【摘 要】
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目前我国小麦种植规模较大,但配套播种机械智能化率与作业精细程度不足,实用化智控精量播种机械较少。针对传统小麦播种机械断垄、疙瘩苗现象众多的问题,本研究以前期经验与数据为参考,结合国内外相关资料,针对小麦种子粒径小而不规则的特点,以液压控制的气吸式精量播种器为研究核心,深入探讨了当前液压双吸盘小麦智控精量播种机的播种器设计问题、传动动力来源和精量控制问题,并以稳定性、合理性为配置基础给出了具体的设计
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目前我国小麦种植规模较大,但配套播种机械智能化率与作业精细程度不足,实用化智控精量播种机械较少。针对传统小麦播种机械断垄、疙瘩苗现象众多的问题,本研究以前期经验与数据为参考,结合国内外相关资料,针对小麦种子粒径小而不规则的特点,以液压控制的气吸式精量播种器为研究核心,深入探讨了当前液压双吸盘小麦智控精量播种机的播种器设计问题、传动动力来源和精量控制问题,并以稳定性、合理性为配置基础给出了具体的设计方案。经样机试验验证,该液压双吸盘小麦智控精量播种机在以淄麦28为播种对象的条件下,选用-2.5k Pa风机负压,70 rev/min马达转速为最优参数,播种效果符合小麦播种国家标准,且播种性能较好。本研究具体工作有:（1）采用多种工具对小麦麦种进行了物理特性测量,并基于此对气吸式播种器的相关机构进行了设计,对设计结果进行了有限元和离散元仿真,得到了播种器最优结构与最佳负压值。测得试验用小麦麦种千粒重44.68g,麦粒密度1.25g/cm~3,粒宽为3.47mm,含水率为3.78%,据此对播种器进行结构优化,通过改进风道、增加吸孔、改良孔型的方式,运用EDEM和FLUENT软件结合流体力学、机械动力学、理论力学等多学科交叉知识分别对播种器的落种以及吸种进行了离散元仿真和有限元仿真,对播种器的三种吸孔孔型、两种风管器型进行了对比分析及选优,最终设计了一款采用-2.5k Pa负压值、直筒式风机气压管、直筒型吸孔的气吸精量播种器。（2）设计了一套电液比例控制系统,该系统采用电液比例控制阀设计,依托于拖拉机本身液压系统,可以为风机马达和播种盘马达提供动力,解决了播种器的吸力来源和吸种盘转动动力来源问题。（3）为电液比例控制系统建立了一套BP-PID控制模型,该模型结合速度反馈传感器,可实现实时的电-液-速度控制。对该模型结合液压传动、微电子技术知识,通过AMESim-Simulink联合仿真的方式,仿真验证了电液比例控制模型的控制特性,仿真结果表明,通过该控制模型,可实现对播种器吸盘转速跟随牵引器速度进行自我调节的电液比例控制,进而实现播种精量化、实时化、智能化。（4）为整机系统设计了反馈系统并配备了人机交互系统,可实时反馈、显示精量播种的速度、故障等重要参数。通过样机对该系统进行了试制,在该系统以及控制模型的共同作用下,整体样机播种试验结果符合小麦精量播种的农艺要求,播种变异性较好,整体稳定性高、控制性好、智能化高。
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