指夾式排種器排種性能試驗(yàn)研究

1、分類(lèi)號(hào) s223.9 學(xué)校代碼 10129 u d c 633.1 學(xué) 號(hào) 2015202050015指夾式排種器排種性能試驗(yàn)研究experimental study on seed-metering performance of finger-clamp type seed-metering device 申 請(qǐng) 人：周 鵬 學(xué)位類(lèi)別：學(xué)術(shù)型碩士 學(xué)科門(mén)類(lèi)：工 學(xué) 學(xué)科專(zhuān)業(yè)：農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程 研究方向：高寒干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程與技術(shù) 指導(dǎo)教師：趙滿全 教授 論文提交日期：二一八年五月摘 要排種器是精密播種機(jī)必不可少的部件之一，播種機(jī)播種質(zhì)量的優(yōu)劣由排種器排種性能的好壞決定。指夾式排種器是機(jī)械

2、式排種器的一種，用于玉米播種，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，影響因素多。本文通過(guò)對(duì)內(nèi)單4號(hào)玉米種子進(jìn)行物理特性測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果給指夾式排種器排種性能提供理論基礎(chǔ)。分析指夾式排種器結(jié)構(gòu)及工作原理，以及玉米種子運(yùn)動(dòng)過(guò)程受力情況，得到隨著工作轉(zhuǎn)速的增加，指夾壓力先減小后增大。為了研究排種盤(pán)材料對(duì)排種性能的影響，選用橡膠和塑料作為排種盤(pán)附加材料，并進(jìn)行排種性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：添加橡膠薄墊的排種器的合格指數(shù)為87.91，重播指數(shù)為 8.23，漏播指數(shù)為3.92，添加塑料薄墊的排種器合格指數(shù)為83.24，重播指數(shù)為11.31，漏播指數(shù)為 5.57，兩種材料都符合農(nóng)業(yè)作業(yè)要求。通過(guò)對(duì)比，選擇橡膠材料作為排種盤(pán)附加材料

3、。在對(duì)排種試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)的時(shí)候，一般是依據(jù)3個(gè)指標(biāo)開(kāi)展的（分別為漏播率、合格率、以及重播率），即一般是對(duì)3個(gè)不同的因素展開(kāi)了單因素試驗(yàn)（分別為振幅、頻率、以及排鐘盤(pán)速等），如此能夠明確排種器排鐘性能能夠受到上述因素對(duì)它們性能造成的影響大小。通過(guò)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法能夠進(jìn)行深入的水平正交試驗(yàn)（三因素三水平的），并且在獲得數(shù)據(jù)結(jié)果后開(kāi)展科學(xué)的極差分析，如此能夠就排種器排鐘性能受到不同因素影響的大小進(jìn)行排名。通過(guò)分析，獲得了一個(gè)排種器性能較為優(yōu)異的組合參數(shù)：播種的速度是 4km/h，振幅是6mm，振動(dòng)的頻率是14hz。如此條件下，獲得的漏播指數(shù)是3.53%，玉米單粒合格指數(shù)是90.71%，能夠?qū)崿F(xiàn)高

4、質(zhì)量的農(nóng)業(yè)技術(shù)播種。關(guān)鍵詞：排種器；指夾式；精密；排種性能；正交試驗(yàn) 基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51365034) experimental study on seed-metering performance of finger-clamp type seed-metering deviceabstractseed metering device is one of the essential parts of precision seeder, and the quality of seeding is determined by the performance of seed me

5、tering device. finger-type metering device is a kind of mechanical seed metering device, which is used for maize sowing, and its structural design is complex and has many influencing factors.in this paper, the physical characteristics of single 4th maize seeds were tested, and the test results provi

6、ded a theoretical basis for the metering performance of the finger-type seed-metering device. the paper analyzes the structure and working principle of the finger-type seed-metering device, and the force of the maize seeds during the process of the movement, and gets the clamping pressure to decreas

7、e and then increase with the increase of working speed. in order to study the effect of seed plate material on the performance of seed nesting, rubber and plastics were used as additional materials of seed plate, and test of seed performance was carried out. the test results show that: the qualified

8、 index of the seed-metering device with rubber mat is 87.91%, the replay index is 8.23%, the leakage index is 3.92%, the seeding device with plastic pad is 83.24%, the replay index is 11.31%, the leakage index is 5.57%, and both kinds of materials meet the requirements of agricultural operation. by

9、contrast, the rubber material is selected as the additional material for the row type disk. the test indexes of the test table are the passing rate, the replay rate, the leakage ratio, the single factor test for three factors, such as the speed of seeding, frequency and amplitude of vibration, and t

10、he influence of three factors on the performance of seed metering by single factor test. in this paper, the orthogonal test design method is used to analyze the three factors which affect the performance of the seed-metering, three factor three-level orthogonal test, and the difference analysis of t

11、he test data, and obtain the primary and secondary order of the different indexes on the seed-metering performance of the seed-metering device. at the same time, the optimal combination parameters of the seed-metering device-vibration frequency is 14hz, the amplitude is 6mm, and the seeding speed is

12、 4km/h. maize single grain qualified index is 90.71%, and the leakage index is 3.53%, which accords with the requirement of agricultural technology sowing.keywords：seed metering device；finger clip ；precision；nesting performance；orthogonal testdirected by: prof. zhao manquanapplicant for master degre

13、e: zhou peng （agricultural mechanization engineering)(college of mechanical and electrical engineering. inner mongolia agricultural university. hohhot 010018. china)目 錄1 引言11.1 研究背景11.2 國(guó)內(nèi)外玉米種子精密排種器的研究現(xiàn)狀21.2.1 國(guó)外玉米種子精密排種器的研究現(xiàn)狀21.2.2 國(guó)內(nèi)指夾式精密排種器的研究現(xiàn)狀31.3 存在的主要問(wèn)題51.4 研究目的及意義61.4.1 研究目的61.4.2 研究意義61.5 研

