組合型孔排種器雙充種室結(jié)構(gòu)對充種性能的影響

張明華，王在滿※，羅錫文，蔣恩臣，戴億政，邢 赫，王寶龍

（1.華南農(nóng)業(yè)大學南方農(nóng)業(yè)機械與裝備關(guān)鍵技術(shù)教育部重點實驗室，廣州 510642；2.南方糧油作物協(xié)同創(chuàng)新中心，長沙 410128；3.華南農(nóng)業(yè)大學材料與能源學院，廣州 510642）

0 引 言

水稻精量穴直播在適宜的地區(qū)能獲得較好的產(chǎn)量和較高的經(jīng)濟效益[1-7]，是一種輕簡高效的水稻種植技術(shù)。近年來，中國水稻機直播面積穩(wěn)步增長[8]。實現(xiàn)水稻精量穴直播的排種器主要有型孔式和氣力式排種器。氣力式排種器的研究雖然有了較大進展[9-11]，但型孔式排種器仍是目前水稻精量穴直播機上應用最多的排種器[12-13]。排種器是穴直播機的核心部件，其充種過程的穩(wěn)定是保證播種性能的重要環(huán)節(jié)。充種室是排種器實現(xiàn)充種過程的關(guān)鍵區(qū)域，其關(guān)鍵參數(shù)直接影響種子在充種室內(nèi)的流動性以及充種的穩(wěn)定性。

邢赫等[10]設(shè)計了一種分層充種室，改善了水稻種子在充種室內(nèi)的流動性，提高了水稻氣力式排種器的排種精度。陳立東等[14]設(shè)計了充種室種面調(diào)節(jié)擋簾，并改進了充種室結(jié)構(gòu)，改善了種室內(nèi)種子群結(jié)構(gòu)，提高了充種效果和排種質(zhì)量。孫裕晶等[15]采用基于CAD邊界模型的LSY 2D離散元仿真軟件對常壓下大豆精密排種過程進行了動態(tài)仿真分析，得出大豆充種過程始于排種輪中心線以下15°～0位置，提高了填充率。郝心亮[16]認為大豆和玉米的充種過程時沿自然休止角方向進行平動，分析了種子和種盤的相對運動軌跡。趙月霞[17]研究了內(nèi)充機械式精密排種器的充種過程，建立了填充力學模型，確定了充種起始角為0。Arzu等[18]通過對氣吸式排種器充種過程的試驗研究，優(yōu)化了播種均勻性能。王在滿等[19-20]采用高速攝影技術(shù)對排種器的充種過程進行了研究，并分析了種子的填充規(guī)律。史嵩等[21-23]采用離散元仿真軟件（engineering discrete element method，EDEM）對排種器充種過程進行仿真分析，優(yōu)化了排種器的參數(shù)。胡建平等[24-26]利用 EDEM 軟件對多種磁吸排種器的充種過程進行了仿真分析，確定了影響排種器充種性能的主要因素。以上研究采用不同的方法對排種器的充種室結(jié)構(gòu)和充種過程進行了分析，可見充種過程對排種器性能的影響至關(guān)重要。

型孔式排種器的充種包角越大，越有利于充種[15]，但清種毛刷、限種板和充種室之間又互相約束，在實際應用過程中可能出現(xiàn)播量不穩(wěn)、毛刷甩種的情況，因此有必要對型孔式排種器的充種室結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計和研究。本文根據(jù)稻種的自然休止角，對水稻精量穴直播機組合型孔排種器的充種起始角和雙充種室結(jié)構(gòu)進行研究和優(yōu)化，旨在提高組合型孔排種器的充種性能且實現(xiàn)播量微調(diào)。

1 雙充種室排種器的工作原理

型孔式排種器的結(jié)構(gòu)如圖1a所示。限種板將充種區(qū)分為第一充種室和第二充種室。清種機構(gòu)的毛刷輪和排種輪通過一組鏈傳動連接；護種機構(gòu)的彈性護種帶與排種輪表面緊貼，排種輪轉(zhuǎn)動時，排種輪與護種帶之間的摩擦力帶動護種帶轉(zhuǎn)動。

圖1 組合型孔排種器結(jié)構(gòu)示意圖和工作原理Fig.1 Structure diagram and working principle of combined type-hole metering device

