近日，职业技术师范学院农林智能装备技术广西高校工程研究中心陈林涛副教授，在农林工程科学领域国际期刊《AgriEngineering》（JCR Q2区，中科院三区，IF=3.0）上发表了题为《Design and Evaluation of a Dual-Chamber Pre-Cut Cassava Stem Filling Mechanism for Precision Planting》的研究论文。该研究以广西师范大学为第一完成单位，由陈林涛副教授悉心指导，带领研究生王俊共同完成。研究得到了广西自然科学基金项目（2025GXNSFBA069533、2026GXNSFAA00640876）、广西人文社会科学发展研究中心“科学研究工程·STEAM教育创新与实践研究”专项项目（STEY2025018）以及广西师范大学2025年度国家自然科学基金联合培育项目（2025PY061）的支持。
木薯作为全球重要的粮食与工业原料作物，在热带、亚热带地区广泛种植。我国木薯种植长期依赖人工切茎与传统播种方式，劳动强度大、生产成本高，机械化精密播种率偏低。预切种式木薯精密播种机是当前主流技术装备，但普遍存在充种性能不稳定、单粒合格率不高、漏播与重播现象突出等问题，严重制约木薯种植规模化、机械化发展。针对上述行业痛点，团队围绕双腔预切木薯茎充种机构开展系统研究。该机构采用双种室、双驱动、双充种区结构，明显降低漏充与重播风险，提升合格充种率。团队基于离散元法构建木薯种茎与充种机构交互仿真模型，结合运动学分析与力学平衡建模，完成捞种勺结构与尺寸优化；通过多因素仿真试验，系统揭示第一充种区捞种勺速度、充种速比、种茎群厚度对充种性能的影响规律。依托NSGA‑II 算法与层次分析法 开展多目标优化，确定最优工作参数组合。台架试验结果表明，在最优参数条件下，机构合格充种率达 95.31%、漏充率1.89%、重播率2.80%，与仿真结果相对误差小于5%；品种适应性试验显示，该机构对多个主栽木薯品种均具备稳定作业能力，种茎机械损伤率低，满足精密种植农艺要求。
研究有效解决了传统木薯精密播种机充种效率低、合格播种指数偏低、漏播指数偏高等技术难题，为茎秆类作物精密播种装备研发提供了重要理论支撑与技术参考。
双种室预切木薯种茎充种机构连续充种作业原理示意图
木薯种茎充种受力仿真试验结果曲线
论文链接：https://www.mdpi.com/2624-7402/8/6/216