14、究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線61.5.1 研究?jī)?nèi)容61.5.2 技術(shù)路線72 玉米種子物理特性測(cè)試82.1 測(cè)試材料82.2 測(cè)試方法82.2.1 含水率的測(cè)試方法82.2.2 密度的測(cè)試方法102.2.3 三軸尺寸的測(cè)試方法102.2.4 千粒重的測(cè)試方法102.2.5 休止角的測(cè)試方法112.3 測(cè)試結(jié)果112.3.1 含水率的測(cè)試結(jié)果112.3.2 密度的測(cè)試結(jié)果112.3.3 三軸尺寸的測(cè)試結(jié)果122.3.4 千粒重的測(cè)試結(jié)果122.3.5 休止角的測(cè)試結(jié)果122.4 本章小結(jié)133 指夾式排種器結(jié)構(gòu)分析143.1 指夾式排種器結(jié)構(gòu)及工作原理143.2 指夾式排種器主要部件功能分析143.2.1

15、指夾器143.2.2 顛簸帶163.2.3 排種帶173.3 種子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相關(guān)力學(xué)分析173.3.1 充種過(guò)程173.3.2 清種過(guò)程184 排種性能試驗(yàn)204.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備204.2 試驗(yàn)方法214.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)224.3.1 取樣及數(shù)據(jù)處理224.3.2 試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)224.4 排種性能試驗(yàn)234.4.1 排種盤(pán)材料對(duì)排種性能影響234.4.2 振動(dòng)頻率對(duì)排種性能影響234.4.3 振幅對(duì)排種性能影響244.4.4 排種盤(pán)轉(zhuǎn)速對(duì)排種性能影響254.4.5 排種性能正交試驗(yàn)研究255 結(jié)論與建議285.1 結(jié)論285.2 建議28 致謝29 參考文獻(xiàn)30 作者簡(jiǎn)介33插圖和附表清單1

16、. 圖1 玉米22. 圖2 裝有指夾式排種器的開(kāi)溝器33. 圖3 仿生指夾式排種器44. 圖4 仿生指夾式排種器45. 圖5 指夾式排種器排種性能試驗(yàn)臺(tái)56. 圖6 伸縮指夾式排種器57. 圖7 技術(shù)路線78. 圖8 真空干燥箱99. 圖9 電子天平910. 圖10 指夾式排種器結(jié)構(gòu)1411. 圖11 指夾器結(jié)構(gòu)1512. 圖12 指夾張開(kāi)角度1613. 圖13 指夾的受力1614. 圖14 指夾狀態(tài)1715. 圖15 種子受力1816. 圖16 清種示意圖1917. 圖17 振動(dòng)排種試驗(yàn)臺(tái)2018. 圖18 改進(jìn)后的排種盤(pán)2319. 圖19 頻率數(shù)據(jù)擬合曲線圖2420. 圖20 振幅數(shù)據(jù)擬合

17、曲線圖2421. 圖21 種床速度數(shù)據(jù)擬合曲線圖2522. 表1 玉米種子的含水率1123. 表2 玉米種子的密度1124. 表3 玉米種子的三軸尺寸、等效直徑和球形率1225. 表4 玉米種子的千粒重1226. 表5 玉米種子的休止角1227. 表6 試驗(yàn)臺(tái)基本參數(shù)2128. 表7 吸合式電磁振動(dòng)臺(tái)參數(shù)2129. 表8 正交試驗(yàn)因素水平表2630. 表9 正交試驗(yàn)方案及結(jié)果2631. 表10 正交試驗(yàn)極差分析結(jié)果271 引言種子有四種特性，包括形態(tài)、生理、生化和物理特性。其中種子物理機(jī)械特性對(duì)于研究精密排種器有著重要意義1。它是研究農(nóng)業(yè)播種機(jī)械的理論基礎(chǔ)，它也決定著機(jī)械播種設(shè)備的參數(shù)。因此，

18、在優(yōu)化農(nóng)機(jī)設(shè)備前就必須充分了解種子物理特性，這樣才能更好的發(fā)揮農(nóng)業(yè)播種機(jī)械的功能，也能更好的滿足農(nóng)作物的作業(yè)要求，減少對(duì)種子的破損，提高農(nóng)業(yè)播種機(jī)械的播種合格指數(shù)，從而達(dá)到增產(chǎn)、增收的目的2。目前，國(guó)內(nèi)外的諸多學(xué)者對(duì)種子物理機(jī)械特性己經(jīng)有了比較深入的研究，這為農(nóng)業(yè)播種機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了重要的參考依據(jù)。播種是農(nóng)業(yè)的基本環(huán)節(jié)。播種質(zhì)量的好壞將直接影響到以后出苗率的高低3。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，播種機(jī)的技術(shù)水平也逐步的提高。尤其，現(xiàn)在的精密播種機(jī)具有不浪費(fèi)種子，農(nóng)作物植株分布的均勻，省去了間苗的問(wèn)題，符合農(nóng)作物生長(zhǎng)需求的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)精播還有省功、省時(shí)以及提高產(chǎn)量的優(yōu)點(diǎn)。其中，排種器的質(zhì)量是影響播種機(jī)播

19、種性能的主要因素4。按照排種原理，精密排種器可以分為機(jī)械式和氣力式兩種5。指夾式排種器是機(jī)械式排種器的一種，憑借著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、種子破損率低、排種均勻的特點(diǎn)被大量應(yīng)用于精密播種機(jī)械中6。1.1 研究背景玉米是一年生長(zhǎng)植物，其植株又高又大，而且莖很強(qiáng)壯。作為糧食和飼料，給人類(lèi)提供不可缺少的營(yíng)養(yǎng)，玉米是生產(chǎn)量全球最高的農(nóng)作物，其種植規(guī)模僅次于小麥和水稻。玉米有著很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，因此被譽(yù)為長(zhǎng)壽食品之一。玉米含有大量的蛋白質(zhì)、脂肪、微量元素、纖維素等，有著開(kāi)發(fā)研究生物功能食品的潛力。其復(fù)雜的遺傳特點(diǎn)，變異種類(lèi)繁多，使得在生長(zhǎng)中周期長(zhǎng)，變異系數(shù)大，影響子代的生長(zhǎng)發(fā)育。然而通過(guò)現(xiàn)代生物育種技術(shù)，可以解決其缺點(diǎn)

