【正文】 種性能的提高。北京農(nóng)業(yè)工程大學研制的這棟實拍中期精播小麥機速高于4km/h 時，作業(yè)性能不是很理想[8]。 集排式排種器目前的集排式排種器根據(jù)結構原理主要分為機械式和氣力式兩種。與機械式集排式排種器相比較，氣力式對種子的形狀尺寸要求較低，損傷率小，能適應高速作業(yè)的優(yōu)點。一階或多階集排式排種器現(xiàn)已在歐洲國家廣泛使用，取得了交好的作業(yè)效果。集排式排種器又稱集中排種器。集中排種器或中心排種器（或系統(tǒng)）是排種器發(fā)展的最新成就。氣流式集中排種器是以氣流為輸送動力，設計時根據(jù)氣力輸送的特點， 在滿足農(nóng)藝要求的基礎上應力求結構緊湊、滿足播種性能、節(jié)省勞動力為主。工作時，系統(tǒng)電機帶動種子定量排種槽輪轉動，按照播量需要定量派出種子流；在噴射器的喉管處，種子流與離心風機產(chǎn)生的氣流交匯，并混合成種子與空氣的混合流；該混合流沿垂直輸送管路向上輸送， 經(jīng)褶皺形增壓管增壓，進入氣流分配器，進行按行分配排種；統(tǒng)一的粗大種子流分為多份細種子流，沿各種子輸送管輸送至開溝器，實現(xiàn)氣流統(tǒng)一輸送的“一器多行”排種。集中排種器的缺點是，排種定量器轉速、播量以及褶皺增壓管長度對各行排量一致性有一定影響，相關技術還需要不斷完善。 排種器今后的發(fā)展趨勢和要求我國針對排種器的研究已經(jīng)達到一定的水平，今后排種器將朝著高效、高性能、高精度、高適應性方向發(fā)展。1) 研究適合高速作業(yè)的排種器。水稻種植隨著國家規(guī)?；N植政策的推行，大田塊規(guī)模經(jīng)營勢在必行。大面積播種要求作業(yè)機器作業(yè)速度不低于8km/h。但是排種器自身的排種速度直接制約了直播機的播種速度，如水平圓盤式排種器的排種盤線速度的許用值較低，對高速播種的適用性較差，因此發(fā)展適合高速作業(yè)的水稻排種器迫在眉睫。2) 提高排種器的作業(yè)性能和精度。目前出現(xiàn)的排種器作業(yè)性能不是很高，要實現(xiàn)連續(xù)正常作業(yè)就要求機具具有良好的工作性能，不能漏播也不能多播。特別是現(xiàn)有排種器很少有檢查漏播的檢測系統(tǒng)，因此要實現(xiàn)排種器連續(xù)正常作業(yè)就必須要加強其作業(yè)性能。同時，隨著超級稻的出現(xiàn)和發(fā)展，農(nóng)藝上要求每穴種子最多不超過兩粒，最少保證一粒，少于一粒造成漏播，多于兩粒則抑制植株的分蘗能力，影響產(chǎn)量，同時造成優(yōu)良種子的浪費，這又對排種器的播種精度提出了很高的要求。3) 發(fā)展新的排種理論。排種器的發(fā)展經(jīng)歷了從機械式到氣力式的過程，由于氣力式排種器對種子性狀的要求低，適應性強等優(yōu)點得到了很大的發(fā)展?，F(xiàn)在排種器又有了新的發(fā)展，如電磁振蕩式排種器、液力排種器、集排式排種器。隨著科技的進步與發(fā)展，電、氣、液壓控制日臻完善，對排種器的研究應跳出傳統(tǒng)領域，可采用光電控制等輔助手段，實現(xiàn)排種器排種的精密控制。4) 排種器的發(fā)展與農(nóng)藝相結合。按照農(nóng)藝要求，水稻要達到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)必需要滿足一定時間的生長期和適宜的生長溫度。直播時，為了縮短田間生長時間在播種前先浸種，使其破胸露白，但是這樣種子在播種時極易受到機械力的傷害，影響出苗率。因此，農(nóng)藝和農(nóng)機應該相互結合研究，培育適合機械化直播的品種，縮短水稻生長期，減少播種前浸種出芽環(huán)節(jié)，這將會給水稻排種器的研究帶來新的發(fā)展。2 排種器工作性能及實驗分析排種器是播種機的核心部件，是決定播種機特性和播種質(zhì)量的主要因素。排種器工作性能的優(yōu)劣將直接影響到播種機工作效率及作物出苗的質(zhì)量，所以，了解影響排種器工作性能的因素十分必要。 排種器工作性能的分析 排種器的排種均勻性精密播種是提高種植業(yè)效益的重要手段。排種均勻性是精密播種重要性能指標之一。如何提高精密播種機排種均勻性，成為研究精密播種機的關鍵。