種子自然堆積在第一充種室內(nèi)。從充種起始角位置至充種終止角，種子借助由重力產(chǎn)生的填充力被型孔擭取，清種機構(gòu)清除型孔表面多余種子后，由護種機構(gòu)將型孔內(nèi)的種子護送至排種口；種子在自重和排種輪的離心力的共同作用下從型孔排出，經(jīng)排種管落入播種溝中。

根據(jù)散粒體力學理論[27-28]，散粒體物料在容器某一深度受力單元由水平應力σ1和垂直應力σ2組成。當?shù)痉N以自然休止角θ自然堆積時，稻種堆的抗滑力等于滑動力，稻種內(nèi)部處于受力平衡的臨界狀態(tài)，即稻種堆的水平方向和豎直方向合力為0。當?shù)痉N的堆積角φ>θ時，稻種堆最外層種子的受力平衡被破壞（Σσ1>0，Σσ2>0）而開始滑落，如圖1b所示。

2 排種器充種起始角的理論計算與分析

2.1 充種起始角理論計算

排種器充種區(qū)由排種器殼體、型孔輪、限種板等構(gòu)成一個不規(guī)則的腔體。當充種區(qū)內(nèi)接觸型孔輪的種子層與型孔輪切線的夾角φ'>θ時，Σσ1>0，Σσ2>0。如圖 2所示，正角度充種區(qū)（型孔輪水平中心線上方）的種子對型孔輪壁產(chǎn)生水平壓力Nx和豎直壓力Ny，填充力為Nx和Ny的合力；負角度充種區(qū)（型孔輪水平中心線下方）的種子只對型孔輪壁產(chǎn)生水平壓力Nx，填充力為Nx。可見φ′>θ時，在填充力Nx的作用下，種子將自然滑入型孔空腔內(nèi)，排種器開始充種，考慮種子的三軸尺寸，因此充種起始角α應略大于θ-90o，取A點（自然休止角θ的切點）往上一粒種子長度l（約10 mm）的位置B。

圖2 種子在充種過程中的力學分析Fig.2 Mechanical analysis of seeds in filling process

采用農(nóng)業(yè)物料休止角測定儀分別測得常規(guī)粳稻品種秀水134（含水率23%）的自然休止角約為35.2°，雜交 粳稻品種花優(yōu)14（含水率23%）的自然休止角約為34.6°，常規(guī)秈稻品種玉香油占的自然休止角（含水率23%）的自然休止角為36.0o，雜交秈稻品種培雜泰豐（含水率23%）的自然休止角約為35.8°。

代入排種器的幾何尺寸公式

求得α≈-40°。式中r為型孔輪半徑，56 mm。種子滑入型孔后，受到重力mg，離心力F和種子間的摩擦力f的作用。在負角度充種區(qū)，重力的徑向分力和離心力都會使種子滑出型孔，但是由于充種區(qū)種子的阻擋，種子依舊會留在型孔中。

2.2 充種起始角的測定試驗

1）試驗儀器設(shè)備與材料

試驗儀器設(shè)備：帶透明殼體（3D打印）的型孔式排種器，多功能播種試驗臺，游標卡尺（精度0.02 mm），手持式水分測試儀（型號：GMK-303，精度：0.1%），培養(yǎng)皿，數(shù)碼相機。

試驗以秀水134水稻品種為材料，試驗前將稻種浸泡24 h并預催芽至破胸露白，含水率為23.3%～24.5%。為分辨種子是否在設(shè)定的充種起始角內(nèi)進入型孔，將部分種子染成紅色。

2）試驗方法與評定標準

如圖3所示，將染成紅色的種子放入負角度充種區(qū)，并將上表面抹平，上表面與型孔輪的接觸點為A，型孔輪的中心為O，OA連線與過O點水平線的夾角為角度為β。試驗取實際作業(yè)較常用的轉(zhuǎn)速50 r/min（水稻精量穴直播機田間平均作業(yè)速度大約為0.8 m/s，大部分地區(qū)常規(guī)稻的穴距一般取12～14 cm，雜交稻的穴距一般取16～20 cm，以上2種情況對應的排種器轉(zhuǎn)速范圍為30～50 r/min）。在下種口用容器接種子，每次接種時間為30 s。挑選出容器中的紅色種子，若排出種子中紅色種子的數(shù)量≥1粒，則表示開始充種的位置在A點以下（包括A點），即充種起始角α≤β。本文選擇較常用的型孔線速度0.3 m/s（轉(zhuǎn)速50 r/min），β取0～-50共6個試驗水平，重復3次。

圖3 充種起始角測定試驗示意圖Fig.3 Graphical representation of seed-filling initial angle experiment

