曾 山，徐 卓，于开鑫，马立刚，文智强，杨文武,4，臧 英
（1.华南农业大学工程学院,广州 510642；
2.岭南现代农业科学与技术广东省实验室，广州 510642；
3.南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室,广州 510642；
4.岭南现代农业科学与技术广东省实验室茂名分中心,广东茂名 525000）
蔬菜作为仅次于粮食的第二大作物，为我国农村居民的提高作出巨大贡献[1]。根据《中国统计年鉴-2020》农业普查数据表明，全国蔬菜的种植面积将近3 亿hm2，占农作物总播种面积的12.57%，总产量接近7 亿t[2]，用于蔬菜种植的机械，借助于以内燃机为动力的大田机械，尺寸结构大、操作不灵活、污染环境[3]，其科技含量远低于发达国家的平均水平，传统的蔬菜种植模式采用人工撒播为主，人工撒播存在劳动力不足、效率低等缺点，因此我国急需提高机械化种植水平。
当前对于蔬菜播种机国内外学者均有一定程度的研究，德国LEMKEN 公司[4]生产的Solitair 气吸式精量播种机可播种谷物、油菜等，一次性完成播种和施肥作业，日本矢崎公司生产的SYV-M600W 蔬菜播种机，前轮为电机马达驱动，电池使用时长可达3.5 h，可实现小粒蔬菜种子的播种，但排种器采用机械式，播种精度低且排种过程中易损伤种子。廖宜涛等[5]开发了一种遥控型精密蔬菜播种机，经测试可应用于实际的农业生产。袁博等[6]研发了一款电机驱动的蔬菜播种机，结合各类算法，保证直线度和株距的要求，进行田间试验。郝朝会等[7]针对作业适应性差、转弯半径大等问题设计了一款多功能动力底盘，试验结果表明能够满足田间管理作业要求。德易播机械发展公司生产的DB-S03系列自走式蔬菜播种机，爬坡能力强，仅适用于小区域作业且燃油发动机作为动力，空气污染较为严重[8]。目前国内对于自走式蔬菜播种机的研发处于试验阶段，未见成熟的播种机产品报道。
电动农机的使用可减少碳排放和噪声污染，减轻劳动强度，降低田间作业的成本[9]。针对以上问题，本研究设计了一种自走式蔬菜播种机，排种器采用一种小粒种气吸式排种器，对整机底盘部分展开研究，从动力学角度出发运用Recurdyn 仿真软件对底盘性能进行仿真分析，结合仿真分析和田间试验结果，验证整机设计的合理性和可靠性，为自走式蔬菜播种机的研究提供依据和参考。
1.1 设计要求
自走式蔬菜播种机田间作业环境更为复杂，轮胎与土壤之间的摩擦力、轮陷后的打滑和行驶阻力等因素对于电机牵引力要求极高。因此，要求底盘配套的电机功率大、最小转弯半径较小和最小离地间隙能适应实际生产垄面的要求。（1）采用电机驱动，配套动力为3 kW 的直流驱动电机，并配有减速传动装置，行驶速度0～1 m·s-1可调，驾驶员在触摸屏上操作，机器可实现行走、转弯和倒退等作业活动，一次完成开沟、播种、覆土和镇压；
（2）转向方式为差速转向，较小的转弯半径能适应复杂的田间作业环境；
（3）最小离地间隙290 mm，轮距1 405 mm，需保证通过田间高200 mm，宽1 000 mm 的垄，为适应不同的垄面，设计有提升机构；
（4）机架作为承重部分，采用矩形框架式结构，材料选用Q235方管60 mm×60 mm×4 mm；
（5）加工装配要求较高，需保证机械强度和刚度和机架的焊接质量、保证镇压轮与机架间的焊接质量，行走途中不会因阻力过大导致镇压轮与机架间焊接位置发生断裂。
1.2 整机结构和工作原理
自走式蔬菜播种机底盘主要由机架、行走机构、驱动部分及各部分相关配件组成，总体结构如图1。机架上设置有提升电机、电箱、播种机构、减震器、仿形机构和镇压轮等工作装置（图2）。底盘驱动部分采用直流伺服电机作为整机行走机构动力来源，电机分别与前轮直接连接，并配套减速传动装置，整机通过驾驶员在触摸屏设置各种作业模式实现前进、倒退和转弯，满足在田间的设计需求；