目前提高排種均勻性的研究，主要是從排種器的結構參數(shù)和運動參數(shù)分析[910]，但對種子的尺寸均齊性和排種器的加工誤差對排種均勻性的影響，還缺乏分析和研究。本文用粒距變異系數(shù)的大小來衡量排種器的排種均勻性，從播種機的工作過程入手，用數(shù)學的方法，分析了種子的尺寸誤差和排種器的加工精度誤差與排種器的結構參數(shù)對排種均勻性的共同影響，旨在從種子精選分級和排種器的加工方面提高排種器的排種均勻性。 種子尺寸的影響排種器投種示意圖如圖21所示。投種口所對圓心角θ= 40176。A點為投種點，當種子重心到達A點時投種。此時大孔前壁到達B點（查資料可知，投種時種子穩(wěn)定地靠在大孔前壁上[11]）則有： (21)式中: x 為種子長；R 為排種輪外徑；c 為種子厚度；α為投種時種子質(zhì)心同投種口起始位置對應的圓心角。圖 21 排種器投種示意由式(1)可知，α是種子尺寸x的函數(shù)，種子尺寸x是隨機變量，并服從正態(tài)分布X～N(，σ2)，X 的概率密度為: (22)其中、σ可由試驗測量種子尺寸的結果統(tǒng)計獲得，為種子長度的平均值；，代表種子尺寸的均齊性，σ越大，種子均齊性越差。因而α也是一隨機變量, 其概率密度函數(shù)為: (23)方差為： (24)　　假設種子尺寸均齊一致，每次投種的α值不變，則Δα= 0，投種時間間隔一致，時間間隔為: (25)式中: ω為排種輪轉速，Z 為排種輪圓周型孔數(shù)，則粒距為: (26)式中: Vm 為機組前進速度。實際上種子尺寸服從某一正態(tài)分布，因此，排種的時間間隔不一致。令相臨兩種子尺寸為xi，xi1，投種時間間隔為: (27)　　不考慮種子厚度尺寸的影響，種子投出后為拋物運動[12]，種子運動的初始狀態(tài)和投種高度一致，粒距僅同投種時間間隔相關。粒距為: (28)粒距的均值為: （29）粒距的方差為: (210)則: ，粒距均勻性變異系數(shù)為: (211)　　所以，粒距均勻性變異系數(shù)隨種子尺寸方差D(X)的增大而增大；同時，粒距均勻性變異系數(shù)隨型孔數(shù)Z的增大而增大，隨排種輪半徑R的增大而減小。如果減小型孔數(shù)Z和增大排種輪半徑R，就可以減小種子尺寸不均性對粒距均勻性的影響。排種輪參數(shù)Z=12，R=, 如果種子尺寸方差D(X)=σ2=，由式(211)得：C=%?？梢姡N子尺寸不均性對粒距均勻性影響是很大的，因而，為提高排種均勻性，對種子進行精選分級是非常重要的。 型孔加工誤差的影響1） 型孔位置精度的影響型孔位置誤差是一服從正態(tài)分布的隨機變量，其方差為D(θ)。令種子尺寸和型孔尺寸均齊一致，相鄰兩型孔的位置誤差分別為θi和θi1，則投種時間間隔為: (212)粒距為: (213)粒距的均值為: (214)粒距的方差為: (215)粒距均勻性變異系數(shù)為: (216)粒距均勻性變異系數(shù)隨型孔位置精度誤差增大而增大；隨型孔數(shù)的增加而增大。2） 型孔尺寸精度的影響種子尺寸精度誤差是一服從正態(tài)分布的隨機變量，其方差為D(φ)。令種子和型孔位置均齊一致，相鄰兩型孔大孔尺寸的加工誤差分別為φi和φi1，則相鄰兩種子的投種間隔為: (217)粒距為: (218)粒距的均值為: (219)粒距的方差為: (220)粒距的均勻性變異系數(shù)為: (221)　　粒距均勻性變異系數(shù)隨型孔大孔尺寸加工誤差的增大而增大；隨型孔數(shù)的增加而增大；隨排種輪半徑的增大而減小。 與結構參數(shù)的共同影響種子尺寸和排種器型孔的精度誤差與位置誤差是3個相互獨立的變量，則三變量共同影響時，粒距的均值為: (222)　　三變量共同影響時粒距的方差為: (223)　　則粒距均勻性變異系數(shù)為: (224)1） 排種輪半徑R的影響由式(224)可知，粒距均勻性變異系數(shù)隨R的增大而減小，即R的增大可以改善粒距均勻性；同時，R的增大又可降低種子尺寸不均性、型孔加工的位置誤差和尺寸誤差對粒距均勻性的影響。所以，在結構尺寸允許范圍內(nèi)，R應盡可能取大值。現(xiàn)有型孔式排種器的排種輪，內(nèi)側充種垂直圓盤式排種器的半徑R = 110 mm，水平圓盤排種器的半徑為100 mm 左右，氣