試驗結(jié)果如圖4所示，當β為-40°～0時，3次重復試驗排出紅色種子的平均粒數(shù)從8.3～275粒逐漸增大，表明充種起始角α≤-40°；當β為-50°時，排出紅色種子的平均粒數(shù)為0.3粒，小于判定值1粒，說明充種起始角α>-50°。綜上所述，型孔式排種器的充種起始角α?(-50°,-40°]，接近于-40°，與理論分析結(jié)果基本吻合。

圖4 充種起始角測定試驗結(jié)果Fig.4 Test results for seed-filling initial angle experiment

3 雙充種室限種機構(gòu)的設(shè)計

3.1 限種機構(gòu)的工作原理

在充種起始角確定以后，充種終止角決定了充種包角的大小。限種機構(gòu)的位置與結(jié)構(gòu)決定了充種終止角的位置。限種機構(gòu)由1塊限種固定板和1塊限種調(diào)節(jié)板組成，將充種室分為第一充種室和第二充種室，如圖5所示。固定板固定在排種器殼體上，調(diào)節(jié)板可通過長槽孔上下調(diào)節(jié)，并用螺栓固定。當調(diào)節(jié)板處于最低點時，最大限度地限制了第一充種室內(nèi)的種子進入第二充種室內(nèi)，此時組合型孔排種器的充種包角約為α；當調(diào)節(jié)板從最低位置調(diào)節(jié)至最高位置時，有利于種子從第一充種室進入第二充種室，此時組合型孔排種器的充種包角增大了β，為（α+β），實現(xiàn)了播量的微調(diào)節(jié)。

根據(jù)型孔式排種器充種填充力公式

式中F為填充力，N；mg為種子重力，N；φ′為型孔的充種角度，（°）；f為后面種子的推力，N；fw為離心力，N。

連續(xù)供種時，可假設(shè)后面種子的推力f為恒定值，在相同轉(zhuǎn)速條件下，填充力F隨著充種角度φ'的增大而增大。當型孔進入第二充種室時，較容易充種，這與王在滿等[19]的研究結(jié)果相符。

圖5 限種機構(gòu)工作原理Fig.5 Working principle of seed flow adjusting device

3.2 限種機構(gòu)參數(shù)確定

1）限種機構(gòu)位置的確定

若限種機構(gòu)離毛刷中心線的距離L越小，第二充種室空間就越小，不利于被清種毛刷刷落的種子進行二次充種，容易造成第二充種室種子堆積而被毛刷帶出，導致播種量偏大、播種不均勻。限種機構(gòu)離毛刷的距離L越大，則整個充種包角就越小，影響充種，如圖6所示。

圖6 種子受型孔和限種機構(gòu)擠壓情況Fig.6 Seeds extruded by seed flow adjusting device and type-hole

毛刷輪的直徑為70 mm，距離L設(shè)置35、40和45 mm 3個水平進行對比試驗；試驗中轉(zhuǎn)速取50 r/min；試驗材料為含水率均為23%的秀水134和培雜泰豐。試驗結(jié)果顯示，L為35 mm時，播秀水134和培雜泰豐均會發(fā)生毛刷甩種的現(xiàn)象；L為40和50 mm時，播秀水134和培雜泰豐均沒有發(fā)生毛刷甩種的現(xiàn)象。在不發(fā)生毛刷甩種的前提下，充種包角應越大越好，因此L取40 mm較為合適。

2）限種調(diào)節(jié)板

限種調(diào)節(jié)板的作用是調(diào)節(jié)種子流從第一充種室進入第二充種室的流量，以達到調(diào)節(jié)播量的目的。為最大程度限制種子進入第二充種室，調(diào)節(jié)板在最低位置時應與排種輪相切。種子在型孔中可能出現(xiàn)以下姿態(tài)（如圖6），種子部分露在型孔外面，因此容易因受到型孔和限種板的擠壓而破損，造成種子破損率過高，因此調(diào)節(jié)板在中間對應型孔位置處設(shè)置開口。

限種調(diào)節(jié)板（圖7a）寬度b1應與充種室的內(nèi)腔寬度U（46 mm）配合，為防止種子卡在限種板與殼體之間，配合間隙δ應小于種子厚度t（2 mm左右）的一半；但是δ不能過小，過小會增加加工精度與加工成本會，因此，兩邊的間隙δ取1 mm，則b1為44 mm。