20、，也可以大大的提高育種速度和質(zhì)量。近些年，隨著人民生活水平的蒸蒸日上以及對(duì)健康飲食的追求，玉米的食療保健作用也得到了人們?cè)絹?lái)越多的重視和認(rèn)可。有一種說(shuō)法：歐洲文化是麥子文化，亞洲是大米文化，拉丁美洲則是玉米文化。然而墨西哥和中美洲，就是玉米的起源地，跟據(jù)考古覺(jué)察，1萬(wàn)多年前，這里就開(kāi)始有了野生的玉米，然而印第安人也已經(jīng)有3500年的種植玉米的歷史。考古專(zhuān)家在普埃布拉州特瓦坎谷地發(fā)掘了公元前7000年至公元1540年之間玉米文化的遺址，標(biāo)志古印第安人怎么在狩獵活動(dòng)越來(lái)越少的同時(shí)，漸漸開(kāi)始摘取野果并發(fā)展到人工種植玉米的過(guò)程。玉米在中國(guó)的栽培歷史大約有470多年。但因其產(chǎn)量高，質(zhì)量好，適于多種土壤，

21、培植面積越來(lái)越大。當(dāng)前中國(guó)播種面積大概3億畝，僅次于大米、麥子，是第三產(chǎn)量的糧食作物。在世界上僅次于美國(guó)。在慢慢的發(fā)展中，本國(guó)對(duì)玉米的培植技術(shù)也積攢了大量的經(jīng)驗(yàn)。圖1 玉米fig.1 corn現(xiàn)階段，市場(chǎng)上的玉米播種機(jī)由于生產(chǎn)企業(yè)的不同生產(chǎn)方式，所以有很多不同規(guī)格，不同類(lèi)型的播種機(jī)。在各種各樣的播種機(jī)中，有一些設(shè)備存在一些問(wèn)題，這些問(wèn)題會(huì)制約播種作業(yè)的效果。再加上玉米也分為不同的品種，不同品種的玉米種子大小是不同的，現(xiàn)在的播種機(jī)要求種子大小均勻才能進(jìn)行正確的播種，所以需要結(jié)合玉米的類(lèi)型選擇最合適的玉米播種機(jī)有針對(duì)地進(jìn)行玉米播種7。因此，致力于玉米排種裝置的研究仍然十分必要。對(duì)于保障我國(guó)的食品安

22、全來(lái)說(shuō)有著重要的意義。同時(shí)玉米還是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物，促進(jìn)玉米種植機(jī)械的向前發(fā)展對(duì)于促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的增多也有著積極的作用。對(duì)某種設(shè)計(jì)成熟的裝置進(jìn)行改進(jìn)，從而設(shè)計(jì)出滿足另一種功能或需要的裝置是設(shè)備研發(fā)中常用的一種技術(shù)路線，好處是可以利用現(xiàn)有研究成果，進(jìn)行最少的改動(dòng)，避免重復(fù)研究工作等，同時(shí)也大大減少研發(fā)周期8。本課題正是基于這樣的思路，對(duì)指夾式排種裝置進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)改進(jìn)，使改進(jìn)后的排種裝置較好滿足谷子播種的各項(xiàng)農(nóng)藝要求。1.2 國(guó)內(nèi)外玉米種子精密排種器的研究現(xiàn)狀1.2.1 國(guó)外玉米種子精密排種器的研究現(xiàn)狀許多發(fā)達(dá)國(guó)家的玉米播種技術(shù)已經(jīng)形成完整的技術(shù)體系,精密播種技術(shù)普遍應(yīng)用。在國(guó)外，從20世紀(jì)30年

23、代就開(kāi)始進(jìn)行玉米精密播種機(jī)的研究，目前玉米精密播種排種器主要有機(jī)械式和氣力式兩種9。great plain manufacturing公司研發(fā)了以播種多種作物品種的單粒機(jī)械式排種器。這種排種器具有多個(gè)排種盤(pán),通過(guò)更換不同種盤(pán)來(lái)適用于不同作物的播種。此排種器一般對(duì)玉米種子播種可以實(shí)現(xiàn)比較高的排種均勻性，而形狀怪異的玉米種子難以實(shí)現(xiàn)單粒排種的要求10-14。英國(guó)ferguson公司研發(fā)了mf543型通用機(jī)架式的播種機(jī)，采取了機(jī)械式與氣力式相結(jié)合的與眾不同的設(shè)計(jì)方法，機(jī)械式的旁充型孔輪在種子室內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，種子進(jìn)入到型孔中，當(dāng)型孔旋轉(zhuǎn)到種室上方時(shí)，低壓的氣體將型孔內(nèi)多出來(lái)的種子吹入到種子室里，在型孔內(nèi)僅

24、僅留有1粒種子；當(dāng)型孔旋轉(zhuǎn)到種子室下方時(shí)，種子憑借著自身的重力和氣體吹送的作用通過(guò)導(dǎo)種管有序的落到種溝內(nèi)，順利完成播種的過(guò)程15。國(guó)外的玉米精密排種器主要以氣力式為主，氣力式排種器按照工作原理分為氣吸式、氣壓式和氣吹式3種。代表性的有德國(guó)貝克公司研發(fā)的aeromat-2型的玉米氣吹式排種器、john deere公司研發(fā)的玉米氣力式排種器和kinze公司生產(chǎn)的玉米氣力式排種器16-20。john deere公司在20世紀(jì)90年代末研發(fā)了maxemerge planters型高速氣吸式精密排種器，其配備了高精度農(nóng)業(yè)技術(shù)系統(tǒng)，可以根據(jù)土壌特性和含有水分多少等條件的改變,進(jìn)行變量播種和施肥，可以達(dá)到節(jié)

