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马铃薯机械种植时的漏播、重播现象严重,是长期困扰在马铃薯种植机研究领域的一个技术难题。目前我国普遍使用的马铃薯种植机均采用链勺式排薯装置,碗勺状取种部件与我国的切块状马铃薯种块适应性不佳,导致播种作业过程中需要人工参与辅助。未能真正实现机械化播种降低人工劳动输入的愿景。针对这一技术难点,设计研究了一种马铃薯种植机,其创新点在于采用三角形马铃薯排薯装置,研究成果主要有以下几点: (1)查阅国内外现状及相关资料,结合马铃薯种植模式、农艺要求与其生长特性,打破了传统马铃薯排薯装置均采用链勺传动的竖直形状模式,在该基础上设计研究了一种新型的具有三角形结构的排薯装置的马铃薯种植机。该马铃薯种植机构造简单,结构安排合理,株距可以根据使用者自行调节,与五征牌554型号拖拉机配套使用,能一次性实现松土、马铃薯种植、起垄等作业,且不需要额外人员辅助充种、清种作业,播种质量好,适应性高。 (2)设计的马铃薯排薯装置采用三角形排薯轨道,原因一在于三角形结构有高度稳定性,在作业中不易变形,长时间作业不会出现机械疲劳,不会影响马铃薯种植作业;原因二在于三角形结构排薯装置上方多加了一段水平区域的电机振动清种区(后面文章中又称第二清种区)。设计的手指形状的取种部件采用仿形设计与农业工程相结合的新概念方法,通过参考种植的马铃薯种设计三轴尺寸块合理参数。为使充种率提高,取种部件前后长度设置为两个种块的长度;取种部件四个手指状部件呈前宽后窄形状,安装最佳宽度由试验得出。通过试验分析,设计的排薯装置在无人员辅助作业时,仍可以达到理想播种质量,在牵引速度为0.8 m/s时,作业效果最佳,漏播率为1.2%,重播率为1.5%,在降低农民劳动输入的同时作业效率大大提高。 (3)对于松土起垄装置的设计研究,松土起垄装置是马铃薯种植机上的一个重要装置。本文主要针对于技术参数的确定,以及松土刀在打地作业时,通过ANSYS进行显示动力学进行分析,经理论分析与试验仿真结果表明,设计的松土起垄装置能满足农艺的要求,符合相关标准。 (4)为了验证设计的马铃薯排薯装置的作业性能,与其余两种排薯装置进行了田间对比试验。对比相同试验条件下,三种马铃薯排薯装置的播种质量,对比指标有漏播率、重播率、株距合格率。其中另外两种排薯装置试验中有人员辅助作业。分析试验数据,试验表明:三角形排薯装置在无人员辅助情况下的播种质量与另外两种排薯装置在有人员辅助情况下的播种质量相似,漏种率与重种率均低于5%。均符合行业设计标准要求。有效地提高了播种质量。