棚內(nèi)小型人力三七精量播種機(jī)的設(shè)計(jì)

油瑞菊+胡紅超+曾四偉+楊振杰+張新星+余楊

摘要：設(shè)計(jì)了一種新型棚內(nèi)小型人力三七精量播種機(jī)，該機(jī)器主要由傳動(dòng)裝置、排種裝置、機(jī)架等組成。工作時(shí)，小輪可以升起一定高度，保證機(jī)架平衡;運(yùn)輸時(shí)，小輪軸可以自由旋下，保證與大輪在同一水平面上;播種時(shí)，大輪經(jīng)二級(jí)傳動(dòng)帶動(dòng)排種器旋轉(zhuǎn)，大輪轉(zhuǎn)一圈，排種盤(pán)轉(zhuǎn)12圈，共完成播種48粒，株距5 cm。該機(jī)器按照行距4 cm在機(jī)架并排安裝精量播種單體15個(gè)，單次可以完成播種15行，大大地提高了播種效率，降低了農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度。

關(guān)鍵詞：三七[Panax pseudoginseng Wall. var. notoginseng （Burkill） Hoo et Tseng];小型人力精量播種機(jī);設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：S223.2 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ?文章編號(hào)：0439-8114（2014）20-4986-02

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2014.20.059

Designing Minitype Human Panax Notoginseng Precise

Seeder in the Shed

YOU Rui-ju， HU Hong-chao， ZENG Si-wei， YANG Zhen-jie， ZHANG Xin-xing， YU Yang

（Faculty of Mechanical & Electrical Engineering， Yunnan Agricultural University， Kunming ?650201，China）

Abstract： A novel type of minitype human panax notoginseng precise seeder machine in the shed was designed. The machine was mainly composed of transmission device，seed metering device and frame. In working， the small wheel rised a certain height to guarantee the frame balance. In transporting， small axle freed spin and guaranteed it with big wheels in the same horizontal plane. In sowing， big wheel rotated the metering device with the second-level chain wheel transmission. The big wheel rotated a circle， a total of 48 seeds with a row of dial 12 laps of discharge plate and ensured planting distance of 5 cm. According to 4 cm apart in the rack，15 precise seeding monomers were installed side by side and 15 rows were sowed so that the seeding efficiency was greatly improved and the labor intensity of farmers was reduced.

Key words： Panax pseudoginseng Wall. var. notoginseng（Burkill） Hoo et Tseng;minitype human panax notoginseng precise seeder;design

三七[Panax pseudoginseng Wall. var. notoginseng （Burkill） Hoo et Tseng]為傘形目五加科人參屬多年生草本植物，根狀莖短，肉質(zhì)根圓柱形，掌狀復(fù)葉，傘形花序頂生，花黃綠色，萼杯狀。三七植物喜溫涼、忌酷熱，需半陰半陽(yáng)的光照條件，對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境要求較高，需要在大棚內(nèi)種植[1，2]。大棚高1.8 m左右，棚內(nèi)四周地面預(yù)留道路很窄，這就要求播種設(shè)備必須是小型機(jī)器。本研究針對(duì)云南三七傳統(tǒng)種植方法的弊端，結(jié)合三七種植地形，設(shè)計(jì)了一種新型棚內(nèi)小型人力三七精量播種機(jī)。

1 ?人力三七精量播種機(jī)的組成及工作原理

1.1 ?組成部分

人力三七精量播種機(jī)主要有機(jī)架、排種裝置、開(kāi)溝裝置、動(dòng)力傳輸裝置、平土裝置、覆土裝置等組成，其正面整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 ?工作原理

將精選好的種子放入種子箱內(nèi)，握住機(jī)架扶手往前推，大輪在溝內(nèi)行走，兩個(gè)小輪沿著立柱在畦面上行走。首先由裝在機(jī)架前面的平土裝置平整土地，然后由開(kāi)溝器開(kāi)出一道種子溝，同時(shí)由大輪經(jīng)過(guò)二級(jí)傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)的排種盤(pán)旋轉(zhuǎn)，完成取種、清種、護(hù)種及投種一系列工作，最后種子順著導(dǎo)種管進(jìn)入開(kāi)好的種子溝內(nèi)，并由裝在機(jī)架后面的覆土裝置完成覆蓋種子溝的任務(wù)。

2 ?人力三七精量播種機(jī)的參數(shù)設(shè)置

鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比準(zhǔn)確，傳動(dòng)可靠，可以有較大的中心距，鏈傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、采礦、運(yùn)輸、紡織、食品等各種機(jī)械的動(dòng)力傳遞中。本設(shè)計(jì)采用單排鏈鏈輪鏈條傳動(dòng)。

3 ?人力三七精量播種機(jī)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

3.1 ?排種裝置的設(shè)計(jì)

