收获开沟埋草一体机双圆盘开沟机构设计与参数优化

秦 宽，丁为民，方志超，杜涛涛，赵思琪



收获开沟埋草一体机双圆盘开沟机构设计与参数优化

秦 宽，丁为民※，方志超，杜涛涛，赵思琪

（南京农业大学工学院，南京 210031）

为提高已研制的稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机免耕播种时的开沟播种质量，设计双圆盘开沟机构与一体机相结合。为获取影响双圆盘开沟机构作业质量因素的最优参数，以机器前进速度、开沟器入土深度、开沟器排种管固定装置固定孔中心点至排种管出口中心点横向距离为试验因素，以种子入沟率、各行播种量稳定性变异系数、播种均匀性变异系数为试验指标，进行三因素五水平二次正交旋转组合试验。试验结果表明：各试验因素对于种子入沟率与各行播种量稳定性变异系数影响程度从大到小皆依次是：固定孔横向距离、开沟器入土深度、机器前进速度；各试验因素对于播种均匀性变异系数的影响程度从大到小依次是：机器前进速度、开沟器入土深度、固定孔横向距离。优化所得双圆盘开沟机构开沟播种作业最佳参数组合为机器前进速度为0.46 m/s；开沟器入土深度为3.25 cm；固定孔横向距离为16.16 mm，验证试验表明各指标试验结果与理论优化结果相对误差均小于4%，验证了所建模型与优化参数的合理性。

机械化；优化；农作物；免耕；开沟播种；双圆盘；提升装置

0 引 言

在保护性耕作推广的大背景下，免耕播种种植模式在稻麦轮作区得到迅速发展[1-2]，复式免耕播种机械被广泛运用于免耕播种作业[3]，其中免耕播种开沟机构作为免耕播种机的关键机构，一直是国内外学者的研究重点。Munir等[4]研究了各种尺寸单圆盘式、锄铲式开沟器在免耕留茬条件下的播种深度变异系数与各行播种均匀性变异系数，试验结果表明直径450 mm单圆盘式开沟器以上两项变异系数最小。Altikat等[5]研究了单圆盘式、锄铲式、反向锄铲式开沟器在3.5、4.75、6.4 km/h 3种作业速度下，免耕开沟播种对出苗率的影响，试验结果表明，以4.75 km/h作业的圆盘开沟器免耕开沟后出苗率最高。苟文等[6]对匹配于2BSF-4-5A型小麦免耕播种机的圆弧刃口型开沟器的前刀、入土角等关键参数进行了设计，并对不同工作速度下开沟器阻力进行研究。目前研究多集中于对免耕开沟器自身的设计与试验，缺少开沟器与复式免耕作业机械结合方式及结合后参数优化的研究。

本课题组研制的稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机一次作业可完成前茬作物收获、秸秆集沟还田，下茬作物播种，本文研究将双圆盘开沟器与其有效相结合[7-9]，在结合方式上进行设计与改进，并通过优化试验确定影响双圆盘开沟机构作业质量因素的最优参数，为复式免耕播种机械与种沟开沟器的结合与试验提供参考。

1 双圆盘开沟器机构设计及工作原理

1.1 双圆盘开沟器机构设计基础

已研制的稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机（简称一体机）主体为4LL-1.8型全喂入联合收获机，机器后方配置导草通道、集草沟开沟器、覆土装置与镇压轮，覆土装置位于集草沟开沟器上方、导草通道位于覆土装置上方，镇压轮位于集草沟开沟器后方，割台与谷物输送槽结合处上方配置种箱与外槽轮排种器[10-12]，一体机总体结构如图1所示，脱粒后秸秆通过导草通道全部落入集草沟开沟器所开集草沟内，地表仅剩高度为15～20 cm的秸秆根茬，排种器同时对下茬作物进行旱直播，覆土装置与镇压轮再完成对种子的覆土镇压作业，并使下季作业时具有相对平整的地表[13-14]。

一体机种植模式为稻麦轮作，播种方式为免耕旱直播，此播种环境地表土壤板结且多根茬[15]，为避免种子落在土表及残茬上，保证种子可以与土壤接触且具有一定入土深度[16]，播种前需要使用种沟开沟器进行开沟破茬，为种子提供良好种床环境[17]，种沟开沟器安装位置如图1所示，开沟器安装于割台后方、行走履带前方、谷物输送槽下方位置。开沟幅宽与一体机播种幅宽一致，为1.8 m[18]，开沟器具体安装个数根据播种作物行距所确定。

针对两种比较经典的机器人节拍(mm):25/305/25 和90/400/90,使用控制器相同的参数对机器人节拍时间进行测试,可以获得节拍转速最大的轴转速曲线。如图9和图10所示。为了验证本文控制系统的有效性,与欧姆龙公司的IRB 360/I型号进行对比,因为本文设计的Delta机器人气动装置与欧姆龙有所区别,所以只采取该机型生产节拍包括拾、放置各35 ms的启动时间,直接采取运动时间加上70 ms的启动时间与其进行比较。

1.种箱 2.排种器 3.谷物输送槽 4.收获机 5.导草通道 6.集草沟开沟器 7.镇压轮 8.覆土装置 9.行走履带 10.种沟开沟器 11.排种管 12.割台