圖7 限種板結(jié)構(gòu)示意圖Fig.7 Structure diagram of seed flow adjusting plate

調(diào)節(jié)板的開口是為了使第一充種室種子被型孔或者型孔表面的種子帶入第二充種室，同時被刷落的種子能順利落入第二充種室，因此，調(diào)節(jié)板的開口寬度的計算公式如式（4）所示。

式中W1為調(diào)節(jié)板的開口寬度，mm；R為型孔的大端半徑，5 mm；k為系數(shù)，取1.1；l為種子長度，取1 mm；根據(jù)式（4）可知，調(diào)節(jié)板的開口寬度W1=21 mm。

調(diào)節(jié)板的開口高度h1應大于種子的寬度b（一般不超過3.5 mm），取整后h1=4 mm。

種子在充種室內(nèi)以自然休止角θ從第一充種室通過調(diào)節(jié)板的開口流入第二充種室。隨著排種輪的轉(zhuǎn)動，進入第二充種室的一部分種子被在第一充種室內(nèi)未充滿的型孔擭取，一部分與型孔輪殼發(fā)生摩擦。如果種子與型孔輪殼的摩擦力大于種子的下滑分力，則種子將被型孔輪殼持續(xù)往清種毛刷輪方向帶動，使種子在第二充種室不斷堆積，導致種子卡入毛刷輪被甩出。型孔輪殼的材質(zhì)選擇鋁材硬陽處理，稻種與硬陽處理板的滑動摩擦角φ的最大值為29.3°[29]。因此，在圖8中，種子以自然休止角θ(圖8中為DBAC)從第一充種室進入第二充種室后，型孔輪殼上過種子堆積的邊界接觸點A的切斜與水平線的夾角DCAE應大于滑動摩擦角φ，即DCAE≥29.3°，取整后為30°；θ取最小值34.6°，取整后DBAC=35°。

根據(jù)圖8中的幾何關(guān)系

式中l(wèi)CC'為調(diào)節(jié)板的厚度，2 mm；S為調(diào)節(jié)板的調(diào)節(jié)行程，mm；h2為固定板的開口高度，mm。因此，調(diào)節(jié)板的調(diào)節(jié)行程S取整后為22 mm。

圖8 限種機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.8 Structure diagram of seed flow adjusting device

3）限種固定板

限種固定板的寬度b2=b1=44 mm；固定板的開口寬度W2=W1=21 mm。固定板的開口高度h2應與調(diào)節(jié)板在最高位置時的最大高度時的開溝開口高度一致，因此h2=s+h1=26 mm，如圖7b所示。

4 充種性能試驗與分析

4.1 充種起始角的影響試驗

1）試驗設(shè)備與方法

為了設(shè)計較合理的充種起始位置，在多功能播種試驗臺進行了充種起始角影響因素試驗，以轉(zhuǎn)速與充種起始角度為變量的2因素試驗進行研究。試驗臺架如圖9所示，用3D打印機打印-40°～0共5個不同角度的墊塊，分別放入第一充種室底部，設(shè)定充種起始角度，即充種起始位置取-40°～0共5個試驗水平，再往種箱內(nèi)加入足量試驗種子，轉(zhuǎn)速取30～60 r/min（一些特殊的地區(qū)播種量特別大，如新疆、寧夏、上海崇明、浙江寧波灘涂改造地等，常規(guī)稻的穴距要求10 cm，此時對應排種器的最高轉(zhuǎn)速為60 r/min；為更好地分析不同轉(zhuǎn)速下充種起始角度對播種質(zhì)量的影響，該試驗轉(zhuǎn)速范圍取30～60 r/min），共4個試驗水平。水稻品種為秀水134濕種（含水率為23.3%～24.5%）。試驗時，限種機構(gòu)距離型孔中心的距離為40 mm，調(diào)節(jié)板放置在11 mm位置。

圖9 試驗臺架Fig.9 Test bench

參考GB/T6973-2005，記錄傳輸帶上由排種器穩(wěn)定工作時排出的300穴種子中的每穴粒數(shù)，重復3次，以平均穴粒數(shù)和變異系數(shù)為試驗指標。

2）試驗結(jié)果與分析

試驗對象為組合型孔排種器，組合型孔排種器的大型孔和小型孔共用一個型孔外圈，型孔輪上大、小2組型孔相間均勻分布，兩者具體尺寸關(guān)系見文獻[13]。試驗以大型孔和小型孔分為2組分別進行試驗，試驗結(jié)果如圖10所示。

