夏紅梅 周士琳 劉園杰 趙楷東 李志偉

(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院， 廣州 510642； 2.廣東科貿(mào)職業(yè)學(xué)院， 廣州 510640)

0 引言

在蔬菜設(shè)施育苗生產(chǎn)中，精量播種有利于節(jié)省種子、減輕人工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本[1]。氣力滾筒式精量播種機(jī)作業(yè)速度高，在大型育苗場(chǎng)應(yīng)用較為廣泛[2]，但主要適于球形種子[3-4]，其播種精度受種子外形和尺寸影響顯著。對(duì)于種植規(guī)模和產(chǎn)量?jī)H次于葉菜的扁平茄果類蔬菜，采用氣力滾筒播種機(jī)進(jìn)行作業(yè)，重播和漏播嚴(yán)重，難以實(shí)現(xiàn)精量播種[5-6]。為解決扁平類種子高速精量播種問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)對(duì)種子進(jìn)行丸?；幚韀7-9]、對(duì)排種滾筒吸孔進(jìn)行特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[10-11]、采用復(fù)雜清種結(jié)構(gòu)[12]對(duì)播種參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)[13-18]等方式來(lái)提高播種精度。種子丸?；幚沓杀靖?，在我國(guó)尚難以大量推廣應(yīng)用[19]。在滾筒上設(shè)計(jì)凸出吸嘴等結(jié)構(gòu)或采用多路清種結(jié)構(gòu)存在工藝復(fù)雜、成本高等問(wèn)題。

現(xiàn)有氣力滾筒式播種機(jī)普遍采用供種箱振動(dòng)供種方式。扁平類種子流動(dòng)性差，在種箱振動(dòng)作用下，會(huì)在排種器吸種孔口處呈姿態(tài)各異堆積，被吸附的初始位置和姿態(tài)難以控制，導(dǎo)致一個(gè)吸種孔容易吸附多粒種子。由于一孔吸附多粒種子數(shù)量與位姿隨機(jī)性強(qiáng)，故難以通過(guò)常規(guī)清種方法清除[20]。楊文偉[21]為將扁平番茄種子控制在最佳狀態(tài)，提出一種氣吹懸浮供種方法，播種效果較好，該裝置需要持續(xù)為懸浮供種室提供分布均勻、最佳種層高度的種子。文獻(xiàn)[22-25]研究表明，振動(dòng)供種板具有很好的勻種效果，可形成均勻連續(xù)的種子流。本文在現(xiàn)有振動(dòng)供種板均勻連續(xù)供種理論的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種帶有Y型導(dǎo)槽的導(dǎo)向振動(dòng)供種裝置，借助高速攝影技術(shù)研究導(dǎo)向供種板上種子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證該供種裝置的有效性與實(shí)用性。

1 導(dǎo)向振動(dòng)供種裝置原理與結(jié)構(gòu)

導(dǎo)向振動(dòng)供種裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示，由支撐底座、電磁振動(dòng)器、振動(dòng)連接板、導(dǎo)向充種板、種箱、型孔輪和導(dǎo)種管組成。導(dǎo)向充種板上開(kāi)設(shè)有與滾筒上吸孔排數(shù)相同數(shù)量的Y型導(dǎo)槽，Y型導(dǎo)槽前段為V型區(qū)域，后段為直槽區(qū)域。如圖1b所示，依據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，V型區(qū)域兩側(cè)夾角過(guò)大難以對(duì)種子形成有效導(dǎo)向約束，夾角過(guò)小會(huì)使種堆不能及時(shí)散開(kāi)，造成V型區(qū)域和直槽過(guò)渡處出現(xiàn)種子堆積，考慮受沿滾筒母線方向吸種孔間距尺寸限制，設(shè)計(jì)V型區(qū)域兩側(cè)夾角為40°。為使種子在直槽內(nèi)不堆疊，形成單層種子流，直槽寬度應(yīng)為種子直徑的2～3倍，按扁平辣椒種子平均三軸尺寸，設(shè)計(jì)直槽寬度為8 mm，長(zhǎng)度為30 mm。調(diào)整振動(dòng)連接板與導(dǎo)向充種板安裝夾角，可調(diào)節(jié)導(dǎo)向充種板的振動(dòng)方向角β。調(diào)節(jié)支撐底座與水平面夾角，可調(diào)節(jié)充種板相對(duì)水平面的安裝夾角α，以及相對(duì)于滾筒的充種位置。通過(guò)調(diào)整導(dǎo)向充種板的安裝夾角α及其振動(dòng)方向角β，可使種子在導(dǎo)向充種板上穩(wěn)定滑動(dòng)而不產(chǎn)生跳動(dòng)，并使送到吸種孔中心附近種子的姿態(tài)保持一致[26]。

