紙質(zhì)缽盤玉米移栽機(jī)的供苗裝置設(shè)計(jì)試驗(yàn)

周廣超 胡軍 郭建永

摘 要：針對(duì)傳統(tǒng)玉米移栽機(jī)的供苗裝置在分苗過程中出現(xiàn)的傷苗率高、效率低等問題，本研究結(jié)合黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)研制的可降解的紙質(zhì)缽盤，通過對(duì)紙質(zhì)缽盤的育苗前后物理特性的試驗(yàn)研究，設(shè)計(jì)一種能符合農(nóng)藝要求的供苗裝置，最終在控制系統(tǒng)的作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)紙質(zhì)苗缽的切割分離與間歇供苗。同時(shí)還可以將該試驗(yàn)臺(tái)作為基礎(chǔ)與半自動(dòng)化導(dǎo)苗管式移栽機(jī)相結(jié)合進(jìn)行試驗(yàn)研究，設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單高效的用于玉米移栽的全自動(dòng)移栽，為導(dǎo)苗管移栽機(jī)的全自動(dòng)化栽植提供參考。

關(guān)鍵詞：紙質(zhì)缽盤；玉米移栽機(jī)；供苗裝置；單片機(jī)；切割分離

中圖分類號(hào)：S223.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20181033054

玉米種植方式主要分為直播和移栽，移栽與直播相比較，可以避開早春的低溫，增加有效積溫200～250℃，將晚熟高產(chǎn)品種向北推移一個(gè)積溫帶，提高玉米產(chǎn)量和成熟度；還能在育苗、移栽過程中淘汰了小苗、弱苗，在移栽后成活率、保苗率接近100%。

1 結(jié)構(gòu)及工作原理

本文研究設(shè)計(jì)了一種適用于玉米紙質(zhì)缽育移栽機(jī)的供苗裝置，裝置主要包括分苗機(jī)構(gòu)、送苗機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)。

該裝置的工作原理是，一組紙質(zhì)缽盤在單片機(jī)控制下，通過分離機(jī)構(gòu)入口進(jìn)入，經(jīng)帶有一定角度的分苗輸送帶向下進(jìn)行輸送，通過刀具分割成多個(gè)獨(dú)立紙質(zhì)單缽體，分割之后的單缽體借助過渡板滑向右側(cè)的輸送機(jī)構(gòu)的輸送帶上，借助導(dǎo)向板讓送苗輸送帶上的單缽體進(jìn)行整齊的排序，并在輸送機(jī)構(gòu)尾段的電磁閥間歇性開啟后落入下方。

2 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

2.1 供苗裝置的分離機(jī)構(gòu)

分離機(jī)構(gòu)主要由輸送帶、刀具、軸和輸送帶護(hù)板（圖中護(hù)板省略）組成。設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是刀具從紙質(zhì)缽盤下方進(jìn)行分割連接處，避免了秧苗和根系的損傷。刀具對(duì)紙質(zhì)缽盤分割時(shí)會(huì)對(duì)紙質(zhì)缽盤產(chǎn)生向后的阻力，因此輸送帶采用擋板輸送帶，來(lái)抵消紙質(zhì)缽盤在刀具分割時(shí)的阻力。為防止分割前紙質(zhì)缽盤定位不準(zhǔn)以和分割之后2端的紙質(zhì)單缽掉落，在分離機(jī)構(gòu)的最外側(cè)的輸送帶邊緣加上防護(hù)擋板。

2.2 供苗裝置的輸送機(jī)構(gòu)

輸送機(jī)構(gòu)主要由一條輸送帶、軸、長(zhǎng)短擋板、電磁鐵、傳感器組成。所設(shè)計(jì)的輸送機(jī)構(gòu)是把原有的移栽過程分解成先輸送再進(jìn)行投放2個(gè)過程，其特點(diǎn)是投放分割開的單缽速度可調(diào)可控，不用考慮分離機(jī)構(gòu)的速度。

2.3 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)利用單片機(jī)對(duì)傳感器采集的信號(hào)進(jìn)行處理，對(duì)相應(yīng)電子元器件進(jìn)行控制，達(dá)到所設(shè)計(jì)供苗裝置能自動(dòng)化分苗、輸送、投放。傳感器采集的信號(hào)處理后將分別對(duì)2處的電子元器件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。一處傳感器安放位置是在輸送機(jī)構(gòu)末端，采用電感式接近開關(guān)傳感器，當(dāng)有信號(hào)輸出時(shí)，單片機(jī)瞬間驅(qū)動(dòng)輸送機(jī)構(gòu)尾部的2個(gè)電磁鐵，使其將鐵芯吸回不能阻止分割的紙質(zhì)單缽沿輸送帶運(yùn)動(dòng)，當(dāng)一個(gè)分割的紙質(zhì)單缽?fù)ㄟ^后，鐵芯伸出并阻止后續(xù)的分割開的紙質(zhì)單缽繼續(xù)向前移動(dòng)；另一處傳感器安放位置是在輸送機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)導(dǎo)板上距離電磁閥的適當(dāng)位置上進(jìn)行固定，采用光電開關(guān)傳感器，利用紙質(zhì)缽盤上方的秧苗經(jīng)過傳感器產(chǎn)生電信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)，當(dāng)光電傳感器采集的電信號(hào)次數(shù)達(dá)到所設(shè)定的數(shù)值時(shí)，分離機(jī)構(gòu)的喂入口自動(dòng)釋放一個(gè)完整的紙質(zhì)缽盤進(jìn)行分割，確保分割的紙質(zhì)單缽能在輸送機(jī)構(gòu)上連續(xù)的進(jìn)行投放。

3 試驗(yàn)分析

根據(jù)零件圖紙對(duì)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行生產(chǎn)加工，并根據(jù)三維模型進(jìn)行試驗(yàn)機(jī)構(gòu)的搭建，試驗(yàn)臺(tái)分離機(jī)構(gòu)的喂入口端可在0～40°范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)，讓紙質(zhì)缽盤在輸送帶上與水平面成任意角度。輸送帶和鋸片刀動(dòng)力源利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，鋸片刀采用厚度為1.4mm的鋼鋸片。分離機(jī)構(gòu)和輸送機(jī)構(gòu)的輸送帶的速度變化范圍在80～300r/s。

試驗(yàn)因素有4點(diǎn)：紙質(zhì)缽盤傾斜角度；分離機(jī)構(gòu)上的輸送速度；鋸片刀的轉(zhuǎn)速；輸送機(jī)構(gòu)上的輸送速度。單因素試驗(yàn)中每次試驗(yàn)只改變一個(gè)因素其他因素不變。

4 結(jié)論

本文所設(shè)計(jì)的只是全自動(dòng)玉米植質(zhì)缽育移栽機(jī)的供苗裝置，雖存在一定的不足之處，但就有一定的創(chuàng)新點(diǎn)，通過該供苗裝置基本實(shí)現(xiàn)的紙質(zhì)缽盤在單片機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)控制下提高了全自動(dòng)分離、輸送以及投放的能力，為后續(xù)全自動(dòng)的移栽機(jī)的發(fā)展提供一定理論基礎(chǔ)。

作者簡(jiǎn)介：周廣超（1987-），男，黑龍江訥河人，碩士，研究方向：農(nóng)業(yè)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)。