1.2 双圆盘开沟机构主要结构参数及工作原理

双圆盘开沟器结构简单，其刃口在前下方集于一点，行成一夹角，工作时两圆盘滚动前进，在一体机收获后的根茬地上作业具有良好通过性，能将土壤切开并推向两侧，行成种沟[19-21]，由于圆盘周边具有刃口，滚动时，可以切割土壤与根茬[22-23]，免耕地与土壤湿度较大时，均可以正常工作，不易黏土、堵塞[24-26]。因此选择双圆盘开沟器匹配于一体机，作为种沟开沟器。由于种沟开沟器安装位置空间有限，双圆盘开沟器直径选择为200 mm，为了保证开沟器开沟宽度，增加回土盖种能力，降低晾籽率[27]，对开沟器圆盘夹角1与聚点位置角1进行设计，已知圆盘夹角、聚点位置角与开沟器直径满足关系式（1）[28]。

式中为开沟宽度，mm；1为双圆盘开沟器直径，mm；1为双圆盘开沟器圆盘夹角，(°)；1为双圆盘开沟器聚点位置角，(°)。根据一体机播种要求，种沟开沟器开沟宽度目标值为30 mm，由于开沟器直径相对较小，为能够容纳排种管，开沟器圆盘夹角设计为15°，将已知参数代入式（1），得聚点位置角为81.4°。

为了便于控制双圆盘开沟器的入土深度、节约开沟器安装空间，采用电动升降装置控制开沟器升降，达到控制开沟器入土深度的目的，整个开沟器机构结构如图2所示，2个铰链分别固定于割台两端底部，2个连接件Ⅱ固定于割台上梁处，2个电动升降装置上端与连接件Ⅱ相连接，连接位置加装仿形弹簧，下端与开沟器相连接，开沟器通过连接杆末端的连接件Ⅰ与转动梁相连接，U型螺栓将连接件Ⅰ锁死在转动梁上，转动梁整插入铰链圆孔中。

双圆盘开沟机构开沟作业时，通过开关控制电动升降装置伸缩杆上下移动，以带动开沟器以转动梁为轴进行转动，当伸缩杆向下移动，开沟器降下；当伸缩杆向上移动，则开沟器收起，达到控制开沟器升降的目的。此种结构设计与安装方式解决一体机开沟器安装位置纵向距离小的问题，电动升降装置方便控制开沟器的入土深度，且能使开沟器在工作与收起状态自如切换。

对学生来说，提高外语学习的效率，在减轻个人负担的同时获得更高的学习质量和外语水平是学习模式优化的主要方向，而预制性词块教学对学习效率的重大优化作用令其得到相当多学生的青睐。在应用了预制性词块的外语教学中，词汇、句子、词块并不是分立的，而是一个被串联起来的系统，学生可以通过对词块的记忆完成对三个外语学习模块的练习和提高，大大提升了学习效率。另外，预制性词块教学显著的应用能效可以令学生意识到，外语并非只是一门要考的课程，更是未来实际能用到的应用工具，是可以伴随自己终身的能力素质，这对学生外语学习积极性的提高有很大帮助。

1.连接杆 2.U型螺栓 3.转动梁 4.连接件Ⅰ 5.连接件Ⅱ 6.仿形弹簧 7.电动升降装置 8.伸缩杆 9.铰链 10.排种管固定装置 11.固定装置固定孔 12.双圆盘开沟器

1.3 双圆盘开沟机构安装位置参数

电动升降装置选用南京理一迅公司生产的YS-603型电动推杆，其输入电压为24 V，最大负载为8 000 N，伸缩杆行程为175 mm，伸缩速度为14 mm/s，伸缩杆完全伸长时，整个升降装置总长L为490 mm。

开沟器机构安装示意图如图3所示，当割台位置放置正常收获位置时，即割台最前端1点距离地面高度为200 mm，此时以地面水平线作为轴，以过割台最前端1点垂线为轴，两线交点为坐标原点，建立坐标系。已知割台最底端可安装铰链点点至行走履带最小距离1为485 mm，开沟器直径为200 mm，因此为避免开沟器在收起时与行走履带发生干涉，设计开沟器圆盘中心点至底端铰链安装点点之间的连接杆长度2为370 mm。

1.割台 2.伸缩杆 3.电动升降装置 4.割台上梁 5.行走履带 6.双圆盘开沟器 7.连接杆

1.Header 2.Expansion link 3.Electric lifting gear 4.Top beam of header 5.Walking tracks 6.Double disc opener 7.Joint lever

注：为坐标圆点；1为割台最前端点；为1点距离地面高度，mm；点为割台最底端铰链安装点；为升降装置上连接点；为升降装置伸缩杆与开沟器连接杆连接点；1为点至行走履带最小距离，mm；2为开沟器中心点至点之间的连接杆长度，mm；为连接杆与水平面夹角，(°)。

Note:represents origin of coordinates;1represents front point of header;represents distance of1point to ground, mm;represents hinged installation point of bottom of header;represents upper connection point of electric lifting gear;represents connection point of expansion link of electric lifting gear with joint lever of double disc opener;1represents minimum distance ofpoint to walking tracks, mm;2represents joint lever length of central point of double disc opener topoint, mm;represents included angle of joint lever with horizontal plane, (°).

