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马铃薯是全球第四大主要粮食作物,仅次于水稻、小麦和玉米。宁夏回族自治区是我国北方马铃薯主要产区之一,马铃薯种植面积约占全自治区农作物种植总面积的14.2%,其中固原市马铃薯种植面积约占全自治区马铃薯种植总面积的2/3。马铃薯已成为当地第一大粮食作物,对发展地区经济、增加农民收入起重要作用。由于该区气候干旱、降水不均,为利于保墒,当地农艺专家经过多年研究和生产实践,提出了“马铃薯起垄覆膜集雨垄沟播种”的种植模式。本文在深入研究该种植模式的基础上,农机与农艺相结合,研制了与之配套的2CM-2马铃薯起垄覆膜播种机,并进行了样机的田间试验。本文主要研究内容和结论如下:(1)深入研究了宁夏固原马铃薯种植模式——“起垄覆膜集雨垄沟播种”,起垄区(集雨区)与播种区(种植带)相间,垄宽400(或500)mm,垄两侧50mm处开沟播种,播种区宽600mm;垄面覆膜作集雨面;播种株距300mm±30mm。确定了本马铃薯播种机整体方案,该机为悬挂式单垄双行作业机,地轮驱动链勺式排种,一次作业可以完成开沟、起垄、覆膜、播种4道工序,能满足500mm和600mm两种行距以及270mm、300mm、330mm三种株距的播种要求。(2)对样机关键零部件进行了设计和计算,完成了虚拟样机装配。设计了能满足开沟和起垄要求的整体式开沟起垄器和能满足两种播种行距要求的非对称种箱;对勺式排种器、机架等关键零部件进行了设计和参数计算,并利用Pro/E软件完成了所有零部件的三维造型和整机虚拟样机装配。(3)利用EDEM离散元仿真软件模拟了勺式排种器排种过程。为改善马铃薯播种机漏播和重播问题,对种箱结构进行了改进,在箱体内增加了种箱挡板,并在箱底增加了种薯搅动板。利用EDEM软件建立了切块种薯模型和排种装置模型,模拟种箱挡板开口不同值及搅动板不同转速时种勺取种过程,比较种勺漏种率和重种率,仿真结果表明:当种箱挡板开口值为300mm时种勺取种效果最佳;搅动板对改善种勺取种作用不明显。(4)完成了零部件制造和样机装配,设计了田间试验考察样机性能,对试验过程中反映出的问题提出了改进措施。试验表明该机能完成开沟、起垄、覆膜、播种4道工序,且作业质量达到设计要求,作业过程中不存在撕膜的现象;该机播种合格指数85.03%,重种指数8.50%,漏种指数6.46%,行距平均值506.96mm,符合农艺及《马铃薯种植机技术条件GB/T25417-2010》标准的相关要求。