机架上设置有提升电机，能够调节播种单体的高度，从而适应不同高度的垄面，提高播种机的适应性；
浮动机构具有单体仿形的功能，在播种垄面不平整的状态下，保证排种器与垄面的相对高度保持一致；
播种部分主要包括双圆盘开沟器、落种管、前后镇压轮和气吸式排种器，可一次性完成开沟、播种、覆土和镇压作业活动。自走式蔬菜播种机底盘主要参数如表1。
表1 自走式蔬菜播种机底盘主要技术参数Table 1 Main technical parameters of Self-propelled vegetable seeder chassis
图1 自走式蔬菜播种机Figure 1 Self-propelled vegetable seeder
图2 自走式蔬菜播种机底盘Figure 2 Self-propelled vegetable seeder chassis
1.3 关键部件设计
1.3.1 机架结构设计 机架的重量及其分布和动静态特性直接影响整机的转向、越坎和通过性能[9]，整机机架设计为矩形框架式架构焊接而成，材料为国标Q235方管60 mm×60 mm×4 mm，将驾驶员站立位置设置在机架后方设有保护杆，视野较好。为保证整机重心保持平衡，播种机构设置在机架中部位置，发电机放置在机架前部，驾驶员触摸操作平台、提升电机和提升机构设置于机架中后方位置，结构示意如图3。
图3 自走式蔬菜播种机机架示意图Figure 3 Self-propelled vegetable seeder frame diagram
1.3.2 机架静力学仿真
1.3.2.1 模型建立 本研究的蔬菜播种机机架主体是焊接而成，为提高计算速度，对播种机整机进行简化：（1）删除播种机构、仿形机构、电箱等与分析底盘无关机构，对相关部位在分析过程中施加力、扭矩。（2）对于机架的强度进行校核，处理焊缝和机架主梁一体，不考虑焊接对车架材料的影响，忽略部分焊接。模型另存为X_T格式并导入Ansys Workbench软件中。
1.3.2.2 设置材料属性 本机机架采用Q235碳素钢材料特性进行设置，该材料性能参数如表2。
表2 材料性能参数Table 2 Material performance parameters table
1.3.2.3 网格划分 网格划分采用系统默认配置，网格大小设置为5 mm 的四面体网格，软件中查看结果显示为1 475 759个节点，512 356个单元，网格划分如图4。
1.3.2.4 求解及分析 由图5 可知，在所设定的负载下机架最大变形位置在驾驶员支撑踏板结构上，最大变形量为4.080 5 mm，车架的最大等效应力同样在驾驶员支撑踏板结构上，为182.4 MPa。Q235 材料屈服强度为235 MPa，取安全系数n=1.2[11]，由公式可知许用应力为195 MPa，本次分析结果中最大等效应力182.4 MPa，小于许用应力195 MPa，满足要求。
图5 机架静力学分析Figure 5 Static analysis of the frame
1.3.3 提升机构的设计 在实际生产中，所起垄面高度和宽度分别为200 mm 和1 000 mm[12]，为使蔬菜播种机在作业过程中能适应不同垄面，本研究设计了一种通过电机控制的提升机构，工作原理为提升电机的输出端与螺杆连接，提升杆与螺杆连接并可沿螺杆的长度方向移动，两块限位板分别位于提升杆的两端，通过螺栓固定在机架，限位板开有沿竖直方向分布的限位孔，提升杆的两端可移动地设置于对应的限位孔中。在垄面有高低落差的时候，保证排种器与垄面的相对高度保持一致，确保播种穴距稳定，结构示意如图6。
图6 提升机构示意图Figure 6 Diagram of lifting mechanism
1.3.4 行走系统的设计 行走系统包括驱动轮、转向轮和驱动控制部分，前后轮分别采用直径为650 mm 和400 mm的人字形花纹轮胎，驱动控制部分设置有三菱可编程控制器，驱动电机通过驱动轴与驱动轮直接连接，减少经驱动电机传往驱动轮的能量损失，结构示意如图7。
