马铃薯是南北方皆宜的粮菜兼用型粮食作物,品类繁多、营养价值高、环境适应性强,在全国范围内均有种植。本文针对脱毒微型马铃薯(简称“微型薯”)个体差异大、播种时易损伤的特点,设计了一款适用于微型薯精量播种的气吸式垂直圆盘排种器,对外形个体差异性大的种薯也有较好的适应性,能够有效降低由外形个体差异产生的重播或者漏播,提高机械化水平。主要研究内容如下:(1)微型薯的物理机械力学特性测定。以微型薯“大西洋”、“中薯5号”和“华薯1号”为研究对象,微型薯研究所需的相关参数为目标,测定微型薯的物理力学特征参数,包括三轴尺寸、质量、曲率半径、密度、泊松比和剪切模量。测定三种微型薯分别与三种材料(钢板、ABS和各自品种微型薯间)的接触力学参数。(2)气吸式微型薯排种器的设计。利用负压吸种、依靠重力排种的原理,运用CREO设计了一款用于微型薯单粒精播的排种器,阐述了该排种器的结构及原理,并对设计研究的各关键零部件进行了分析。(3)基于量纲分析法的微型薯排种机理研究。用量纲分析的方法对设计的微型薯排种器进行排种过程分析。以合格指数、漏播指数和重播指数为排种质量指标,通过排种器的结构参数、运行参数及试验结果的关系构建气吸式排种器的各影响因素与排种指标的关联数学模型;以型孔直径、空气质量密度和型孔处线速度为重复量纲,写出与重复变量相关的无量纲参数关系式并写出其量纲和谐方程组,得出无量纲关系式。(4)气吸式微型薯排种器的试验研究。以气室真空度、排种轴转速、型孔的直径和个数为影响因素,结合台架试验数据以单因素和二次回归正交旋转试验分析可变变量对排种质量指标的影响规律。气室真空度、排种轴转速、型孔个数和型孔直径对排种过程的影响依次减少,当气室真空度为4.5kpa～5.5kpa、排种轴转速30～35rad/min、型孔直径10～12mm和型孔个数为10～12时,此时排种的合格指数高于91%,漏播指数低于6.5%,重播指数低于2.5%。(5)确定排种器各影响因素与排种指标的量纲表达式。根据排种器正常工作状态下的各因素变化对合格指数、漏播指数和重播指数的影响规律,对试验结果进行多元分析确定了排种质量指标与各因素间的量纲关系数学表达式,可以为量纲分析在其他方面的应用提供参考。