氣吸式胡蘿卜起壟播種一體機(jī)研制

王方艷，楊 亮，鮑余峰，江景濤

氣吸式胡蘿卜起壟播種一體機(jī)研制

王方艷，楊 亮，鮑余峰，江景濤※

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，青島 266109）

該研究結(jié)合山東等地的胡蘿卜壟作種植模式，研制了一種集起壟、開溝、精量播種、覆土、鎮(zhèn)壓等功能于一體的氣力式胡蘿卜精量播種機(jī)，實(shí)現(xiàn)胡蘿卜壟上窄行精量播種作業(yè)。該機(jī)采用負(fù)壓吸種、正壓吹雜完成單粒精量播種，主要由氣吸式精量排種器、起壟整形裝置、開溝分種裝置、覆土器、機(jī)架及傳動(dòng)系統(tǒng)組成。根據(jù)吸種及投種過程的種子受力及運(yùn)動(dòng)分析，得到排種器氣室真空度臨界值，明確了投種位置及株距均勻性的主要影響因素。設(shè)計(jì)了雙圈型孔排種盤，排種盤內(nèi)外圈型孔所在圓周半徑分別為87.5和95.0 mm，每圈型孔數(shù)量為30個(gè)。依據(jù)清種要求及作業(yè)空間，設(shè)計(jì)鋸齒刮板式及偏心式刮種器，實(shí)現(xiàn)型孔兩側(cè)刮種；根據(jù)種植農(nóng)藝要求，確定FL-2.5型風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)不同播種風(fēng)量要求；采用3個(gè)雙翼鏵式犁起壟，并通過整形裝置對(duì)壟形進(jìn)行修整，一次完成2個(gè)梯形壟；遵循單體雙窄行、淺開溝及少覆土要求，確定了開溝分種結(jié)構(gòu)及覆土板參數(shù)。依據(jù)投種過程分析，采用低位投種方式，最低限度布置排種器，開溝分種裝置總體高度在100 mm左右。以排種盤型孔直徑、排種盤轉(zhuǎn)速和氣室負(fù)壓為試驗(yàn)因素，以粒距合格率、漏播率和重播率為試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行三因素五水平的二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)，獲得排種器最佳參數(shù)組合為型孔直徑1.6 mm，排種盤轉(zhuǎn)速18 r/min，氣室負(fù)壓4.4 kPa。田間試驗(yàn)結(jié)果表明，該機(jī)播種粒距合格率大于94%、漏播率小于5%、重播率小于4%，滿足相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及胡蘿卜種植農(nóng)藝要求，可為胡蘿卜精量播種機(jī)具的設(shè)計(jì)提供參考。

農(nóng)業(yè)機(jī)械；設(shè)計(jì)；播種機(jī)；胡蘿卜；氣吸式

0 引 言

中國(guó)的胡蘿卜種植面積及產(chǎn)量均居世界首位，但機(jī)械化精密播種水平不高[1]。山東、河南及福建等地區(qū)是主要的胡蘿卜種植區(qū)，多采用一壟兩行和一壟四行的壟作種植模式，種植行距窄、種植密度大、產(chǎn)量高，已被廣大種植戶認(rèn)可，但機(jī)械化播種要求高。同時(shí)，當(dāng)前胡蘿卜起壟、播種環(huán)節(jié)是分開的，不利于耕地保墑及種子發(fā)芽。包衣胡蘿卜種子形狀圓整規(guī)則，解決了裸種形狀不規(guī)則、流動(dòng)性差而引起播種機(jī)型孔堵塞及易傷種的難題，為實(shí)現(xiàn)機(jī)械化播種提供了條件[2]。

歐、美、日、韓等發(fā)達(dá)國(guó)家的播種技術(shù)及裝備較為成熟，精密播種機(jī)多采用氣吸式排種器，通過更換排種盤可實(shí)現(xiàn)胡蘿卜等多種蔬菜的精量播種[3]。以意大利馬斯奇奧（Maschio）公司、美國(guó)滿勝（Monosem）公司和德國(guó)阿瑪松（Amazone）公司生產(chǎn)的蔬菜精量播種機(jī)為代表[4-5]。這些播種機(jī)適應(yīng)多種小籽粒蔬菜的精密播種，幅寬大，能一次完成多種作業(yè)工序，性能穩(wěn)定，但配套動(dòng)力大、價(jià)格較高，不適應(yīng)中國(guó)的胡蘿卜壟作種植模式。在借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)研發(fā)了幾種胡蘿卜精量播種機(jī)，各具特色且適用于不同的工作環(huán)境。王晉[6]研制的氣力式胡蘿卜播種機(jī)，配套動(dòng)力為22 kW，無起壟裝置，排種盤型孔直徑為0.6 mm，播種胡蘿卜裸種易堵塞型孔，不適合播種包衣胡蘿卜種子。王海等[7]研制了電動(dòng)雙行胡蘿卜播種機(jī)，采用機(jī)械式排種器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，但播種效率僅為0.13～0.27 hm2/h，適合小地塊播種。王家勝等[8]研制了胡蘿卜種繩播種機(jī)，主要完成已編胡蘿卜種繩的鋪放，播種機(jī)性能指標(biāo)受種子編繩精度的影響，且播后澆灌溶繩，多配套滴灌帶鋪設(shè)。袁鵬飛等[9]研制的2HBJ-4型胡蘿卜精量播種機(jī)，配套動(dòng)力為44.1～51.4 kW，可一次完成起壟、施肥、播種和覆土等作業(yè)環(huán)節(jié)，但一個(gè)排種器僅能播種單行胡蘿卜，整機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸較大、造價(jià)高，未見推廣應(yīng)用。黑龍江德沃科技開發(fā)有限公司研制的2BQS-8X型氣力式胡蘿卜播種機(jī)，可完成4壟8行的壟上播種作業(yè)，采用2個(gè)排種器錯(cuò)位排列實(shí)現(xiàn)窄行距播種，但動(dòng)力消耗大、整機(jī)結(jié)構(gòu)不夠緊湊，且不能起壟作業(yè)[10]。

