农业机械学报

作者：惠云婷，席军辉，王俊武，王守炎，邵国虎，李百成，黄晨，王德成

单位：中国农业大学;农业农村部牧草种子生产加工机械装备重点实验室,中国农业大学;农业农村部牧草种子生产加工机械装备重点实验室,甘肃奥凯农产品干燥装备工程研究院有限公司,中国农业大学;农业农村部牧草种子生产加工机械装备重点实验室,甘肃奥凯农产品干燥装备工程研究院有限公司,甘肃奥凯农产品干燥装备工程研究院有限公司,中国农业大学;农业农村部牧草种子生产加工机械装备重点实验室,中国农业大学;农业农村部牧草种子生产加工机械装备重点实验室,

关键词：苜蓿种子;均匀单层布料;振动输送;高速摄像;等离子体处理

基金：财政部和农业农村部：国家现代农业产业技术体系项目（CARS-34）

为满足介质阻挡放电（DBD）等离子体处理工艺对种子需以均匀单层形态通过电极区的核心要求，针对苜蓿种子在输送中易出现的堆积、粘连与分布不均等问题，本文设计了一套多级组合式均匀布料系统。通过螺旋定量装置实现种子初始分散，利用散料振动器与多通道匀种振动输送器协同作用，完成种子多级高效匀化与稳定单层排布，提升了种子分布均匀性与一致性，解决了传统进料方式因种子重叠和大面积堆积导致的等离子体处理不均等问题。运用理论建模、动力学分析、高速摄像观测以及多目标参数优化等方法，确定了系统关键结构参数与振动输送过程中避免抛掷运动的临界条件，揭示了激振电压对种子个体及群体运动特性的影响机制。通过单因素与正交试验明确了各操作参数对均匀性的影响，并基于Matlab图像处理平台对种子图像进行二值化处理，应用分水岭分割算法提取种子边界，保障了最近邻距离变异系数计算的准确性与可靠性。结果表明，散料振动器电压对均匀性影响最为显著，输送带转速为影响覆盖率（S）的关键因素。最优工艺参数组合为：散料振动器电压120V、匀种振动器电压70V、输送带转速15r/min。此时，种子层均匀性变异系数为48.12%，覆盖率S为40.93%，实现了处理均匀性与作业效率的良好平衡。研究结果为种子加工领域均匀布料技术提供了理论依据。

来源：2025年第11期

《农业机械学报》期刊编辑部

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