图3 双圆盘开沟机构安装位置示意图

Fig.3 Installation position diagram of double disk opener mechanism

对于一体机开沟播种作业，当开沟器入土深度为60 mm时，可满足开沟深度需求，则以升降装置伸缩杆完全伸长时，开沟器最大入土深度2max达到60 mm为设计目标，对升降装置上连接点点至地面距离3进行设计。为了增加升降装置下压力矩，升降装置伸缩杆与开沟器连接杆连接点点应尽量靠近开沟器圆盘，当开沟器最下端入土深度为60 mm时，升降装置伸缩杆完全伸长，此时连接杆与水平面夹角为9°，点至开沟器圆盘中心点纵向距离约为31 mm，此时3满足式（2）。

式中3为升降装置上连接点点至地面距离，mm；L为伸缩杆完全伸长时，整个升降装置总长，mm；为点至开沟器圆盘中心点纵向距离，mm；2max为开沟器最大入土深度，mm；为双圆盘开沟器半径，mm。将已知参数值代入式（2），得3为661 mm。

1.4 开沟器排种管固定装置固定孔中心点至排种管出口中心点横向距离的确定

由于开沟器安装位置与传统形式相比有所改变，因此为了保证从排种管内导出的种子顺利落入种沟内，需要对开沟器排种管固定装置固定孔位置进行改进设计。开沟器排种管固定装置固定孔内插入排种管，起到固定排种管位置的作用，以使从排种管内导出的种子落入开沟器后方种沟内。如图4所示，以排种管出口中心点点为原点，水平方向为横坐标，竖直方向为纵坐标，建立坐标系。排种管插入开沟器排种管固定装置固定孔内，固定孔中心点为点，曲线为抛物线段，为使种子从排种管飞出后具有向后的水平分速度，以便种子在落入种沟时减少滚动与弹跳，从而提高株距稳定性，抛物线段方程应为[28]

式中为排种管固定装置固定孔中心点横坐标；为排种管固定装置固定孔中心点纵坐标；为方程常数项。

1.连接杆 2.开沟器圆盘 3.开沟器排种管固定装置 4.固定装置固定孔 5.排种管

1.Joint lever 2.Disc of opener 3.Fixed device on furrow opener of sowing pipe 4. Fixed hole of fixed device 5.Sowing pipe

注：为坐标圆点；为开沟器排种管固定装置固定孔中心点；为排种管出口中心点；3为固定孔横向距离，mm。

Note:represents origin of coordinates;represents fixed hole central point of sowing pipe’s fixed device on furrow opener;represents exit central point of sowing pipe.3is horizontal distance of fixed hole, mm.

图4 开沟器排种管固定装置位置示意图

Fig.4 Installation position diagram of fixing device of opener seeding tube

已知开沟器直径为200 mm，排种管出口中心点点距离排种管固定装置固定孔中心点垂直距离为160 mm。则排种管固定装置固定孔中心点纵坐标为160，参数取值范围为0～50，将已知参数代入式（3），得开沟器排种管固定装置固定孔中心点横坐标取值范围为−14.6～−18.5，即开沟器排种管固定装置固定孔中心点至排种管出口中心点点横向距离3为14.6～18.5 mm，且在方向上点位于点的负方向。

2 试验方案

2.1 试验设备与材料

试验设备为设计完成的双圆盘开沟机构，安装于一体机种沟开沟器安装位置，一体机牵引双圆盘开沟机构进行开沟作业，作业时排种管插入开沟器排种管固定装置固定孔内，排种器同时进行小麦播种，所播种子为淮麦20号。试验于2017年1月11日－12日在江苏省盐城市响水县黄海农场二分场试验地进行，土壤类型为砂土，土壤含水率为12.8%，平均土壤坚实度为135.4 N/cm3。试验现场如图5所示。

图5 双圆盘开沟机构试验现场

2.2 试验方法与指标

双圆盘开沟机构在开沟播种的工作状态下，有多个因素影响播种质量，主要因素包括机器前进速度、排种器转速、开沟器入土深度、开沟器作业阻力、开沟器排种管固定装置固定孔中心点位置，其中由于排种器动力直接来源于前进履带，从而机器前进速度同时直接影响排种器转速，开沟器作业阻力与开沟器入土深度成正相关，且实际作业证明，开沟器在正常入土深度范围内，开沟器开沟阻力均不会对一体机正常作业产生影响。因此试验因素确定为机器前进速度、开沟器入土深度、开沟器排种管固定装置固定孔中心点至排种管出口中心点横向距离（简称固定孔横向距离），试验时机器前进速度通过一体机无极变速档位调节；开沟器入土深度通过电动升降装置调节；固定孔横向距离通过排种管固定装置平行于前进方向的横向位置调节。试验时，通过调整排种器槽轮开度，将理论播量固定为150 kg/hm2。根据实际作业需要，试验因素试验值范围分别为机器作业速度0.3～1.2 m/s；开沟器入土深度1.5～4.5 cm；固定孔横向距离14.5～18.5 mm。试验因素及试验值范围确定后，采用三因素五水平二次正交旋转组合设计方法安排试验[29]。试验因素水平编码表如表1所示。