胡蘿卜的壟作種植模式具有保墑、防澇及提溫的效果[11]。將起壟與播種作業(yè)融合，一次性完成起壟、播種、覆土等作業(yè)工序，可減少機(jī)具多次進(jìn)地造成的土壤過度壓實(shí)，提高種子發(fā)芽率。因此，本文針對(duì)山東等地區(qū)胡蘿卜一壟兩行窄行距的種植模式，優(yōu)化起壟成型結(jié)構(gòu)、窄行開溝播種等關(guān)鍵部件，研制了一種氣吸式胡蘿卜起壟播種一體機(jī)，這對(duì)實(shí)現(xiàn)胡蘿卜的單排種器窄行精密播種作業(yè)具有重要意義。

1 整機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理

胡蘿卜壟作種植模式便于灌溉、排水，有利于提高胡蘿卜品質(zhì)，而且便于機(jī)械化種植和收獲。山東、河南及福建等胡蘿卜主要種植區(qū)采用一壟兩行和一壟四行的種植模式[12-16]，種植模式如表1所示。

表1 胡蘿卜各地種植模式

播種機(jī)主要由機(jī)架、風(fēng)機(jī)、地輪、起壟整形裝置、開溝分種裝置、排種器、覆土器、鎮(zhèn)壓輪等組成，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.風(fēng)機(jī) 2.機(jī)架 3.起壟犁 4.整形裝置 5.仿形機(jī)構(gòu) 6.傳動(dòng)系統(tǒng) 7.開溝分種裝置 8.排種器 9.覆土器 10.地輪 11.鎮(zhèn)壓輪

工作時(shí)，拖拉機(jī)牽引機(jī)具前進(jìn)，拖拉機(jī)后動(dòng)力輸出軸帶動(dòng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，為排種器提供正、負(fù)氣壓。位于機(jī)具前方的3個(gè)鏵式犁開出3條壟溝，形成2個(gè)壟形，并在鼓形整形裝置的滾動(dòng)鎮(zhèn)壓下形成梯形播種壟。2個(gè)播種機(jī)單體分別通過四連桿仿形機(jī)構(gòu)掛接在機(jī)架上，保障播種單體隨地浮動(dòng)，播種深度一致。同時(shí)，地輪借助與土壤的摩擦力滾動(dòng)，通過鏈傳動(dòng)帶動(dòng)排種器中的排種盤轉(zhuǎn)動(dòng)，將種子由種箱帶到分種管，并落入開溝器開好的種溝內(nèi)，并經(jīng)覆土器和鎮(zhèn)壓輪完成覆土、鎮(zhèn)壓，完成播種。其中，排種器為氣吸式排種器，通過殼體的負(fù)壓區(qū)吸種，零壓區(qū)投種，正壓區(qū)吹雜，可通過改變鏈傳動(dòng)比，調(diào)整機(jī)具前進(jìn)速度與排種盤轉(zhuǎn)速的配比，滿足不同播種株距要求。播種機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如表2所示。

表2 氣吸式胡蘿卜起壟播種一體機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

2 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

氣吸式胡蘿卜起壟播種一體機(jī)主要包括傳動(dòng)裝置、排種器、起壟整形裝置、開溝分種裝置、覆土器等。起壟整形裝置完成開溝、起壟、鎮(zhèn)壓工序，借助雙翼式犁體結(jié)構(gòu)形成梯形壟。開溝分種裝置具有開淺溝和分種導(dǎo)向功能。排種器通過風(fēng)機(jī)負(fù)壓吸種、雙向刮種、零壓投種、正壓吹雜，實(shí)現(xiàn)胡蘿卜種子的單粒播種。覆土器需完成種子的定量覆土。

2.1 排種器設(shè)計(jì)

氣吸式胡蘿卜排種器主要由左、右殼體、氣吸墊、排種盤、種箱、導(dǎo)種器、上刮種器、下刮種器等部件組成，負(fù)壓氣室在左殼體上，種箱和右殼體為一體結(jié)構(gòu)，排種器工作分為吸種、清種、攜種、投種和吹雜5個(gè)過程。排種器結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

1.殼體蓋 2.左殼體 3.負(fù)壓接口 4.氣吸墊 5.氣吸墊壓盤 6.壓盤套 7.排種盤 8.傳動(dòng)軸 9.上刮種器 10.下刮種器 11.種箱 12.擋種板 13.右殼體 14.導(dǎo)種器 15.正壓接口

1.Housing cover 2.Left housing 3.Negative pressureinterface 4.Air sealing gasket 5.Air sealing gasket platen 6.Platen liner 7.Seed-metering plate 8.Transmission shaft 9.Upper scraping device 10.Lower scraping device 11.Seeds box 12.Clapboard of seeds 13.Right housing 14.Seed-guiding plate 15.Positivepressureinterface

注：Ⅰ為充種區(qū)；Ⅱ?yàn)榍宸N區(qū)；Ⅲ為攜種區(qū)；Ⅳ為投種區(qū)；Ⅴ為吹雜區(qū)。

Note: Ⅰ is seed filling area; Ⅱ is seed clearing area; Ⅲ is seed carring area; Ⅳ is seed planting area; Ⅴ is impurity treatment area.

圖2 排種器結(jié)構(gòu)示意圖

Fig.2 Schematic diagram of seed-metering device

2.1.1 充種過程分析

式中Hmax為氣室臨界真空度， Pa；為一粒種子的質(zhì)量，kg；為種子重心與排種盤之間距離，m；為排種盤型孔直徑，m；ν為排種盤型孔處的線速度，m/s；為型孔所在圓周半徑，m；為種子的摩擦阻力綜合系數(shù)，=(6～10)tan，為種子的自然休止角，(°)；1為吸種可靠性系數(shù)，1=1.8～2.0[17-18]；2為工作穩(wěn)定可靠性系數(shù)，2=1.6～2.0[17-18]。

試驗(yàn)測(cè)得包衣胡蘿卜種子自然休止角22.6°，千粒質(zhì)量11.34 g，種子流動(dòng)性較好，取=6tan；包衣胡蘿卜種子外形較圓整，且千粒質(zhì)量較小，取1=1.8；試驗(yàn)時(shí)受到的振動(dòng)或沖擊較小，取2=1.6；排種盤取試驗(yàn)時(shí)最高轉(zhuǎn)速30 r/min；型孔直徑取理論最小值1.47 mm；按內(nèi)圈型孔所在圓周半徑取87.5 mm；按種子寬度尺寸取大值1.65 mm；由式（1）可計(jì)算得到Hmax=1.5×103Pa。因此，試驗(yàn)時(shí)氣室實(shí)際真空度必須大于1.5 kPa。