图7 行走机构示意图Figure 7 Walking mechanism diagram
行驶过程中工作阻力包括开沟阻力和行驶阻力，设定播种机的最高行驶速度为1 m·s-1，理论计算可分别得到开沟阻力和行驶阻力数值，最终确定电机功率。
2.1 开沟阻力与功率
双圆盘开沟器两圆盘相交位置的点为聚点m，聚点m 位置如图8，m 的位置高，开沟器开出的沟宽大，聚点m 的位置低，会使得大部分土壤从聚点m 上方进入到开沟器之间，造成夹土而缩短轴承使用寿命，聚点m 的位置常用β角表示[13]，β取值一般为55～75°[14]，本研究参考国家标准及众多文献β值取65°。圆盘夹角越大，开出的沟也就越宽，增加了开沟器在工作过程中的阻力，但圆盘角度过小，导致开沟器与排种管的装配存在问题，参考农业机械设计手册，双圆盘夹角范围一般在9～16°，本研究圆盘夹角Φ取14°。参考黄明等[15]方法计算单个双圆盘开沟器的工作阻力：
图8 双圆盘聚点位置Figure 8 Double disc spotting position
式中：Pt为常用耕速下额定牵引力（N）；
n为配套犁体系数，取1；
ηt为牵引力利用系数，取0.8；
a为开沟器工作深度（mm）；
K为土功率消耗，取65 kPa。
式中：Dp为圆盘直径（mm）；
β为聚点m的位置（°）；
Φ圆盘夹角（°）。
开沟器直径Dp为120 mm，β为65°，Φ为14°，a为30 mm，由式(2)和式(1)得到宽度和工作阻力分别为8.44 mm 和20.6 N，配套开沟器为10 个。故总的开沟器阻力206 N，最高行驶速度为1 m·s-1，故开沟器消耗功率为206 W。
2.2 行驶阻力与功率
播种机行驶途中，驱动轮受到来自地面切向和法向作用力，受力分析如图9。
图9 驱动轮受力图Figure 9 Drive wheel force diagram
播种机加速上坡行驶方程式为：
式中：m为满载质量（kg）；
g为重力加速度，取9.8 m·s-2；
f为滚动阻力系数，取0.25；
γ为坡度角（°）；
Fj为加速阻力（N）；
Fw为空气阻力（N）。
对大部分农耕土地来说，最大坡度角不超过25°[15]，满载质量为560 kg，坡度角为25°，由式(3)可得行驶阻力约为1 823 N，行驶消耗功率为1 823 W。
2.3 消耗总功率
消耗总功率为开沟阻力功率和行驶阻力功率之和，已知最高行驶速度为1 m·s-1，故消耗的总功率为2 029 W。在土壤中作业与柏油路相比，牵引功率下降较快，有效功率仅为55%[17]，本研究电机选型在消耗总功率基础上留50%的后备功率，由式(4)可得电机功率为3 044 W，因此选用两个1.5 kW 的直流伺服电机作为整机动力来源。
式中：Pw为电机功率（W）；
P为消耗总功率（W）；
2.4 主要元件的选型
2.4.1 电机的选型 本研究选取一种直流伺服电机，电机主要技术参数表如表3。
表3 电机技术参数Table 3 Motor technical parameter table
功率、转速和转矩的关系为：
式中：Pw为电机功率（kW）；
V为行驶速度（m·s-1）；
n为电机额定转速（r·min-1）；
F为牵引力（N）；
T为电机额定扭矩（N·m）；
η为传动效率。将式(5)和式(6)联立得牵引力为1 500 N，所选电机可提供3 000 N的牵引力，满足作业需求。
2.4.2 减速机的选配 放置电机和减速机空间位置有限，计划采用电机动力输出轴与减速机动力输出轴之间成90°的传动形式，最终选择蜗轮蜗杆减速机作为本机的减速传动装置。图10为电机与减速机三维装配图。
图10 电机减速机装配图Figure 10 Motor reducer assembly diagram