为准确全面反映双圆盘开沟机构开沟播种质量，根据GB/T 9478—2005《谷物条播机试验方法》及开沟播种实际情况，选择种子入沟率、各行播种量稳定性变异系数及播种均匀性变异系数作为考察指标。试验每行程测区设计如图6所示，每次行程共播10行，其中选取6行为测定行，试验后用30 cm宽度线框在每个播行内框出测区，每个试验行程重复3次，试验后测量测区内种子数量或质量。

表1 试验因素编码表

图6 试验测区设计示意图

Gu Yaoquan, Jia Honglei, Guo Hui, et al. Design and experiment of sliding knife furrow openner[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2013, 44(2): 38－42. (in Chinese with English abstract)

由验证试验结果可知，种子入沟率为89.4%；各行播种量稳定性变异系数为9.4%；播种均匀性变异系数为9.8%，与理论优化结果相对误差均小于4%，试验结果与优化结果接近，验证了所建模型与优化参数的可行性与准确性，优化后双圆盘开沟机构开沟播种作业指标均满足作业要求。

式中1为种子入沟率，%；1为测区内沟内种子数量，粒；2为测区内所播种子总数量，粒。

1）本文设计将双圆盘开沟器与电动提升装置相结合，安装于本课题组自主研制的稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机上，形成一体机的双圆盘开沟机构，使一体机免耕开沟播种功能得到提升与完善。

各行播种量稳定性变异系数是一体机播种同一长度行程内，各播行内播量分布差异程度。试验后每行程每个播行随机选取3个测区测量其播量，3测区播量平均值作为该行播量，共测3个行程，计算方法如式（5）、（6）、（7）所示，计算结果取3个行程平均值。

根据目标函数与约束条件，利用MATLAB软件进行参数优化，得到一体机双圆盘开沟机构开沟播种作业时，最佳参数组合为：机器前进速度1=0.46 m/s；开沟器入土深度2=3.25 cm；固定孔横向距离3=16.16 mm，此时种子入沟率为90.3%；各行播种量稳定性变异系数为9.3%；播种均匀性变异系数为10.2%。

播种均匀性变异系数是一体机播种时，同一播行内相同长度的距离内，所播下的种子分布均匀程度。试验后每行程每播行随机选取5个测区进行测量，共测3个行程，计算方法如式（8）、（9）、（10）所示。计算结果取各播行平均值。

3 试验结果与分析

3.1 多因素试验结果与方差分析

以机器前进速度1、开沟器入土深度2、固定孔横向距离3为试验因素，以种子入沟率1；各行播种量稳定性变异系数2；播种均匀性变异系数3为试验指标，正交旋转组合试验实施方案及结果如表2所示。试验后采用spss19.0软件对试验数据进行分析处理，分析试验因素对指标值的响应效应，变量之间的响应效应关系用二次多项式回归模型表示，对回归模型中各项回归系数进行方差分析与检验。分析结果如表3所示。

根据表3中所得拟合系数，去除其中的不显著项后，得到响应值与自变量的二次多项式回归模型。其中种子入沟率1、各行播种量稳定性变异系数2、播种均匀性变异系数3所对应的无量纲值分别为1Z、2Z、3Z，机器前进速度1、开沟器入土深度2、固定孔横向距离3所对应的无量纲值分别为1Z、2Z、3Z，则1Z、2Z、3Z关于的1Z、2Z、3Z二次多项式回归方程分别为式（11）、（12）、（13）。

由表3可知，目标函数1Z、2Z、3Z的决定系数分别为0.93、0.91、0.95，说明回归模型具有很高的拟合精度。目标函数1Z、2Z、3Z的失拟项值分别为0.570 7、0.612 0、0.542 5，均大于0.05，说明无失拟因素存在，可以用上述回归方程代替试验真实点对试验结果进行分析[30]。目标函数1Z、2Z、3Z模型显著性值分别为0.007 8、0.004 6、0.009 2，说明该模型具有统计学意义。对于目标函数1Z，因素2Z、3Z、1Z2Z、3Z2非常显著，因素1Z、2Z3Z、2Z2显著；对于目标函数2Z，因素3Z、1Z2非常显著，因素2Z、2Z2、3Z2显著。对于目标函数3Z，因素1Z、2Z非常显著，因素1Z2、2Z2、3Z2显著。表中值表示各个影响因素对试验指标的影响，值越大对试验指标影响越大，各个试验因素对于目标函数1Z和2Z的影响程度从大到小均是：固定孔横向距离3、开沟器入土深度2、机器前进速度1；各个试验因素对于目标函数3Z的影响程度从大到小依次是：机器前进速度1、开沟器入土深度2、固定孔横向距离3。

表2 试验方案和试验结果

表3 二次项模型方差分析

注：<0.01，非常显著，用“**”表示，<0.05，显著，用“*”表示。

Note: Test is highly significant which can be symbolized with “**” whenis less than 0.01. Test is highly significant which can be symbolized with “*” whenis less than 0.05.