圖1 導(dǎo)向振動(dòng)供種裝置工作原理圖Fig.1 Working principle diagrams of precision directional vibration seed feeding device1.支撐底座 2.電磁振動(dòng)器 3.振動(dòng)連接板 4.導(dǎo)向充種板 5.種箱 6.型孔輪 7.導(dǎo)向管 8.Y型導(dǎo)槽 9.滾筒

播種過(guò)程中，通過(guò)型孔輪向Y型導(dǎo)槽的V型區(qū)域持續(xù)定量供種，在電磁振動(dòng)器作用下，種子在V型區(qū)域內(nèi)壁導(dǎo)向作用下，逐步在后段直槽內(nèi)形成無(wú)堆疊的單層滑動(dòng)種子流。種子流沿直槽向滾筒各排吸種孔中心勻速滑動(dòng)，受直槽寬度約束，最先到達(dá)吸種孔中心附近的種子數(shù)量被控制在2～3粒，且各種子的姿態(tài)保持一致，以降低一孔吸附多粒種子概率。

2 種子振動(dòng)供送運(yùn)動(dòng)特性分析

供種裝置采用直線電磁振動(dòng)器作為振動(dòng)源，驅(qū)動(dòng)充種板往復(fù)振動(dòng)。俞守新[26]研究結(jié)果表明，直線電磁振動(dòng)器除提供沿電磁激振力方向的線性振動(dòng)外，還會(huì)使充種板繞其板面縱向和橫向擺振。為簡(jiǎn)化種子在振動(dòng)板上的運(yùn)動(dòng)分析，現(xiàn)有振動(dòng)供種理論模型中均只考慮了沿電磁激振力方向的線性振動(dòng)對(duì)供種板運(yùn)動(dòng)特性的影響。假設(shè)充種板上種子受到的力作用于種子質(zhì)心，以種子質(zhì)心為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系。種子在充種板上主要受到重力G、充種板給予的支撐力FN、摩擦力Ff，在種子相對(duì)充種板靜止時(shí)，按照達(dá)朗貝爾原理，種子受到與振動(dòng)器激振力相同方向的慣性力Fg，種子在導(dǎo)向充種板上受力分析如圖2所示。

圖2 種子在充種板上的受力分析Fig.2 Force analysis of seeds on base plate

種子沿導(dǎo)種板Y軸方向開(kāi)始滑動(dòng)瞬間滿足

Gsinα-Fgcosβ±Ff=0

(1)

FN-Fgsinβ-Gcosα=0

(2)

當(dāng)種子沿Y軸正向滑動(dòng)時(shí)，式(1)中取“-”，當(dāng)種子沿Y軸反向滑動(dòng)時(shí)，式(1)中取“+”，其中

Ff=FNtanμ

(3)

Fg=ma

(4)

式中μ——種子相對(duì)導(dǎo)向充種板面靜滑動(dòng)摩擦角，(°)

a——充種板運(yùn)動(dòng)加速度，mm/s2

m——種子質(zhì)量

導(dǎo)種板在電磁振動(dòng)器作用下做間歇運(yùn)動(dòng)，滿足

S=Asin(ωt)

(5)

式中S——充種板位移，mm

A——振動(dòng)器振幅，mm

ω——振動(dòng)器角頻率，rad/s

則Y向和Z向加速度為

aY=-Aω2sin(ωt)cosβ

(6)

aZ=-Aω2sin(ωt)sinβ

(7)

式(6)、(7)代入式(1)中可得，當(dāng)種子沿導(dǎo)種板正向滑動(dòng)時(shí)滿足

(8)

正向滑行指數(shù)為

(9)

(10)

式中g(shù)——重力加速度，mm/s2

種子沿圖1中導(dǎo)向充種板正向滑動(dòng)起始角為

(11)

反向滑動(dòng)起始角

(12)

其中反向滑行指數(shù)

(13)

振動(dòng)方向角滿足

(14)

(15)

種子被拋擲瞬間相位角

(16)

其中拋擲指數(shù)

(17)

因此，種子不被拋擲的條件為

(18)