2.1.2 投種過程分析

種子隨著排種盤轉(zhuǎn)到投種區(qū)后，由于投種區(qū)負(fù)壓氣室被隔斷，種子受到的吸附力消失，僅受自身重力、離心力和空氣阻力的作用，種子沿型孔圓周切線方向做拋物線運(yùn)動(dòng)。因種子粒徑較小，在此忽略空氣阻力的作用，投種過程運(yùn)動(dòng)學(xué)分析如圖3所示。

注：r1、r2分別為外、內(nèi)圈型孔所在圓周半徑，mm；v1、v2分別為外、內(nèi)圈種子脫離型孔時(shí)的線速度，m·s-1；v1x、v2x分別為v1、v2的水平分速度，m·s-1；v1y、v2y分別為v1、v2的豎直分速度，m·s-1；H1、H2分別為外、內(nèi)圈種子脫離型孔時(shí)的離地高度，mm；L1、L2分別為外、內(nèi)圈種子觸地時(shí)的水平位移，mm；DL為外、內(nèi)圈種子脫離型孔時(shí)的水平距離差，mm；Lx為外、內(nèi)圈種子觸地時(shí)的水平距離差，mm；θ1、θ2分別為外、內(nèi)圈種子脫離型孔處的法線與水平線的夾角，(°)；ω為排種盤角速度，rad·s-1；νm為播種機(jī)作業(yè)速度，m·s-1。

外圈種子脫離型孔時(shí)的速度為

1時(shí)間內(nèi)種子從脫離型孔到觸地的水平和豎直運(yùn)動(dòng)距離為

聯(lián)立式（2）和（3）有：

同理，可得到內(nèi)圈種子觸地時(shí)的水平位移：

內(nèi)、外圈種子觸地時(shí)的水平距離為

由公式（4）～（6）可知，種子從離開型孔到觸地的運(yùn)動(dòng)軌跡，與排種器轉(zhuǎn)速、型孔所在圓周半徑和投種高度等因素有關(guān)，在設(shè)計(jì)排種器離地高度及開溝分種裝置時(shí)應(yīng)予以考慮。

2.1.3 排種盤的設(shè)計(jì)

由吸種、投種過程分析可知，排種盤的型孔直徑影響種子受力及氣室臨界真空度，決定種子在排種器中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。排種盤直徑影響種子的離心力、種子觸地水平位移及排種器整體尺寸。通常, 型孔直徑根據(jù)種子尺寸確定[18]，即

=(0.64～0.66)（7）

式中為種子平均寬度，mm。

試驗(yàn)選用山東地區(qū)廣泛采用的“紅喜三紅七寸”胡蘿卜種子，使用青島農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)的HYN-II型種子包衣機(jī)進(jìn)行包衣，從中隨機(jī)抽取100粒包衣種子，用精度為0.02 mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量種子的寬度尺寸，做出概率分布直方圖，如圖4所示。由圖4可知，種子寬度尺寸范圍為2.3～3.3 mm，計(jì)算得到排種盤型孔直徑為1.47～2.18 mm。

圖4 種子寬度尺寸概率分布直方圖

借鑒現(xiàn)有蔬菜排種盤結(jié)構(gòu)尺寸[19]，確定采用厚度1.0 mm、直徑220 mm的不銹鋼排種盤。為實(shí)現(xiàn)一壟雙行，行距110～150 mm的胡蘿卜種植要求，排種盤設(shè)計(jì)2圈型孔，型孔交錯(cuò)排列成三角形，以利于種子均勻分布[20-21]。考慮排種器左殼體氣道空間、清種位置及型孔尺寸要求，確定內(nèi)、外圈型孔所在圓半徑2為87.5 mm、1為95 mm。

在播種機(jī)作業(yè)速度一定的情況下，排種盤轉(zhuǎn)速影響種子的離心力及投種狀態(tài)，與排種型孔數(shù)共同決定播種作業(yè)效率。增加型孔數(shù)量可降低種子的線速度，有利于提高吸種性能，但會(huì)增加風(fēng)機(jī)的風(fēng)量損耗。排種盤型孔數(shù)量計(jì)算公式[22]為

式中d為排種盤型孔所在圓周直徑，mm；為地輪滑移系數(shù)；ν為播種機(jī)作業(yè)速度，m/s；ν為排種盤型孔處的線速度，m/s；為株距，mm。

通常，胡蘿卜株距為60～100 mm，播種機(jī)作業(yè)速度為0.83～1.39 m/s(3～5 km/h)，滑移系數(shù)一般為0.05～0.12[22]，排種盤型孔處的線速度一般小于0.35 m/s[22]，根據(jù)參考文獻(xiàn)[22]并結(jié)合預(yù)試驗(yàn)，本文取0.08，ν取0.32 m/s，由公式（8）得，排種盤種型孔數(shù)為17～47。綜合考慮排種盤轉(zhuǎn)速和充種性能等，確定排種盤每圈型孔數(shù)為30個(gè)。

2.1.4 刮種器設(shè)計(jì)

上刮種器一般有杠桿式、橡皮刮板式、鋸齒形等，本文上刮種器對(duì)內(nèi)、外圈型孔上側(cè)吸附的多余種子進(jìn)行清除，采用鋸齒形（如圖5所示），鋸齒形對(duì)種子多次間斷撞擊，刮種效果較好[18]。

1.排種盤 2.鋸齒刮板 3.調(diào)節(jié)手柄 4.刻度盤

1.Seed-metering plate 2.Saw-tooth scraper 3.Adjusting handle 4.Dial plate

注：1為調(diào)節(jié)手柄轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)；2為調(diào)節(jié)手柄弧槽所在圓的圓心；1為調(diào)節(jié)手柄偏心距，mm；L為鋸齒刮板鋸齒段弧長(zhǎng)，mm；3為鋸齒刮板滑動(dòng)銷，4為鋸齒刮板轉(zhuǎn)動(dòng)銷；3為調(diào)節(jié)手柄弧槽半徑，mm；4為調(diào)節(jié)手柄外圓半徑，mm。

Note:1is rotation point of the adjustment handle;2is center of the circle where the curved groove of the adjustment handle is located;1is eccentricity of the adjustment handle, mm;Lis arc length of the sawtooth section of the sawtooth scraper, mm;3is sliding pin of the sawtooth scraper,4is rotation pin of the sawtooth scraper;3is radius of the curved groove of the adjustment handle, mm;4is the outer radius of the adjustment handle, mm.

