基于种群胁迫的有限齿侧空间高速充种理论与试验

摘要

针对型孔式穴播器在高速作业（大于4 km/h）时的起拱、漏充问题，提出基于种群胁迫的有限齿侧空间（也称持种空间）引导的排列、调姿高速充种新方法并设计了相应的取种盘。通过建立有限齿侧空间内棉种充填过程的运动学模型对排列、调姿的棉种进行力学分析，阐述了本方法如何通过半精量充种、自适应调姿排列迁移、旋转定量充填3个阶段一步步定量分离种子，从而避免种子在充种过程中起拱、漏充问题。采用Box-Behnken中心组合方法进行了三因素三水平回归正交试验，分别建立单粒率、空穴率和多粒率多的元回归模型，以单粒率、空穴率和多粒率为目标，对各影响因素参数进行了优化，最优参数组合为：摩擦因数为0.46，种群高度为0.4 kg（本文采用种子在穴播器内的总用质量代替其在穴播器内的种群高度），转速为1.8 r/s（线速度为9.36 km/s），此时单粒率为98.03%，空穴率为0.40%，多粒率为1.57%，在此条件下，台架试验单粒率为92.86%、空穴率为6.43%，多粒率为0.71%，与仿真结果误差较小。

关键词

机械设计及理论 / 穴播器 / 齿侧空间 / 高速 / 排列调姿

基金资助

国家自然科学基金项目（52165036）