参考梁健明研究[18]已知输出轴转速、驱动轮半径和车速可得到最小传动比imin：
式中：imin为减速机最小传动比；
nmax为电机额定转速（r·min-1）；
r为驱动轮半径（mm）；
代入式(7)可得imin≤68.1，故取减速比为60。
3.1 越坎性能分析
播种机在田间进行作业活动时需翻越田埂，因此，越坎性能是评价播种机底盘性能好坏的标准之一，越坎时播种机速度较低，可简化为静力学问题进行研究[19]。忽略空气阻力和加速阻力，对播种机进行简化，前轮越坎受力分析如图11。
图11 前轮越坎受力分析Figure 11 Analysis of the force on the front wheel over the bump
前轮越坎力学平衡方程为：
式中：Fn1为地面对驱动轮的法向作用力（N）；
Fn2为地面对后轮的法向作用力（N）；
α为驱动轮与障碍物的夹角（°）；
L1为轴距（mm）；
L2为重心到后轮轴的距离（mm）；
ψ为附着系数，0.5；
h1为前轮越坎高度（mm）。
后轮越坎受力分析如图12。
图12 后轮越坎受力分析Figure 12 Force analysis of rear wheel crossing bump
后轮越坎力学平衡方程为：
参考汽车理论在潮湿路面下附着系数取值范围在0.5～0.6，本研究附着系数ψ取0.5，代入式(8)和式(9)得到的前后轮最大越坎高度分别为113.15 mm和69.86 mm。
3.2 稳定性能分析
3.2.1 横向稳定性 当播种机以静止状态停放在坡道上而不产生翻倾的最大坡度角即为横向极限翻倾角，对播种机各部分简化并作受力分析，受力分析如图13。
图13 播种机底盘侧倾稳定性示意图Figure 13 Diagram of seeder chassis lateral stability
当播种机在坡道上处于静止状态时，以Fn3为支撑点列出侧倾力矩。
式中：Fn3、Fn4为土壤垂直反力（N）；
Fz3、Fz4为轮胎平行于坡面的力（N）；
B为轮距（mm）；
h为重心垂直于坡面的距离（mm）；
播种机不发生倾翻的条件是Fn4≥0[20]，即横向极限翻倾角为：
代入式(11)可得横向极限倾翻角θ为46.8°。
3.2.2 纵向稳定性 图14和图15分别为自走式蔬菜播种机底盘纵向稳定示意图，忽略空气阻力和轮胎变形，假设在坡面上不发生失稳，重点研究其倾翻临界角[21]。
图14 上坡状态示意图Figure 14 Diagram of uphill condition
图15 下坡状态示意图Figure 15 Downhill state diagram
上坡状态下力学平衡方程：
式中：Fn1为地面对前轮法向作用力（N）；
Fn2为地面对后轮法向作用力（N）；
Ft1为地面对前轮切向作用力（N）；
Ft2为地面对后轮切向作用力（N）；
αlim为纵向倾翻角；
L1为轴距（mm）；
L2为重心到后轮轴距离（mm）；
h为重心垂直于坡面的距离（mm）。
播种机在上坡工况发生极限翻倾，则此时地面对前轮的法向作用力和地面对于前轮的切向作用力同时为0，由力学平衡方程可得上坡时极限翻倾角：
播种机在下坡工况发生极限翻倾，则此时地面对后轮的法向作用力和地面对于前轮的切向作用力同时为0，由力学平衡方程可得下坡时极限翻倾角：
由式(13)和式(14)可知，重心越低，整机抗翻倾能力越强。在SolidWroks 2020中确定重心位置，用软件中测量功能测得轴距为1 692 mm，重心垂直于坡面的距离为660 mm，重心到后轮轴的距离为912 mm，代入式(13)和式(14)，得到上坡极限翻倾角为56.7°，下坡极限翻倾角为49.8°，满足最大爬坡角25°的要求，具有良好的纵向稳定性。
4.1 虚拟样机试验