圖5 上刮種器結(jié)構(gòu)示意圖

Fig.5 Schematic structure of upperseedscraping device

鋸齒刮板上有2個(gè)圓柱銷3和4，3為滑動(dòng)銷，可在刻度盤直槽內(nèi)滑動(dòng)，4為轉(zhuǎn)動(dòng)銷。調(diào)節(jié)手柄弧槽所在圓為偏心圓，圓心2與轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)1的距離為1，在此取值2.5 mm，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手柄時(shí)，弧槽到1的距離變小，帶動(dòng)圓柱銷3在刻度盤直槽內(nèi)向右上滑動(dòng)，即鋸齒刮板遠(yuǎn)離排種盤型孔，反之靠近型孔。鋸齒刮板鋸齒段弧長(zhǎng)L設(shè)計(jì)為50 mm。

下刮種器對(duì)內(nèi)、外圈型孔下側(cè)吸附的多余種子進(jìn)行清除，采用偏心刮種裝置（如圖6所示），偏心距2取值2 mm，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕使偏心刮種刀接觸吸附的多余種子，刮種刀接觸端設(shè)計(jì)成圓錐形，錐面對(duì)不同粒徑的種子適應(yīng)性好。排種盤內(nèi)外圈型孔圓心距為7.5 mm，據(jù)此刮種刀小端直徑1設(shè)計(jì)為2.5 mm，大端直徑2設(shè)計(jì)為5 mm。固定套固定在排種器右殼體上，為了不使調(diào)節(jié)旋鈕接觸殼體，固定套與調(diào)節(jié)旋鈕的最小間距2應(yīng)大于右殼體壁厚。同時(shí)，刮種刀大端面與固定套的最大間距1應(yīng)大于排種盤到右殼體的距離，使大端面在彈簧的張緊力作用下緊貼排種盤，工作時(shí)撥動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕使刮種刀斜面接觸種子。

1.刮種刀 2.固定套 3.張緊彈簧 4.調(diào)節(jié)旋鈕

1.Scraper 2. Adapter sleeve 3. Tightener spring 4.Adjusting knob

注：1為刮種刀小端直徑，mm；2為刮種刀大端直徑，mm；2為刮種刀偏心距，mm；1為刮種刀大端面與固定套的最大間距，mm；2為固定套與調(diào)節(jié)旋鈕的最小間距，mm。

Note:1is diameter of the small end of the seed picking knife, mm;2is diameter of the large end of the seed picking knife, mm;2is eccentricity of the seed picking knife, mm;1is the maximum distance between the large end of the seed picking knife and the adapter sleeve, mm;2is the minimum distance between the adapter sleeve and the adjusting knob, mm.

圖6 下刮種器結(jié)構(gòu)示意圖

Fig.6 Schematic structure of lowerscraping device

2.2 風(fēng)機(jī)選型與參數(shù)確定

作業(yè)時(shí)，拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸通過萬向節(jié)帶動(dòng)風(fēng)機(jī)工作，使排種器真空室產(chǎn)生負(fù)壓，把種子吸附在型孔上；地輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過鏈輪、鏈條傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)排種器轉(zhuǎn)動(dòng)。

離心式風(fēng)機(jī)風(fēng)量大、風(fēng)壓小，適于同時(shí)為多個(gè)排種器提供風(fēng)量。此類風(fēng)機(jī)技術(shù)成熟，本文確定風(fēng)機(jī)參數(shù)后直接從外廠采購。風(fēng)機(jī)由拖拉機(jī)萬向輸出軸提供動(dòng)力，為排種器提供正、負(fù)氣壓，通過調(diào)節(jié)閥門開度控制氣壓大小。田間試驗(yàn)擬選用的拖拉機(jī)萬向輸出軸轉(zhuǎn)速有540和1 000 r/min兩檔，由于風(fēng)機(jī)出廠已通過皮帶傳動(dòng)提速，無需再進(jìn)行傳動(dòng)比設(shè)計(jì)，按風(fēng)機(jī)使用說明書選擇對(duì)應(yīng)檔位即可。

根據(jù)公式（1）計(jì)算氣室臨界真空度值，結(jié)合排種器性能試驗(yàn)，當(dāng)氣室負(fù)壓為4.4 kPa時(shí)，排種器作業(yè)性能良好。氣室負(fù)壓為5 kPa時(shí)，風(fēng)量為7.4×10-3m3/s[23]，風(fēng)機(jī)同時(shí)為2個(gè)排種器提供風(fēng)壓，所需風(fēng)量為

Q=21（9）

式中z為排種器所需總風(fēng)量，m3/h；為風(fēng)量泄漏系數(shù)，=1.05；1為單個(gè)排種器所需風(fēng)量，m3/h。

風(fēng)機(jī)所需的軸功率[24]為

式中P為風(fēng)機(jī)所需的軸功率，kW；為風(fēng)機(jī)所需的總風(fēng)壓，Pa；0為風(fēng)機(jī)內(nèi)效率，一般為0.75～0.85[24]，本文取0=0.75；1為機(jī)械傳動(dòng)效率，本文風(fēng)機(jī)采用平帶傳動(dòng)，取1=0.85[24]。

由式（9）和式（10）可知，該播種機(jī)所需風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量為56 m3/h，風(fēng)機(jī)的軸功率為0.23 kW，考慮到播種通用性及擴(kuò)展性，本文選用的風(fēng)機(jī)為FL-2.5型播種機(jī)通用風(fēng)機(jī)，軸功率2.5 kW。

2.3 起壟整形裝置設(shè)計(jì)

