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油菜育种是培育油菜新品种中最重要的环节,培育新品种的过程中,需要进行大量的小区试验,播种是其中最重要的内容。小区育种试验以小区为单位,播完一个小区后,在播种下一小区前要确定种箱内无种子残留,以免发生混淆。目前,国内科研机构进行小区育种时大多采用人工播种,劳动强度大、效率低,而且可能造成播种量和播种深度不均匀,采用机械播种,可以降低劳动强度、提高育种效率、消除人工差异带来的影响。从国外引进的小区育种播种机价格昂贵,通常是普通播种机的10到20倍,且零件更换难,有部分国外的育种机械不适应我国育种规划。根据油菜小区育种播种的农艺要求,设计了一种曲柄连杆振动式的油菜小区育种播种机,以满足油菜小区育种播种机械可以快速清种换种的农艺要求。 (1)研制一种油菜小区育种播种机械,该机主要包括前后桥、机架、地轮、排种移动平台等结构,分析确定了各部件的结构参数和工作参数。 (2)分析了振动破坏散粒体架空的原理,确定了排种装置振动所需频率,根据散粒体形成架空的条件,确定了排种孔直径的范围,为设计振动式排种器提供了一定的理论依据。提出曲柄连杆推动排种器的振动过程为对心曲柄滑块运动,并根据对心滑块往复运动的条件和排种所需要的振动频率确定曲柄连杆的外形尺寸。 (3)利用振动破坏油菜籽架空实现播种,提前将油菜籽装入试管可实现快速更换种子,以达到小区育种播种农艺和作业要求;整机采用PRO/E软件进行开发,并对运动部件进行干涉检查,保证结构可行、缩短开发周期。 (4)开展了台架试验,台架试验分为单因素试验和正交试验。单因素试验选择对排种装置性能影响较大的曲柄转速,试验指标为各行排种量稳定性变异系数、总排种量稳定性变异系数和各行一致性变异系数,结果表明,三个指标均随曲柄的转速呈现先减后增的趋势,排种装置在曲柄140~160r/min时各指标系数较小,均在10%以下,排种较为稳定,并在150r/min时各指标系数最小,总排种量稳定性变异系数为6%,各行一致性变异系数为5.5%。同时开展的多因素正交试验,结果表明在链轮转速为160r/min,排种孔直径为2.6mm,塑料试管内油菜籽高度为50mm的条件下排种装置的排种效果最优。 (5)开展了排种移动平台在整机上的排种性能试验,试验结果表明排种装置排种平均行距为267mm,均匀性变异系数为23.3%,每次排种合格的有86.7%,排种装置排种量符合测量标准的有88%,排种均匀性变异系数为26.9%。