25、省種子肥料、提高生態(tài)環(huán)境和降低成本的效果，以約翰迪爾的盤(pán)式種子盤(pán)式排種器為代表，種子通過(guò)盤(pán)的環(huán)槽轉(zhuǎn)動(dòng)落入到投種口，排種盤(pán)有平盤(pán)和孔盤(pán)2種，利用氣壓將單粒種子吸入，播種不同的種子只需更換排種盤(pán),改變盤(pán)的轉(zhuǎn)速可調(diào)整種子株距21-22。進(jìn)入21世紀(jì)后，德國(guó)阿瑪松公司最新研制生產(chǎn)了氣吸式精密播種機(jī)。該播種器的排種盤(pán)采用了結(jié)構(gòu)獨(dú)特的凸孔盤(pán)，提高了投種的精確性，該機(jī)在各種工況條件下都能保證理想的工作質(zhì)量,有較翕的生產(chǎn)率及可靠性，可通過(guò)更換播種盤(pán)播種多種作物23-24。 總體來(lái)看，國(guó)外玉米精密排種器發(fā)展早,技術(shù)比較發(fā)達(dá)。但是由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，不適用于我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。1.2.2 國(guó)內(nèi)指夾式精密排種器的研究

26、現(xiàn)狀 我國(guó)相對(duì)于國(guó)外對(duì)精密播種機(jī)械的研究起步較晚。從上世紀(jì)80年代開(kāi)始，國(guó)內(nèi)學(xué)者開(kāi)始研究指式排種器。眼下，國(guó)內(nèi)研發(fā)改進(jìn)的指夾式排種器主要有如下：1986年，周祖良等研制了用于條播機(jī)的指夾式排種器，該排種器播種玉米的工作指標(biāo)較先進(jìn)，能較好地滿足農(nóng)業(yè)技術(shù)要求25。裝有指夾式排種器的開(kāi)溝器如圖2所示。圖2 裝有指夾式排種器的開(kāi)溝器fig.2 a ditching device equipped with a finger type seed metering device2010年，吉林大學(xué)李洪剛，詳細(xì)研究了仿生指夾式排種器的具體結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程，分析了仿生柔性取種、柔性推送相對(duì)與傳統(tǒng)排種器剛性充種和

27、刮種工作性能的優(yōu)越性26。仿生指夾式排種器如圖3所示。圖3 仿生指夾式排種器fig.3 bionic pinch type seed metering device2011年，付威等人以玉米為研究對(duì)象，研制了強(qiáng)制夾持式玉米精量排種器。該排種器在工作速度為3.5km/h時(shí)，單粒率>85%，且?jiàn)A持機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，取種適應(yīng)性比較強(qiáng)，但是對(duì)于流動(dòng)性比較差的種子，其清種效果差強(qiáng)人意。所以，此排種器的結(jié)尺寸和工作參數(shù)還有待進(jìn)一步試驗(yàn)與優(yōu)化27。仿生指夾式排種器結(jié)構(gòu)如圖4所示。1主軸 2主盤(pán) 3鴨嘴總成 4腰帶 5內(nèi)定盤(pán) 6取種帶 7取種器 8外定盤(pán)9播種管 10導(dǎo)軌 11擋種板圖4 仿生指夾式排種器fig

28、.4 structure of mechanical forced pinch precision metering device2013年，魏澤川研究了指夾式玉米精密排種器工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并對(duì)主要零部件的功能和參數(shù)進(jìn)行了分析研究，為正確使用和維護(hù)提供理論依據(jù)28。2015年，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院王金武等，為滿足精密播種作業(yè)要求，采用夾持充種、振動(dòng)清種及柔性導(dǎo)種等方式，對(duì)指夾式玉米精密排種器作出了優(yōu)化設(shè)計(jì)，更能滿足農(nóng)業(yè)技術(shù)要求29。其指夾式排種器排種性能試驗(yàn)臺(tái)如圖5所示。1指夾式排種器 2安裝架 3噴油泵 4攝像處理裝置 5驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) 6種床帶圖5 指夾式排種器排種性能試驗(yàn)臺(tái)fig.5 s

29、eeding performance test bench with finger pinch type seed metering device2016年，山東理工大學(xué)耿端陽(yáng)等人，設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、排種效果好的伸縮指夾式精量排種器，研究了該排種器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)排種性能的影響規(guī)律30。伸縮指夾式排種器如圖6所示。1種子 2卸種蓋 3伸縮指夾器 4種盤(pán) 5傳動(dòng)軸 6清種毛刷 7后殼體 8前殼體圖6 伸縮指夾式排種器fig.6 telescopic pinch type seed metering device 雖然國(guó)內(nèi)對(duì)指夾式玉米精密排種器的研究比較深入，但是排種性能方面還有待提高，設(shè)計(jì)上還需

30、完善31。1.3 存在的主要問(wèn)題 根據(jù)文獻(xiàn)資料進(jìn)行綜合分析，我國(guó)指夾式玉米精密排種器研究中存在的主要問(wèn)題有：（1）指夾式玉米精密排種器在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在著問(wèn)題，如玉米種子在排種過(guò)程中易對(duì)種子造成機(jī)械損傷而導(dǎo)致其破損而不發(fā)芽、不適合高速作業(yè)等。（2）指夾式玉米精密排種器在排種時(shí)依然會(huì)出現(xiàn)重播、漏播現(xiàn)象。雖然近些年不少公司推出新型指夾式玉米精密排種裝置，有的能較好實(shí)現(xiàn)玉米種子精量播種，但仍需加以改進(jìn)或是采用新的設(shè)計(jì)方法，從而降低產(chǎn)品成本，提高排種精度。（3）指夾式排種器在排種時(shí)受到振動(dòng)和排種盤(pán)轉(zhuǎn)速影響，從而影響著排種器排種性能。1.4 研究目的及意義1.4.1 研究目的隨著玉米種植面積的擴(kuò)大以及

