基于MATLAB与MFBD仿真的马铃薯育种小区穴播装置设计与试验研究

《Computers and Electronics in Agriculture》：Design and test of potato plot breeding hole sowing device based on MATLAB and MFBD simulation

本推荐语针对马铃薯育种小区播种中机械化程度低、劳动强度大及现有机具适配性不足等问题，介绍一种基于平面携种穴播原理的新型装置。通过MATLAB APP Designer平台开发人机交互可视化辅助设计软件，优化机构参数并结合Recurdyn进行安全仿真验证。试验表明：该装置在0.3–0.5 m·s?1作业速度下，重播率（3.44–4.21%）、漏播率（3.60–4.49%）、株距变异系数（4.27–5.60%）及播深合格率（93.65–94.82%）均符合育种播种质量要求，为马铃薯育种机械化提供了有效技术支撑。

　　

Highlight

Agronomic requirements for sowing potato plots for seed breeding

研究基于北方单作区马铃薯传统杂交遗传改良试验中的无性系薯种播种开展。马铃薯育种试验小区播种的农艺要求如图1所示：每个品种连续播种10株，株距200 mm，播深120 mm；同一垄上两个品种间预留1000 mm宽隔离带，以区分不同品种并便于田间管理。

Results and analysis of planar seed-carrying and hole-sowing device kinematic simulation process

利用设计的运动学仿真分析软件初步确定平面携种穴播装置的尺寸参数后，在软件界面中调整某一参数并保持其他参数不变，实时观察软件轨迹图像显示区中相对与绝对轨迹的变化，同时监测关键参数数值的变化。通过人机交互方式优化得到最优机构参数组合，确保穴播器运动轨迹符合播种农艺要求。

Conclusions

本研究针对马铃薯育种小区试验播种农艺要求，设计了一种平面携种穴播装置。通过建立机构约束条件与运动学模型，基于MATLAB App Designer平台开发了人机交互可视化辅助设计软件，通过交互优化确定了穴播器运动轨迹与机构关键参数，并结合Recurdyn进行结构安全验证。试验表明该装置可满足马铃薯育种小区播种作业质量要求。