油麦兼用型气送式集排器增压管气固两相流仿真与参数优化

雷小龙，廖宜涛，王 磊，王 都，姚 露，廖庆喜※



油麦兼用型气送式集排器增压管气固两相流仿真与参数优化

雷小龙1,2，廖宜涛1，王 磊1，王 都1，姚 露1，廖庆喜1※

（1. 华中农业大学工学院，武汉 430070；2. 四川农业大学机电学院，雅安 625014）

为明确增压管结构对油麦兼用型气送式集排器分配均匀性的影响，该文运用DEM-CFD气固耦合方法仿真分析了波纹间距、凹窝深度和增压管长度对种子运动特性、分配均匀性和增压管气流场的影响，台架试验研究了增压管长度和气流压强对分配均匀性的影响。结果表明：增设增压管明显提高种子分布均匀度系数，降低种子速度和分配均匀性变异系数。速度流场分析表明增压管波峰与波谷的气流速度和压强交替变化，增压管中种子速度与受力呈现“正弦形”变化趋势。凹窝深度、波纹间距和增压管长度分别为4.2、15和180 mm时，种子分布均匀度系数和分配均匀性变异系数分别为91.17%和4.91%。台架试验表明，在优化结构参数组合下，排种油菜和小麦的气流压强分别为1 200和1 600 Pa时，分配均匀性变异系数分别达2.84%和2.89%。该研究为分析增压管中种子运动特性和优化其结构参数提供了参考。

农业机械；计算机仿真；农作物；气送式集排器；增压管；气固两相流；分配均匀性

0 引 言

气送式集排器具有适应高速、宽幅和不同种子类型等优点，广泛应用于多种作物播种[1]。美国John Deere公司1890型、德国Amazone公司Primera DMC和美国凯斯公司的Flex Hoe等国外大型气送式播种机工作幅宽和效率与自动化程度均较高，适应旱区大型农场播种作业[2]。中国当前农村土地经营方式多为中小规模经营，且长江中下游地区以油（麦）-稻水旱轮作种植模式为主[3-4]，土壤含水率较高且黏重板结[5-6]，国外大型气送式播种机不适用于该地区，且价格昂贵。为提高机具利用率和节省生产成本，亟需研制适应中国的油麦兼用气送式直播机[7]。

播种均匀性影响作物光合利用率、干物质量和产 量[8-9]，气送式集排器均匀分配是保证播种均匀性的前提。气送式集排器采用机械定量供种、气流均匀分配的排种方式，前期研制的油麦兼用型倾斜锥孔轮式供种装置能够实现油麦兼用及定量供种[10-11]，而种子在集排器气流场的分布状态直接影响分配均匀性。种子在气流场中经过供料装置、输种管道、增压管进入分配器，前期分析了种子在供料装置和输种管道的运动状态并优化其结构[12-13]。种子在集排器气流场中混合、输送和分配为串联环节，各环节均会影响分配均匀性；种子在增压管气流场中减速增压，从而使种子分布更均匀[14]。增压管主要分波纹状和微凹状，波纹状增压管应用较广[15-16]。相关学者对波纹状增压管结构进行设计和分析，并对压强损失进行了计算[16-17]。戴亿政等发现输送管内波纹结构有利于分种器中气种等混合流场形成，提高播种均匀性[18]。而种子在增压管气流场中的运动较为复杂，难以准确描述和分析种子运动特性。

随着离散单元法（discrete element method，DEM）和计算流体动力学（computational fluid dynamics，CFD）的发展，数值模拟技术已成为研究多相流的重要工具，DEM-CFD气固耦合仿真方法广泛应用于流化床、两相流混合和气流输送等方面[19-21]。相关学者采用Fluent仿真分析微凸管的气流场分布和结构优化[22]，三维数值分析结构参数对微凸管热量传递特性和液体流动的影响[23-24]。并对波纹状增压管内压强分布和结构优化进行研究[25-26]。这些研究对象主要是单相流，关于两相流在气送式集排器增压管的运动规律研究较少。为分析种子在增压管的运动状态和优化增压管结构，本文采用DEM-CFD耦合方法分析种子在不同增压管结构参数下的运动特性和分配均匀性，并开展台架试验验证仿真结果，为优化增压管结构参数和提高排种均匀性提供参考。