4.1.1 爬坡性能仿真 本研究设定10，15，20，25°共4种不同的坡度路面，速度采用I档15 m·min-1，Ⅱ档30 m·min-1，Ⅲ档45 m·min-1，和Ⅳ档60 m·min-1的速度行驶，初始未设置缓和冲击，整机有一段自由下落过程，仿真时长分别为45，23，15，12 s，步长均为1 000 步，Ⅱ档爬坡10°界面如图16。Ⅳ档模式下分别攀爬10，15，20，25°的坡面，俯仰角如图17。
图16 播种机虚拟样机模型Figure 16 Seeder virtual prototype model
图17 Ⅳ档模式下攀爬各角度坡面俯仰角变化图Figure 17 The change of pitch angle for climbing each angle of slope in Ⅳgear mode
由图17 可知，播种机在3.5 s开始上坡，坡度角的增加俯仰角也随之增大且行驶途中质心波动越明显，10，15，20°的坡面均能安全通过，25°坡面下滑的分量过大导致播种机横向行驶掉下路面，俯仰角在13.68 s 发生突变，原因为轮胎在某一位置打滑导致左右轮输出扭矩不同。图18 为播种机在各档位模式下行驶在20°坡面过程中的机体横向偏移量，软件中查得Ⅰ档行驶位移10 178 mm；
Ⅱ档行驶位移10 305 mm；
Ⅲ档行驶位移11 242 mm；
Ⅳ档行驶位移10 767 mm，图18 可知Ⅳ档横向偏移位移约为450 mm，计算Ⅳ档滑移量为4.2%，参照《GB/T 15370.4-2012 农业拖拉机通用技术条件第4部分：履带拖拉机》跑偏量不应该超出6%，故播种机应在小于20°的坡面上行驶。
图18 同一坡面不同档位模式下机体横向偏移量变化图Figure 18 Variation of the lateral offset of the body under different gear modes on the same slope
图19为播种机在不同档位模式下攀爬15°的坡面，由图19可知，速度越大则爬坡时间越短，爬坡过程中整机质心垂向速度发生了正负跳动，原因是路面不平和轮胎胎纹所导致，Ⅰ档模式下，质心垂向速度最大值为86.37 mm·s-1；
Ⅱ档模式下，质心垂向速度最大值为155.95 mm·s-1；
Ⅲ档模式下，质心垂向速度最大值为241.39 mm·s-1，Ⅳ档模式下，速度最大值为307.46 mm·s-1。Ⅳ档模式下垂向速度全程波动最大，质心垂向速度波动越大，在作业过程中就可能发生倾翻现象。因此，上坡过程中应采用最低档位行驶。
图19 同一坡面不同档位模式下质心垂向速度变化图Figure 19 Plot of mass vertical velocity variation in different gearing modes on the same slope
图20 为播种机Ⅰ档模式下行驶在10°的坡面时驱动轮的力矩输出曲线图，由图20 可知，12.51 s 末前轮开始爬坡，右前轮的输出扭矩逐渐增大，左驱动轮扭矩波动较小，扭矩差异导致整机发生轻微跑偏，30 s开始左驱动轮扭矩增大，方向回正，30.87 s 爬坡结束，两驱动轮的输出的扭矩基本保持一致，原因为初始阶段左前轮轮胎与路面产生滑移。实际生产作业中某一轮胎的滑移发生跑偏是不可避免的现象，需要驾驶员在行驶途中不断的修正方向。
图20 驱动轮扭矩变化图Figure 20 Drive wheel torque variation graph
4.1.2 越坎性能分析
4.1.2.1 后轮越坎性能 为验证后轮越坎性能，结合理论计算，在路面上设置高度为60，65，70，75，80 mm 的坎。速度不能过快否则可能会导致悬架变形，采用最低档进行仿真，仿真时长60 s，步长800步，图21为播种机在跨越不同高度坎下的俯仰角曲线图，在水平路面上俯仰角有微小波动，原因是路面不平和轮胎胎纹导致，随着越坎高度的增加，整机质心点俯仰角幅值就越大，在跨越65 mm 坎时，质心的最大俯仰角为2.36°，70 mm 的垂直壁后轮无法越过，附着系数改为0.6后可通过70 mm 坎，理论跟仿真结果在5%以内，在理论高度内越坎对整机的稳定性影响较小。