圖10 不同轉(zhuǎn)速下充種起始角度對播種質(zhì)量的影響Fig.10 Influence of seed-filling initiation angle on seeding quality in different rotational speed

據(jù)圖10a和10b可知，組合型孔排種器分別采用大、小型孔進行播種試驗時，不同充種起始角的穴粒數(shù)均隨著轉(zhuǎn)速的升高而減小。采用小型孔時，轉(zhuǎn)速30至60 r/min，充種起始角為-40°、-30°和-20°的穴粒數(shù)分別減少了0.4、0.3和0.2粒，無顯著差異；充種起始角為-10°和0°的穴粒數(shù)分別減少了1粒和1.2粒，差異顯著。采用大型孔時，轉(zhuǎn)速從30至60 r/min，各充種起始角度的穴粒數(shù)減少量雖然沒有顯著差異，但在相同轉(zhuǎn)速下，采用大型孔的穴粒數(shù)隨著充種起始角從-40°到0增大均呈減少趨勢；在 60 r/min 時，充種起始角為-40°、-30°和-20°的穴粒數(shù)分別為7.9、8.1和8.0粒，而-10°和0的穴粒數(shù)分別為7.3粒和7.5粒。可見組合型孔排種器的充種起始角為-40°、-30°和-20°的平均穴粒數(shù)差異不顯著，比-10°和0更穩(wěn)定，且對60 r/min較高轉(zhuǎn)速作業(yè)，適應性更好。

根據(jù)圖10c和圖10d可知，組合型孔排種器分別采用大、小型孔進行播種試驗時，不同充種起始角的播種變異系數(shù)均隨著轉(zhuǎn)速的升高而增大。采用小型孔時，轉(zhuǎn)速從 30 至 60 r/min，充種起始角為-40°、-30°和-20°的播種變異系數(shù)無顯著差異；充種起始角為-10°和0的播種變異系數(shù)分別增大了6.5%和6.8%，差異顯著。采用大型孔時，轉(zhuǎn)速從30至60 r/min，各充種起始角度的變異系數(shù)增大量雖然沒有顯著差異，但在相同轉(zhuǎn)速下，充種起始角為-40°、-30°和-20°的播種變異系數(shù)均小于-10°和 0的變異系數(shù)。可見組合型孔排種器的充種起始角為-40°、-30°和-20°的排種均勻性較-10°和0更佳。

綜上所述，在-40°、-30°和-20°3個充種起始角的試驗水平下，排種器的穴粒數(shù)和播種變異系數(shù)均無顯著差異，且不同轉(zhuǎn)速下平均穴粒數(shù)比-10°和0更穩(wěn)定，播種均勻性更好，因此充種起始角-40°、-30°和-20°優(yōu)于-10°和0。在不影響排種器充種性能的前提下，排種器充種起始角的角度越小，種子與排種輪的接觸面積越大，理論上會加快排種輪的磨損，增加種子的破損率。由于排種器的殼體為鋁合金壓鑄，充種起始角越小，充種室腔體容積越大，殼體越薄弱，越不利于保證后續(xù)機加工的合格率。因此，充種起始角取-20°最合理。

4.2 限種機構(gòu)的影響試驗

1）試驗設(shè)備與方法

為確定限種機構(gòu)位置的調(diào)節(jié)對排種器性能的影響，根據(jù)調(diào)節(jié)板的調(diào)節(jié)行程，限種板的調(diào)節(jié)水平取0（最低位置）、11 mm（中間位置）和22 mm（最高位置）3個試驗水平；轉(zhuǎn)速選擇30和60 r/min 2個試驗水平；試驗品種為秀水134和培雜泰豐濕種，含水率為22%～24%；充種起始角度取-20°。每組試驗取250穴，重復3次，考察限種板不同位置對平均穴粒數(shù)的影響。

試驗設(shè)備：多功能播種試驗臺。

2）試驗結(jié)果與分析

根據(jù)表1結(jié)果可知，對于大型孔、播秀水134、轉(zhuǎn)速為30 r/min時，調(diào)節(jié)板在最高位置的平均穴粒數(shù)比在最低位置增加0.3粒；在轉(zhuǎn)速為60 r/min時，調(diào)節(jié)板在最高位置的平均穴粒數(shù)比在最低位置增加1.1粒。播培雜泰豐，在轉(zhuǎn)速為30 r/min時，限種板在最高位置的平均穴粒數(shù)比在最低位置增加0.6粒；在轉(zhuǎn)速為60 r/min時，調(diào)節(jié)板在最高位置的平均穴粒數(shù)比在最低位置增加1.4粒。