3.2 试验因素对种子入沟率响应曲面分析

图7a为固定孔横向距离因素位于中心水平时，机器前进速度因素与开沟器入土深度因素对种子入沟率交互作用的响应曲面。由图7a可知，随着机器前进速度的增大，种子入沟率呈减小趋势，随着开沟器入土深度增大，种子入沟率先增大后减小，当机器前进速度在0.3～0.6 m/s、开沟器入土深度在2.1～4.5 cm范围内时，种子入沟率数值较大。机器前进速度因素与开沟器入土深度因素对种子入沟率影响存在交互作用。

图7b为开沟器入土深度因素位于中心水平时，机器前进速度因素与固定孔横向距离因素对种子入沟率交互作用的响应曲面。由图可知，随着机器前进速度的增大，种子入沟率呈减小趋势，随着固定孔横向距离增大，种子入沟率先增大后减小，当机器前进速度在0.3～1.2 m/s、固定孔横向距离在16.2～17.5 mm范围内时，种子入沟率数值较大。机器前进速度因素与固定孔横向距离因素对种子入沟率影响无交互作用。

图7c为机器前进速度因素位于中心水平时，开沟器入土深度因素与固定孔横向距离对种子入沟率交互作用的响应曲面。由图可知，随着开沟器入土深度与固定孔横向距离的增大，种子入沟率先增大后减小，当开沟器入土深度在1.6～4.4 cm、固定孔横向距离在15.6～17.2 mm范围内时，种子入沟率数值较大。开沟器入土深度因素与固定孔横向距离因素对种子入沟率影响存在交互作用。

在国立北平图书馆的编纂群体中，有一批出生于1900年代前后、入馆及任职编纂时年龄在18至35岁之间的青年编纂（见表4），他们是从事文献整理、编辑与出版事务的主力军。同时，他们凭借图书馆丰富的藏书和自身文献整理的业务经验，逐渐成长为某一知识领域的专家、学者。正如曾是青年编纂群体一员的谢国桢所说：“余与向兄服务于北平图书馆时，是时同馆供职者有赵万里、贺昌群、刘节、王重民诸君，朝夕相处，颇不寂寞。同以编纂之名义，而各治其学之所长，在当时或以为旷职，孰意其后一二十年之皆有所成就，殆所谓百年树人者欤。”［5］

注：响应面试验因素和水平表见表1，响应值见表2。

4 参数优化与验证试验

4.1 影响开沟播种质量因素的参数优化

根据标准JB/T6274.1-2001《谷物条播机技术要求》及一体机开沟播种作业时农艺需求，双圆盘开沟机构在作业时，各行播种量稳定性变异系数与播种均匀性变异系数均要求不高于15%。在此约束条件下，对种子入沟率最大值进行求解，因此目标函数为

约束条件为

4.2 验证试验

根据优化所得影响双圆盘开沟机构开沟播种质量因素的最佳参数组合，于2017年1月12日在黄海农场二分场试验地进行验证试验。其中设定机器前进速度为0.46 m/s；开沟器入土深度为3.25 cm；固定孔横向距离为16.16 mm，以种子入沟率、各行播种量稳定性变异系数、播种均匀性变异系数为试验指标，进行试验，共重复5次，试验结果取平均值，对数据进行处理与分析后，得试验结果如表4所示。

表4 验证试验结果

（5）教学资料分享。整合丰富的教学资料，按栏目划分好，方便学生随时查看下载。同时微信提供的“一键分享”功能可以方便地将某一特定内容分享给他人、微信群或朋友圈，有利于教学资源传播与共享。

5 结论与讨论

所谓客观因素就是行为主体不能把控的原因，它们客观地公平地横亘于每个行为人面前，成为做出正确全面诊断的障碍。而诊断的行为主体主要是指医生。也就是说医生如果遇到干扰诊断的客观原因，云遮雾障，的确会带来不小的困难。当然遇到这种患者，如果能够发现这些因素，并且认真对待，也并非是束手无策的。

2）双圆盘开沟机构影响免耕开沟播种质量的主要因素为机器前进速度、开沟器入土深度、固定孔横向距离。通过二次正交旋转组合试验可得，各试验因素对于种子入沟率与各行播种量稳定性变异系数影响程度从大到小皆依次是：固定孔横向距离、开沟器入土深度、机器前进速度；各试验因素对于播种均匀性变异系数的影响程度从大到小依次是：机器前进速度、开沟器入土深度、固定孔横向距离。

当我们从林德的“需求相似”理论进入“学生是否画得应该像老师”这个问题时，首先要将老师和学生假定为国际贸易中的交易双方，然后探讨为什么很多学生画得像老师这一问题。因为绘画史的发展告诉我们画得像老师的学生已经存在，而且不在少数。

增强议题选择的关联性。正确选择监督议题是监督工作出成果、见实效的前提。近年来，各级人大常委会把党委决策部署、政府着力推动、群众关心关注的重大事项作为监督的重点，取得了较好的效果。但监督议题的选择往往缺少系统性，每年的监督议题呈现出碎片化的特点，议题之间缺乏内在的延续性，导致监督方向不明、整体效果不佳。因此，增强人大监督的计划性、系统性就显得十分重要。

3）通过优化得影响双圆盘开沟机构开沟播种质量因素最佳参数组合为机器前进速度为0.46 m/s；开沟器入土深度为3.25 cm；固定孔横向距离为16.16 mm，此时理论种子入沟率为90.3%；各行播种量稳定性变异系数为9.3%；播种均匀性变异系数为10.2%。保持试验因素值与优化值一致，进行验证试验，结果可知种子入沟率为89.4%；各行播种量稳定性变异系数为9.4%；播种均匀性变异系数为9.8%，与理论优化结果相对误差均小于4%，验证了所建模型与优化参数的可行性与准确性。

虽然本开沟器机构所作业的土壤已经过覆土镇压作业，由于其免耕地的特性，因此仍存在地表相对不平的特征，则要求每个开沟器都应具有仿形结构，但由于安装空间的限制，本双圆盘开沟器机构的仿形装置位于整套机构的上部，而并不是每个开沟器都具有仿形结构，因此在实际田间作业时会存在一定程度的开沟深度差异问题，此问题是本开沟机构下一步应重点解决问题。

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[6] 苟文，马荣朝，杨文钰，等. 小麦免耕播种机开沟器的设计[J]. 农业工程学报，2012，28(增刊1)：21－25.