图21 后轮翻越不同高度坎时俯仰角变化图Figure 21 Pitch angle change of the rear wheel crossing over different vertical walls
要求播种机在完成越坎后还能恢复到平地上正常作业，图22为播种机翻越不同高度坎时的行驶速度曲线图。播种机以I档15 m·min-1的速度行驶，因宽度对速度影响较小，本研究所设越坎宽度均为20 mm，在翻越65 mm 高度的坎时，26 s 播种机车速较大，但整体波动范围较小，因此，以低速档越坎时能保证车身的稳定性，表4 为后轮翻越不同垂直壁时的通过情况。
表4 后轮翻越不同高度坎结果Table 4 Results of rear wheels over vertical walls of different heights
图22 后轮翻越不同高度坎时速度变化图Figure 22 Variation of speed of the rear wheel crossing over vertical walls of different heights
4.1.2.2 前轮越坎性能 为验证前轮越坎性能，设置坎高度为100，110，120，125 mm，仿真时长12 s，步长600步，图23 为越坎时俯仰角变化曲线图。由图23 可知，在翻越120 mm 坎时，7.5～8.48 s 俯仰角出现较大波动，越坎途中前轮被棱顶回，艰难越过，俯仰角最大为4.12°，高度设置为125 mm时，无法越过。
图23 前轮翻越不同高度垂直壁时俯仰角变化图Figure 23 Pitch angle change of the front wheels passing over vertical walls of different heights
图24为播种机前轮翻越不同坎高度速度的变化情况，3种高度前0.36 s以内速度都发生了很大的波动，由于未设置缓冲时间，导致播种机有一段自由下落的过程，7.46～8.58 s 内都完成越坎，越坎高度越高速度波动越大，在理论范围内整机能保证稳定性，表5为前轮翻越不同垂直壁的通过情况。
表5 前轮翻越不同坎的结果Table 5 Results of front wheels over different vertical walls
图24 前轮翻越不同高度坎时速度变化图Figure 24 Speed variation of front wheels over vertical walls of different heights
4.1.3 横向稳定性能分析 在软件中建立了25，30，40°的横向坡，仿真速度采用I 档15 m·min-1速度行驶，仿真时长和步长分别为45 s 和1 000 步，结果表明整机可以正常行驶在25°和30°坡面，当行驶在40°坡面时在25 s 掉落所建立的路面，25 °坡面滑移率为1.1%，在30°坡面时滑移率高达8.8%，超过了规定的6%，结合纵向爬坡仿真结果播种机应在20°以下的坡面上横向行驶，图25为3种坡面上的横向位移。
图25 Ⅰ档模式下不同坡面的横向偏移量变化图Figure 25 Variation of lateral offset for different slopes inⅠ-gear mode
4.2 田间试验
4.2.1 试验条件 2022 年11 月16 日在华南农业大学增城教学科研基地对于播种机底盘进行性能测试（图26），试验设备有卷尺、钢卷尺、秒表、土壤水分测定仪和土壤坚实度测定仪。参考《农业机械试验条件测定方法的一般规定》（GB/T 5262-2008），分别用土壤坚实度测定仪、土壤水分测定仪和钢卷尺对试验田土壤坚实度、土壤含水率和垄高垄宽进行测量，田间土壤参数如图27。测量结果为土壤含水率12.7%，土壤坚实度101.5 kPa，垄高200 mm，垄宽1 000 mm。