31、玉米的増產(chǎn)増收，它在中國(guó)農(nóng)業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中產(chǎn)生著舉足輕重的作用。因此，尋找一種省時(shí)省力高效經(jīng)濟(jì)的播種方式對(duì)玉米的種植來(lái)說(shuō)顯得尤為重要32。良好的使用精量播種技術(shù)是實(shí)現(xiàn)玉米增產(chǎn)增收的關(guān)鍵，提高排種器播種合格率，降低漏播率和重播率有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。玉米的精密播種不僅可以有效的節(jié)約種子，降低播種的資金投入，減輕勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，還可以提高玉米的產(chǎn)量，為農(nóng)民增加收入，更可以有效的緩解我國(guó)的糧食短缺問(wèn)題33。但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各類(lèi)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)量高的種子屢見(jiàn)不鮮，玉米種子的特性也基本不相同，這就要求排種器的排種性能越來(lái)越髙。在這種情況下，在有效的播種期內(nèi)就要求有高質(zhì)量、高效率的播種機(jī)械來(lái)解決精密播

32、種的難題34。1.4.2 研究意義伴隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化，機(jī)械化作業(yè)不斷普及。一年之計(jì)在于春，搶收快播成為重要的環(huán)節(jié)。因此，廣大勞動(dòng)者對(duì)播種機(jī)械的要求越來(lái)越高，這就需要有性能良好的精密排種器來(lái)完成35。目前市場(chǎng)上有采用氣吸式提取種子的，即利用空氣的正壓和負(fù)壓吸或者吹來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種方法除了要具備應(yīng)有的排種裝置外，還要有與之配套的供氣裝置，使得播種機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用成本高，故障增多。而指夾式排種器就不需要與之配套的電氣裝置，而且具有造價(jià)低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、工作可靠性能好、制造工藝要求低等優(yōu)點(diǎn)，故障也相對(duì)減少36。因此，開(kāi)展玉米精密排種器研究具有以下意義。 （1）節(jié)省玉米種子，降低種植戶的投資成本

33、。（2）省工省時(shí)，減少勞動(dòng)強(qiáng)度。（3）培育壯苗，有利于增產(chǎn)增收。（4）抗旱保苗效果好。（5）節(jié)省除草劑，延長(zhǎng)藥效。1.5 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線1.5.1 研究?jī)?nèi)容結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)指夾式排種器的研巧及存在的一些問(wèn)題，分析指夾式排種器的工作過(guò)程以及關(guān)鍵部件功能分析，對(duì)指夾式排種器的工作部件進(jìn)行優(yōu)化。本文具體研究?jī)?nèi)容有以下幾點(diǎn)：（1）玉米種子物理特性研究。本文以內(nèi)單4號(hào)玉米種子為研究對(duì)象，主要是對(duì)種子密度等進(jìn)行了研究，從而能夠給指夾式排種器排鐘性能的相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究帶來(lái)較多的理論支撐。（2）對(duì)指夾式排種器工作原理及主要部件進(jìn)行功能分析，并對(duì)指夾式排種器相關(guān)部件進(jìn)行受力分析。（3）利用吸合式電磁振動(dòng)排種性能試驗(yàn)

34、臺(tái)研究不同頻率和不同振幅下的排種性能，并找出最佳排種性能的頻率和振幅范圍。（4）進(jìn)行指夾式排種器排種性能的影響因素的正交試驗(yàn)，確立最優(yōu)因素組合。（5）將指夾式排種器與氣吸式排種器進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)研究，確定指夾式排種器的優(yōu)缺點(diǎn)。1.5.2 技術(shù)路線技術(shù)路線如圖7所示。圖7 技術(shù)路線fig.7 technical line2 玉米種子物理特性測(cè)試種子有四種特性，包括形態(tài)、生理、生化和物理特性。其中種子的物理機(jī)械特性對(duì)于研究玉米精密排種器有著重要的意義。它是研究農(nóng)業(yè)機(jī)械的理論基礎(chǔ)，它也決定著機(jī)械設(shè)備的參數(shù)。因此，在設(shè)計(jì)一種新型農(nóng)機(jī)具前就必須充分了解種子的物理特性，這樣才能更好的發(fā)揮農(nóng)業(yè)機(jī)械的功能，也能更

35、好的滿足農(nóng)作物的農(nóng)藝要求，從而減少對(duì)種子的傷害，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的播種合格指數(shù)，進(jìn)而達(dá)到増產(chǎn)增收的目的。目前，國(guó)內(nèi)外的許多學(xué)者對(duì)種子的物理特性已經(jīng)有了比較深入的研究，為農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)提供了重要的參考依據(jù)。1960年，zorerb和all對(duì)扁形玉米、豆類(lèi)植物和小麥進(jìn)行了研究，研究發(fā)現(xiàn)含水量、加載速度、加載位置、溫度和物料的尺寸都會(huì)或多或少的影響著作物的擠壓程度37；1966年，bilanski等人研究了不同水分下玉米種子的載荷-變形曲線。結(jié)果表明，含水率和壓縮位置的不同嚴(yán)重影響玉米種子的變形38；1970年，mohsenin用球形壓頭的壓縮試驗(yàn)方法來(lái)測(cè)試不同含水量下的玉米種子對(duì)角質(zhì)胚乳厚片應(yīng)力松弛特

36、性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，時(shí)間、含水量和溫度的變化將會(huì)影響玉米角質(zhì)胚乳的松弛度39；1988年，haghighi和segerlind根據(jù)材料的粘彈性性質(zhì)，采用有限元的方法研究了時(shí)間對(duì)玉米縱截面各應(yīng)力分量的影響。研究表明，通過(guò)此方法可以計(jì)算出玉米在烘干的過(guò)程中最大應(yīng)力出現(xiàn)的位置、時(shí)間以及烘干條件的關(guān)系40-42；另外barych和carman等也分別對(duì)婉豆、小扁豆種子的物理特性做出了仔細(xì)的研究43。國(guó)內(nèi)也有相關(guān)文章的報(bào)道。例如，1995年，趙學(xué)篤，馬中蘇等人試驗(yàn)研究了玉米種子的壓縮、剪切和沖擊等力學(xué)特性。研究表明；含水率影響著玉米種子的壓縮、剪切和沖擊等44；2005年，張明學(xué)，趙樣濤等對(duì)東北玉米進(jìn)行

