第36卷第9期农业工程学报 V ol.36 No.9
26 2020年5月Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering May 2020
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李玉环，杨丽※，张东兴，崔涛，张凯良，解春季，杨瑞梅（1. 中国农业大学工学院，北京100083；2. 农业农村部土壤-机器-植物系统技术重点实验室，北京 100083）
摘要：为解决气吸式玉米精量排种器在高速作业条件下投种过程种子与导种管碰撞异位造成排种粒距合格率下降和排种粒距变异系数增大的问题，该文提出了一种利用推种装置配合种盘吸孔实现直线投种的方法，并对直线投种原理进行分析，阐明直线投种过程中种子与排种器的运动和力学关系，明确种盘吸孔曲线方程，确定了推种装置结构曲线参数方程。选取投种位置和作业速度为主要因素进行全因素试验，对试验结果进行显著性分析，确定了因素与指标的回归方程，以排种粒距合格率、漏播率以及排种粒距变异系数为寻优条件，确定较优的投种位置为直线推种区角度=15°，直线落种角度=21°，并进行验证试验。试验结果表明，作业速度12 km/h时，排种粒距合格率为98.68%，漏播率为0.69%，排种粒距变异系数为15.03%，与理论优化结果基本一致。进行了直线投种方式与原有阻气投种方式的对比试验，结果表明，各个作业速度下排种器性能指标均有所提升，且提升幅度随着作业速度的提高而增大，在作业速度14 km/h时，直线投种较原有阻气投种排种粒距合格率提高4.22个百分点，漏播率降低4.20个百分 蝶型弹簧
点，排种粒距变异系数降低4.55个百分点，采用直线投种方式可大大改善播种效果，提高作业速度。关键词：农业机械；种子；试验；气吸式排种器；高速精量；排种盘；直线投种
doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.09.003
医用手腕带中图分类号：S233.71 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2020)-09-0026-10
李玉环，杨丽，张东兴，等. 气吸式玉米高速精量排种器直线投种过程分析与试验[J]. 农业工程学报，2020，36(9)：26-35. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.09.003
Li Yuhuan, Yang Li, Zhang Dongxing, et al. Analysis and test of linear seeding process of maize high speed precision metering device with air suction[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(9): 26-35. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.09.003
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0 引 言
机械化精量播种是依据农艺要求的播种密度，按照一致行距、均匀粒距和精确深度将种子播入土壤并准确定位，作为机械化种植的主要方式，已被广泛应用[1-5]。精量排种器作为精量播种机的核心部件，
其工作性能直接影响播种质量。气吸式精量排种器具有播种精度高、对种子尺寸要求不严、适应性强以及作业速度高等诸多优点，在高速精量播种机上应用最为广泛[6-9]。国内外众多学者对气吸式排种器做了大量研究，但大部分是针对充种功能的实现，对均匀投种的研究相对较少。
国外学者研究表明采用不同的导种管对排种器性能有影响[10]，选择合适的导种装置可保证播种粒距均匀性[11]。国外播种机企业现在多采用二次投种装置实现种子的平稳运移[12-14]，美国John Deere公司采用毛刷带式输种装置用于种子的二次投种，可通过实时调整毛刷带的转速，
收稿日期：2019-12-22 修订日期：2020-04-23
基金项目：十三五国家重点研发计划“精量播种技术装备研发”（NO.2017YFD0700703）；国家自然科学基金资助项目（51575515）；国家玉米产业技术体系建设项目（CARS-02）
作者简介：李玉环，博士生，研究方向为农业装备设计与理论研究。Email：186****************
※通信作者：杨丽，博士，教授，博士生导师，主要从事农业装备智能化和玉米生产全程机械化研究。Email：**************
中国农业工程学会会员：杨丽（E041200411S）使种子落入种床的水平分速度与播种机前进速度抵消，达到零速投种[15]。Precision Planting公司研发的Speedtube 安装在排种口处，采用相对旋转的甲类功率放大器
取种轮将种子转移至传动带上的隔断，并运送至种沟，传动带与播种机前进速度匹配，保证了种子落地平稳性[16]。Maschio公司研发的Chrono高速播种机采用高速气流送种技术，脱离排种器的种子在高速气流的作用下播入种沟，减少了导种管内的碰撞异位，保证了株距的均匀性[17]。关于均匀投种国内学者也进行了相关研究，刘立晶等[18]采用三维逆向工程技术改进了弧形导种管，提高了播种精度。陈学庚等[19]开发了一种与取种盘转速、播种机行走速度相关、传动与投种机构一体的带式导种装置，并确定了该气吸式排种器带式导种装置的主要结构参数，提高了播种精度。刘全威等[20-21]提出一种机械玉米籽粒导送机构及精确投种方法，通过带轮传送提高播种均匀性与平稳性。投种的研究主要通过改善导种管结构形式和采用二次投种原理实现种子在导种管内的平稳运移，缺少关于种子脱离种盘至进入导种装置实现平稳有序落种的相关研究[22-25]。在高速作业工况下，种子脱离种盘平稳有序地进入导种装置有利于减少种子在导种管内碰撞异位造成的株距均匀性差、重漏播增加的情况发生，研究种子平稳有序地投种技术，对改善排种器性能，在不增加二次投种装置下提高排种器作业速度，实现精量播种作业具有重要意义。maxstep
为改善气吸式排种器高速作业状态下播种的均匀性，实现高速精量播种作业，对投种过程进行研究，提出一种
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