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本书在国内外马铃薯机械播种技术发展现状的基础上，采用理论分析、EDEM虚拟仿真、高速摄像及试验研究相结合的方法，对马铃薯播种机关键部件的结构、工作原理、参数进行研究与探索。从介绍马铃薯播种机关键部件的结构和工作原理入手，将运动学和动力学理论、计算机仿真技术和高速摄像技术相结合，对马铃薯播种机关键部件（排种器）进行系统的介绍与分析。全书共8章，主要内容包括：引言，马铃薯种薯物料特性测定研究，双列交错勺带式精量排种器关键部件优化设计与分析，基于离散元素法的马铃薯精量排种器充种运移性能仿真模拟分析，基于高速摄像技术的马铃薯精量排种器投种性能分析与试验，马铃薯精量排种器台架性能试验，马铃薯精量播种装置配置设计与田间试验，结论、创新点与展望。本书可作为高等学校农业机械等相关专业的本科生及研究生的学习资料，也可供相关工程技术人员学习、参考。

目   录
第1章  引言	1
1.1  研究目的与意义	1
1.2  马铃薯机械化精量播种技术	4
1.3  国内外马铃薯精量排种器的研究现状	6
1.3.1  国外马铃薯精量排种器的研究现状	6
1.3.2  国内马铃薯精量排种器的研究现状	12
1.4  研究内容与方法	19
1.5  技术路线	20
第2章  马铃薯种薯物料特性测定研究	22
2.1  试验材料	22
2.2  马铃薯基础物理特性测定	23
2.2.1  马铃薯几何特性测定	23
2.2.2  马铃薯质量及密度测定	24
2.2.3  马铃薯含水率测定	26
2.3  马铃薯摩擦特性测定	27
2.3.1  马铃薯静摩擦系数测定	28
2.3.2  马铃薯内摩擦角测定	29
2.3.3  马铃薯自然休止角测定	30
2.4  马铃薯力学特性测定	32
2.4.1  马铃薯刚度系数测定	32
2.4.2  马铃薯弹性模量测定	34
2.5  本章小结	35
第3章  双列交错勺带式精量排种器关键部件优化设计与分析	37
3.1  设计优化原则	37
3.2  排种器主要结构及工作原理	38
3.2.1  主要结构	38
3.2.2  工作原理	38
3.3  关键部件结构优化设计	39
3.3.1  双列交错排种总成	39
3.3.2  主动驱动总成	43
3.3.3  振动清种装置	46
3.3.4  充种箱体	49
3.4  本章小结	50
第4章  基于离散元素法的马铃薯精量排种器充种运移性能仿真模拟分析	51
4.1  离散元素法理论及应用	51
4.1.1  离散元素法基本原理与力学模型	51
4.1.2  离散元素法在农业工程领域的研究与应用	53
4.1.3  离散元仿真软件EDEM的应用	54
4.2  充种舀取过程动力学分析	55
4.3  EDEM虚拟仿真模型建立	57
4.3.1  排种器模型建立	57
4.3.2  马铃薯种薯离散元模型建立	58
4.3.3  其他参数设定	59
4.4  EDEM虚拟充种运移过程仿真	61
4.5  EDEM单因素虚拟充种运移性能试验	62
4.6  马铃薯精量排种器样机试制	64
4.7  本章小结	65
第5章  基于高速摄像技术的马铃薯精量排种器投种性能分析与试验	66
5.1  马铃薯种薯导种投送运移机理研究	66
5.2  基于高速摄像技术的投种轨迹测定试验研究	69
5.2.1  投种性能试验台搭建	69
5.2.2  试验材料与条件	70
5.2.3  试验轨迹处理与分析	72
5.3  本章小结	74
第6章  马铃薯精量排种器台架性能试验	75
6.1  试验材料与设备	75
6.1.1  试验材料	75
6.1.2  试验设备	75
6.1.3  因素及性能指标确定	77
6.2  排种性能试验	79
6.2.1  单因素试验	79
6.2.2  多因素试验	95
6.3  本章小结	102
第7章  马铃薯精量播种装置配置设计与田间试验	103
7.1  整机配置要求	103
7.2  整机的总体结构及技术参数	104
7.3  关键部件选型配套	105
7.3.1  开沟器	105
7.3.2  覆土器	106
7.3.3  镇压轮	107
7.3.4  排肥器	108
7.3.5  肥箱	109
7.4  田间试验	112
7.4.1  试验条件	112
7.4.2  试验材料及设备	113
7.4.3  田间试验测定结果	113
7.5  本章小结	121
第8章  结论、创新点与展望	122
8.1  结论	122
8.2  创新点	124
8.3  展望	125
参考文献	126