排種裝置結(jié)構(gòu)主要有種子箱、擋種板、固種板、護(hù)種器、 排種器、清種刷等組成，其排種裝置整體結(jié)構(gòu)如圖2所示。三七精量播種機(jī)排種分為4個(gè)階段：充種、清種、護(hù)種、投種。播種時(shí)，大輪帶動(dòng)與地輪同軸的主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)鏈輪鏈條二級(jí)傳動(dòng)，帶動(dòng)與排種盤(pán)同軸的二級(jí)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，排種盤(pán)隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)。大輪轉(zhuǎn)一圈，排種盤(pán)轉(zhuǎn)幾圈，共完成播種48粒，株距5 cm。待排種盤(pán)的型孔轉(zhuǎn)到充種區(qū)時(shí)，就接收種子箱里的大量種子，隨著排種盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，清種刷將多余的種子清除掉，此時(shí)排種盤(pán)的型孔里就留下了一粒種子。經(jīng)過(guò)護(hù)種器的保護(hù)，排種盤(pán)中帶著這粒種子的型孔轉(zhuǎn)到護(hù)種器最下方的開(kāi)口時(shí)，脫離護(hù)種器的保護(hù)，由于種子自身重力作用隨導(dǎo)種管溜出，落入由開(kāi)溝器開(kāi)好的種子溝內(nèi)。endprint

3.2 ?小輪軸的設(shè)計(jì)

三七種植地形示意圖如圖3所示。每個(gè)畦面正中間都有一排支撐大棚的立柱，三七種植在立柱兩側(cè)的畦面上。小型三七精量播種機(jī)大輪在地溝內(nèi)行走，小輪在畦面上沿柱行走，地溝平面與畦面有一定的高度差。為滿足設(shè)計(jì)的三七播種機(jī)工作與運(yùn)輸兩種狀態(tài)下都能正常運(yùn)行，小輪軸的設(shè)計(jì)采用彎軸結(jié)構(gòu)。小輪彎軸與機(jī)架、小輪的裝配示意圖如圖4所示。小輪彎軸與機(jī)架為可動(dòng)連接，以便調(diào)整小輪中心高度，使機(jī)架在工作與運(yùn)輸狀態(tài)下都能保持水平平衡狀態(tài)。小輪的中心軸線在機(jī)架固定端的小輪彎軸中心軸線的上方。小輪彎軸與機(jī)架采用方孔配合，小輪軸不會(huì)因受力而在孔內(nèi)隨意轉(zhuǎn)動(dòng)，最后用雙頭螺柱將小輪彎軸固定在機(jī)架上，結(jié)構(gòu)牢固可靠。運(yùn)輸時(shí)，擰下雙頭螺柱，把小輪彎軸往外拉出，往下旋轉(zhuǎn)180°，按原來(lái)的方式安裝好小輪彎軸，用雙頭螺柱緊固，這時(shí)小輪軸中心線就在機(jī)架端的小輪彎軸中心軸線的下方。這種結(jié)構(gòu)既能保證三七播種機(jī)播種時(shí)的工作狀態(tài)，也能滿足運(yùn)輸狀態(tài)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且能滿足使用要求。

3.3 ?開(kāi)溝裝置的設(shè)計(jì)

開(kāi)溝裝置有開(kāi)溝器體、固定板、鏟尖組成。其開(kāi)溝裝置結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。開(kāi)溝前，首先要平整土地，設(shè)計(jì)的平土板與水平面夾角為5°，平整后的畦面就是與水平面夾角大概成5°的斜面。因此，安裝時(shí)要保證開(kāi)溝器鏟尖與水平面夾角為5°，這樣開(kāi)出的種溝才能深淺一致。

三七種植時(shí)行距為4 cm，株距5 cm，開(kāi)溝器鏟尖不能太大，本研究選用普通型鋤鏟式開(kāi)溝器，阻力小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便，容易制造和保養(yǎng)，耗金屬量較少[3]。這類開(kāi)溝器的苗幅寬度一般在 4 cm 左右，可用于麥類及豆類作物的條播[4，5]。本研究設(shè)計(jì)的開(kāi)溝裝置開(kāi)溝深度能在一定范圍內(nèi)上下調(diào)節(jié)，開(kāi)溝深度40 mm左右，溝寬26 mm左右。

4 ?小結(jié)與討論

針對(duì)云南三七傳統(tǒng)種植方法的弊端，結(jié)合三七種植地形，設(shè)計(jì)出一種新型棚內(nèi)小型人力三七精量播種機(jī)。該機(jī)器行走一次，完成平土、開(kāi)溝、播種、覆土多道工序。按照行距在機(jī)架安裝精量播種單體15個(gè)，一次完成播種15行，提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。但該設(shè)備是人力型的，需要人推，后續(xù)工作將進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)結(jié)構(gòu)，使其體積更小，質(zhì)量更輕，人力型變機(jī)動(dòng)型，更多的解放勞動(dòng)力，以便于實(shí)際生產(chǎn)操作，實(shí)現(xiàn)更多的機(jī)械化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 余 ?楊，張永華，油瑞菊，等.三七精密點(diǎn)播機(jī)[P].中國(guó)專利：ZL 2013 2 0659103.X.