表1 限種板位置對平均穴粒數(shù)的影響Table 1 Effect of flow adjusting plate position on average seeds number per hill

對于小型孔、播秀水134、轉(zhuǎn)速為30 r/min時，調(diào)節(jié)板在最高位置的平均穴粒數(shù)比在最低位置增加0.4；在轉(zhuǎn)速為60 r/min時，調(diào)節(jié)板在最高位置的平均穴粒數(shù)比在最低位置增加1.0粒。播培雜泰豐，轉(zhuǎn)速為30 r/min時，調(diào)節(jié)板在最高位置的平均穴粒數(shù)比在最低位置增加0.6粒；在轉(zhuǎn)速為60 r/min時，調(diào)節(jié)板在最高位置的平均穴粒數(shù)比在最低位置增加1.2粒。

以試驗1～3和7～9為一組，4～6和10～12為另一組進行組內(nèi)分析，相同轉(zhuǎn)速時，大型孔和小型孔均表現(xiàn)為，調(diào)節(jié)板位置的調(diào)節(jié)對長粒種（培雜泰豐）穴粒數(shù)的影響大于圓粒種（秀水134）的影響。分析原因，圓粒種子的流動性比長粒種子的流動性較好，較容易被型孔擭取，同時也較容易從第一充種室進入第二充種室對型孔進行二次充種，所以調(diào)節(jié)板的位置調(diào)節(jié)對圓粒種子的穴粒數(shù)影響較小。

以試驗1～6為一組，7～12為另一組進行組內(nèi)分析，相同型孔時，2個試驗品種均表現(xiàn)為調(diào)節(jié)限種調(diào)節(jié)板位置對高轉(zhuǎn)速（60r/min）時穴粒數(shù)的影響大于低轉(zhuǎn)速（30r/min）。分析其原因：在低轉(zhuǎn)速時，大型孔和小型孔在第一充種室的充種時間較長，較容易完成充種；此時，調(diào)節(jié)板升高后雖然有利于種子進入第二充種室，但是型孔在第二充種室內(nèi)需要二次充種較少。在高轉(zhuǎn)速時，大型孔和小型孔在第一充種室的充種時間較短，型孔較難完成充種；此時，調(diào)節(jié)板升高后，有較多種子進入第二充種室對型孔進行二次充種，因此，在較高轉(zhuǎn)速下，調(diào)節(jié)限種調(diào)節(jié)板位置對穴粒數(shù)的影響較大。

綜上所述，在同一品種、同一轉(zhuǎn)速和同一型孔條件下，穴粒數(shù)均表現(xiàn)為隨著調(diào)節(jié)板位置的升高而增大，說明限種機構(gòu)可實現(xiàn)對播量的微調(diào)節(jié)。

5 結(jié)論與討論

1）根據(jù)自然休止角理論，通過理論計算和試驗驗證確定了組合型孔排種器的充種起始角、限種機構(gòu)的位置和參數(shù)，優(yōu)化了雙充種室的空間結(jié)構(gòu)和充種包角的大小，提高了排種器的充種性能。

2）充種起始角確定為-20°最合理，此時播種穴粒數(shù)較穩(wěn)定、變異系數(shù)較小。

3）限種機構(gòu)距離排種輪中心40 mm時最佳，可解決毛刷甩種的情況；在同一條件下，穴粒數(shù)均表現(xiàn)為隨著限種板位置的升高而增大，距離型孔輪0～22 mm范圍內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)板的位置，可以實現(xiàn)對播種量的微調(diào)節(jié)。

通過在試驗條件下，充種起始角和調(diào)節(jié)板的位置對平均穴粒數(shù)的影響，都表現(xiàn)出高轉(zhuǎn)速下的差異比低轉(zhuǎn)速下的差異明顯，大型孔比小型孔的差異明顯。分析原因，充種起始角和調(diào)節(jié)板的位置的改變影響充種包角的大小，從而決定了型孔在充種區(qū)間內(nèi)的充種時間；排種器工作轉(zhuǎn)速較低時，充種時間較長，較小的充種包角也較容易完成充種；反之，型孔需要較大的充種包角以完成充種。小型孔容積小，比大型孔在相同的時間內(nèi)更容易完成充種。

