水稻插秧機(jī)分插機(jī)構(gòu)技術(shù)特點(diǎn)及使用中存在的問(wèn)題

馬永明 馬明光

摘 要：水稻的機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)是我國(guó)農(nóng)機(jī)研究的重點(diǎn)任務(wù)之一，水稻插秧機(jī)的使用有利于改變傳統(tǒng)人工插秧勞動(dòng)負(fù)擔(dān)大的問(wèn)題，更有利于提高插秧的勞動(dòng)生產(chǎn)效率。通過(guò)分析現(xiàn)階段水稻插秧機(jī)的研究進(jìn)展與普及情況，說(shuō)明了水稻插秧機(jī)分插機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)以及實(shí)際使用中存在的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：水稻插秧機(jī);分插機(jī)構(gòu);技術(shù);特點(diǎn);問(wèn)題

中圖分類(lèi)號(hào)：S223.91? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： Mechanized production technology of rice is one of the key tasks of agricultural machinery research in China. The use of rice transplanter is conducive to changing the problem of heavy labor burden of traditional artificial transplanting， and is more conducive to improving the labor efficiency of transplanting. By analyzing the research progress and popularization of paddy wandering at present， the structure and characteristics of rice transplanters transplanting mechanism and the problems existing in its practical use were explained.

Keywords： rice transplanter; transplanting mechanism; technology; characteristics; problems

我國(guó)農(nóng)業(yè)對(duì)水稻的栽培與研究具有悠久的歷史，大米也是我國(guó)人民情有獨(dú)鐘的主食之一，因此水稻的種植在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中仍然占據(jù)了十分重要的地位。在現(xiàn)代化技術(shù)的推動(dòng)下，水稻生產(chǎn)的機(jī)械化水平也得到了快速的提升?，F(xiàn)階段水稻的機(jī)械化種植方式包括了機(jī)械化插秧和機(jī)械化直播兩種，相對(duì)而言機(jī)械化插秧與傳統(tǒng)的人工種植水稻方式更為接近，且具有適應(yīng)能力強(qiáng)、穩(wěn)產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，是我國(guó)水稻機(jī)械化生產(chǎn)的重要技術(shù)之一。為了進(jìn)一步強(qiáng)化我國(guó)水稻生產(chǎn)的機(jī)械化技術(shù)水平，從水稻插秧機(jī)的功能和結(jié)構(gòu)入手，優(yōu)化水稻送秧、插秧的實(shí)際效果是水稻插秧機(jī)技術(shù)發(fā)展的階段性目標(biāo)，也更有利于整機(jī)技術(shù)和可靠性的提升。

1 水稻插秧機(jī)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)對(duì)于水稻插秧機(jī)技術(shù)的研究已經(jīng)經(jīng)歷了近60年，研究過(guò)程中盡管很多技術(shù)通過(guò)仿制國(guó)外成熟機(jī)型以及自主研發(fā)取得了顯著成績(jī)，但自主生產(chǎn)的插秧機(jī)仍然存在著操作性能不良和使用成本高的缺點(diǎn)，與其他成熟機(jī)型相比始終處于相對(duì)落后的狀態(tài)，這限制了我國(guó)水稻生產(chǎn)的技術(shù)水平。隨著我國(guó)對(duì)于小苗帶土寬行機(jī)插秧技術(shù)的引進(jìn)和相關(guān)研究的深入，對(duì)應(yīng)產(chǎn)品很快投入市場(chǎng)并取得良好反響，小苗帶土寬行機(jī)插秧技術(shù)能夠很好地滿足單季常規(guī)稻的插秧作業(yè)需求，但對(duì)于我國(guó)廣泛種植的雙季稻和雜交稻則難以適應(yīng)，這主要是機(jī)械結(jié)構(gòu)原理決定的，也說(shuō)明了不同水稻品種之間的差異性。現(xiàn)階段，我國(guó)的水稻插秧設(shè)備對(duì)于大苗、大株距和單本稀植等相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)仍有較大難度。這也就要求水稻插秧最核心的分插機(jī)構(gòu)技術(shù)要具備更好的工作能力。