為使種子相對(duì)導(dǎo)種板有較大正向滑動(dòng)，達(dá)到均勻流動(dòng)的效果，通常正向滑行指數(shù)Dk取值范圍為2～3，反向滑行指數(shù)Dq取1。由式(14)、(15)可以確定振動(dòng)方向角β。式(9)、(10)、(13)表明，在μ、α、β一定條件下，Dk和Dq與振動(dòng)角頻率ω、振幅A有關(guān)，Dk和Dq隨ω、A的增加而增大，當(dāng)Dk和Dq確定時(shí)ω和A也隨之確定。增大ω和A可使種子相對(duì)有較好的正面滑動(dòng)，但過(guò)大的ω和A會(huì)導(dǎo)致種子相對(duì)導(dǎo)種板跳動(dòng)。

3 振動(dòng)特性試驗(yàn)

為使種子能相對(duì)導(dǎo)向充種板形成持續(xù)穩(wěn)定的正向滑動(dòng)，應(yīng)合理設(shè)定電磁振動(dòng)器的角頻率ω和振幅A。為此，采用振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)導(dǎo)向供種板在不同振動(dòng)強(qiáng)度下的振動(dòng)特性進(jìn)行采集分析，借助高速攝像機(jī)研究不同振動(dòng)強(qiáng)度下種子在導(dǎo)向充種板上導(dǎo)槽內(nèi)的流動(dòng)特性，為合理確定供種裝置的工作參數(shù)范圍提供依據(jù)。

3.1 試驗(yàn)材料與方法

導(dǎo)向振動(dòng)供種裝置安裝在2BS-6型精密播種試驗(yàn)臺(tái)上，排種器吸孔直徑為0.8 mm，適用于72孔穴盤，如圖3所示。選用天恩自動(dòng)機(jī)械公司的140#直線電磁振動(dòng)器，其工作電壓為0～220 V?？紤]種子尺寸與吸種孔直徑的適應(yīng)性[27]，選取朝天椒種子作為播種對(duì)象，其千粒質(zhì)量為6.157 g，平均三軸尺寸為4.33 mm×3.40 mm×0.80 mm，泊松比為0.25，與不銹鋼板之間靜摩擦因數(shù)為0.59，動(dòng)摩擦因數(shù)為0.53，碰撞恢復(fù)系數(shù)為0.40。為保證種群初始相對(duì)導(dǎo)種板處于穩(wěn)定靜止?fàn)顟B(tài)，依據(jù)摩擦角和預(yù)試驗(yàn)結(jié)果取導(dǎo)種板安裝角α為10°，依據(jù)式(9)、(10)，為使種子在導(dǎo)向充種板上有較好的正向滑動(dòng)，取Dk為3，Dq為1，計(jì)算取振動(dòng)方向角β為25°。

圖3 導(dǎo)向振動(dòng)供送試驗(yàn)裝置實(shí)物圖Fig.3 Guided vibration feeding test device1.便攜式計(jì)算機(jī) 2.光源 3.高速攝像機(jī) 4.振動(dòng)傳感器 5.穩(wěn)壓電源 6.恒流適配器

導(dǎo)向充種板振動(dòng)特性試驗(yàn)選用海橙科公司的多通道振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，由CT1010SLFP型振動(dòng)傳感器、CT5210型恒流適配器、SE-600-12型穩(wěn)壓電源及檢測(cè)數(shù)據(jù)分析處理軟件DAQami組成。振動(dòng)傳感器靈敏度為98.4～100.5 mV/g，頻率范圍為0.5～5 000 Hz。考慮導(dǎo)向充種板結(jié)構(gòu)對(duì)稱性，在充種板一側(cè)3個(gè)Y型導(dǎo)槽的V型區(qū)域中心布局振動(dòng)檢測(cè)點(diǎn)，如圖4所示。依據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，在36～55 V間調(diào)整振動(dòng)器電壓，采集1 min內(nèi)各檢測(cè)點(diǎn)的三軸加速度。

圖5 不同振動(dòng)電壓下檢測(cè)點(diǎn)沿X、Y、Z方向加速度變化曲線Fig.5 Acceleration curves of detection point along X, Y and Z directions under different vibration voltages