[1]羅錫文，謝方平，區(qū)穎剛，等.水稻生產(chǎn)不同栽植方式的比較試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2004，20(1)：136－139.Luo Xiwen,Xie Fangping,Ou Yinggang,et al.Experimental investigation of different transplanting methods in paddy production[J].Transactions ofthe Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2004,20(1):136－139.(in Chinese with English abstract)

[2]何瑞銀，羅漢亞，李玉同，等.水稻不同種植方式的比較試驗與評價[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2008，24(1)：167－ 171.He Ruiyin,Luo Hanya,Li Yutong,et a1.Comparison and analysis of different rice planting methods in China[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2008,24(1):167－171.(in Chinese with English abstract)

[3]唐湘如，羅錫文，黎國喜，等.精量穴直播早稻的產(chǎn)量形成特性[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2009，25(7)：84－87.Tang Xiangru,Luo Xiwen,Li Guoxi,et al.Yield formation characteristics of precision hill-drop drilling early rice[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2009,25(7):84－87.(in Chinese with English abstract)

[4]程建平，羅錫文，樊啟洲，等.不同種植方式對水稻生育特性和產(chǎn)量的影響[J].華中農(nóng)業(yè)大學學報，2010，29(1)：1－5.Cheng Jianping,Luo Xiwen,Fan Qizhou,et al.Influence of different planting methods on growth and development characteristics and yield of rice[J].Journal of Huazhong Agricultural University,2010,29(1):1－5.(in Chinese with English abstract).

[5]孫永健，鄭洪幀，徐徽，等.機械旱直播方式促進水稻生長發(fā)育提高產(chǎn)量[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2014，30(20)：10－18.Sun Yongjian,Zheng Hongzhen,Xu Hui,et al.Mechanical dry direct-sowing modes improving growth,development and yield of rice[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2014,30(20):10－18.(in Chinese with English abstract)

[6]劉卓，孫紅梅.精量穴播水稻喜獲豐收[N].中國農(nóng)機化導報，2016-02-22.

[7]孫紅梅.機械化直播：我國水稻種植的一場技術(shù)革命？[N].中國農(nóng)機化導報，2016-05-30.

[8]中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.中國農(nóng)業(yè)年鑒2016[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2017.

[9]張國忠，羅錫文，臧英，等.水稻氣力式排種器群布吸孔吸種盤吸種精度的試驗研究[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2013，29(6)：13－20.Zhang Guozhong,Luo Xiwen,Zang Ying,et al.Experiment of sucking precision of sucking plate with group holes on rice pneumatic metering device[J].Transactions of the Chinese Society of AgriculturalEngineering(Transactions of the CSAE),2013,29(6):13－20.(in Chinese with English abstract)

[10]邢赫，臧英，王在滿，等.水稻氣力式排種器分層充種室設(shè)計與試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2015，31(4)：42－48.Xing He,Zang Ying,Wang Zaiman,et al.Design and experiment of stratified seed-filling room on rice pneumatic metering device[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2015,31(4):42－48.(in Chinese with English abstract)

[11]王曉宇.2016水稻機械化直播技術(shù)國際研討會在廣州召開[N].中國農(nóng)機化導報，2016-12-05.

[12]羅錫文，蔣恩臣，王在滿，等.開溝起壟式水稻精量穴直播機的研制[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2008，24(12)：52－55.Luo Xiwen,Jiang Enchen,Wang Zaiman,et al.Precision rice hill-drop drilling machine[J].Transactions of the Chinese Society Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2008,24(12):52－55.(in Chinese with English abstract).

[13]張明華，羅錫文，王在滿，等.水稻直播機組合型孔排種器設(shè)計與試驗[J].農(nóng)業(yè)機械學報,2016,47(9):29－36.Zhang Minghua,Luo Xiwen,Wang Zaiman,et al.Design and experiment of combined hole-type metering device of rice hill-drop drilling machine[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2016,47(9):29－36.(in Chinese with English abstract)

[14]陳立東，馬淑英，何堤，等.氣吸式排種器充種室種面調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計[J].河北科技師范學院學報，2007，21(3)：59－62.Chen Lidong,Ma Shuying,He Di,et al.Design of seed surface regulating device of seed room in suction seed metering device[J].Journal of Hebei Normal University of Science&Technology,2007,21(3):59－62.(in Chinese with English abstract)

[15]孫裕晶,馬成林,牛序堂,等.基于離散元的大豆精密排種過程分析與動態(tài)模擬[J].農(nóng)業(yè)機械學報，2006，37(11)：45－48.Sun Yujing,Ma Chenglin,Niu Xutang,et al.Discrete element analysis and animation of soybean precision seeding process based on CAD boundary model[J].Transaction of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2006,37(11):45－48.(in Chinese with English abstract)