[2] 郭旭初.新興綠色產(chǎn)業(yè)-文山三七的現(xiàn)狀與未來(lái)[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2007（1）：114-117.

[3] 錢立彬.基于離散元法的開(kāi)溝器的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法研究[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2008.

[4] 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院.農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（上冊(cè)）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.

[5] 杜 ?輝，王忠舉，李汝莘.氣吸式小麥精量播種機(jī)的改進(jìn)研究[J].山東農(nóng)機(jī)，2002（6）：8-9.endprint

3.2 ?小輪軸的設(shè)計(jì)

三七種植地形示意圖如圖3所示。每個(gè)畦面正中間都有一排支撐大棚的立柱，三七種植在立柱兩側(cè)的畦面上。小型三七精量播種機(jī)大輪在地溝內(nèi)行走，小輪在畦面上沿柱行走，地溝平面與畦面有一定的高度差。為滿足設(shè)計(jì)的三七播種機(jī)工作與運(yùn)輸兩種狀態(tài)下都能正常運(yùn)行，小輪軸的設(shè)計(jì)采用彎軸結(jié)構(gòu)。小輪彎軸與機(jī)架、小輪的裝配示意圖如圖4所示。小輪彎軸與機(jī)架為可動(dòng)連接，以便調(diào)整小輪中心高度，使機(jī)架在工作與運(yùn)輸狀態(tài)下都能保持水平平衡狀態(tài)。小輪的中心軸線在機(jī)架固定端的小輪彎軸中心軸線的上方。小輪彎軸與機(jī)架采用方孔配合，小輪軸不會(huì)因受力而在孔內(nèi)隨意轉(zhuǎn)動(dòng)，最后用雙頭螺柱將小輪彎軸固定在機(jī)架上，結(jié)構(gòu)牢固可靠。運(yùn)輸時(shí)，擰下雙頭螺柱，把小輪彎軸往外拉出，往下旋轉(zhuǎn)180°，按原來(lái)的方式安裝好小輪彎軸，用雙頭螺柱緊固，這時(shí)小輪軸中心線就在機(jī)架端的小輪彎軸中心軸線的下方。這種結(jié)構(gòu)既能保證三七播種機(jī)播種時(shí)的工作狀態(tài)，也能滿足運(yùn)輸狀態(tài)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且能滿足使用要求。

3.3 ?開(kāi)溝裝置的設(shè)計(jì)

開(kāi)溝裝置有開(kāi)溝器體、固定板、鏟尖組成。其開(kāi)溝裝置結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。開(kāi)溝前，首先要平整土地，設(shè)計(jì)的平土板與水平面夾角為5°，平整后的畦面就是與水平面夾角大概成5°的斜面。因此，安裝時(shí)要保證開(kāi)溝器鏟尖與水平面夾角為5°，這樣開(kāi)出的種溝才能深淺一致。

三七種植時(shí)行距為4 cm，株距5 cm，開(kāi)溝器鏟尖不能太大，本研究選用普通型鋤鏟式開(kāi)溝器，阻力小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便，容易制造和保養(yǎng)，耗金屬量較少[3]。這類開(kāi)溝器的苗幅寬度一般在 4 cm 左右，可用于麥類及豆類作物的條播[4，5]。本研究設(shè)計(jì)的開(kāi)溝裝置開(kāi)溝深度能在一定范圍內(nèi)上下調(diào)節(jié)，開(kāi)溝深度40 mm左右，溝寬26 mm左右。

4 ?小結(jié)與討論

針對(duì)云南三七傳統(tǒng)種植方法的弊端，結(jié)合三七種植地形，設(shè)計(jì)出一種新型棚內(nèi)小型人力三七精量播種機(jī)。該機(jī)器行走一次，完成平土、開(kāi)溝、播種、覆土多道工序。按照行距在機(jī)架安裝精量播種單體15個(gè)，一次完成播種15行，提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。但該設(shè)備是人力型的，需要人推，后續(xù)工作將進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)結(jié)構(gòu)，使其體積更小，質(zhì)量更輕，人力型變機(jī)動(dòng)型，更多的解放勞動(dòng)力，以便于實(shí)際生產(chǎn)操作，實(shí)現(xiàn)更多的機(jī)械化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 余 ?楊，張永華，油瑞菊，等.三七精密點(diǎn)播機(jī)[P].中國(guó)專利：ZL 2013 2 0659103.X.

