多自由度振動種盤內(nèi)種群分布狀態(tài)及運動規(guī)律研究.pdf

1、排種器是影響播種機播種精度、均勻性和種子出苗率的核心部件，氣吸式排種器具有對種子形狀大小要求不嚴、易實現(xiàn)單粒點播、傷種率低、通用性好等優(yōu)點，成為國內(nèi)外精密播種技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。氣吸盤式排種器主要由吸盤和振動種盤組成，種群在振動種盤內(nèi)的運動是影響排種器吸種精度的重要因素，為了解決種群均勻離散的難題，本文設(shè)計了一種新型多自由度振動種盤，進行了機構(gòu)的運動學(xué)分析和優(yōu)化設(shè)計，結(jié)合EDEM技術(shù)開展了種群在多自由度振動種盤內(nèi)的運動規(guī)律和分布狀態(tài)

2、實時監(jiān)測技術(shù)研究，主要工作包括以下幾個方面：
　　1、3自由度振動種盤機構(gòu)設(shè)計。采用單一往復(fù)垂直振動的種盤激勵種群，容易出現(xiàn)種群分布不均勻現(xiàn)象，為了改善種群在排種過程中的分布均勻性，設(shè)計了一種通過四組步進電機并聯(lián)驅(qū)動實現(xiàn)垂直振動和兩自由度水平轉(zhuǎn)動的3自由度振動種盤，并通過Adams仿真進行振動種盤機構(gòu)運動學(xué)驗證。
　　2、振動狀態(tài)下種群質(zhì)量監(jiān)測方法。將振動種盤劃分出一個60×60mm的監(jiān)測區(qū)域，在監(jiān)測區(qū)域安裝監(jiān)測板并在監(jiān)測板

3、底部安裝懸臂梁壓力傳感器；采用懸臂梁式壓力傳感器測量種群對監(jiān)測板的沖擊力信號，通過分析傳感器輸出的沖擊力信號特點，設(shè)計了2種輸出信號處理電路，并對監(jiān)測性能進行標定分析，得出種群質(zhì)量與輸出電壓的線性關(guān)系，實現(xiàn)了在種盤振動狀態(tài)下種群質(zhì)量的實時測量。
　　3、種群振動流動運動規(guī)律研究。由于外界干擾等因素的影響，種盤在振動過程中發(fā)生小角度傾斜，造成種群在種盤內(nèi)流動。采用EDEM仿真方法分析在不同振動參數(shù)和種群層厚下種群的流動特性，并通過種

4、群質(zhì)心運動來表征種群的流動速度，試驗結(jié)果表明：種群質(zhì)心位移可以用指數(shù)函數(shù)表示，種群流動速度隨種盤振動頻率、振幅和振動種盤轉(zhuǎn)角的增加而增大，隨種群層厚的增加而減小。在多自由度振動種盤上進行種群流動運動驗證試驗，結(jié)果表明：種群實際流動運動規(guī)律與仿真結(jié)果基本吻合。
　　4、種群振動離散運動規(guī)律研究。通過對種盤施加振動促使種群相互離散是提高排種器吸種精度的重要技術(shù)手段，采用EDEM仿真方法研究種盤振動頻率、振幅和種群層厚對種群離散運動的影

5、響，結(jié)果表明：種群離散程度隨種盤振動頻率和振幅增加而增加，離散狀態(tài)穩(wěn)定性隨之降低；隨著種群層厚的增加，種群離散程度總體呈現(xiàn)減小趨勢。
　　5、種群在振動種盤內(nèi)分布狀態(tài)監(jiān)測方法的研究。根據(jù)種群在振動種盤內(nèi)的運動規(guī)律，提出種群在振動種盤內(nèi)分布狀態(tài)監(jiān)測方法，即利用4個對稱安裝在振動種盤底面的懸臂梁壓力傳感器監(jiān)測4個區(qū)域的種群質(zhì)量，根據(jù)4個區(qū)域的種群質(zhì)量變化來描述種群總體分布狀態(tài)。采用EDEM仿真研究在不同種群層厚和轉(zhuǎn)動角度下種群分布狀態(tài)