1 增压管结构与仿真模型

1.1 油麦兼用型气送式直播机工作原理与增压管结构

油麦兼用型气送式直播机如图1所示，包括地轮、旋耕系统、畦沟犁、供种装置、供料装置、输种管道、增压管、分配器、导种管、风机和变速装置等。直播机工作时，地轮驱动供种装置向供料装置定量供种，变速装置可变量调节供种量；风机产生的高速气流与种子流在供料装置中混合形成气固两相流，气固两相流在输种管道、增压管进行输送、混合，种子流在分配器中被均匀分配成8行，经导种管输送至开沟器，开沟器在旋耕系统形成的平整种床上开沟、覆土，使种子到达适宜的位置，畦沟犁同步开畦沟，同步完成旋耕、开畦沟、播种、开沟和覆土等过程。供料装置、输种管道、增压管与分配器形成串联环节，均能影响种子流的分配均匀性，其中增压管是影响种子进入分配器状态的关键部件。

1. 畦沟犁 2. 地轮 3. 旋耕系统 4. 悬挂装置 5. 变速装置 6. 风机 7. 种箱 8. 分配器 9. 增压管10. 输种管道 11. 供种装置 12. 供料装置 13. 导种管 14. 开沟器

增压管结构如图2所示，主要结构参数包括增压管直径、凹窝深度、波纹间距和增压管长度。增压管与输种管道连接，其平均直径为42 mm[12]。

1. 增压管波峰 2. 增压管波谷

1. Trough in pressurized tube 2. Peak in pressurized tube

注：为增压管平均直径，mm；为凹窝深度，mm；为波纹间距，mm；为增压管长度，mm。

Note:is mean diameter of pressurized tube, mm;is dimple depth, mm;is dimple pitch, mm;is length of pressurized tube, mm.

图2 增压管结构示意图

Fig.2 Structure diagram of pressurized tube

波深系数为波纹增压管外径与内径的关联指标，是决定波纹管几何形状的重要参数，显著影响波纹增压管的成型工艺，则

当波深系数为1.1～1.5范围内时为浅波纹管，成型较容易；为1.6～1.9之间时为深波纹管，成型难度大。浅波纹管具有刚度大、灵敏度低和允许位移较小的优点，且能承受较大的压力。增压管是集排器的重要组成部分，在田间播种作业受拖拉机振动和地面不平等影响，采用浅波纹管作为增压管。本研究初步设计凹窝深度为5 mm，则波深系数为1.12。

增压管壁厚决定增压管刚度，综合考虑增压管刚度和强度，设计波纹状增压管壁厚为2.5 mm。选用增压管波型为C形，波纹间距和凹窝深度是增压管的重要参数，本研究初始设计波纹间距为15 mm。增压管长度与波纹数密切相关，初步设计波纹数为10个，则增压管长度为150 mm。

增压管结构影响气流场和种子运动状态，采用数值模拟能缩短研究周期和模拟分析种子迁移轨迹，从而开展了不同增压管结构参数的气固两相流仿真。

1.2 DEM-CFD耦合数值模拟方法

1.2.1 控制方程与模型选择

控制方程为DEM-CFD耦合方法参数设定提供依据，增压管中空气流动视为不可压缩湍流运动，其连续性方程和运动方程可表达为：

式中ρ为气流密度，kg/m3；x、x为不同方向的运动距离，m；υ、υ为不同方向的气流速度，m/s；f为气相体积分数；为气流压强，Pa；为黏性应力张量，Pa·s；为时间，s。

主要采用两方程模型研究湍流运动，其对应的输送方程为：

式中为湍动能；为湍动耗散率；G为平均速度梯度引起湍动能产生项；σ、σ为湍动能和湍动耗散率对应的普朗特数；1和2经验常数，标准模型中取值分别为1.44和1.92。

在湍流运动中，壁面结构会对气流产生扰动，影响沿程阻力系数和气流场分布，同时压强损失为增压管气流运动的典型特征。为确定增压管内气流压力降，采用达西摩擦系数（Darcy friction factor）进行描述[22]：

式中D为测试两截面间的压力降，Pa；D为与直径相关的相对直径，mm；为测试两截面间距，mm。因此，D和为影响压强损失的重要参数。

种子在增压管气流场中与增压管壁面发生碰撞，从而改变种子运动轨迹和分布状态。种子在增压管气流场中运动时，颗粒与壁面碰撞发生时间很短，可忽略颗粒变形。种子在增压管气流场中受到作用力包括重力与浮力、颗粒与颗粒的接触力和颗粒与气流作用力（流体阻力、升力）[27]，则

