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高性能精量排种理论与技术
作者：王金武，唐汉 等
出版社：科学出版社
出版时间：2023-06-01
ISBN：9787030740793
定价：¥298.00
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内容简介
种植机械化作为现代农业生产最核心环节之一，是提高作物单产水平的重要保证。目前我国主粮作物种植机械化程度达到较高水平，但仍存在诸多“卡脖子”技术瓶颈。快速突破机械化种植短板的核心在于突破高性能精量排种系统基础理论和高效设计方法，研发系列先进适用的机械化、智能化精量播种装备及关键部件，实现关键核心技术自主化突破与应用。本书介绍了主粮作物机械化精量播种农艺要求及发展趋势、玉米单粒精量排种技术、水稻高精度排种技术、精量排种智能监测技术等，为提高粮食作物机械化生产水平，保障国家粮食生产安全和农业可持续发展提供了重要参考。
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目录
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第1章 绪论 1
1.1 主粮作物生产概况 1
1.1.1 世界玉米和水稻生产概况 2
1.1.2 中国玉米和水稻生长概况 4
1.2 主粮作物精量播种农艺模式概况 6
1.3 高性能精量播种技术发展趋势 10
参考文献 13
第2章 玉米精量排种技术及装备研究现状 15
2.1 玉米精量排种技术及研究方法 15
2.2 玉米精量播种装备研究及应用现状 20
2.3 国内外玉米精量排种器研究现状 22
参考文献 28
第3章 典型玉米物料特性测定与虚拟标定 29
3.1 典型寒地玉米供试品种选取 29
3.2 玉米种子基础物理特性测定 31
3.2.1 玉米种子几何特性 31
3.2.2 玉米种子含水率 32
3.2.3 玉米种子千粒重及密度 33
3.3 玉米种子摩擦特性测定 35
3.3.1 玉米种子静摩擦因数 35
3.3.2 玉米种子滚动摩擦因数 37
3.3.3 玉米种子自然休止角 42
3.4 玉米种子力学特性测定 43
3.4.1 玉米种子刚度系数 43
3.4.2 玉米种子弹性模量 45
3.4.3 玉米种子碰撞恢复系数 46
3.5 玉米种子物料特性主成分分析与聚类分析 51
3.5.1 玉米种子物料特性主成分分析 51
3.5.2 玉米种子物料特性聚类分析 56
3.6 玉米种子物料特性参数虚拟标定 57
3.6.1 玉米模型建立及虚拟标定 57
3.6.2 碰撞弹跳虚拟标定 59
3.6.3 储卸料过程虚拟标定 61
参考文献 74
第4章 玉米精量排种技术与系列装备 76
4.1 机械式与气力式玉米精量排种器设计规则 76
4.2 指夹式玉米精量排种器设计 76
4.2.1 总体结构与工作原理 77
4.2.2 指夹式玉米精量排种器关键部件设计与分析 79
4.3 动定指勺夹持式玉米精量排种器设计 92
4.3.1 总体结构与工作原理 92
4.3.2 动定指勺夹持式玉米精量排种器关键部件设计与分析 94
4.4 间歇同步充补鸭嘴式玉米精量排种器设计 100
4.4.1 总体结构与工作原理 100
4.4.2 间歇同步充补鸭嘴式玉米精量排种器关键部件设计与分析 102
4.5 内充气送式玉米精量排种器设计 112
4.5.1 总体结构与工作原理 112
4.5.2 内充气送式玉米精量排种器关键部件设计与分析 113
4.6 系列玉米精量排种器实体样机试制 128
参考文献 128
第5章 玉米精量排种智能监测系统开发 130
5.1 玉米精量排种智能监测载体总体结构 130
5.1.1 智能监测系统研究载体 130
5.1.2 精量排种系统改进及原理 131
5.2 玉米精量排种智能监测系统总体结构 132
5.2.1 智能监测硬件系统开发 132
5.2.2 智能监测软件系统开发 132
5.3 玉米精量排种智能监测准确度影响特性 136
参考文献 139
第6章 系列玉米精量排种器数值模拟与性能优化 141
6.1 指夹式/动定指勺夹持式玉米精量排种器排种性能数值模拟研究 141
6.1.1 几何模型与边界条件确定 141
6.1.2 指夹式/动定指勺夹持式玉米精量排种仿真分析 143
6.2 间歇同步充补鸭嘴式玉米精量排种器排种性能数值模拟研究 150
6.2.1 几何模型与边界条件确定 151
6.2.2 ADAMS-EDEM耦合仿真分析 153
6.3 内充气送式玉米精量排种器排种性能数值模拟研究 157
6.3.1 几何模型与边界条件确定 157
6.3.2 CFD-DEM气力耦合仿真分析 158
参考文献 166
第7章 系列玉米精量排种器台架优化试验 167
7.1 试验内容与指标 167
7.1.1 试验材料与设备 167
7.1.2 试验因素与指标 169
7.2 指夹式玉米精量排种器 170
7.2.1 试验内容与方法 170
7.2.2 高速摄像试验结果与分析 171
7.2.3 多因素试验结果与分析 176
7.3 长带指夹式玉米精量排种器 181