圖4 振動(dòng)檢測(cè)點(diǎn)布局示意圖Fig.4 Schematic of vibration detection point

選取海恩威視MV-CA016-10UC型彩色工業(yè)攝像機(jī)和沃樂(lè)斯WL1408-5MP型鏡頭，對(duì)種子在Y型導(dǎo)向槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行拍攝。攝像機(jī)傳感器為IMX273，靶面尺寸1/2.9″，像元尺寸為3.45 μm，分辨率為1 440像素×1 080像素，最大幀率為166 f/s，曝光時(shí)間范圍為16 μs～10 s。拍攝時(shí)保持鏡頭與充種板所在平面平行，拍攝焦距為8 mm?？紤]導(dǎo)向充種板結(jié)構(gòu)對(duì)稱性，取其一側(cè)3個(gè)Y型導(dǎo)槽為拍攝范圍。對(duì)朝天椒種子進(jìn)行篩選清除雜余，在1～3號(hào)槽體V型區(qū)域一次性放置0.3 g辣椒種子，在36～55 V間調(diào)整電磁振動(dòng)器電壓。將拍攝視頻導(dǎo)入速度分析軟件Molysis中，對(duì)種子在導(dǎo)槽內(nèi)沿Y方向流速進(jìn)行分析。以槽體寬度為標(biāo)定尺，設(shè)置為8 mm，取每個(gè)導(dǎo)槽中一顆種子為目標(biāo)創(chuàng)建質(zhì)點(diǎn)，沿Y方向向前方搜索目標(biāo)質(zhì)點(diǎn)，當(dāng)目標(biāo)種子運(yùn)動(dòng)至滾筒附近后停止搜索，導(dǎo)出種子運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化值。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.2.1導(dǎo)向充種板振動(dòng)特性

以3號(hào)槽內(nèi)振動(dòng)檢測(cè)點(diǎn)采集結(jié)果為例，在36、45、55 V振動(dòng)電壓條件下，檢測(cè)點(diǎn)沿X、Y、Z方向的加速度變化曲線如圖5所示。加速度曲線表明，直線電磁振動(dòng)器的振動(dòng)頻率為100 Hz，調(diào)整振動(dòng)電壓使振動(dòng)頻率保持不變。在直線電磁振動(dòng)器的激勵(lì)作用下，導(dǎo)向充種板沿X、Y、Z方向形成正弦規(guī)律運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向充種板沿X、Y、Z方向的振動(dòng)幅度隨著電壓的增加而增大。

依據(jù)Y型導(dǎo)槽振動(dòng)加速度采集結(jié)果，分析各導(dǎo)槽振幅與振動(dòng)電壓關(guān)系，如圖6所示。隨著振動(dòng)電壓的增大，各導(dǎo)槽檢測(cè)點(diǎn)沿X、Y、Z方向的振動(dòng)幅值逐漸增強(qiáng)。1號(hào)槽內(nèi)檢測(cè)點(diǎn)X方向的振幅范圍為0.05～0.19 μm，Y方向的振幅范圍為0.15～0.56 μm，Z方向的振幅范圍為0.12～0.34 μm。2號(hào)槽內(nèi)檢測(cè)點(diǎn)X方向的振幅范圍為0.05～0.15 μm，Y方向的振幅范圍為0.08～0.57 μm，Z方向的振幅范圍為0.21～0.56 μm。3號(hào)槽內(nèi)檢測(cè)點(diǎn)X方向的振幅范圍為0.03～0.09 μm，Y方向的振幅范圍為0.12～0.66 μm，Z方向的振幅范圍為0.14～0.57 μm。各導(dǎo)槽內(nèi)沿X方向的振幅最小，其次為Z方向，沿Y方向振幅最大。沿X方向振幅大，易使種子沿滾筒母線方向運(yùn)動(dòng)；沿Y方向振幅大，有利于種子沿導(dǎo)槽形成穩(wěn)定流動(dòng)；沿Z方向振幅大，易使種子相對(duì)導(dǎo)種板跳動(dòng)。試驗(yàn)表明，設(shè)計(jì)的導(dǎo)向供種板振動(dòng)特性有利于使種子相對(duì)導(dǎo)槽沿Y方向形成穩(wěn)定流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)種子定向供送目標(biāo)。為使各導(dǎo)槽內(nèi)沿Y方向種子流動(dòng)速度均勻一致，應(yīng)使各導(dǎo)槽沿Y方向的振幅大小相近。圖6表明，當(dāng)振動(dòng)電壓為50～55 V，各導(dǎo)槽沿Y軸方向振幅差值較小。

圖6 振動(dòng)電壓與各導(dǎo)槽檢測(cè)點(diǎn)X、Y、Z方向振幅關(guān)系曲線Fig.6 Relationship between vibration voltage and X, Y and Z direction amplitude of each guide groove detection point

圖7 Y方向不同振幅下導(dǎo)槽內(nèi)種子分布狀態(tài)Fig.7 Seed distribution in three guide under different vibration amplitudes (Y direction)