起壟整形裝置主要由起壟犁和整形裝置組成。起壟犁采用雙翼結(jié)構(gòu)，通過U型螺栓固定在機(jī)架上，根據(jù)壟距調(diào)整起壟犁間距。整形裝置由柱形鎮(zhèn)壓輥與錐形輥組成。錐形輥可以根據(jù)壟距、壟面寬調(diào)整間距。作業(yè)時(shí)，土垡沿起壟犁兩側(cè)對(duì)稱的曲面先上升一定高度后再翻轉(zhuǎn)到兩側(cè)壟面，并在鼓形輥的鎮(zhèn)壓下形成播種壟。

根據(jù)開溝筑梗犁設(shè)計(jì)方法，結(jié)合胡蘿卜壟型參數(shù)，起壟犁犁體曲面尺寸按下式確定[18]：

式中為犁體高度，mm；為壟高，mm；為犁體寬度，mm；為溝底寬，mm；2為修正系數(shù)，2≥1.1[18]；為壟床底角，一般在50°～70°之間[25-26]；L為壟面寬，mm；L為壟底寬，mm。根據(jù)山東省萊西市（試驗(yàn)地）的胡蘿卜種植起壟要求，即=200 mm，L=300 mm，L=480 mm，=120 mm，代入式（11）求得=260 mm，65°，=340 mm,如圖7所示。

雙翼式犁體導(dǎo)曲線位于犁體曲面的對(duì)稱中線處，是控制水平直元線位置的指導(dǎo)線，通常由3個(gè)線段組成，即起始端直線段S，挖深以下曲線段和挖深以上線段，挖深以下曲線有拋物線和對(duì)數(shù)螺線等形式。本研究選擇適用于較黏重土壤的拋物線形式，挖深以下為拋物線，挖深以上部分為該拋物線的平滑延伸線。

挖深處的拋物線開度

式中0為起土角，0=25°；α為挖深處的起土角，α≤（90°?）；為土壤對(duì)鋼的摩擦角，(°)；3為修正系數(shù)，3=1～1.2[18]，取小值時(shí)溝壁較為堅(jiān)實(shí)，但阻力較大，此處取3=1.1。將=150 mm代入公式（12）計(jì)算得，挖深處的拋物線開度x為151 mm，起始端直線段長(zhǎng)度S取60 mm，然后采用包絡(luò)作圖法繪制成拋物線。

為了避免土壤在犁壁下部向溝壁位移，擠壓溝壁，增加阻力和造成壅土現(xiàn)象，鏵式犁犁體曲面的元線角應(yīng)有規(guī)律變化。起始元線角0應(yīng)較大，取0=60°，且在一定高度內(nèi)保持不變，以利于土壤沿著犁體曲面上移，隨后元線角逐漸減小，在挖深處至最小值γ，取γ=15°，這樣有利于土壤側(cè)移。挖深處以上元線角隨犁體高度增加而增大，這樣有利于翼部翻垡壓埂，元線角變化規(guī)律曲線由2段構(gòu)成。

挖深處以下的元線角變化規(guī)律：

挖深處以上的元線角變化規(guī)律：

式（13）和（14）中，為和a的差值，(°)；0為0和a的差值，(°)；為元線距導(dǎo)曲線始端（直線段末端）的垂直高度，mm；為挖深，mm；0為導(dǎo)曲線始端直線段末端垂直高度，mm；為元線距挖深處的垂直高度，mm。

為避免整形裝置質(zhì)量大而過分壓實(shí)壟面土壤，柱形輥直徑d設(shè)計(jì)較小，為160 mm。同時(shí)，為避免整形裝置兩側(cè)錐形輥接觸壟溝底部造成柱形鎮(zhèn)壓輥脫離壟面，失去鎮(zhèn)壓效果，應(yīng)控制錐形輥大端直徑D，D=490 mm。起壟整形裝置結(jié)構(gòu)如圖7所示。

注：H為犁體高度，mm；C為犁體寬度，mm；c為溝底寬，mm；La為壟距，mm；Lt為壟面寬，mm；Lb為壟底寬，mm；a為挖深，mm；h為壟高，mm；dt為柱形輥直徑，mm；Dt為錐形輥大端直徑，mm；θ為壟床底角，(°)。

2.4 開溝分種裝置設(shè)計(jì)

胡蘿卜種子胚小，頂土能力弱，播深應(yīng)控制在10～20 mm，一壟雙行，行距110～150 mm。針對(duì)此農(nóng)藝要求，結(jié)合各開溝器的特點(diǎn)，基于現(xiàn)有的滑刀式開溝器設(shè)計(jì)一種集開溝和分種一體的裝置。該裝置左右各有一套開溝器，前后錯(cuò)位排列，作業(yè)時(shí)開溝器以鈍角入土，側(cè)板向兩側(cè)擠壓土壤形成種溝，不會(huì)因?yàn)橥寥婪崔D(zhuǎn)造成干、濕土混合，開出的種溝呈“V”字型，溝寬度小、深度低，種子落入種溝后，種子和土壤接觸緊密，有利于發(fā)芽。開溝器的刃口曲線是決定切土性能的關(guān)鍵因素，刃口曲線通常為拋物線函數(shù)或指數(shù)函數(shù)[27-28]。為了便于加工制造，方便控制刃口曲線的形狀，本文選取拋物線函數(shù)曲線作為刃口曲線。

設(shè)滑刀刃口曲線方程為：

0=2（15）

刃口曲線上任意點(diǎn)點(diǎn)與點(diǎn)的斜率為：

式中1為刃口曲線在點(diǎn)的斜率，2為刃口曲線在點(diǎn)的斜率。點(diǎn)的坐標(biāo)為（11），點(diǎn)的坐標(biāo)為（22），、兩點(diǎn)的垂直距離為

聯(lián)立式（16）和式（17）有：

代入式（15）得刃口曲線方程為

從式（19）可以看出，刃口曲線與滑刀高度和滑切角有關(guān)。設(shè)計(jì)時(shí)為保證滑刀的入土性能，需滿足滑切條件，起始滑切角θ應(yīng)大于摩擦角（=14°～38°），在此摩擦角取23°[29]，則θ>23°，因θ=90°?B，所以θ<67°，即滑切角的取值范圍為23°<<67°。根據(jù)顧耀權(quán)等[27]的研究，滑切角在35°～55°時(shí)入土性能較好，刃口曲線按這一取值范圍設(shè)計(jì)。

