良种培育与筛选的农业科研中通常采用小区种植试验来进行。由于总体播种规模小,对于开发生产小区播种机没有引起人们的广泛关注。目前,试验小区的作物播种多采用人工作业或者用设施农业用的小型播种机。上述两种方式均不能满足精确播种的要求,而且效率低,劳动强度大,而且随着农村劳动力的转移,难以找到短期雇佣的劳动工人,设施农业用的小型播种机不能适应小区播种时频繁换种和清种彻底等要求。因此研究开发一种满足小区播种要求的小区播种机对于满足农业科研的需要和提高农业科研的效率具有现实的意义。本课题针对谷子小区精量播种机进行了研究,主要开展的研究工作有:(1)对现有的气吸式谷子排种器进行了创新设计针对现有的气吸式排种器排种不精确的问题,通过大量的试验观察和分析,发现了不能精确排种的原因。通过理论分析和试验研究发现,吸种盘的厚度会影响到气流通过吸种孔的流阻,在孔径一定时钢板越厚吸种孔所产生的气流阻力越大,流阻越大吸种孔孔口处的负压也就越小,从而导致吸种孔不能吸牢种子的现象,如果加大孔径,吸种过程中,由于种子形状的不规则和吸种的随机性,会出现每个吸种孔吸多粒种子,甚至种子卡滞在吸种孔内,影响精量排种性能,如果减小吸种盘厚度,吸种盘刚度会降低,工作过程中会发生变形,导致不能正常工作。本研究对吸种盘进行了创新设计,采用厚薄结合和大小结合的方式的吸种盘设计方案,即在1mm厚的盘上粘贴0.02mm的薄不锈钢板,厚钢板开孔径φ2mm的孔,薄钢板上对应开有孔径为φ0.7mm的小孔。该创新设计既实现了降低气流通过小孔的流阻,以确保小孔条件下吸种口有足够的负压可靠地吸住种子,又能够使整个吸种盘有足够的刚度而不致发生变形。通过建模计算分析,在相同吸种孔孔径条件下,改进后的吸种盘上吸种孔的流阻与改进前的流阻之比为1:35.6。进一步试验表明,在合适的小孔径条件下可以实现每个吸种孔吸附一粒种子,因此,可以根据孔的数量精确控制的吸种数量,从而实现了排种器的精量排种。(2)试验研究了影响排种器的主要结构参数和工作参数分析了影响排种器性能的主要结构参数和工作参数——吸种孔孔径、吸种盘转速、气室内负压,通过单因素试验和正交试验,确定了最佳组合为吸种盘孔径φ0.7mm、吸种盘转速16.3r/min、气室负压3.5kPa。(3)对小区播种机的整机进行设计,并完成了样机的制作。通过对农艺专家的咨询和查阅资料,了解到试验小区的工作环境和对小区播种机的技术要求,据此设计了一种以电机驱动为动力的两行手扶式小区播种机并完成了样机的制作。该播种机具有较高的播种精度,播量、行距、播种深度可调,清种快捷彻底,可以满足小区精密播种的要求。通过样机试验表明主要性能指标达到了设计要求。