图26 蔬菜播种机及田间试验Figure 26 Vegetable seeders and field trials
图27 田间土壤参数Figure 27 Soil parameters in the field
4.2.2 试验方法 参照《汽车地形通过性试验方法》（GB/T 12541-1990）和《汽车最小转弯半径、最小转弯通道圆直径和外摆值》（GB/T 12540-2009）对最高行驶速度、最小转弯半径、最大爬坡角度、越坎高度、轮陷深度和轮陷宽度进行测定。试验步骤和方法为：（1）行驶速度。为了满足播种机在不同道路上作业时的速度需求。分别对于底盘I 档～Ⅳ档下的行驶速度进行测量，测试路面分为水泥和田间两种，在田间和水泥道路上分别选取20 m进行测试，用秒表记录在两种路面上行驶的时间，每次测试重复3次，速度测试如图28。（2）最小转弯半径。试验场地为平整的田间，大小能允许车辆做直径不小于30 m的圆周运动，整机处于空载，驾驶员操控以最低前进挡以较低车速行驶，摇杆处于极限位置保持不变，整机行驶一周，测得各点显示出封闭的运动轨迹即为整机的最小转弯半径，车轮轨迹如图29。（3）越坎高度。在田间选取高度不同但有一定斜度的田埂，在水泥路面选取高度不同的垂直壁，对于样机以最低前进挡翻越不同田埂的高度进行测量，直到无法翻越所翻田埂的最大值。（4）轮陷深度。依据车轮轨迹，30 m 内取15 个点，测得轮陷深度，去掉极大值和极小值取平均值。（5）爬坡角度。播种机应具有良好的爬坡能力，大部分农耕土地最大坡度角不超过25°，结合仿真分析结果，最大爬坡度应保持在20°以下。因此，在试验基地，本研究选取坡度角为8，13，15°的坡面进行测试，13°坡面测试如图30。
图28 行驶速度测试Figure 28 Travel speed test
图30 13 °坡面测试Figure 30 13 ° slope test
目前国内蔬菜播种机大多以挂接式为主，挂接在大型拖拉机和插秧机上由于发动机对环境造成污染，在国家实行节能减排的号召下，崔保键等[22]研发了一种电动蔬菜播种机，与本研究的自走式蔬菜播种机相比通过性较差；
DB-S03系列自走式蔬菜播种机以燃油发动机作为动力，空气污染较为严重；
袁博等[6]研制了一种基于步进电机驱动的精量蔬菜播种机相比较与本研究相比具有更好的直线度。后续播种试验部分，采用一种24 V锂电池代替发电机给PLC供电，不仅减轻了播种机质量，且真正意义实现了无污染。
本研究基于底盘性能理论分析、Recurdyn 虚拟样机技术和田间试验，简化了整机分析模型，分析底盘稳定性和越坎性能，计算得上、下坡纵向极限翻倾角分别为56.7°和49.8°；
横向极限翻倾角为47.6°；
前后轮最大越坎高度分别为113.15 mm 和69.86 mm；
通过Recurdyn 仿真软件建立虚拟样机，对其爬坡、越坎及横向稳定性能进行仿真分析。得到了播种机爬坡时的驱动轮输出力距和行走速度变化曲线、差速转向时驱动轮力矩和垂直方向加速度曲线，在SolidWorks 中分别绘制不同高度的垂直壁进行验证，得到俯仰角和越坎时车速变化曲线，结果显示播种机最大爬坡角为20°，前后轮最大越坎高度为70 mm和120 mm；
田间试验结果表明，播种机在干燥水泥路面行驶速度为0.23～0.99 m·s-1，水泥路面最小转弯半径为2 132 mm，田间作业速度保持在0.15～0.85 m·s-1，转弯半径约为2 309 mm，最大爬坡角为14°，前后轮最大越坎高度分别为136 mm 和82 mm，轮陷平均深度为135 mm，平均轮陷宽度为110 mm，轮陷深度未超过200 mm能够满足田间作业需要。