(jù)籽粒性狀不同選擇在寒地種植的具有一定代表性的德美亞1號(圓形)、龍單47(偏方形)和先玉335(楔形)共三個玉米品種為研究對象,對其芽種的物理特性進行了測定。這些數(shù)據(jù)對播種關鍵部件、種箱等的設計都有直接的意義。2.對精量播種裝置的囊種過程建立了芽種的運動模型,得到了芽種的運動軌跡方程,確定影響囊種性能的關鍵因素。將玉米芽種看做平行六面體結構,根據(jù)呈現(xiàn)狀態(tài)面積,獲得囊種后種子在型孔內的狀態(tài)概率。由于囊種后種子處于“平躺”狀態(tài)下的概率最大,其次為“側臥”,建立了“平躺”和“側臥”狀態(tài)下的型孔直徑與種箱速度的關系模型,并根據(jù)三品種玉米芽種幾何尺寸和囊種狀態(tài)確定了型孔直徑和型孔板厚度的取值范圍。揭示了囊種機理,確定了影響囊種性能指標的主要因素及其取值范圍。3.選擇型孔板厚度、型孔直徑和種箱速度為因素進行了單因素試驗研究,分析其對單粒率、空穴率、多粒率、損傷率和破碎率的影響,確定了較佳數(shù)值。根據(jù)單因素試驗結果,選擇型孔直徑和種箱速度兩個試驗因素,以單粒率、空穴率、多粒率、損傷率和破碎率為囊種性能指標,進行了兩因素五水平的正交旋轉組合試驗。建立了各因素與囊種性能指標的回歸方程,探討了各因素對性能指標的影響,通過回歸分析得出影響性能指標的主次因素,通過主目標函數(shù)法,利用各性能指標的回歸方程,建立優(yōu)化模型,確定了較優(yōu)參數(shù)組合。通過驗證試驗,性能指標均滿足精量播種技術要求。4.基于拉格朗日方程建立了玉米芽種投種動力學模型,揭示了芽種投種中芽種質量、初始位置和轉板角位移、角速度等參數(shù)的變化規(guī)律。通過仿真得到芽種的運動位移、速度和加速度隨時間的變化曲線；轉板角速度與時間,芽種運動速度與轉板角速度的關系曲線等。通過對運動學模型的仿真得到芽種運動方向角、運動絕對速度隨時間的變化曲線；加速度與芽種位移、轉板角位移、角速度的關系曲線等。建立了芽種脫離轉板后的運動模型,通過仿真得出芽種與轉板分離后的運動軌跡和芽種運動絕對速度與時間的關系曲線。建立了投種過程中玉米芽種與轉板的分離條件模型,確定影響玉米芽種與轉板的分離條件的主要因素為轉板角速度、角加速度和運動位移。5.對精量播種裝置玉米芽種的投種過程進行了高速攝像觀察與分析。獲得了玉米芽種在投種過程中的運動規(guī)律,得到芽種的運動軌跡、位移和速度曲線。分別對三品種玉米芽種在不同凸輪轉速下的投種軌跡、位移和速度等進行分析對比,得出其投種全過程軌跡曲線經(jīng)擬合93.33%以上均符合Peal-Reed模型。其中第一階段為跟隨轉板的旋轉運動,軌跡近似為圓弧,第二第三階段芽種與轉板脫離并下落,軌跡曲線經(jīng)擬合均符合Yeild Density模型,相關系數(shù)均在0.984以上。對三個品種玉米芽種在相同轉速下的投種軌跡、位移、速度和加速度等進行對比分析。6.選取秧盤偏移量為因素進行單因素試驗研究。依據(jù)單因素試驗結果,選取秧盤偏移量和凸輪轉速兩因素,以單粒率、空穴率、多粒率、損傷率、破碎率和落點偏移量為播種性能指標,進行兩因素五水平的正交旋轉組合試驗。通過試驗結果分析得出各因素與播種性能指標之間的回歸方程,影響性能指標的主次因素。建立了優(yōu)化模型,求解后確定了較優(yōu)參數(shù)組合。通過驗證試驗,性能指標均滿足精量播種技術要求。對三個品種玉米芽種的播種性能進行了對比分析。
【關鍵詞】：玉米芽種 機械式精量播種 機理 參數(shù) 性能試驗 高速攝像
【學位授予單位】：黑龍江八一農(nóng)墾大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S223.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第一章 引言14-22
• 1.1 研究的目的和意義14-15
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 存在的問題18
• 1.4 主要研究內容18-20
• 1.5 技術路線20-22
• 第二章 玉米芽種物理特性研究22-28
• 2.1 試驗材料和方法22-23
• 2.2 玉米芽種物理特性研究23-27