Qin Kuan, Ding Weimin, Fang Zhichao, et al. Design and experiment of seeding system for harvest ditch and stalk-disposing machine[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2017, 48(5): 54－62. (in Chinese with English abstract)

[7] 陈玉仑，丁为民，汪小旵，等. 稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机设计[J]. 农业机械学报，2009，40(8)：62－66.

其他图案也可以用此种延伸式方法计算。由于八边形为中心对称图形，八个角均为对称，八边形式密码计算可以以其中一个点为初始点研究，统计完毕后乘以八(角的个数)即可。

Chen Yulun, Ding Weimin, Wang Xiaochan, et al. Design of harvest ditch and stalk-disposing machine[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2009, 40(8): 62－66. (in Chinese with English abstract)

[8] 陈玉仑，丁为民，方志超，等. 全喂入式联合收割机碎草脱粒装置的改进设计[J]. 农业工程学报，2013，29(24)：11－16.

Chen Yulun, Ding Weimin, Fang Zhichao, et al. Improved design of straw-cutting type threshing mechanism of full-feeding combine harvester[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(24): 11－16. (in Chinese with English abstract)

[9] 陈玉仑，丁为民，杨宏图，等. 墒沟集草型稻麦联合收获机设计与试验[J]. 农业机械学报，2012，43(增刊1)：73－78.

Chen Yulun, Ding Weimin, Yang Hongtu, et al. Design and experiment of combine harvester with function of stalk-discharging to ditch[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2012, 43(Supp.1): 73－78. (in Chinese with English abstract)

[10] 陈玉仑，丁为民，姚立健，等. 稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机开沟功耗研究[J]. 南京农业大学学报，2010，33(2)：101－104.

Chen Yulun, Ding Weimin, Yao Lijian, et al. Research on power consumption of ditcher device of harvest ditch and stalk-disposing machine[J]. Journal of Nanjing Agricultural University, 2010, 33(2): 101－104. (in Chinese with English abstract)

一分部署，九分落实。当前，民营经济新一轮大发展的号角已经吹响。我们要认真贯彻落实习近平总书记在民营企业座谈会上的重要讲话精神，按照省委的安排部署，坚定信心、鼓足干劲、奋发图强，以实际行动真正让民营经济创新源泉充分涌流、创造活力充分迸发，为谱写陕西追赶超越新篇章再立新功！

[11] 方志超，陈玉仑，丁为民，等. 稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机喷菌装置的设计及试验[J]. 农业工程学报，2015，31(14)：32－38.

Fang Zhichao, Chen Yulun, Ding Weimin, et al. Design and test of bacteria spraying device for harvest ditch and stalk disposing machine[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(14): 32－38. (in Chinese with English abstract)

[12] 方志超，陈玉仑，丁为民，等. 稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机行走及脱粒性能改进[J]. 农业工程学报，2015，31(18)：26－33.

Fang Zhichao, Chen Yulun, Ding Weimin, et al. Improvement of walking stability and threshing performance for harvest ditch and stalk-disposing machine[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(18): 26－33. (in Chinese with English abstract)

2.3 基因重排 动物体存在多种免疫球蛋白，而基因重排是产生免疫球蛋白多样化的主要机制。基因重排机制首先在鸡中被发现，鸡免疫球蛋白重链和轻链的可变区(V区)基因上游存在大量的假基因，这些假基因插入并置换重排V区的同源序列，从而使免疫球蛋白呈现多样化[14]。类似的功能基因和假基因间的基因重排导致的抗体多样性例子在其他脊椎动物中都能发现。

[13] 方志超，刘玉涛，丁为民，等. 微生物菌喷施对集沟还田稻麦秸秆的影响[J]. 农业工程学报，2015，31(23)：187－194.

Fang Zhichao, Liu Yutao, Ding Weimin, et al. Effect of microbial spraying on wheat and rice straw returning to ditch[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(23): 187－194. (in Chinese with English abstract)

[14] 陈玉仑，丁为民，方志超，等. 联合收获免耕直播机开沟分土装置抛土性能研究[J]. 南京农业大学学报，2013，36(6)：135－140.

Chen Yulun, Ding Weimin, Fang Zhichao, et al. Soil dispersing performance research of ditcher and reflector of machine with combinative harvesting and no-till planting[J]. Journal of Nanjing Agricultural University, 2013, 36(6): 135－140. (in Chinese with English abstract)

构建完最优路径规划模型后，最优路径规划便化为了简单的混合整数非线性规划问题。其求解方式很多，不再赘述。每次的规划路径输出以后经过一个小延时，便开始进行下一轮的规划，由此便能实现实时路径规划。该流程能够保证在充电站稀疏地区和密集地区，用户的实际需求均能得到满足。

[15] 何进，王庆杰，李洪文，等. 华北一年两熟区免耕开沟种床对农田作物生长的影响[J]. 农业机械学报，2013，44(8)：50－62.

