【摘 要】
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针对气送式油菜飞播装置作业时种子在离开投种管末端至到达土壤的过程中运移轨迹易受扰动而出现播种成条效果不佳甚至串行的问题，该研究对折叠式投种装置的投种过程进行了分析和优化。通过理论分析建立种子在投种管内和投种过程中的运动学模型，根据DEM-CFD（Discrete Element Method-Computational Fluid Dynamics, DEM-CFD）气固耦合仿真和高速摄像对种子在
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（52075211,31771683）； 湖北省重点研发计划项目（2021BBA240）； 中央高校基本科研业务费专项项目（2662020GXPY001）；
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针对气送式油菜飞播装置作业时种子在离开投种管末端至到达土壤的过程中运移轨迹易受扰动而出现播种成条效果不佳甚至串行的问题，该研究对折叠式投种装置的投种过程进行了分析和优化。通过理论分析建立种子在投种管内和投种过程中的运动学模型，根据DEM-CFD（Discrete Element Method-Computational Fluid Dynamics, DEM-CFD）气固耦合仿真和高速摄像对种子在输送气流和无人机旋翼气流场中的运动轨迹和速度变化情况进行分析，并以此为基础对投种装置的结构及工作参数进行优化。混合正交仿真试验结果表明：种子在竖直投种管内速度变化的影响因子主次顺序依次为输送气流速度、投种管长度、投种管内径，其中输送气流速度、投种管长度对油菜种子在投种管内速度的变化的影响为极显著（P＜0.01），投种管内径对油菜种子在投种管内速度的影响一般显著（0.05≤P＜0.1）。高速摄像及地面泥盒试验结果显示，将原有气固分离器改为种子加速器，即增加输送气流速度参与投种后，投种管末端气流速度为4.5 m/s时，竖直位移30 cm处种子的平均水平分位移为4 cm，投种管正下方30 cm处泥盒内种子落地条带宽度为5.2 cm，比有气固分离器的结构，种子平均水平分位移减少3.1 cm，条带宽度减少7.9 cm，与仿真分析结果基本保持一致，满足油菜成条飞播的作业要求。
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