開溝器作業(yè)時(shí)，被切割的土壤顆粒沿刃口的兩斜面向后滑移，以刃口斜面上任一土壤顆粒為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，土壤顆粒向后滑移的條件是：1>，即tan(90°?1/2)>tan1，所以有1<180°?21134°，又根據(jù)Kostritsyn[30]理論，切削阻力在刃口角1=45°時(shí)最小，在此1設(shè)計(jì)成45°。

開溝器側(cè)板尾部一般設(shè)計(jì)成階梯形或斜口，能防止溝壁上層干土先落入溝底覆蓋種子，干土覆蓋種子不利于種子吸收水分和發(fā)芽。一器雙行排種器分種管一般設(shè)計(jì)為叉形[31-32]，本文分種管設(shè)計(jì)為傾斜U型槽結(jié)構(gòu)，焊接在開溝器側(cè)板上，左右對(duì)稱、前后錯(cuò)位布置，排種盤上外內(nèi)圈型孔上的種子從連接板中間方孔分別落入左右分種管，分種管將改變種子運(yùn)動(dòng)方向，使其由前后向左右運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)窄距雙行播種。由試驗(yàn)測(cè)得包衣胡蘿卜種子的休止角為22.6°，故分種裝置傾斜角1>22.6°，在此設(shè)計(jì)成40°。開溝分種裝置結(jié)構(gòu)如圖8所示。

由上文分析可知降低投種高度能減小種子觸底位移量，本文開溝分種裝置總體高度h約100 mm，分種管離地間隙小，為避免分種管觸地?fù)p壞及壅土，在分種管下部加裝一弧形底板。

2.5 覆土器設(shè)計(jì)

現(xiàn)有的覆土器主要有單圓盤式、雙圓盤式、拖鏈?zhǔn)?、刮板式、彈齒式等，刮板式常在玉米、大豆、谷子等中耕作物播種機(jī)上使用[33-34]。胡蘿卜種子覆土厚度1～2 cm，要求一次性完成覆土、鎮(zhèn)壓作業(yè)。覆土量過大會(huì)引起土壤流動(dòng)速度大，從而影響覆土厚度和播種均勻性；同時(shí)也將造成干濕土混合覆蓋種子，影響種子發(fā)芽[35-36]，這就要求設(shè)計(jì)一種與胡蘿卜種植農(nóng)藝相適應(yīng)的覆土器。

1.滑刀2.側(cè)板3.連接板4.分種管5.底板

1. Sliding knife 2.Side board 3. Connection board 4. Seed-guiding tube 5. Bottom board

注：為土壤顆粒受到的摩擦力，N；為土壤顆粒受到滑刀的壓力，N；1為壓力沿刃口斜面的分力，N；2為壓力在前進(jìn)速度方向的分力，N；1為刃口角，(°)；1為土壤與刀刃的摩擦角，(°)；1為分種管傾斜角，(°)。

Note:is the friction force on soil particles, N;is the normal pressure of sliding knife on the soil, N;1is the component of pressurealong the slope of the sliding knife edge, N;2is the component of pressure in the direction of forward speed, N;1is the sliding knife edge angle, (°);1is the friction angle between soil and sliding knife edge, (°);1is the inclination angle of the seed-guiding tube, (°).

圖8 開溝分種裝置結(jié)構(gòu)及正視圖方向的土壤顆粒受力分析

Fig.8 Structure ofditching and seeding device and stress analysis of soil particles in the direction of front view

本文采用的刮板式覆土器在傳統(tǒng)八字形刮板式覆土器基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)（如圖9所示），主要由2塊角度和高低都可調(diào)的刮板組成，角度調(diào)節(jié)范圍θ為0°～37°。刮板上端用彈簧連接，彈簧拉力使刮板緊貼地面，作業(yè)時(shí)可隨地形浮動(dòng)。刮板尾部向上傾斜以增大接觸面積，并向內(nèi)側(cè)折彎，刮板隨著播種機(jī)向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，刮板內(nèi)側(cè)面把種溝兩側(cè)的土壤推入種溝內(nèi)，調(diào)節(jié)刮板角度可以獲得不同的覆土量。2片刮板分別安裝在播種單體兩側(cè)，間距S= 150 mm，刮板長(zhǎng)度L=270 mm，刮板寬度W=30 mm，刮板折彎角度α=145°。

1.機(jī)架 2.彈簧 3.刮板 4.拉力調(diào)整板

1. Body frame 2.Spring 3. Scraper 4. Tension adjustment plate

注：L為刮板長(zhǎng)度，mm；W為刮板寬度，mm；S為兩刮板間距，mm；θ為刮板與水平線夾角，(°)；α為刮板折彎角，(°)。

Note:Lis length of the scraper, mm;Wis width of the scraper, mm;Sis distance between the two scrapers, mm;θis the angle between the scraper and the horizontal line, (°);αis the bending angle of the scraper, (°).

圖9 覆土器結(jié)構(gòu)示意圖

Fig.9 Schematic structure of soil coverer

3 排種性能試驗(yàn)

試驗(yàn)采用與上述種子物理特性測(cè)定試驗(yàn)同品種的包衣胡蘿卜種子，千粒質(zhì)量11.34 g，含水率3.81%。依據(jù)GB/T 6973-2005《單粒(精密)播種機(jī)試驗(yàn)方法》規(guī)定的試驗(yàn)方法和指標(biāo)，選取合格率、重播率、漏播率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行氣吸式胡蘿卜起壟播種一體機(jī)的田間生產(chǎn)試驗(yàn)評(píng)價(jià)。播種粒距合格率、重播率、漏播率的計(jì)算方法如下：

1）播種粒距合格率

式中0為播種粒距合格率，%；0為粒距合格種子數(shù)；為測(cè)量的種子總數(shù)。

2）重播率

式中1為重播率，%；1為重播的種子數(shù)。

3）漏播率

式中2為漏播率，%；2為漏播的種子數(shù)。

3.1 室內(nèi)試驗(yàn)

在JPS-12型排種器性能檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)對(duì)型孔直徑、排種盤轉(zhuǎn)速、氣室負(fù)壓和吹雜正壓進(jìn)行單因素試驗(yàn)，每個(gè)水平重復(fù)3次，每次試驗(yàn)選取100粒種子，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 單因素試驗(yàn)結(jié)果