37、了深入的顆粒破碎敏感性試驗(yàn)研究。研究表明：干燥條件嚴(yán)重影響著籽粒的應(yīng)力裂紋，進(jìn)而影響著籽粒的破損程度，同時(shí)還分析了玉米在存儲(chǔ)環(huán)節(jié)的破碎因素，為玉米的存儲(chǔ)問(wèn)題提供了可靠的理論依據(jù)45；2007年，李心平、高連興等人采用有限元的方法研究了玉米籽粒在壓載作用下不同應(yīng)力的分布情況，研究發(fā)現(xiàn)了玉米籽粒在不同壓載作用下的施力部位微觀力學(xué)恃性46。2.1 測(cè)試材料本文所測(cè)試的種子為市場(chǎng)需求量較大的玉米品種：內(nèi)單4號(hào)玉米種子。2.2 測(cè)試方法 2.2.1 含水率的測(cè)試方法玉米種子的含水率是指待測(cè)的玉米種子所含水分重量占整個(gè)種子重量的百分比。常見(jiàn)測(cè)試方法有烘箱干燥法、甲苯蒸墻法、溶劑提取法等。本文采用烘箱干燥法

38、來(lái)測(cè)試。采用gb/t 3543.6標(biāo)準(zhǔn)中的恒溫烘干法（烘箱溫度控制在70）來(lái)測(cè)試玉米種子的含水率。其設(shè)備名稱為電熱鼓風(fēng)干燥箱，見(jiàn)圖8和圖9，步驟為：（）將樣品舎烘干、冷卻、稱重、標(biāo)記盒號(hào)；（）將裝滿的玉米放入做上標(biāo)記的樣品盒內(nèi)，并稱出其重量，做好記錄； （）將裝滿玉米的樣品盒放入恒溫至70的烘箱中，盒與盒蓋一起放入烘干箱中，將盒蓋從盒上取下以便加速烘干，迅速關(guān)閉烘干箱，使烘干箱溫度回升至70時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，整個(gè)烘干過(guò)程持續(xù)小時(shí)；（）打開(kāi)烘干箱，為了防止吸潮，在箱內(nèi)就要迅速把盒蓋蓋上，然后將烘干的玉米樣品盒取出放入真空干燥箱中冷卻后稱出重量（烘千后第一次稱重）；（）按照步驟再進(jìn)行個(gè)小時(shí)的烘干，按照步

39、驟再進(jìn)行第二次稱重； （）比對(duì)步驟和步驟，看二次稱重誤差是否大于0.2。若大于，則按照步驟在繼續(xù)烘干，若小于或者等于，即可計(jì)算玉米種子的含水率，公式為： s=m2-m3m2-m1×% (1)式中：s為玉米種子含水率；m1為樣品盒質(zhì)量，單位g；m2為樣品盒加上玉米種子烘前重量，單位g； m3為樣品盒加上玉米種子烘后重量，單位g。圖8 真空干燥箱fig.8 vacuum drying oven圖9 電子天平fig.9 electronic balance2.2.2 密度的測(cè)試方法目前，對(duì)種子物料密度的測(cè)試方法主要有置換氣體法和排水法。所謂置換氣體法是先稱量出一定質(zhì)量的待測(cè)物料，然后測(cè)量出

40、待測(cè)物料所排開(kāi)的氣體體積，再根據(jù)氣體的密度和所排開(kāi)氣體的體積求出待測(cè)物料的密度47。排水法是一種簡(jiǎn)單操作且常用的測(cè)量密度的方法。它是將物體完全浸入到水中，物料的體積就是浸泡前與浸泡后的差值，然后測(cè)試出物料的質(zhì)量，根據(jù)密度公式即可求出物料的密度。本次試驗(yàn)采用排水法進(jìn)行玉米種子的密度的測(cè)試，其步驟為：（）用天平稱出100粒玉米種子的質(zhì)量，記為；（）再在量筒中裝入適量的水，所謂適量就是指既能將物體完全浸泡，又不會(huì)超出量筒的最大刻度值，記好讀數(shù)v1；（）將測(cè)試好質(zhì)量的玉米種子沿量筒壁緩緩放進(jìn)去直至完全浸傲讀出數(shù)來(lái)，記為v2；（）玉米的體積就為兩次體積之差，為v2-v1；（）根據(jù)公式計(jì)算出玉米的密度。每

41、種待測(cè)玉米種子均進(jìn)行三次試驗(yàn)，取三次試驗(yàn)的平均值作為最后結(jié)果。計(jì)算公式如下：=mv=mv2-v1 （2）式中：為玉米種子密度，單位，g/cm3；m為待測(cè)玉米種子質(zhì)量，單位，g；v為待測(cè)玉米種子體積，單位，cm3。2.2.3 三軸尺寸的測(cè)試方法 隨機(jī)抽取同種玉米種子100粒，通過(guò)游標(biāo)卡尺，能夠?qū)Χ喾N指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，隨后按照公式對(duì)等效直徑dp進(jìn)行計(jì)算：dp=(lwt)1/3 （3）根據(jù)公式可求出玉米種子的球形率為：=dl （4）式中：為玉米種子球形率；d為玉米種子等效直徑，單位，mm；l為玉米種子長(zhǎng)，單位，mm。2.2.4 千粒重的測(cè)試方法從試驗(yàn)的玉米種子中，分三次隨機(jī)的抽取1000粒玉米種子，用精

42、度達(dá)到0.1的電子秤進(jìn)行測(cè)量，得出這玉米種子的千粒重。2.2.5 休止角的測(cè)試方法 本試驗(yàn)采取注入法的方法測(cè)試玉米種子的休止角。由支架、漏斗、圓平板和刻度尺構(gòu)成測(cè)試裝置。將待測(cè)的種子從漏斗的上方慢慢加入，種子慢慢滑落至漏斗的底部，這時(shí)物料在平板上堆積且具有一定的傾斜角，堆積到不能再堆積為止。用刻度尺量出玉米種子聚集的高度，記為，按下面公式計(jì)算玉米種子的休止角：tan=hr （5） 式中：h為種子堆積高度，單位，mm；r為圓平板半徑，單位，mm。（1）時(shí)刻保持鋼板和谷粒的潔凈。（2）切勿用手直接觸碰谷子，否則手上的油、灰塵等會(huì)附著在谷子上，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。（3）改變摩擦儀夾角大小需要通過(guò)手動(dòng)