• 2.2.1 玉米芽種的形狀和尺寸23-25
• 2.2.2 玉米芽種的千粒重25
• 2.2.3 玉米芽種的自流角25-26
• 2.2.4 玉米芽種的休止角26-27
• 2.3 小結27-28
• 第三章 玉米芽種精量播種裝置囊種機理研究28-40
• 3.1 玉米芽種精量播種裝置簡介28-30
• 3.1.1 玉米植質缽育秧盤介紹28
• 3.1.2 精量播種裝置及工作原理28-29
• 3.1.3 囊種部件及工作原理29
• 3.1.4 投種部件及工作原理29-30
• 3.2 囊種過程中芽種運動模型的建立30-31
• 3.3 囊入型孔后玉米芽種狀態(tài)的確定31-33
• 3.4 不同囊種狀態(tài)下的播種速度和型孔直徑之間的關系33-37
• 3.4.1 “平躺”狀態(tài)一33-34
• 3.4.2 “平躺”狀態(tài)二34-35
• 3.4.3 “側臥”狀態(tài)一35-36
• 3.4.4 “側臥”狀態(tài)二36-37
• 3.5 型孔尺寸的選擇37-39
• 3.5.1 玉米芽種的尺寸分布情況37
• 3.5.2 型孔直徑范圍的確定37-38
• 3.5.3 型孔板厚度范圍的確定38-39
• 3.6 小結39-40
• 第四章 玉米芽種精量播種裝置囊種性能試驗研究40-74
• 4.1 試驗方法及主要評定指標40-42
• 4.1.1 試驗方法及材料40
• 4.1.2 主要評定指標40-42
• 4.2 單因素試驗研究42-47
• 4.2.1 型孔板厚度對性能指標的影響42-43
• 4.2.2 型孔直徑對性能指標的影響43-45
• 4.2.3 種箱速度對性能指標的影響45-47
• 4.3 多因素試驗研究47-71
• 4.3.1 試驗設計及方案47-48
• 4.3.2 試驗因素對性能指標影響的統(tǒng)計及效應分析48-71
• 4.4 小結71-74
• 第五章 玉米芽種精量播種裝置投種機理研究74-90
• 5.1 玉米芽種投種裝置74
• 5.2 玉米芽種投種過程動力學分析74-80
• 5.2.1 假設條件74
• 5.2.2 投種過程動力學模型的建立74-77
• 5.2.3 投種過程動力學仿真分析77-80
• 5.3 投種過程運動學分析80-87
• 5.3.1 投種過程中玉米芽種運動模型的建立80-83
• 5.3.2 投種過程運動學仿真分析83-87
• 5.4 投種過程芽種與轉板的分離條件87-88
• 5.4.1 投種過程中玉米芽種與轉板的分離條件分析87
• 5.4.2 投種過程中玉米芽種與轉板的分離條件仿真分析87-88
• 5.5 小結88-90
• 第六章 玉米芽種精量播種裝置投種過程高速攝像觀察與分析90-108
• 6.1 試驗設備與條件90
• 6.2 高速攝像參數(shù)的選擇90
• 6.3 高速攝像觀察與分析90-105
• 6.3.1 投種過程中玉米芽種的運動過程觀察90-91
• 6.3.2 投種過程中玉米芽種的運動規(guī)律分析91-93
• 6.3.3 不同轉速下玉米芽種的運動規(guī)律對比分析93-103
• 6.3.4 不同品種玉米芽種的運動規(guī)律對比分析103-105
• 6.4 小結105-108
• 第七章 玉米芽種精量播種裝置播種性能試驗研究108-148
• 7.1 試驗設備與條件108
• 7.2 主要評定指標108
• 7.3 單因素試驗研究108-112
• 7.3.1 試驗因素及其取值范圍的確定108
• 7.3.2 單因素試驗結果與分析108-112
• 7.4 多因素試驗研究112-145
• 7.4.1 試驗設計及方案112-113
• 7.4.2 試驗因素對性能指標影響的統(tǒng)計及效應分析113-145
• 7.5 不同品種玉米芽種播種性能對比分析145-146
• 7.6 小結146-148
• 第八章 結論與創(chuàng)新148-152
• 參考文獻152-158
• 致謝158-160
• 附錄160-162
• 作者簡介162

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 何波;李成華;張勇;;鏟式玉米精密播種機的運動仿真[J];農(nóng)機化研究;2005年06期

，

本文編號：940786