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精密播种机的核心部件是精密播种装置,现有的水稻精密播种装置大都属于机械式,每穴播种3~5粒且伤种较严重。超级稻种植要求播种量为1~2粒/穴且伤种率低,这对播种装置性能提出了更高的要求。为满足超级稻穴盘育苗精密播种要求,课题组前期设计了一种气吸振动盘式精密播种装置。但在播种装置的使用过程中发现:播种装置的吸种部件存在吸种高度不能随种层厚度减小而改变、吸种盘移动困难时被强行驱动、排种时吸种盘卡种、种层厚度不能保持在合理范围内、控制系统智能化程度低以及不够人性化等问题。因此,对吸种部件进行优化和试验研究以提高播种装置的工作性能,对超级稻精密播种技术的发展具有重要意义。 本文分析了气吸振动盘式精密播种装置的组成结构和工作原理,尤其对装置的吸种部件进行了重点研究。根据吸种部件结构及工作原理,分析了吸种部件出现问题的原因以及解决方法;对吸种部件结构进行了改进和优化,包括对吸种盘运动装置、气路转换装置和加种装置结构的优化;对吸种部件控制系统进行了优化,设计了基于三菱PLC和触摸屏的吸种部件控制系统;结合吸种部件各装置的结构参数、种子的基础物理特性以及种层厚度等因素,对吸种部件的工作过程进行分析,确定了适合吸种部件各装置的控制系统工作参数。 为了验证吸种部件优化操作的合理性,在实验室环境下进行了吸种部件性能检测试验。首先,采用单因素分析法,分别对优化后的人机交互系统、吸种盘运动装置、气路转换装置和加种装置进行了工作性能检测试验。试验结果表明,各优化后的装置能够解决对应部位出现的问题,为解决吸种部件存在的问题所进行的理论分析正确,各装置的优化操作合理。然后,让优化后的播种装置在一组最佳控制参数下连续播种,观察工作状态并对试验结果进行整理、分析,得到了不同时刻播种性能的各项指标。结果表明,播种性能由原来的播种合格率93%以上、重播率小于4%、空穴率低于3%提高到了播种合格率95%以上、重播率小于3%、空穴率低于2%;吸种部件工作稳定,控制系统智能化程度高,人机交互系统工作正常。优化效果达到了预期目标,满足了超级稻精密播种要求。