式中p为颗粒质量，kg；D为流体阻力，N；GB为重力与浮力的合力，N；Sa为Saffman升力，N；Ma为Magnus升力，N；c为颗粒与壁面的接触力，N；p为颗粒的速度，m/s。

颗粒与壁面的接触力为

1.2.2 DEM-CFD耦合仿真方法

在DEM-CFD耦合仿真中，分别采用ANSYS Fluent 12.0和EDEM 2.2软件进行气固耦合仿真。根据理论分析，由于颗粒占增压管中气流体积小于10%时，DEM- CFD耦合时离散元模块选用Lagrangian模型，该模型忽略种子（固相）对气流（气相）的影响，着重考虑气流（气相）对种子（固相）的影响。通过气固耦合仿真分析可明确气流场分布及种子在增压管气流场中的运动特性。在Fluent软件中采用标准模型，EDEM仿真中选用Hertz-Mindlin无滑动接触模型。DEM-CFD耦合仿真模块的气流作用于颗粒上的力选择Freestream Equation流体阻力、Saffman升力和Magnus升力模型。仿真中增压管模型外壳材料为铝合金，种子和铝合金的材料特性及其相互间的力学特性[11-12]见表1。由于EDEM仿真的时间步长要远低于CFD，EDEM和CFD的时间步长分别设为5´10-6和1´10-3s。DEM-CFD耦合仿真中气相流体为空气，密度和黏性系数分别为1.225 kg/m3和 1.789 4× 10-5kg/(m·s)，重力加速度为9.81 m/s2。油菜种子与小麦种子气流入口速度分别为16、24 m/s。

1.2.3 建模与网格划分

三维模型为气送式集排器结构，采用Workbench 12.0的四面体结构化方法划分网格，集排器和增压管结构及建立的坐标系如图3所示。对于气流相，气流入口设为气流速度入口；种子入口和种子分配出口均设为气流压强出口。种子入口为种子连续进入供料装置中的通道，种子分配出口为种子与气流的经过分配器后的出口。

表1 DEM-CFD耦合仿真固相参数

1. 气流入口 2. 种子入口 3. 供料装置 4. 输种管道 5. 增压管 6. 分配器 7. 种子分配出口

2 DEM-CFD耦合仿真

2.1 仿真试验方法

根据理论分析，影响种子在增压管运动和气流场的参数主要为增压管的壁面结构。因此，开展了增压管结构参数对种子在增压管气流场运动特性影响的仿真试验。仿真试验采用三元二次回归正交组合设计，试验因素设凹窝深度1、波纹间距2和增压管长度3共3个因素，1、2、3分别为编码的凹窝深度、波纹间距和增压管长度，设计试验因素与水平见表2。仿真时通过导入不同的增压管结构构成的气送式集排器几何模型，总仿真时长为2.0 s。

表2 试验因素及水平表

注：“( )”内为修正的增压管结构参数值。

Note: Numbers in “( )” are revised values of pressurized tube’s structure.

1. 种子出口统计框 2. 种子分布横向统计框 3. 种子分布纵向统计框 4. 增压管

2.2 仿真结果与分析

2.2.1 增压管结构参数对种子分布和分配均匀性的影响

增压管结构参数对种子分布和分配均匀性影响的试验结果见表3。由表3可知，增设增压管明显增加种子分布均匀度系数，而种子速度和分配均匀性变异系数明显降低。方差分析结果表明（表4），凹窝深度1、凹窝深度与波纹间距交互作用12、11、22和33对种子分布均匀度系数影响达到显著或极显著水平。增压管长度3、凹窝深度与增压管长度交互作用13、11和22显著或极显著影响分配均匀性变异系数。对压强损失影响显著的因素包括凹窝深度1、增压管长度3和22。凹窝深度1、波纹间距2和11。

为获得较优的增压管结构参数，以种子分布均匀度系数和分配均匀性变异系数为评价指标，得出种子分布均匀度系数1和分配均匀性变异系数2的回归方程如式（13）所示，对1和2的方差结果显示值分别为5.88和6.08，表明该回归模型均显著。

为提高分配均匀性，应增加种子分布均匀度系数时降低分配均匀性变异系数，2个评价指标的相关系数为-0.722**（<0.001）。因此，采用两目标优化设计求解最优参数。目标函数：

表3 增压管结构参数对种子分布和分配均匀性的影响

注：VCSD表示种子分布均匀度系数；VCSDU表示分配均匀性变异系数，下同。

Note: VCSD is variation coefficient of seed distribution and VCSDU is variation coefficient of seeds’ distribution uniformity. The same as below.

