当前位置：首页>农业>学术前沿 | 云南农业大学杨文彩教授团队:气力往复式三七排种器设计与仿真试验

学术前沿 | 云南农业大学杨文彩教授团队:气力往复式三七排种器设计与仿真试验

2026-02-13 11:14:47

点击上方蓝字关注我们，了解更多内容

论文基本信息

题目：气力往复式三七排种器设计与仿真试验

作者：任钟涛，杨文彩，张海东，李贵荣，郑嘉鑫，张效伟

第一作者简介：任钟涛，男，1999年生，黑龙江大庆人，硕士研究生；研究方向为农业智能检测与控制技术。E-mail: 584581381@qq.com

通讯作者简介：杨文彩，女，1973年生，昆明人，教授，博导；研究方向为三七机械化生产技术与装备。E-mail: yangwencai2005@126.com

第一作者单位：云南农业大学机电工程学院

基金项目：国家自然科学基金资助项目（32160425）；云南省重大科技计划（202102AE090042—06—04）

引文信息：任钟涛, 杨文彩, 张海东, 等. 气力往复式三七排种器设计与仿真试验[J]. 中国农机化学报, 2026, 47(2): 39-47.

Ren Zhongtao, Yang Wencai, Zhang Haidong, et al. Design and simulation test of pneumatic reciprocating panax pseudoginseng seed metering device [J]. Journal of Chinese Agricultural Mechanization, 2026, 47(2): 39-47.

DOI:10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2026.02.007（点击跳转知网阅读）

官网阅读（点击免费获取全文）

摘要

针对现有的三七育苗播种机整机质量大、搬运不便、拆修复杂等问题，为实现三七机械化育苗播种，设计一种气力往复式三七排种器。该排种器采用负压取种、正压投种的工作原理，通过吸嘴往复运动完成工作。通过对排种器往复频率分析、充种条件计算和种子受力分析，确定排种器关键部件尺寸及工作参数。并借助EDEM软件对取种管直径进行仿真分析，以种群扰动强度为试验指标，得出取种管最佳直径为16mm；利用CFD—DEM流固耦合法对取种管伸入量进行分析，并以充种合格率和漏充率为试验指标，最终确定取种管伸入量为10mm。为气力往复式三七排种器的结构优化提供一定的理论参考。

关键词

三七育苗播种；气力往复式；颗粒离散元；流体动力学离散元

研究目的与方法

三七是我国著名的中药材，云南省三七产量及种植面积占据全国90%以上。目前，三七主要采用人工压穴点播的播种方式,存在劳动强度大、作业质量不均匀等问题，制约三七产业发展。采用机械化播种可以提高作业质量和作业效率，因此，机械化播种是三七规模化种植的必由之路。近年来，国内学者逐渐开始针对三七的机械化播种进行研究，然而市面上的三七育苗播种机合格率低，且播种质量不高，尚未有成熟的产品。三七育苗播种一般在育苗槽内进行，故亟须研究一种适合槽播的气力式三七排种器。

本文基于负压吸种、正压投种的工作原理设计一种气力往复式三七排种器。通过理论分析初步确定排种器主要结构参数；利用离散元法建立三七种子离散元模型，并在最佳扰动效果的情况下确定取种管直径；利用CFD—DEM流固耦合法分析探究取种管的最佳伸入量。

研究结果与结论

1）采用负压取种和正压投种的工作原理，设计气力往复式三七排种器。通过排种器运动学分析、吸嘴充种要求分析和种子受力分析，得到偏心距为16.5mm，吸嘴通气孔直径为3.5mm，吸嘴开口直径为7.5~11mm，种箱截面面积为0.043m²，排种器理论负压值为1250Pa，为后续离散元仿真试验提供数据支撑。

2）通过离散元仿真对取种管直径进行单因素试验，以种群扰动强度为试验指标，种群动能代表种群扰动强度，确定取种管最佳直径为16mm；通过CFD—DEM流固耦合仿真对取种管伸入量进行单因素试验，以充种合格率、漏充率为试验指标，确定取种管最佳伸入量为10mm。为往复式三七排种器的结构优化提供理论参考，后续可针对零速投种进行相关试验，并进行田间试验以验证排种器性能。