基于TRIZ-AD的集成式油菜气力精量排种装置设计

S223.2; 针对现有气力式播种机排种装置的传动和供气系统复杂、机械结构无法适配智能变量作业、气力供给风压消耗大且稳定性差等问题,该研究应用发明问题解决理论(theory of inventive problem solving,TRIZ)与公理化设计(axiomatic design theory,AD)方法,开展油菜气力精量排种装置设计.首先使用TRIZ技术成熟度预测和进化定律分析,阐明了排种技术发展阶段和进化路径及潜力;其次建立基于TRIZ和AD集成的设计过程模型,求解时在功能域到结构域映射过程中引入TRIZ工具,采用"冲突解决原理"解决现有排种装置中涉及的传动系统...

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Published in农业工程学报 Vol. 39; no. 14; pp. 49 - 59
Main Authors 郑娟, 廖宜涛, 廖庆喜, 王磊, 施彬彬, 孙迈
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室,武汉 430070 01.07.2023
华中农业大学工学院,武汉 430070%华中农业大学工学院,武汉 430070
Subjects
agricultural machinery
technical contradiction
播种机
AD
精量排种
TRIZ
seed drill
风机集成
技术矛盾
precision seed metering
integration of fan
农业机械
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Summary:S223.2; 针对现有气力式播种机排种装置的传动和供气系统复杂、机械结构无法适配智能变量作业、气力供给风压消耗大且稳定性差等问题,该研究应用发明问题解决理论(theory of inventive problem solving,TRIZ)与公理化设计(axiomatic design theory,AD)方法,开展油菜气力精量排种装置设计.首先使用TRIZ技术成熟度预测和进化定律分析,阐明了排种技术发展阶段和进化路径及潜力;其次建立基于TRIZ和AD集成的设计过程模型,求解时在功能域到结构域映射过程中引入TRIZ工具,采用"冲突解决原理"解决现有排种装置中涉及的传动系统、供气系统矛盾冲突,分析对改善结构参数有用的发明原理和对应的方案,最终确定电机直接驱动排种盘和风机内置气室的解决方案,构造并求解其原始设计矩阵,并通过独立公理和信息公理判断该解决方案的合理性及最优化.最后进行电机风机集成式油菜气力精量排种装置设计,确定电机风机同侧排布技术方案,集成电机驱动简化传动,集成风机取消输气管道降低风压损失.台架试验结果表明,设计的集成式排种器排种性能满足油菜单粒排种要求,吸种负压绝对值取 1.0～2.0 kPa、作业速度小于 7 km/h时,排种合格指数均大于 90%,且合格指数达到 90%需要的风压低于现有排种装置风机和输气管道布局所需风压.本研究可为气力式排种器设计提供思路和参考.
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.202303182