[16]郝心亮.復合充種式排種器的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2001,17(4):62－65.Hao Xinliang.Study on seed metering device with compound filling seeds[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2001,17(4):62－65.(in Chinese with English abstract)

[17]趙月霞.機械式精密排種器關(guān)鍵技術(shù)研究[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學，2003.Zhao Yuexia.Study on Key Technology of Mechanical Precision Metering Device[D].Nanjing:Nanjing Agricultural University,2003.(in Chinese with English abstract)

[18]Arzu Yazgi,Adnan Degirmencioglu.Optimization of the seed spacing uniformity performance of a vacuum-type precision seeder using response surface methodology[J].Biosystems Engineering,2007,97(7):347–356

[19]王在滿,羅錫文,黃世醒,等.型孔式水稻排種輪充種過程的高速攝像分析[J].農(nóng)業(yè)機械學報,2009,40(12):56－61.Wang Zaiman,Luo Xiwen,Huang Shixing,et al.Rice seeds feeding process in cellwheelbased on high-speed photography technology[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2009,40(12):56－61.(in Chinese with English abstract)

[20]劉宏新，王福林.立式圓盤排種器工作過程的高速影像分析[J].農(nóng)業(yè)機械學報，2008，39(4)：60－64.Liu Hongxin,Wang Fulin.Study on high speed image of working principle of vertical plate seed-metering device[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2008,39(4):60－64.(in Chinese with English abstract)

[21]史嵩,張東興,楊麗,等.基于 EDEM 軟件的氣壓組合孔式排種器充種性能模擬與驗證[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2015,31(3):62－69.Shi Song,Zhang Dongxing,Yang Li,et al.Simulation and verification of seed-filling performance of pneumatic combined holes maize precision seed-metering device based on EDEM[J].Transactionsofthe ChineseSociety of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2015,31(3):62－69.(in Chinese with English abstract)

[22]石林榕，吳建民，孫偉，等.基于離散單元法的水平圓盤式精量排種器排種仿真試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2014,30(8):40－48.Shi Linrong,Wu Jianmin,Sun Wei,et al.Simulation test for metering process of horizontal disc precision metering device based on discrete element method[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2014,30(8):40－48.(in Chinese with English abstract)

[23]劉宏新，徐曉萌，郭麗峰，等.具有復合充填力的立式淺盆型排種器充種機理[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2014，30(21)：9－16.Liu Hongxin,Xu Xiaomeng,Guo Lifeng,et al.Research on seed-filling mechanism ofverticalshallow basin type seed-metering device with composite filling force[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2014,30(21):9－16.(in Chinese with English abstract)

[24]胡建平，周春健，侯沖，等.磁吸板式排種器充種性能離散元仿真分析[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報，2014，45(2):94－101.Hu Jianping,Zhou Chunjian,Hou Chong,et al.Simulation analysisofseed-filling performance ofmagnetic plate seed-metering device by discrete element method[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2014,45(2):94－101.(in Chinese with English abstract)

[25]胡建平，王奇瑞，邵秀平.永磁體磁吸式排種器充種性能仿真與實驗[J].農(nóng)業(yè)機械學報，2010，41(12)：34－38.Hu Jianping,Wang Qirui,Shao Xiuping.Simulation on magnetic precision on seed-metering device[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2010,41(12):34－38.(in Chinese with English abstract)

[26]胡建平，郭坤，周春健，等.磁吸滾筒式排種器種箱振動供種仿真與試驗[J].農(nóng)業(yè)機械學報，2014，45(8)：61－65.Hu Jianping,Guo Kun,Zhou Chunjian,et al.Simulation and experiment of supplying seeds in box of magnetic precision cylinder-seeder[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2014,45(8):61－65.(in Chinese with English abstract)

[27]馬云海.農(nóng)業(yè)物料學[M].北京：化工工業(yè)出版社，2015.

[28]楊明韶.農(nóng)業(yè)物料流變學[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2010.

[29]張明華.水稻精量穴直播機的優(yōu)化設(shè)計與試驗[D].廣州：華南農(nóng)業(yè)大學，2017.Zhang Minghua.Optimal Design and Experimental Research of Precision Rice Hill-Drop Drilling Machine[D].Guangzhou:South China Agricultural University,2017.