43、的方式。谷子質(zhì)量輕，用不同速度抬起斜面會(huì)導(dǎo)致夾角值的顯著不同，因此抬起斜面時(shí)的速度應(yīng)盡量保持一致。2.3 測(cè)試結(jié)果2.3.1 含水率的測(cè)試結(jié)果玉米種子含水率測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。表1 玉米種子的含水率table.1 moisture content of maize seeds品種樣品1/%樣品2/%樣品3/%樣品4/%樣品5/%內(nèi)單4號(hào)9.718.427.638.550.86由表1可知：內(nèi)單4號(hào)玉米種子的含水率為8.57。2.3.2 密度的測(cè)試結(jié)果通過(guò)表2，能夠知道玉米種子密度測(cè)試結(jié)果。表2 玉米種子的密度table.2 density of maize seeds品種樣品1/g/cm3樣品2/g

44、/cm3樣品3/g/cm3樣品4/g/cm3標(biāo)準(zhǔn)差內(nèi)單4號(hào)1.101.151.131.190.02由表2可知：內(nèi)單4號(hào)玉米種子的密度為1.19g/cm3。2.3.3 三軸尺寸的測(cè)試結(jié)果通過(guò)表3，能夠知道知道玉米種子的如下信息：表3 玉米種子的三軸尺寸、等效直徑和球形率table.3 three-axis size, equivalent diameter and spherical rate of maize seeds品種長(zhǎng)/mm寬/mm厚/mm等效直徑/mm球形率平均值內(nèi)單4號(hào)8.705.294.345.740.66標(biāo)準(zhǔn)差1.080.960.560.780.74由表3可知：內(nèi)單4號(hào)為扁形小

45、粒玉米種子。2.3.4 千粒重的測(cè)試結(jié)果玉米種子千粒重的測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4。表4 玉米種子的千粒重table.4 thousand grain weight of corn seed品種樣品1/g樣品2/g樣品3/g平均值/g標(biāo)準(zhǔn)差內(nèi)單4號(hào)264.3270.5270.1268.32.83由表4可知：內(nèi)丹4號(hào)玉米種子的千粒重為268.3g。2.3.5 休止角的測(cè)試結(jié)果 通過(guò)表5，能夠知道玉米種子休止角的相關(guān)信息。表5 玉米種子的休止角table.5 the angle of repose of corn seeds品種休止角/°內(nèi)單4號(hào)31.8休止角又稱靜止摩擦角或堆積角，其與種子的尺寸、

46、形狀、含水率、堆放條件等有關(guān)。流動(dòng)性隨著休止角減小而增強(qiáng)；散落能力隨著休止角變大而減弱。2.4 本章小結(jié)對(duì)內(nèi)單4號(hào)玉米種子進(jìn)行物理特性測(cè)試。采用烘箱干燥法測(cè)試玉米種子含水率，用排水法測(cè)試玉米種子密度，用游標(biāo)卡尺和精密天平分別測(cè)試種子的三軸尺寸和千粒重等，為指夾式排種器排種性能試驗(yàn)研究提供理論基礎(chǔ)。 3 指夾式排種器結(jié)構(gòu)分析3.1 指夾式排種器結(jié)構(gòu)及工作原理指夾式排種器由排種盤(pán)、指夾器、頗簸帶、卸種口、凸輪、彈簧及指夾蓋等組成，結(jié)構(gòu)如圖10所示。指夾式排種器工作原理：種子進(jìn)入夾種區(qū),隨著轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)，在彈簧作用下,指夾器夾持種子,轉(zhuǎn)到清種區(qū),由于顛簸帶表面凹凸不平,夾住的種子產(chǎn)生顛簸運(yùn)動(dòng),在清種毛刷

47、的作用下,不穩(wěn)定的種子落入到種子堆,而夾持得最穩(wěn)定的一粒種子,隨指夾器繼續(xù)轉(zhuǎn)到排種口排出,依靠導(dǎo)種帶到達(dá)開(kāi)溝器的上方，經(jīng)導(dǎo)種管落入到種溝內(nèi),最終完成排種和下種過(guò)程48。1.排種盤(pán)2.指夾器3.顛簸帶4.卸種口5.凸輪6.彈簧7.指夾蓋圖10 指夾式排種器結(jié)構(gòu)fig.10 the structure of finger-type seed-metering device在田間排種過(guò)程中,指夾式排種器主要依靠充種、清種和導(dǎo)種等方式而完成播種任務(wù)，其中充種的過(guò)程是所有排種過(guò)程中最重要階段之一，其主要部件指夾器夾持種子性能的好壞將影響著播種機(jī)的播種水平。3.2 指夾式排種器主要部件功能分析3.2.1

48、指夾器對(duì)于指夾式排種器而言，指夾器是一個(gè)關(guān)鍵的部件，其具體組成如圖11所示。直接影響排種的性能沖種性能的有指夾器的形狀、指夾器張開(kāi)角度和指夾器對(duì)種子的壓力。1.指夾2.夾桿3.彈簧耳4.長(zhǎng)尾5.短尾圖11 指夾器結(jié)構(gòu)fig.11 finger clamp structure（1）根據(jù)指夾夾持玉米種子的情況，指夾與玉米種子直接接觸，玉米種子形狀為扁，為了更好的夾持種子，指夾器的形狀必須滿足下面的幾點(diǎn)要求：1)考慮到排種盤(pán)的形狀，因其外邊緣是圓形的，而指夾器需要沿著排種盤(pán)外邊緣轉(zhuǎn)動(dòng)，因此指夾的上下邊緣曲線需要遵循排種盤(pán)外邊緣的弧線。2)指夾的寬度與種子的長(zhǎng)度應(yīng)該近視相等，如此可以確保較好的填充效果

