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[为了提高我国水稻种植机械化水平，针对我国水稻直播品种差异大、高速作业和大播量的要求，设计了一种气吹集排式水稻旱直播机，包括分种系统、排种系统、气力输送管道系统和动力底盘系统，主要研究成果如下：
（1）从稻种适应性、作业速度、播量调节和压力输送等方面分析了气吹集排式分种器的分种过程，研究了分种器的分种机理，为实现分种器均匀连续和稳定分种，研究了分种流场与稻种的相互作用关系，设计了等密度分种流场，研制了由分种内外盖、迭代波纹输送管和分种盘组成的气吹集排式水稻分种器。试验结果证明，优化设计的等密度分种流场提高了分种器分种均匀性与适应性。
（2）基于计算流体动力学CFD和高速摄像HSP多场耦合技术（CFD-HSP耦合），仿真分析了分种器空气流场速度流线分布，高速拍摄了分种器中稻种的运动轨迹，将空气速度流线与稻种运动轨迹迭加，明确了稻种颗粒在流场中的姿态、运动和分离规律，研究了稻种颗粒在流场中的受力状态，耦合结果表明，稻种主要受空气速度流线方向上斜面飞升力作用而进行分种运动，据此优化设计了分种瓤结构，通过控制斜面飞升力改善了分种器各行分种的均匀性。
（3）分析了稻种在排种过程的受力，根据气吹集排式旱直播机的播量要求，设计了一种中央集排式排种器，包括槽轮、壳体和无级播量调节装置等；确定了排种器设计参数，不同转速（10-100r/min）下排种器台架试验结果表明，排种器在28~482g/s排量范围内，排量稳定，可为气吹集排式水稻直播机提供稳定的稻种流。
采用气流输送理论对稻种在湍流状态下的阻力损失进行了计算，根据台架试验确定了附加因子系数，设计了气吹集排式水稻旱直播气力输送管道系统，通过台架试验和整机试验研究了输送管道系统的压力流速关系，根据文丘里原理，设计了可灵活调节的导种器，为气力输送管道系统的流体压力和速度控制提供了依据。
采用双分种和双排种系统方式，优化了分种系统与排种系统成对配置的总体设计方案。对机架进行了静力学和动力学结构分析，对动力底盘系统的重心进行了设计计算，分析了整机承载、挂接和传动等功能，设计了气吹集排式水稻旱直播机动力底盘系统、风机驱动系统和排种器驱动系统，研究了传动比与播量的关系，提高了排种系统高速作业的适应性；采用双地轮和飞轮配置方式，解决了地轮同步和滑移问题。
（4）搭建了气吹集排式水稻分种试验台，采用四元二次回归正交设计试验，研究了分种均匀性与气压、排种器转速、播量和波纹结构厚度的关系，确定了临界气压为10kPa，建立了分种器分种均匀性变异系数回归模型。试验研究了分种均匀性与稻种的关系，籼稻品种黄广丝苗和粳稻品种宁粳45号的10行分种器行间播种质量流量平均变异系数分别为3.89%和2.13%，粳稻品种宁粳45号行内质量流量平均变异系数为3.41%。确定了平顶分种盖、分种口形状和排种管布置方法。
气吹集排式水稻旱直播机进行了田间试验，结果表明，气吹集排式直播机的播量在75~375kg/hm2可调，最高作业速度达14km/h；10行幅宽2m和20行幅宽4m气吹集排式水稻旱直播机行间播种质量变异系数分别为4.89%和5.06%，田间播种稻种破碎率为0.46%。2017年在宁夏采用富源4号品种的产量为10372.5kg/hm2，生产试验结果表明，研制的气吹集排式水稻旱直播机达到了设计目标，满足作业需求。
（1）从稻种适应性、作业速度、播量调节和压力输送等方面分析了气吹集排式分种器的分种过程，研究了分种器的分种机理，为实现分种器均匀连续和稳定分种，研究了分种流场与稻种的相互作用关系，设计了等密度分种流场，研制了由分种内外盖、迭代波纹输送管和分种盘组成的气吹集排式水稻分种器。试验结果证明，优化设计的等密度分种流场提高了分种器分种均匀性与适应性。
（2）基于计算流体动力学CFD和高速摄像HSP多场耦合技术（CFD-HSP耦合），仿真分析了分种器空气流场速度流线分布，高速拍摄了分种器中稻种的运动轨迹，将空气速度流线与稻种运动轨迹迭加，明确了稻种颗粒在流场中的姿态、运动和分离规律，研究了稻种颗粒在流场中的受力状态，耦合结果表明，稻种主要受空气速度流线方向上斜面飞升力作用而进行分种运动，据此优化设计了分种瓤结构，通过控制斜面飞升力改善了分种器各行分种的均匀性。
（3）分析了稻种在排种过程的受力，根据气吹集排式旱直播机的播量要求，设计了一种中央集排式排种器，包括槽轮、壳体和无级播量调节装置等；确定了排种器设计参数，不同转速（10-100r/min）下排种器台架试验结果表明，排种器在28~482g/s排量范围内，排量稳定，可为气吹集排式水稻直播机提供稳定的稻种流。
采用气流输送理论对稻种在湍流状态下的阻力损失进行了计算，根据台架试验确定了附加因子系数，设计了气吹集排式水稻旱直播气力输送管道系统，通过台架试验和整机试验研究了输送管道系统的压力流速关系，根据文丘里原理，设计了可灵活调节的导种器，为气力输送管道系统的流体压力和速度控制提供了依据。
采用双分种和双排种系统方式，优化了分种系统与排种系统成对配置的总体设计方案。对机架进行了静力学和动力学结构分析，对动力底盘系统的重心进行了设计计算，分析了整机承载、挂接和传动等功能，设计了气吹集排式水稻旱直播机动力底盘系统、风机驱动系统和排种器驱动系统，研究了传动比与播量的关系，提高了排种系统高速作业的适应性；采用双地轮和飞轮配置方式，解决了地轮同步和滑移问题。
（4）搭建了气吹集排式水稻分种试验台，采用四元二次回归正交设计试验，研究了分种均匀性与气压、排种器转速、播量和波纹结构厚度的关系，确定了临界气压为10kPa，建立了分种器分种均匀性变异系数回归模型。试验研究了分种均匀性与稻种的关系，籼稻品种黄广丝苗和粳稻品种宁粳45号的10行分种器行间播种质量流量平均变异系数分别为3.89%和2.13%，粳稻品种宁粳45号行内质量流量平均变异系数为3.41%。确定了平顶分种盖、分种口形状和排种管布置方法。
气吹集排式水稻旱直播机进行了田间试验，结果表明，气吹集排式直播机的播量在75~375kg/hm2可调，最高作业速度达14km/h；10行幅宽2m和20行幅宽4m气吹集排式水稻旱直播机行间播种质量变异系数分别为4.89%和5.06%，田间播种稻种破碎率为0.46%。2017年在宁夏采用富源4号品种的产量为10372.5kg/hm2，生产试验结果表明，研制的气吹集排式水稻旱直播机达到了设计目标，满足作业需求。