He Jin, Wang Qingjie, Li Hongwen, et al. Effect of no-till opening seedbed on crop growth in annual double cropping areas in northern China[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2013, 44(8): 50－62. (in Chinese with English abstract)

[16] 姚宗路，高焕文，王晓燕，等. 小麦免耕播种机开沟器对作物生长的试验研究[J]. 农业工程学报，2007，23(7)：117－120.

研究结果表明，在恩施烟区海拔540～1 680 m范围内，中部烟叶烟碱和总氮含量与海拔高度呈正相关，还原糖和钾含量以及主要化学成分指标派生值与海拔高度呈负相关，但均未达显著水平，而化学成分协调性得分则与海拔高度呈显著负相关，说明中部烟叶各主要化学成分指标及其派生值与海拔高度的相关性不甚密切，比较而言，化学成分协调性受海拔高度影响相对较大，随着海拔升高，协调性逐渐降低。这一结果与朱兴党［10］、王彪等［11］、沈燕金等［12］的研究结果基本一致，而与高林等［8］、曹学鸿等［9］的研究结果相反，这可能是由于取样海拔高度的差异造成的。

Yao Zonglu, Gao Huanwen, Wang Xiaoyan, et al. Effect of three furrow openers for no-till wheat seeder on crop growth performance[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2007, 23(7): 117－120. (in Chinese with English abstract)

[17] 顾耀权，贾洪雷，郭慧，等. 滑刀式开沟器设计与试验[J].农业机械学报，2013，44(2)：38－42.

种子入沟率是开沟器开沟播种后，所播种子在种沟内的概率，试验后每行程随机选取3个测区进行测量，共测3个行程，计算方法如式（4）所示，计算结果取3个行程平均值。

对于银行监管部门来说，监管部门根据县域村镇银行的各项经营和风险指标进行综合排名，根据排名状况将村镇银行划分为:好(Ⅰ)、中(Ⅱ)、差(Ⅲ)三类，三类主体的经营状况和风险水平均有较大差异，其中Ⅰ类村镇银行经营状况良好，风险水平较低;Ⅲ类村镇银行经营状况最差，风险问题突出;Ⅱ类村镇银行属于中等水平。假定监管技术对三类村镇银行的监管效果具有同质性，监管部门对II类村镇银行维持监管强度θ不变，对I类监管强度低于θ，对Ⅲ类监管强度高于θ，并且分类监管下总成本与常规监管总成本相同。

[18] 秦宽，丁为民，方志超，等. 稻麦联合收获开沟埋草一体机播种系统设计与试验[J]. 农业机械学报，2017，48(5)：54－62.

Gou Wen, Ma Rongchao, Yang Wenyu, et al. Design of opener on no-till wheat seeder[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2012, 28(Supp.1): 21－25. (in Chinese with English abstract)

[19] 赵淑红，蒋恩臣，闫以勋，等. 小麦播种机开沟器双向平行四杆仿形机构的设计及运动仿真[J]. 农业工程学报，2013，29(14)：26－32.

Zhao Shuhong, Jiang Enchen, Yan Yixun, et al. Design and motion simulation of opener with bidirectional parallelogram linkage profiling mechanism on wheat seeder[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(14): 26－32. (in Chinese with English abstract)

[20] 于建群，钱立彬，于文静，等. 开沟器工作阻力的离散元法仿真分析[J]. 农业机械学报，2009，40(6)：53－57.

Yu Jianqun, Qian Libin, Yu Wenjing, et al. Working resistance opener discrete element simulation analysis[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2009, 40(6): 53－57. (in Chinese with English abstract)

[21] Zhang Xiangcai, Li Hongwen, Du Ruicheng, et al. Effects of key design parameters of time furrow opener on soil seedbed properties[J]. Int J Agric & Biol Eng, 2016, 9(3): 67－80.

[22] 贾洪雷，郑嘉鑫，袁洪方，等. 仿形滑刀式开沟器设计与试验[J]. 农业工程学报，2017，33(4)：16－24.

Jia Honglei, Zheng Jiaxin, Yuan Hongfang, et al. Design and experiment of profiling sliding-knife opener[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(4): 16－24. (in Chinese with English abstract)

[23] 赵淑红，刘宏俊，谭贺文，等. 仿旗鱼头部曲线型开沟器设计与性能试验[J]. 农业工程学报，2017，33(5)：32－39.

Zhao Shuhong, Liu Hongjun, Tan Hewen, et al. Design and performance experiment of opener based on bionic sailfish head curve[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(5): 32－39. (in Chinese with English abstract)

[24] James B B, Jack M A D, John M F. Minimising soil disturbance and reaction forces for high speed sowing using bentleg furrow openers[J]. Biosyst Eng, 2016, 25(8): 53－64.

[25] 赵淑红，刘宏俊，张先民，等. 滑推式开沟器设计与作业性能优化试验[J]. 农业工程学报，2016，32(19)：26－34.