前    言
随着马铃薯主粮化战略的逐步推进和马铃薯种植面积的不断扩大，实现马铃薯机械化播种对于促进农业可持续发展、保证粮食安全具有重要意义。
马铃薯作为世界四大主粮之一，是最具发展前景的高产经济作物之一，其种植生产模式与规模对中国农业结构调整具有重要意义。中国是马铃薯生产大国，却不是生产强国，种植面积及总产量均为世界第一，但作物单产水平远低于世界平均水平，其主要原因是我国马铃薯生产机械化水平低。马铃薯机械化播种作为实现马铃薯全程机械化生产的重要环节，直接影响马铃薯的产量与品质。
排种器作为马铃薯精量播种机的关键部件，仍存在作业效率低、重播和漏播严重、适应性较差等诸多技术问题。为满足马铃薯机械化播种的需求，本书采用农机与农艺相结合的理念，设计并研制了一种双列交错勺带式精量排种器。
本书共8章，从先进性和实用性出发，较全面地介绍马铃薯机械播种理论及关键技术，主要内容包括：第1章讲述马铃薯精量播种技术的概念及意义，介绍国内外马铃薯精量排种器的研究现状；第2章讲述马铃薯种薯物料特性测定研究；第3章讲述双列交错勺带式精量排种器关键部件优化设计与分析，对关键部件双列交错排种总成、主动驱动总成、振动清种装置、充种箱体进行优化设计；第4章讲述基于离散元素法的马铃薯精量排种器充种运移性能仿真模拟分析，运用EDEM虚拟仿真软件开展虚拟充种运移性能试验，探究工作转速及倾斜角度对排种器充种运移性能的影响；第5章讲述基于高速摄像技术的马铃薯精量排种器投种性能分析与试验，测定分析种薯投送运移轨迹及分布规律；第6章讲述马铃薯精量排种器台架性能试验，分析排种器倾斜角度、工作转速及振动幅度对排种性能的影响；第7章讲述马铃薯精量播种装置配置设计与田间试验；第8章是结论、创新点与展望。
通过学习本书，你可以：
? 了解马铃薯机械播种技术；
? 认识马铃薯精量排种器有关部件；
? 掌握马铃薯机械播种理论；
? 掌握计算机仿真技术及高速摄像技术；
? 能够进行实验设计与分析。
本书简明扼要、通俗易懂，具有很强的专业性、技术性和实用性，可作为高等学校农业机械等相关专业的本科生及研究生的学习资料，也可供相关工程技术人员学习、参考。
本书由王希英编写并统稿。东北农业大学的王金武教授在百忙之中对全书进行了审阅。在本书的编写过程中，东北农业大学的王金武教授、吕金庆教授和唐汉提出了许多宝贵意见，在此一并表示感谢！
本书的编写参考了大量近年来出版的相关技术资料，吸取了许多专家和同仁的宝贵经验，在此向他们深表谢意。
由于马铃薯机械播种技术发展迅速，作者学识有限，书中误漏之处难免，望广大读者批评指正。

作  者  
2020年5月

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马铃薯机械播种理论与技术