我国是马铃薯种植大国,提高马铃薯播种机械化水平对马铃薯产量的提高有着极其重大的意义。在中国最大的马铃薯种植区西南山区,其地形地貌多为丘陵山地,横向纵向均有坡度,且地块细碎零散、形状不规则,种植模式多样,农机产品单一、以小型农机具为主,而且多为人工播种,农业机械化水平落后。国外马铃薯播种机在播深控制方面技术比较成熟,大量采用自动化控制、液压系统供种、播种电子监测等先进技术,智能化和精量化程度较高,国外马铃薯播种机在大型多行(4行以上)多采用单体仿形机构调节播种深度,满足多行宽幅马铃薯播种质量的要求,播深一致性较好,技术上值得借鉴,但不适合在丘陵山地的小地块作业条件下直接推广使用;国内带有仿形播种单体的马铃薯播种机主要针对平原地区大面积栽培农艺要求研制,不适用于我国丘陵山区的土壤特性和农艺要求,而适用于丘陵山地的小型马铃薯播种机,大多依靠地轮整体仿形,单体仿形机构应用较少,播深一致性较差,且丘陵地区农户购机意识不强,大多人工播种马铃薯,生产效率较低,因此丘陵地区的马铃薯播种机械化水平较为落后且马铃薯产量不高。针对上述问题,本文对马铃薯播种机播深调控装置主要结构进行了设计,并进行合理的理论分析、模型仿真及试验研究。取得如下成果:(1)确定了播深调控装置的整体方案为通过仿形机构和限深轮共同控制播种深度,采用平行四杆仿形机构,设计了平行四杆仿形机构的杆长为400mm,上下仿形牵引角为15°,初始牵引角0°,横向宽度150mm;并采用前仿形轮的配置方式,仿形轮的直径为200mm;为减少土壤扰动量,提高开沟深度的一致性,设计了一种滑刀式开沟器,并最终确定了开沟器的宽度为230mm,高度为160mm,开沟铲铲面夹角为60°。(2)通过对播深调控装置在工作过程中的运动分析,引入土壤流变模型,得到装置仿形过程的数学模型,并将其近似看作单自由度阻尼振动系统,最终通过拉普拉斯变换得到模型的传递函数,通过求解该函数可以得到不同地势时的开沟深度。运用MATLAB软件中的Lsim函数对开沟深度进行模拟仿真求解,最终验证了装置设计方案的合理性。(3)理论分析马铃薯播种机播深调控装置的运动规律,建立开沟深度稳定性模型,初步确定影响播深一致性的主要因素,包括初始牵引角、弹簧刚度以及机具作业速度,为后续单因素试验确定参数范围奠定基础。(4)通过田间试验,验证了该播深调控装置能够解决丘陵山地马铃薯播种机仿形效果不佳、播深一致性较差的问题。明确了初始牵引角为0°,弹簧刚度为10N/mm、机具前进速度为1m/s时的最佳的工作参数,对应优化的试验指标开沟深度合格指数为96.6%、开沟深度变异系数为8.9%,明显优于国家标准,满足作业要求。本文所设计的马铃薯播深调控装置,在我国西南山区的丘陵山地可有效提高马铃薯播种深度的一致性,为马铃薯精密播种单体的设计和优化提供了技术参考和理论支撑。