3.2.2種子在導(dǎo)向槽內(nèi)流動(dòng)特性

通過(guò)高速攝像機(jī)拍攝振動(dòng)3 s時(shí)各個(gè)導(dǎo)槽內(nèi)種子分布狀態(tài)，結(jié)果如圖7所示。分析各導(dǎo)槽內(nèi)種子沿Y方向的平均運(yùn)動(dòng)速度與Y方向振幅關(guān)系，如圖8所示。在不同振動(dòng)強(qiáng)度作用下，種群在V型區(qū)域內(nèi)散開(kāi)，沿Y方向朝滾筒吸孔處擴(kuò)散流動(dòng)，在3 s時(shí)均已有種子運(yùn)動(dòng)到排種器孔口處。隨著Y方向振幅增加，種子沿Y軸方向相對(duì)導(dǎo)槽的流速增大，種子相對(duì)導(dǎo)槽的擴(kuò)散和流動(dòng)性增強(qiáng)。當(dāng)Y方向振幅小于0.41 μm時(shí)，種群流速過(guò)慢，種群在V型區(qū)域散開(kāi)后流入V型區(qū)域與直槽過(guò)渡區(qū)域時(shí)會(huì)出現(xiàn)堆積擁堵現(xiàn)象，只有少量種子流入直槽，導(dǎo)致直槽內(nèi)種量不足，出現(xiàn)種子斷流情況。當(dāng)Y方向振幅達(dá)到0.45 μm及以上時(shí)，種子平均流速隨振幅增加速度明顯加大，各直槽內(nèi)種子分布趨于連續(xù)、均勻，能在直槽內(nèi)形成單層、定向的種子流。當(dāng)Y方向振幅大于等于0.54 μm時(shí)，直槽內(nèi)種子流速快，如吸種孔處的種子未被及時(shí)吸附走，種子會(huì)逐步在吸種孔口堆積，出現(xiàn)充種層過(guò)厚的問(wèn)題，增加一孔吸附多粒的概率。

圖8 Y方向不同振幅下種子運(yùn)動(dòng)速度變化曲線Fig.8 Variation curves of seed movement speed under different Y-direction amplitudes

如圖8所示，在相同Y方向振幅條件下，3個(gè)導(dǎo)槽內(nèi)種子平均流速無(wú)明顯差異。為使種子能在導(dǎo)槽內(nèi)形成單層、連續(xù)、均勻的供種層，同時(shí)使各導(dǎo)槽內(nèi)的種子流動(dòng)速度接近一致，依據(jù)圖7和圖8的試驗(yàn)結(jié)果，確定Y方向振幅在0.45～0.54 μm之間。

4 供種效果驗(yàn)證試驗(yàn)

4.1 試驗(yàn)裝置與方法

在圖3試驗(yàn)裝置上安裝由種箱、型孔輪和導(dǎo)種管組成的定量補(bǔ)種機(jī)構(gòu)，構(gòu)建有導(dǎo)向振動(dòng)供種試驗(yàn)裝置，如圖9a所示。在振動(dòng)連接板上安裝無(wú)導(dǎo)向的充種板，以無(wú)導(dǎo)向充種板為振動(dòng)種箱，構(gòu)建無(wú)導(dǎo)向振動(dòng)供種試驗(yàn)裝置，如圖9b所示。以第2節(jié)所述朝天椒種子作為播種對(duì)象，試驗(yàn)吸種壓力為-7.8 kPa，清種壓力為1.6 kPa，播種生產(chǎn)效率取300、600、900盤/h。圖8表明，振幅取0.45～0.54 μm內(nèi)，3個(gè)導(dǎo)槽內(nèi)種子平均流速為18.4～21.7 mm/s，在該范圍內(nèi)變化振幅對(duì)種子流量影響并不明顯，為此設(shè)定電磁振動(dòng)器Y方向振幅為0.48 μm。不同生產(chǎn)效率條件下，在有導(dǎo)向振動(dòng)供種試驗(yàn)裝置上調(diào)整型孔輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使導(dǎo)向充種板內(nèi)能及時(shí)定量補(bǔ)充種子，在直槽內(nèi)形成持續(xù)、均勻的單層種子流。

圖9 供種效果驗(yàn)證試驗(yàn)裝置Fig.9 Seeding effect verification test device1.2BS-6型播種試驗(yàn)臺(tái) 2.高速攝像機(jī) 3.光源 4.種箱 5.振動(dòng)連接板 6.電磁振動(dòng)器 7.導(dǎo)向充種板 8.型孔輪 9.導(dǎo)種管 10.滾筒 11.清種裝置 12.普通充種板