[2] 郭旭初.新興綠色產(chǎn)業(yè)-文山三七的現(xiàn)狀與未來(lái)[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2007（1）：114-117.

[3] 錢立彬.基于離散元法的開(kāi)溝器的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法研究[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2008.

[4] 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院.農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（上冊(cè)）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.

[5] 杜 ?輝，王忠舉，李汝莘.氣吸式小麥精量播種機(jī)的改進(jìn)研究[J].山東農(nóng)機(jī)，2002（6）：8-9.endprint

3.2 ?小輪軸的設(shè)計(jì)

三七種植地形示意圖如圖3所示。每個(gè)畦面正中間都有一排支撐大棚的立柱，三七種植在立柱兩側(cè)的畦面上。小型三七精量播種機(jī)大輪在地溝內(nèi)行走，小輪在畦面上沿柱行走，地溝平面與畦面有一定的高度差。為滿足設(shè)計(jì)的三七播種機(jī)工作與運(yùn)輸兩種狀態(tài)下都能正常運(yùn)行，小輪軸的設(shè)計(jì)采用彎軸結(jié)構(gòu)。小輪彎軸與機(jī)架、小輪的裝配示意圖如圖4所示。小輪彎軸與機(jī)架為可動(dòng)連接，以便調(diào)整小輪中心高度，使機(jī)架在工作與運(yùn)輸狀態(tài)下都能保持水平平衡狀態(tài)。小輪的中心軸線在機(jī)架固定端的小輪彎軸中心軸線的上方。小輪彎軸與機(jī)架采用方孔配合，小輪軸不會(huì)因受力而在孔內(nèi)隨意轉(zhuǎn)動(dòng)，最后用雙頭螺柱將小輪彎軸固定在機(jī)架上，結(jié)構(gòu)牢固可靠。運(yùn)輸時(shí)，擰下雙頭螺柱，把小輪彎軸往外拉出，往下旋轉(zhuǎn)180°，按原來(lái)的方式安裝好小輪彎軸，用雙頭螺柱緊固，這時(shí)小輪軸中心線就在機(jī)架端的小輪彎軸中心軸線的下方。這種結(jié)構(gòu)既能保證三七播種機(jī)播種時(shí)的工作狀態(tài)，也能滿足運(yùn)輸狀態(tài)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且能滿足使用要求。

3.3 ?開(kāi)溝裝置的設(shè)計(jì)

開(kāi)溝裝置有開(kāi)溝器體、固定板、鏟尖組成。其開(kāi)溝裝置結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。開(kāi)溝前，首先要平整土地，設(shè)計(jì)的平土板與水平面夾角為5°，平整后的畦面就是與水平面夾角大概成5°的斜面。因此，安裝時(shí)要保證開(kāi)溝器鏟尖與水平面夾角為5°，這樣開(kāi)出的種溝才能深淺一致。

三七種植時(shí)行距為4 cm，株距5 cm，開(kāi)溝器鏟尖不能太大，本研究選用普通型鋤鏟式開(kāi)溝器，阻力小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便，容易制造和保養(yǎng)，耗金屬量較少[3]。這類開(kāi)溝器的苗幅寬度一般在 4 cm 左右，可用于麥類及豆類作物的條播[4，5]。本研究設(shè)計(jì)的開(kāi)溝裝置開(kāi)溝深度能在一定范圍內(nèi)上下調(diào)節(jié)，開(kāi)溝深度40 mm左右，溝寬26 mm左右。

4 ?小結(jié)與討論

針對(duì)云南三七傳統(tǒng)種植方法的弊端，結(jié)合三七種植地形，設(shè)計(jì)出一種新型棚內(nèi)小型人力三七精量播種機(jī)。該機(jī)器行走一次，完成平土、開(kāi)溝、播種、覆土多道工序。按照行距在機(jī)架安裝精量播種單體15個(gè)，一次完成播種15行，提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。但該設(shè)備是人力型的，需要人推，后續(xù)工作將進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)結(jié)構(gòu)，使其體積更小，質(zhì)量更輕，人力型變機(jī)動(dòng)型，更多的解放勞動(dòng)力，以便于實(shí)際生產(chǎn)操作，實(shí)現(xiàn)更多的機(jī)械化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 余 ?楊，張永華，油瑞菊，等.三七精密點(diǎn)播機(jī)[P].中國(guó)專利：ZL 2013 2 0659103.X.

[2] 郭旭初.新興綠色產(chǎn)業(yè)-文山三七的現(xiàn)狀與未來(lái)[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2007（1）：114-117.

[3] 錢立彬.基于離散元法的開(kāi)溝器的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法研究[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2008.

[4] 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院.農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（上冊(cè)）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.

[5] 杜 ?輝，王忠舉，李汝莘.氣吸式小麥精量播種機(jī)的改進(jìn)研究[J].山東農(nóng)機(jī)，2002（6）：8-9.endprint