49、。3)指夾的長(zhǎng)度要適中，如果太短會(huì)引起漏播率上升，若指夾過(guò)長(zhǎng)會(huì)引起重播率上升。4)指夾的形狀應(yīng)該滿足較好的夾持種子的效果，如此，設(shè)計(jì)波浪弧狀的指夾，使其有兩邊起伏，既而讓玉米種子被夾持的更加穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)順利充種。（2）根據(jù)指夾張開(kāi)時(shí)的形狀如漏斗一樣，可以看出其張開(kāi)角度越大，玉米種子就很容易落入夾腔內(nèi)，這就使得沖種效大大的提高，但也有弊端，這會(huì)使得重播率也會(huì)在一定程度上提高。所謂精密排種器，就是在一個(gè)夾腔內(nèi)不允許有多粒玉米種子，然而最標(biāo)準(zhǔn)的就是每個(gè)夾腔內(nèi)只有一粒玉米種子，所以指夾的張開(kāi)角度根據(jù)玉米種子的形狀而定。對(duì)于扁形玉米種子而言，玉米種子在夾腔內(nèi)大概有三種夾持狀態(tài)。如果按照玉米種子長(zhǎng)度方向上來(lái)

50、夾持的話，種子展現(xiàn)豎立的狀態(tài)，指夾的張開(kāi)角度最大；如果按照玉米種子寬度方向上來(lái)夾持的話，種子展現(xiàn)側(cè)立的狀態(tài)；如果按照玉米種子厚度方向上來(lái)夾持的話，種子展現(xiàn)平躺的狀態(tài)，指夾張開(kāi)的角度最小?？紤]到指夾夾尾約束著指夾器的張開(kāi)角度，可以調(diào)節(jié)指夾夾尾與指夾的相對(duì)角度，來(lái)改變指夾的張開(kāi)角度。夾與夾尾的關(guān)系由圖12所示。圖12 指夾張開(kāi)角度f(wàn)ig.12 finger clamp opening angle（3）指夾夾持玉米種子的壓力來(lái)自于彈簧?？偣灿兄?2個(gè)指夾在排種盤(pán)的外圈，由彈簧兒連接著相鄰的兩個(gè)指夾。每個(gè)指夾兩邊的彈簧對(duì)指夾的作用力是相等的，作用點(diǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)軸心的距離是相同的，然而它們的力臂不相等，如圖1

51、3所示,l2>l1 ，因此兩彈簧形成的力矩不等，p2>p1 。兩者的力矩差使得指夾器的指夾間產(chǎn)生一定的壓力來(lái)將種子夾持得穩(wěn)。圖13 指夾的受力fig.13 the force of a finger clip指夾對(duì)種子的壓力的大小關(guān)系到玉米種子被夾持的穩(wěn)定性，同樣影響到玉米種子的傷種情況?？紤]到，指夾對(duì)種子壓力過(guò)大，會(huì)加快磨損指夾器的夾尾，所以指夾壓力的大小應(yīng)當(dāng)適中。如此，可以調(diào)節(jié)拉簧的圈數(shù)或者鋼絲的直徑來(lái)改變壓力大小。如果拉簧的圈數(shù)變少或者鋼絲的直徑變大的話，指夾壓力就會(huì)變大；反之，指夾壓力就會(huì)變小。3.2.2 顛簸帶在排種盤(pán)的卸種口的稍前方有著顛簸帶，它與卸種口相互連接著。它的

52、形狀不光滑也不規(guī)則，有凸起和凹下。玉米種子沿著排種盤(pán)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)種子旋轉(zhuǎn)到顛簸帶時(shí)，由于顛簸帶表面不規(guī)則，從而種子在高低起伏的作用下，運(yùn)動(dòng)情況突然發(fā)生改變。既而，玉米種子會(huì)從指夾種脫落，這樣就起到了清種的目的。為了更好的清種效果，顛簸帶的形狀需要滿足下面幾點(diǎn)要點(diǎn):1)顛簸帶表面凹下的深度要適當(dāng)，如果深度很大則會(huì)使得清種嚴(yán)重過(guò)量，從而導(dǎo)致漏播率大幅提高。2)為了獲得最好的清種效果，顛簸帶的表面需要做到不規(guī)則的的曲面。3)為了不造成玉米種子的破損，顛簸帶的凸起和凹下的臨界不能太尖銳，最好是光滑的，所以坡度拐角應(yīng)當(dāng)適中。3.2.3 排種帶排種帶與指夾器一起轉(zhuǎn)動(dòng)，它也有著相對(duì)應(yīng)的12個(gè)容納種子的

53、小室，可以接受從卸種口落下的種子。當(dāng)指夾夾持種子旋轉(zhuǎn)到卸種口時(shí)，指夾就隨即張開(kāi)角度，種子便落入排種葉片內(nèi)，既而種子隨著排種葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，最后從排種器排出去。排種帶的性能參數(shù)也在一定程度上影響到農(nóng)間植株分布的均勻性。3.3 種子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相關(guān)力學(xué)分析3.3.1 充種過(guò)程在充種的過(guò)程中，夾持種子的指夾對(duì)玉米種子的壓力由兩邊的彈簧耳提供，其壓力的大小將很大程度上影響到玉米種子的充種狀態(tài)以及種子破損率。壓力過(guò)小，籽粒易脫落，增加漏播率，降低排種性能質(zhì)量; 壓力過(guò)大，玉米種子易損傷，加快指夾尾片的磨損程度。指夾在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中有夾持、閉合和開(kāi)啟3 種狀態(tài)。指夾夾持狀態(tài)如圖14所示。圖14 指夾狀態(tài)fig.14 finger clamp state在此基礎(chǔ)上，以玉米種子為研究對(duì)象，對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的種子進(jìn)行受力分析，研究工作轉(zhuǎn)速與取種壓力的關(guān)系。種子運(yùn)動(dòng)過(guò)程受力如圖15所示。 圖15 種子受力fig.15 seed stress由于指夾的夾持角度不變，因此指夾的旋轉(zhuǎn)角（wt+） 一直在（0，）內(nèi)改變。按照達(dá)朗貝爾原理，能夠進(jìn)行如下數(shù)學(xué)分解：gsin(+wt)+f2=mrw2 (6)g