应用Matlab软件的多目标规划问题函数fminimax进行求解，调用格式为[, fval] = fminimax(@myfun,0, [], [], [], [], lb, ub)[28]。其中为目标函数的最优解；fval为目标函数最优解；@myfun为调用目标函数名称；该模型中变量初始值向量0=[0, 0, 0]；变量下限lb和上限ub分别为[-1.353,-1.353,-1.353]和[1.353, 1.353, 1.353]。求得较优解：1、2和3分别为-0.434 7、0.000 05和0.822 7，对应的凹窝深度、波纹间距和增压管长度分别为4.2、15和191.14 mm，种子分布均匀度系数和分配均匀性变异系数分别达84.49%和5.16%。由于增压管长度与波纹间距之比应成整数，增压管长度取180 mm。在该优化条件下，仿真得到种子分布均匀度系数和分配均匀性变异系数分别为91.17%和4.91%，表明该结构参数下的分配均匀性较优。

表4 方差分析结果

注：**和*分别表示方差分析在0.01和0.05水平上显著。

Note: ** and *denotes significance of variance analysis at the 0.01 and 0.05 probability levels, respectively.

2.2.2 种子在增压管的运动状态分析

仿真结果显示，本模型气流结构具有良好的收敛性，在0.2 s时气流场基本达到平稳。图5a为增压管不同垂截面和中轴面的气流速度分布图，可以看出由输种管道进入增压管时气流速度减小且变得紊乱。增压管各垂截面由中心区域向四周壁面扩散的气流速度逐渐降低，尤其是波纹状壁面处的气流速度极低。从增压管波峰和波谷的气流压强与速度来看（图5b），气流速度和压强均呈“正弦形”变化，波峰与波谷的气流压强和速度呈交替变化趋势。由于增压管为迭代的波峰、波谷结构，气压损失致使气流压强呈逐渐降低趋势。增压管波谷至波峰处截面积增大，气流压强增加，而气流速度降低；而波峰至波谷的变化趋势则相反。增压管在波峰和波谷处分别产生高压低速和低压高速流场，交替变化的气流场形成扰动较大的湍流，完成对种子减速的功能。

图6为种子在增压管的速度示意图，颗粒采用Stream的形式表示，可以看出种子由输种管道进入增压管后速度明显降低；种子在增压管中离散度高于输种管道，但固气比明显增加。同时，从种子在增压管的分布来看（图7），种子在增压管中能够较均匀分布，且在进入分配器入口统计区种子数量基本一致，从而使种子在增压管中能够均匀分配到各导种管。

注：T为增压管波谷；P为增压管波峰；为气流速度方向，下同。

图6 种子在增压管的流速图

图7 种子在增压管的分布图

种子在增压管运动轨迹如图8所述，在增压管中种子与壁面碰撞改变其运动方向，种子呈折线型向上运动。从种子运动轨迹的受力和速度来看（图9），种子进入增压管受到气流的扰动，种子合力快速增加，且种子速度迅速降低。种子在增压管中速度与受力均呈现出“正弦形”的变化趋势。表明在增压管波纹状结构影响下，气流速度呈交替升降的状态，从而整体降低种子速度，增加种子与壁面碰撞概率，促使种子在增压管分布更离散和均匀。

图8 种子在增压管的运动轨迹图

图9 油菜、小麦种子在排种过程的受力与速度

3 台架试验

3.1 材料与方法

试验以华油杂62和郑麦9023为试验材料，华油杂62的千粒质量为4.67 g，含水率为7.15%；郑麦9023的千粒质量为44.87 g，含水率为8.44%。试验设备及装置如图10所示，分配器均匀将种子流分成8行。本研究主要分析种子经过增压管后在分配器的分配均匀性，因此除去导种管对分配均匀性的影响，在分配器出口处用种子袋收集种子。