注：因素為型孔直徑的試驗(yàn)條件：排種盤轉(zhuǎn)速25 r·min-1，氣室負(fù)壓4 kPa，吹雜正壓1 kPa；因素為轉(zhuǎn)速的試驗(yàn)條件：型孔直徑1.8 mm，氣室負(fù)壓4 kPa，吹雜正壓1 kPa；因素為負(fù)壓的試驗(yàn)條件：型孔直徑1.8 mm，排種盤轉(zhuǎn)速25 r·min-1，吹雜正壓1 kPa；因素為正壓的試驗(yàn)條件：型孔直徑1.8 mm，排種盤轉(zhuǎn)速25 r·min-1，氣室負(fù)壓4 kPa。

Note: Test conditions with the factor of type hole diameter: rotating speed of seed-metering plate is 25 r·min-1,negative pressureof air chamber is 4 kPa, blowing positive pressure is 1 kPa; Test conditions with the factor if rotating speed: type hole diameter is 1.8 mm,negative pressureof air chamber is 4 kPa, blowing positive pressure is 1 kPa; Test conditions with the factor of negativepressureof air chamber: type hole diameter is 1.8 mm,rotating speed of seed-metering plate is 25 r·min-1, blowing positive pressure is 1 kPa; test conditions with the factor of blowing positivepressure: type hole diameter is 1.8 mm,rotating speed of seed-metering plate is 25 r·min-1, negative pressureof air chamber is 4 kPa.

由單因素試驗(yàn)結(jié)果可知：隨著排種盤型孔直徑、排種盤轉(zhuǎn)速和氣室負(fù)壓的變化，重播率、漏播率和合格率變化范圍較大；當(dāng)吹雜正壓≥1 kPa時(shí)，重播率、漏播率和合格率變化范圍較小，因此不考慮。為尋求排種盤型孔直徑、排種盤轉(zhuǎn)速和氣室負(fù)壓3個(gè)因素的最佳參數(shù)組合，以排種粒距合格率、漏播率和重播率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行三因素五水平的二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)[37]。根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果確定試驗(yàn)因素水平設(shè)置，因素水平及編碼見表4，試驗(yàn)方案及試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表4 試驗(yàn)因素水平

表5 試驗(yàn)方案及試驗(yàn)結(jié)果

運(yùn)用Design Expert 8.0.6軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表6～表8。由表6～表8可知，重播率1的回歸模型中，回歸項(xiàng)1、3、23、12、22、32對(duì)方程影響顯著（<0.05），其余項(xiàng)影響不顯著（>0.05）。漏播率2的回歸模型中，回歸項(xiàng)1、2、3、12、22、32對(duì)方程影響顯著（<0.05），其余項(xiàng)影響不顯著（≥0.05）。合格率3的回歸模型中，回歸項(xiàng)1、2、3、12、22、32對(duì)方程影響極顯著（<0.05）；而其余項(xiàng)影響不顯著（≥0.05）。剔除不顯著項(xiàng)，回歸方程為

表6 重播率方差分析

注：＜0.01表示極顯著；＜0.05表示顯著；＞0.05表示不顯著。下同。

Note:＜0.01 means highly significant;＜0.05 means significant;＞0.05 means not significant. The same below.

表8 合格率方差分析

為明確各試驗(yàn)參數(shù)的最佳組合，運(yùn)用Design Expert 8.0.6軟件對(duì)性能指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化求解，其目標(biāo)函數(shù)和試驗(yàn)參數(shù)的約束范圍為

由此求得各試驗(yàn)參數(shù)的優(yōu)化組合為：型孔直徑1.6 mm，排種盤轉(zhuǎn)速18 r/min，氣室負(fù)壓4.4 kPa，此時(shí)目標(biāo)函數(shù)預(yù)測(cè)值分別為：重播率1.03%、漏播率3.04%、合格率95.93%。采用上述優(yōu)化獲得的最佳參數(shù)組合進(jìn)行臺(tái)架驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)重復(fù)3次并取平均值作為試驗(yàn)驗(yàn)證值，試驗(yàn)結(jié)果分別為：重播率1.52%、漏播率3.23%、合格率95.25%。重播率、漏播率和合格率的試驗(yàn)驗(yàn)證值與回歸模型預(yù)測(cè)值基本一致，且均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

3.2 田間試驗(yàn)

2019年10月，在山東省萊西市店埠鎮(zhèn)進(jìn)行樣機(jī)播種適應(yīng)性試驗(yàn)和性能試驗(yàn)。試驗(yàn)用種子品種和參數(shù)與室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)相同。試驗(yàn)地塊長(zhǎng)100 m，寬30 m，旋耕整地，土質(zhì)為壤土，土壤含水率為18.2%，土壤堅(jiān)實(shí)度為869 kPa，牽引拖拉機(jī)為昊田604，功率為44 kW，設(shè)置播種機(jī)的理論株距為70 mm。試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)見圖10。

播種機(jī)風(fēng)機(jī)由拖拉機(jī)輸出軸帶動(dòng)，為2個(gè)排種器提供氣壓。播種時(shí)根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)最佳參數(shù)，把氣室負(fù)壓調(diào)節(jié)到4.4 kPa，吹雜正壓調(diào)節(jié)到1 kPa，選擇型孔直徑為1.6 mm的排種盤。由于排種器由地輪驅(qū)動(dòng)，變速箱控制，播種機(jī)作業(yè)速度直接影響排種器轉(zhuǎn)速，為此分別在3、4、5 km/h的作業(yè)速度下進(jìn)行播種試驗(yàn)，每種速度播種6壟。為方便測(cè)量數(shù)據(jù)，播種后，每種作業(yè)速度隨機(jī)選取3壟進(jìn)行測(cè)量，選取中間段測(cè)量數(shù)據(jù)，每種作業(yè)速度測(cè)量3組數(shù)據(jù)，每組測(cè)量100個(gè)種子間距，總共得到9組數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算出粒距合格率、重播率和漏播率，結(jié)果如表9。由表9可以看出，隨著作業(yè)速度提高，合格率變化較小，重播率有所下降，漏播率有所上升，但總體變化范圍不大；樣機(jī)播種效果良好，漏播率小于5%，重播率小于4%，播種粒距合格率大于94%，各項(xiàng)指標(biāo)均符合JB/T 10293-2013《單粒(精密)播種機(jī)技術(shù)條件》的要求。與王晉[6]研制的胡蘿卜播種機(jī)相比，粒距合格率和播深均勻性有一定提升，重播率和漏播率相當(dāng)。壟形尺寸與設(shè)計(jì)值基本一致，壟面平整，無大土塊，平均播深14 mm，滿足胡蘿卜播種要求。