2 分插機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

水稻插秧機(jī)主要包括了動(dòng)力裝置、控制機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)裝置、行走輪、秧船、秧箱以及分插機(jī)構(gòu)等結(jié)構(gòu)（如圖1），現(xiàn)階段使用的水稻分插機(jī)構(gòu)，根據(jù)技術(shù)的不同可分為普通分插機(jī)構(gòu)與高速分插機(jī)構(gòu)兩類(lèi)，其結(jié)構(gòu)和形式上存在明顯的區(qū)別。

1.動(dòng)力裝置 2.傳動(dòng)箱 3.行走輪 4.預(yù)備苗架

5.插植臂 6.秧箱 7.秧船

2.1 普通分插機(jī)構(gòu)

普通分插機(jī)構(gòu)主要工作部件采用了曲柄搖桿的結(jié)構(gòu)，分叉機(jī)構(gòu)以曲柄為主動(dòng)件，通過(guò)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為整個(gè)機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)連桿和搖桿實(shí)現(xiàn)有規(guī)律的周期擺動(dòng)。其中連桿用于連接曲柄和插秧臂，并起到傳動(dòng)的作用，連桿結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)插秧臂的工作要求（如圖2）。

普通分插機(jī)構(gòu)屬于傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)形式，其具備以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單可靠，能夠滿足正常插秧的基本需求，技術(shù)相對(duì)成熟，加工制造以及使用的成本較低;（2）普通分插機(jī)構(gòu)只能進(jìn)行低速插秧作業(yè)，由于采用了連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中會(huì)因慣性力作用而不可避免地產(chǎn)生一定的沖擊載荷，若轉(zhuǎn)速過(guò)高，連桿機(jī)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生明顯的振動(dòng)問(wèn)題，從而失去應(yīng)有的插秧軌跡，降低了插秧的實(shí)際質(zhì)量，通常情況下，曲柄結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)速應(yīng)在200 r/min更為合理。

1. 曲柄 2.凸輪 3.連桿 4.搖桿

2.2 高速分插機(jī)構(gòu)

橢圓齒輪行星系高速分插機(jī)構(gòu)是現(xiàn)階段水稻生產(chǎn)中應(yīng)用較多的高速分插機(jī)構(gòu)（如圖3），通過(guò)采用回轉(zhuǎn)行星式齒輪結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了對(duì)水稻高速插秧的過(guò)程，采用橢圓齒輪有效的提高了插秧軌跡的合理性，通過(guò)改變傳動(dòng)比來(lái)改變行星輪的轉(zhuǎn)速。橢圓齒輪行星系高速分插機(jī)構(gòu)主要包括以下特征：（1）通過(guò)回轉(zhuǎn)一次完成插秧兩次來(lái)滿足插秧的高效性;（2）由于使用了行星系回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)代替曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)過(guò)程的慣性力顯著降低，使傳動(dòng)過(guò)程更加平穩(wěn);（3）由于采用了橢圓齒輪，有效地降低了齒輪間隙或傳動(dòng)比變化過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)問(wèn)題;（4）由于橢圓齒輪的加工工藝相對(duì)繁瑣，在機(jī)械加工過(guò)程需要具備更高的精度，且整體的裝配結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，導(dǎo)致制造成本偏高，直接影響了插秧機(jī)的銷(xiāo)售價(jià)格。此外，橢圓齒輪行星系高速分插機(jī)構(gòu)取苗點(diǎn)處運(yùn)動(dòng)學(xué)特性不良，容易對(duì)秧苗造成一定的損害。

3 應(yīng)用過(guò)程存在的問(wèn)題

3.1 機(jī)械育秧技術(shù)發(fā)展較慢

水稻的機(jī)械化育秧技術(shù)具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性，且育秧過(guò)程程序復(fù)雜，所需時(shí)間較長(zhǎng)，機(jī)械化育秧的步驟包括床土準(zhǔn)備、種子處理、播種作業(yè)、苗期管理等多道環(huán)節(jié)?，F(xiàn)階段來(lái)說(shuō)，秧苗的質(zhì)量是分插機(jī)構(gòu)作業(yè)能力發(fā)揮的重要影響因素，水稻機(jī)械化育秧技術(shù)的推廣速度不能滿足插秧機(jī)的用秧需求，農(nóng)機(jī)推廣過(guò)程對(duì)于育秧技術(shù)的重視程度也相對(duì)不足。由于農(nóng)民沒(méi)有經(jīng)受過(guò)系統(tǒng)的育秧技術(shù)培訓(xùn)，更缺乏有效途徑咨詢(xún)專(zhuān)業(yè)人士相關(guān)技術(shù)問(wèn)題，因此對(duì)相關(guān)育秧技術(shù)的掌握并不全面，導(dǎo)致了育秧過(guò)程不合理，影響秧苗質(zhì)量，不符合標(biāo)準(zhǔn)的秧苗很難完全發(fā)揮先進(jìn)插秧裝置的工作能力。