1. 风泵 2. 变频器3. 减速电机 4. 种箱5. 分配器 6. 种子袋 7. 增压管 8. 输种管道 9. 供种装置 10. 系统台架

为验证DEM-CFD耦合的合理性，开展了不同供种装置转速（供种速率）对分配均匀性影响的试验，供种装置转速设20～40 r/min共3个水平，增量为10 r/min。为分析增压管结构和气流压强对分配均匀性的影响，由于仿真获得较优的凹窝深度和波纹间距分别为4.2和 15 mm，在该结构参数条件下主要分析增压管长度对分配均匀性的影响。开展了增压管长度与气流压强对排种性能影响的二因素试验，增压管长度设0（CK）、100、180和260 mm共4个水平；根据前期排种预试验，气流压强在400 Pa小麦种子不能正常分配，因此排种油菜气流压强设400、800、1 200和1 600 Pa共4个水平，排种小麦气流压强设800、1 200和1 600 Pa共3个水平。

试验以GB/T 9478-2005“谷物条播机试验方法”为依据，试验中用种子袋收集导种口排出的种子，称量净质量，采集时间为1 min，重复5次，计算不同处理下各行排种量、分配均匀性变异系数和种子破损率[29-30]。应用MATLAB软件进行方差分析。

3.2 结果与分析

3.2.1 模型的验证

为检验仿真模型及DEM-CFD耦合仿真参数的合理性，对比分析了不同供种速率条件下仿真与台架试验的各行排量一致性均匀度[31]。仿真与台架试验结果比较分析（表5），在不同供种速率条件下，各行排量一致性均匀度的仿真值与试验值的相对误差在8%范围内，表明该模型与参数选择能较好地模拟油麦兼用气送式集排器工作过程和反映种子颗粒的运动与力学特性。

表5 仿真与台架试验结果对比

3.2.2 增压管长度与气流压强对分配均匀性影响

表6为增压管长度和气流压强对分配均匀性的影响结果。结果表明，排种油菜、小麦时，不安装增压管（CK）处理的分配均匀性变异系数明显高于安装增压管处理，表明增设增压管有助于增强种子在分配器的分配均匀性，与仿真分析结果一致。方差分析表明，排种油菜时，增压管长度、气流压强和增压管长度与气流压强交互作用对平均行排种量影响极显著；排种小麦时气流压强对其影响达极显著水平。从分配均匀性变异系数来看，排种油菜、小麦时增压管长度对其均有极显著影响，排种油菜时气流压强对分配均匀性变异系数影响极显著，这是因排种小麦时排种压强初始值为800 Pa。总排量稳定性变异系数和种子破损率分别低于1.0%和0.1%。

表6 不同增压管长度和气流压强对分配均匀性影响

注：CVTQ表示总排量稳定性变异系数。

Note: CVTQ is stability of full seeding quantity.

为进一步分析增压管长度和气流压强对分配均匀性变异系数的影响，进行了极差分析（表7）。结果表明，影响分配均匀性变异系数的主次因素分别为：排种油菜为气流压强>增压管长度，排种小麦为增压管长度>气流压强。最佳组合均为33，以增压管长度为180 mm，排种油菜和小麦的气流压强分别以1 200和1 600 Pa较优。在该较优的组合条件下，油菜、小麦的分配均匀性变异系数分别达2.84%和2.89%，可为均匀播种提供参考。

表7 分配均匀性变异系数极差分析结果

4 结 论

1）本文确定波纹间距、凹窝深度和增压管长度为增压管影响油麦兼用气送式集排器分配性能的因素。采用DEM-CFD气固耦合方法分析种子在波纹状增压管结构下的运动特性，并分析不同增压管结构对分配性能的影响。结果表明，增设增压管明显增加种子分布均匀度系数，降低种子速度和分配均匀性变异系数。增压管长度、凹窝深度与增压管长度交互作用显著或极显著影响分配均匀性变异系数。凹窝深度、波纹间距和增压管长度分别为4.2、15和180 mm，种子分布均匀度系数和分配均匀性变异系数分别为91.17%和4.91%。

2）分析了增压管气流场和种子在增压管运动状态：增压管波峰与波谷的气流速度和压强交替变化，交替变化的气流场成扰动较大的湍流，完成对种子减速功能。种子在增压管中速度与受力均呈现出“正弦形”的变化趋势。