依據(jù)精密排種器性能指標(biāo)(GB/T 6973—2005)、溫室蔬菜穴盤精密播種機(jī)技術(shù)條件(NY/T 1823—2009)和精密穴播機(jī)適用性評(píng)價(jià)(DGT 007—2019)，對(duì)于非球形的蔬菜小粒種子以每穴1～2粒為合格。本試驗(yàn)以合格率(每穴1～2粒)、空穴率和多粒率(每穴大于2粒)為供種效果評(píng)價(jià)指標(biāo)。采用圖9所示兩種供種裝置開(kāi)展對(duì)比試驗(yàn)，通過(guò)高速攝像機(jī)拍攝排種器上對(duì)應(yīng)1～3號(hào)導(dǎo)種槽的排種器吸孔吸附種子情況，取1 min內(nèi)連續(xù)播種視頻，通過(guò)視頻回放統(tǒng)計(jì)種子被吸附的合格率、多粒率和空穴率，每組試驗(yàn)重復(fù)5次。

4.2 試驗(yàn)結(jié)果

不同供種方式和播種速度下的播種精度統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。無(wú)導(dǎo)向振動(dòng)供種方式下，播種合格率在65%～70%范圍，多粒率在35%左右，空穴率為0。采用有導(dǎo)向振動(dòng)供種方式，播種合格率在95%～99%之間，多粒率在0.5%左右，空穴率為2%～3%。供種方式對(duì)播種效果具有極顯著影響(P<0.001)。采用無(wú)導(dǎo)向或有導(dǎo)向供種方式，在不同播種生產(chǎn)效率條件下，播種合格率、多粒率和空穴率均無(wú)明顯差異(P=0.236)。

表1 供種效果驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Tab.1 Test results of seed feeding effect verification

采用有導(dǎo)向振動(dòng)供種方式，在不同生產(chǎn)效率條件下，播種合格率均高于95%，空穴率均低于5%。表明設(shè)計(jì)的導(dǎo)向振動(dòng)供種裝置能達(dá)到連續(xù)、少粒、定量、定向供送目標(biāo)，可顯著提高扁平辣椒種子播種合格率，降低播種多粒率，滿足辣椒育苗精量播種的技術(shù)要求。

5 結(jié)論

(1)設(shè)計(jì)了一種針對(duì)扁平茄果類種子的導(dǎo)向振動(dòng)供種裝置。通過(guò)分析種子在振動(dòng)導(dǎo)向充種板上運(yùn)動(dòng)特性，確定導(dǎo)向充種板安裝角α為10°、振動(dòng)方向角β為25°。供種裝置振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著振動(dòng)電壓增加，各導(dǎo)槽振動(dòng)頻率保持在100 Hz，沿X、Y、Z方向振幅逐漸增大，種子相對(duì)導(dǎo)槽的擴(kuò)散和流動(dòng)性增強(qiáng)；當(dāng)導(dǎo)向充種板的Y方向振幅在0.45～0.54 μm時(shí)，種子能在導(dǎo)槽內(nèi)形成單層、均勻的定向流動(dòng)，各導(dǎo)槽間振幅差異最小，能使各導(dǎo)槽內(nèi)種子流動(dòng)速度保持較好的一致性。

(2)針對(duì)朝天椒種子進(jìn)行了有導(dǎo)向振動(dòng)供種與無(wú)導(dǎo)向振動(dòng)供種的播種效果對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果表明，兩種供種方式播種效果差異極顯著，在生產(chǎn)效率為300、600、900盤/h的條件下，無(wú)導(dǎo)向振動(dòng)供種方式的播種合格率僅為65%～70%，多粒率高達(dá)35%；有導(dǎo)向振動(dòng)供種方式的播種合格率均達(dá)到95%以上，空穴率均低于5%。

(3)受排種器吸種孔尺寸限制，本文僅對(duì)扁平辣椒種子導(dǎo)向振動(dòng)供送效果進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)。后續(xù)還將探討導(dǎo)向振動(dòng)供種裝置對(duì)番茄等其他扁平種子的適應(yīng)性，研究不同播種對(duì)象和生產(chǎn)效率條件下，型孔輪的結(jié)構(gòu)及工作參數(shù)與導(dǎo)向振動(dòng)供送效果的關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向振動(dòng)供種裝置持續(xù)、穩(wěn)定、均勻的定向供種目標(biāo)。