3.2 操作技術(shù)影響插秧質(zhì)量

在使用插秧機(jī)完成水稻種植的過(guò)程中，分插機(jī)構(gòu)的作業(yè)效果與操作規(guī)范性也息息相關(guān)。由于水稻機(jī)械插秧的普及時(shí)間相對(duì)較短，很多駕駛?cè)藛T缺乏規(guī)范且科學(xué)的駕駛經(jīng)驗(yàn)，不會(huì)根據(jù)秧苗和田間實(shí)況合理調(diào)整分插機(jī)構(gòu)工作性能， 不僅影響插秧機(jī)功能發(fā)揮，還可能會(huì)出現(xiàn)漏插、漂秧和傷秧等問(wèn)題。此外，水田的耕整地作業(yè)質(zhì)量不合格，也會(huì)直接影響插秧的質(zhì)量。這就出現(xiàn)了盡管插秧機(jī)的技術(shù)和效率不斷提升，但在實(shí)際生產(chǎn)中卻發(fā)揮不出高效的優(yōu)點(diǎn)。

3.3 技術(shù)實(shí)力影響插秧質(zhì)量

盡管我國(guó)的水稻機(jī)械化插秧技術(shù)近年來(lái)得到了快速的發(fā)展，很多技術(shù)也取得了重要突破，但在高速插秧機(jī)技術(shù)上，國(guó)產(chǎn)機(jī)械的工作質(zhì)量仍與發(fā)達(dá)國(guó)家存在一定的差距。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的高速插秧機(jī)的分插機(jī)構(gòu)其技術(shù)仍較為落后，新技術(shù)的自主機(jī)型應(yīng)用和推廣仍較為緩慢，采用橢圓齒輪行星系高速分插機(jī)構(gòu)由于運(yùn)動(dòng)軌跡復(fù)雜且混亂，不僅加工成本更高，而且高速插秧的品質(zhì)比較低，導(dǎo)致整機(jī)在工作可靠性、操作便捷程度、能源消耗等方面與先進(jìn)水平相比均處于劣勢(shì)。

3.4 農(nóng)藝技術(shù)對(duì)機(jī)插秧的影響

我國(guó)水稻的種植面積很廣，導(dǎo)致水稻的品種繁多，農(nóng)藝技術(shù)的要求也多種多樣，這不利于高速插秧機(jī)技術(shù)與農(nóng)藝要求的融合，在一定程度上制約了水稻育秧技術(shù)和分插相關(guān)技術(shù)的實(shí)施。也就是說(shuō)，無(wú)論在育秧、插秧的過(guò)程都必須實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝的有機(jī)融合，但融合過(guò)程就我國(guó)國(guó)情存在較大難度，這對(duì)插秧技術(shù)的廣泛應(yīng)用造成了不利的影響。

4 結(jié)論

隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)水平的不斷提高，水稻的機(jī)械化生產(chǎn)也得到了快速的發(fā)展，截至2017年底，水稻種植機(jī)械化程度已超過(guò)40%，這包括了機(jī)械插秧和機(jī)械直播等多種種植形式，發(fā)展速度很快。但與國(guó)際上水稻機(jī)械化生產(chǎn)的先進(jìn)水平相比，還存在明顯差距，這不僅體現(xiàn)在機(jī)械化作業(yè)程度上，更體現(xiàn)在插秧機(jī)的技術(shù)先進(jìn)性上，要真正實(shí)現(xiàn)我國(guó)水稻插秧機(jī)分插機(jī)構(gòu)相關(guān)技術(shù)的提升，最基本的要求就是在保證插秧質(zhì)量的提前下要盡量提高單位時(shí)間的插次，這需要相關(guān)工作人員對(duì)分插機(jī)構(gòu)的運(yùn)行軌跡、作業(yè)姿態(tài)進(jìn)行更細(xì)致和科學(xué)的研究，以滿足水稻高速插秧作業(yè)的相關(guān)要求。

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