1.風(fēng)機(jī) 2.機(jī)架 3.地輪 4.鎮(zhèn)壓輪 5.覆土器 6.傳動(dòng)裝置 7.排種器 8.整形裝置

表9 田間試驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié) 論

1）本文研制的氣吸式胡蘿卜播種機(jī)，可以一次完成起壟、開溝、精量播種、覆土、鎮(zhèn)壓等作業(yè)工序。播種單體前端設(shè)計(jì)的起壟裝置，采用內(nèi)外2圈型孔排種盤，通過開溝分種裝置實(shí)現(xiàn)開溝與分種融合，滿足胡蘿卜窄行播種的農(nóng)藝要求。

2）對(duì)排種器吸種及投種過程的種子受力及運(yùn)動(dòng)分析，得出排種器臨界氣壓計(jì)算公式，明確吸種力、投種位置及播種株距的主要影響因素，結(jié)合試驗(yàn)確定排種器的氣室真空度為4.4 kPa；確定排種盤內(nèi)外圈型孔所在圓周半徑分別為87.5和95.0 mm，型孔直徑為1.6 mm，一圈型孔數(shù)量為30個(gè)；依據(jù)清種要求及作業(yè)空間，設(shè)計(jì)鋸齒刮板式及偏心式刮種器，2片刮板分別安裝在播種單體兩側(cè)，間距150 mm，刮板長(zhǎng)度270 mm，刮板寬度30 mm，刮板折彎角度145°；對(duì)起壟整形裝置進(jìn)行理論分析，得出犁體及整形輥結(jié)構(gòu)參數(shù)；基于傳統(tǒng)滑刀式開溝器，分析了刃口曲線、滑切角、刃口角參數(shù)，設(shè)計(jì)了開溝分種一體裝置，裝置總體高度約100 mm，柱形輥直徑160 mm錐形輥大端直徑490 mm。

3）田間試驗(yàn)表明，起壟整形裝置做出的梯形壟滿足種植要求，播種機(jī)按所設(shè)計(jì)的株距作業(yè)后，粒距合格率大于94%，重播率小于4%，漏播率小于5%，播深均勻，平均播深14 mm，試驗(yàn)結(jié)果符合國(guó)家精密播種標(biāo)準(zhǔn)。

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Development of air-suction ridging and seeding machine for carrot

Wang Fangyan, Yang Liang, Bao Yufeng, Jiang Jingtao※

(,,266109,)

Combineding with the ridge planting mode of carrot in Shandong and other places, this research developed a air-suction precision carrot seeder which integrated the functions of ridging, ditching, precision sowing, covering soil and pressing was developed. The machine was mainly composed of air-suction precision metering device, ridging and shaping device, ditching and seed dividing device, soil covering device, frame and transmission system. According to the analysis of the force and movement of seeds in the process of seed suction and seeding, the critical value of vacuum degree in the air chamber of seed metering device was obtained, and the main influencing factors of seeding position and plant spacing uniformity were determined. A seed-metering plate with double-ring type hole was designed, the radius of the inner and outer circle holes of the seed-metering plate was 87.5 and 95.0 mm respectively, and the number of holes in each circle was 30. According to the requirements of seed cleaning and working space, the upper scraper removed the excess seeds adsorbed on the upper side of the inner and outer ring type holes, the zigzag structure was adopted. The lower scraper removed the excess seeds adsorbed on the lower side of the inner and outer ring type holes, and the eccentric structure was used. According to planting agronomic requirements, the FL-2.5 fan was determined to meet the requirements of different sowing air volume. Three double-wing ridging plows were used to ridge, and the ridge shape was trimmed by a shaping device to complete 2 trapezoidal ridges at one time. According to the requirements of double narrow row, shallow ditching and less covering soil, the structure of ditching and the parameters of overburden were determined. According to the analysis of the seed feeding process, the low-level seed feeding mode was adopted, and the seed metering the overall height of the ditching and seed separation device was about 100 mm. Taking the typehole diameter of the seed-metering plate, the rotating speed of seed-metering plate and the negative pressure of the air chamber as the test factors, and taking the eligible rae of seed spacing, the missing rate and the multiple rate as the test evaluation indexes, three-factor and five-level orthogonal experiment was carried out. The best working parameter combination for seed-metering device was abtained: the type hole diameter was 1.6 mm, the rotating speed of seed-metering plate was 18 r/min, and the negative pressure of the air chamber was 4.4 kPa. The field sowing experiments were carried out at working speeds of 3, 4 and 5 km/h respectively. The experiment results showed that with the increase of working speed, the eligible rate changed little, the multiple rate decreased, and the missing rate increased, but the overall scope of change was not large, the eligible rate was more than 94%, the missing rate was less than 5%, and the multiple rate was less than 4%, the working performance of the machine met the national standard and the requirements of carrot planting agronomy. The study can provide reference for the design of precision seeder for small seed vegetables such as carrot.

agricultural machinery; design; seeder; carrot; air-suction

王方艷，楊亮，鮑余峰，等. 氣吸式胡蘿卜起壟播種一體機(jī)研制[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2020，36(17)：35-45.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.17.005 http://www.tcsae.org

Wang Fangyan, Yang Liang, Bao Yufeng, et al. Development of air-suction ridging and seeding machine for carrot[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(17): 35-45. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.17.005 http://www.tcsae.org

2020-06-08

2020-08-20

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51775290）；山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2019GNC106056，2017NC212006）；青島市民生科技計(jì)劃（17-3-3-52-nsh）

王方艷，博士，副教授，主要從事農(nóng)業(yè)裝備設(shè)計(jì)及理論研究。Email：wfy_66@163.com

江景濤，教授，主要從事新型農(nóng)業(yè)裝備的研發(fā)。 Email：jjtao_2518@163.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.17.005

S223.2

A

1002-6819(2020)-17-0035-11