Zhao Shuhong, Liu Hongjun, Zhang Xianmin, et al. Design and optimization experiment of working performance of sliding push opener[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(19): 26－34. (in Chinese with English abstract)

[26] 狄英凯. 滑刀式缺口圆盘开沟器的设计与试验研究[D]. 长春：吉林大学，2013.

Di Yingkai. Design and Experiment of Sliding-knife Notched Disc Opener[D]. Changchun: Jilin University, 2013. (in Chinese with English abstract)

[27] 王庆杰，姚宗路，高焕文，等. 楔刀型免耕开沟器设计与试验[J]. 机械工程学报，2008，44(9)：177－182.

Wang Qingjie, Yao Zonglu, Gao Huanwen, et al. Design and experiment on a wedge shaped no-tillage opener[J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2008, 44(9): 177－182. (in Chinese with English abstract)

[28] 中国农业机械化科学研究院. 农业机械设计手册[M]. 北京：中国农业科学技术出版社，2007.

[29] 秦宽，丁为民，方志超，等. 复式耕整机耕深与耕宽稳定性分析与试验[J]. 农业工程学报，2016，32(9)：1－8.

Qin Kuan, Ding Weimin, Fang Zhichao, et al. Analysis and experiment of tillage depth and width stability for plowing and rotary tillage combined machine[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(9): 1－8. (in Chinese with English abstract)

[30] 邱进，吴明亮，官春云，等. 动定刀同轴水稻秸秆切碎还田装置结构设计与试验[J]. 农业工程学报，2015，31(10)：11－19.

Qiu Jin, Wu Mingliang, Guan Chunyun, et al. Design and experiment of chopping device with dynamic fixed knife coaxial for rice straw[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(10): 11－19. (in Chinese with English abstract)

Design and parameteroptimization of double disk opener mechanism for harvest ditch and stalk-disposing machine

Qin Kuan, Ding Weimin※, Fang Zhichao, Du Taotao, Zhao Siqi

(,,210031,)

In order to advance the seeding quality of harvest ditch and stalk-disposing machine that our research group designed and fabricated, a double disk opener mechanism was designed combining with the harvest ditch and stalk-disposing machine. An electric lifting device wasintegrated into double disk opener mechanism installed underneath sowing box of the harvest ditch and stalk-disposing machine. To improve the working performance of double disk opener mechanism, the structure and installation parameters of the double disk opener mechanism were calculated. The diameter of double disk opener was 200 mm，the disc included angle of double disk opener was 15°, the accumulation point angle of double disk opener was 81.4°, the maximum entering soil depth of double disk opener was 60 mm, the joint lever length of central point of double disc opener to hinged installation point of bottom of header was 370 mm and the distance of upper connection point of electric lifting gear to ground was 661 mm. The three work factors, forward speed of machine, furrow depth of double disk opener, and horizontal distance of fixed hole central point of sowing pipe’s fixed device on furrow opener to exit central point of sowing pipe (shortened horizontal distance of fixed hole), impacted quality of furrow and drill mainly. In order to optimize working quality parameters of double disk opener mechanism, a central composite design method of second order regression orthogonal rotation was carried out. In the experiment, the three work factors were used as the experiment factors and the rate of seeds into the ditch, each row seeding stability coefficient of variation, and seeding uniformity coefficient of variation were used as experiment indicators. In the experiment, forward speed of machine was 0.3-1.2 m/s, furrow depth of double disk opener was 1.5-4.5 cm, and horizontal distance of fixed hole was 14.5-18.5 mm. The variance analysis results of orthogonal experimental showed that among the three factors in the experiment, the horizontal distance of fixed hole had the greatest influence on the rate of seeds into the ditch and each row seeding stability coefficient, while the forward speed of machine had the least influence on the rate of seeds into the ditch and each row seeding stability coefficient, and forward speed of machine had the greatest influence on the seeding uniformity coefficient of variation, while the horizontal distance of fixed hole had the least influence on the seeding uniformity coefficient of variation. Through the MATLAB software, we optimized values of the three factors, and the optimized results showed that the optimal value of forward speed of machine was 0.46 m/s, furrow depth of double disk opener was 3.25 cm, and horizontal distance of fixed hole was 16.16 mm. When the three factors reached the optimal values, the value of the rate of seeds into the ditch was 90.3%, value of each row seeding stability coefficient of variation was 9.3% and value of seeding uniformity coefficient of variation was 10.2%. The validation experiment was carried out for making the rationality of optimal values. The validation experiment showed that when the values of three factors were the same as optimize values, the value of the rate of seeds into the ditch was 89.4%, value of each row seeding stability coefficient of variation was 9.4% and value of seeding uniformity coefficient of variation was 9.8%. The relative error was below 4% of experiment values with optimal values, which validated the optimal values of the three factors.

mechanization; optimization; crops; no-tillage; furrow and drill; double disc opener; lifting appliance

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.18.004

S225.3

A

1002-6819(2017)-18-0027-09

2017-03-07

2017-07-23

国家科技支撑计划项目资助（2013BAD08B04）

秦 宽，男，安徽蚌埠人，博士生，主要研究方向为农业机械化装备。南京 南京农业大学工学院，210031。Email：qinkuan_njau@163.com

丁为民，男，安徽合肥人，教授，博士生导师，主要从事农业机械化装备研究。南京 南京农业大学工学院，210031。Email：wmding@njau.edu.cn