7.3.1 试验内容与方法 181
7.3.2 试验结果分析 181
7.4 动定指勺夹持式玉米精量排种器 182
7.4.1 试验内容与方法 182
7.4.2 单因素试验结果与分析 183
7.5 间歇同步充补鸭嘴式玉米精量排种器 184
7.5.1 试验内容与方法 184
7.5.2 单因素试验结果与分析 185
7.6 内充气送式玉米精量排种器 187
7.6.1 试验内容与方法 187
7.6.2 多因素试验结果与分析 188
参考文献 190
第8章 玉米免耕精量播种装备集成与田间试验 191
8.1 指夹式玉米免耕精量播种机集成要求 191
8.2 精量播种装备总体结构与技术参数 192
8.3 关键部件设计与配置 194
8.3.1 开沟施肥总成 194
8.3.2 对置分草破茬机构 195
8.3.3 同步限深双圆盘开沟总成 196
8.3.4 V 型镇压机构 197
8.4 田间综合性能试验 199
8.4.1 试验内容与方法 199
8.4.2 试验结果与分析 200
参考文献 203
第9章 水稻精量穴直播技术及装备研究现状 204
9.1 水稻精量穴直播技术及研究方法 204
9.2 水稻精量穴直播装备研究及应用现状 207
9.3 国内外水稻精量穴直播排种器研究现状 210
参考文献 214
第10章 典型稻种物料特性测定与虚拟标定 216
10.1 典型稻种物料特性测定与主成分评价 216
10.1.1 典型稻种供试品种选取 216
10.1.2 物料特性及力学性能测定 216
10.2 稻种物料特性主成分分析与聚类评价 220
10.2.1 稻种物料特性参数测定结果 220
10.2.2 稻种物料特性主成分分析 222
10.2.3 稻种物料特性聚类分析 225
10.3 稻种物料特性参数虚拟标定 226
10.3.1 稻种螺旋输送虚拟标定 226
10.3.2 稻种自由堆积虚拟标定 238
参考文献 247
第11章 水稻精量穴直播排种技术与系列装备 248
11.1 机械式与气力式水稻精量穴直播排种器设计规则 248
11.2 弹射式耳勺型水稻精量穴直播排种器设计 249
11.2.1 总体结构与工作原理 249
11.2.2 弹射式耳勺型水稻精量穴直播排种器关键部件设计与分析 250
11.2.3 弹射式耳勺型水稻精量穴直播系列环节机理分析 257
11.3 气吸式水稻精量穴直播排种器设计 264
11.3.1 总体结构与工作原理 264
11.3.2 气吸式水稻精量穴直播排种器关键部件设计与分析 265
11.4 系列排种器试制 272
参考文献 273
第12章 水稻精量穴直播排种智能监测系统开发 274
12.1 水稻精量穴直播排种智能监测系统总体结构 274
12.1.1 智能监测系统研究载体 274
12.1.2 监测导种部件结构改进 275
12.1.3 精量穴直播监测系统结构与工作原理 275
12.2 精量穴直播监测控制算法开发 277
12.2.1 穴粒数重播和穴粒数漏播监测算法 277
12.2.2 穴距重播和穴距漏播监测算法 280
12.3 精量穴直播智能监测系统开发 281
12.3.1 智能监测硬件系统开发 281
12.3.2 智能监测系统软件设计 290
12.4 精量穴直播智能监测系统验证分析 296
12.4.1 监测系统台架试验方案 296
12.4.2 智能监测系统试验结果与分析 297
参考文献 299
第13章 系列水稻精量穴直播排种器数值模拟与性能优化 300
13.1 弹射式耳勺型水稻精量穴直播排种性能数值模拟研究 300
13.1.1 几何模型与边界条件确定 300
13.1.2 弹射式耳勺型水稻精量穴直播排种仿真分析 302
13.2 气吸式水稻精量穴直播排种性能数值模拟研究 306
13.2.1 几何模型与边界条件确定 306
13.2.2 CFD-DEM 气吸流固耦合仿真分析 308
参考文献 313
第14章 系列水稻精量穴直播排种器台架优化试验 314
14.1 试验内容与指标 314
14.1.1 试验材料与设备 314
14.1.2 试验因素与指标 316
14.2 弹射式耳勺型水稻精量穴直播排种器 317
14.2.1 试验内容与方法 317
14.2.2 高速摄像试验结果分析 318
14.2.3 多因素试验结果分析 321
14.3 气吸式水稻精量穴直播排种器 323
14.3.1 试验内容与方法 323
14.3.2 多因素试验结果分析 324
14.3.3 排种性能适播试验 329
参考文献 330
第15章 弹射式耳勺型水稻精量穴直播装备集成与田间试验 331
15.1 弹射式耳勺型水稻精量穴直播机集成要求 331
15.2 精量穴直播装备总体结构与技术参数 332
15.3 关键部件设计与配置 334
15.3.1 轻简化仿形机构 334
15.3.2 侧深施肥装置电驱式排肥器 336
15.4 田间综合性能试验 340
15.4.1 智能监测系统田间试验 340
15.4.2 排种功能田间试验 341
15.4.3 田间成苗性田间试验 342
参考文献 350
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