3）台架试验研究了增压管长度和气流压强对分配均匀性影响，结果表明影响分配均匀性变异系数的主次因素分别为：排种油菜为气流压强>增压管长度，排种小麦为增压管长度>气流压强。在增压管长度为180 mm，排种油菜和小麦的气流压强分别以1 200和1 600 Pa条件下，油菜、小麦的分配均匀性变异系数分别达2.84%和2.89%。

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Simulation of gas-solid two-phase flow and parameter optimization of pressurized tube of air-assisted centralized metering device for rapeseed and wheat

Lei Xiaolong1,2, Liao Yitao1, Wang Lei1, Wang Du1, Yao Lu1, Liao Qingxi1※

(1,,430070,2.625014,)

Seeding uniformity is a very important index in the air-assisted centralized metering device. Gas-solid two-phase flow including seeds and airflow exists in seed feeding device, seed delivering tube, pressurized tube and distributor. In order to study effects of pressurized tube’s structure on seed distribution uniformity in the air-assisted centralized metering device, a numerical study of gas-solid flow in pressurized tube was carried out by the coupling approach of discrete element method (DEM) and computational fluid dynamics (CFD). Effects of structural parameters including dimple depth, dimple pitch and pressurized tube’s length on seed motion, distribution uniformity and airflow field were studied. The variation coefficient of seed distribution and variation coefficient of seeds’ distribution uniformity were utilized to evaluate seed distribution. The mathematical models were set to describe structural parameters and seed distribution uniformity by means of the design of the regression-orthogonal combination. Besides, effects of pressurized tube’s length and airflow pressure on seed distribution uniformity were analyzed using bench experiments. Results showed that: 1)The air-assisted centralized metering device with pressurized tube increased variation coefficient of seed distribution and decreased seed velocity and variation coefficient of seeds’ distribution uniformity. Pressurized tube’s length, dimple depth, interaction between dimple depth and pressurized tube’s length affected variation coefficient of seeds’ distribution uniformity significantly. The optimum parameters combination was dimple depth of 4.2 mm, dimple pitch of 15 mm and pressurized tube’s length of 180 mm, which was achieved by the method of multi-objective programming problem function. Under the superior combination of structural parameters, the variation coefficient of seed distribution and the variation coefficient of seeds’ distribution uniformity were 91.17% and 4.91%, respectively. 2) Airflow velocity field in pressurized tube and seed motion characteristics were obtained by analyzing gas-solid flow status. Airflow velocity and pressure in peak of pressurized tube had the minimum value and the maximum value, respectively. Otherwise, airflow velocity and pressure in trough of pressurized tube was the maximum and the minimum, respectively. The peak surface of pressurized tube was located in high pressure and low airflow velocity zone and trough surface of pressurized tube was located in high airflow velocity and low pressure zone. The alternate high and low airflow pressure in pressurized tube changed airflow field distribution. Seed velocity and force in pressurized tube had the trend of sine. 3) Bench experiments indicated that the ranking order of the factors affecting variation coefficient of seeds’ distribution uniformity was: airflow pressure > pressurized tube’s length for rapeseed and pressurized tube’s length > airflow pressure for wheat. Based on the optimized structural parameters and airflow pressure of 1 200 Pa for rapeseed and 1 600 Pa for wheat, variation coefficients of seeds’ distribution uniformity were 2.84% and 2.89%, respectively. Results suggest that the optimization of structural and working parameters of pressurized tube can improve seed distribution uniformity. The investigation of airflow field, seed movement and seed distribution uniformity involved in this research may contribute to optimizing pressurized tube’s structure and analyzing seed movement mechanism.

agricultural machinery;computer simulation; crops; air-assisted centralized metering device; pressurized tube; gas-solid flow; seed distribution uniformity

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.19.009

S223.2+3

A

1002-6819(2017)-19-0067-09

2017-03-08

2017-07-27

国家自然科学基金资助项目（51575218、51405180）；国家油菜产业体系专项资助项目（CARS-13）；农业部科研杰出人才及创新团队

雷小龙，四川营山人，博士，讲师，主要从事现代农业装备设计与测控研究。雅安 四川农业大学机电学院，625014。Email：leixl1989@163.com

※通信作者：廖庆喜，湖北江陵人，教授，博士生导师，主要从事油菜机械化生产技术与装备等方面的研究。武汉 华中农业大学工学院，430070。Email：liaoqx@mail.hzau.edu.cn