自走式水稻育秧播種擺盤機(jī)的研究與設(shè)計(jì)

王馨竟　孫毅

摘 要：針對(duì)現(xiàn)有的水稻大棚育秧播種機(jī)的現(xiàn)狀和存在的問題，研發(fā)一種新型的自走式水稻育秧播種擺盤機(jī)。該機(jī)可將傳統(tǒng)的苗盤播種集成于一臺(tái)履帶行走的機(jī)器上，在播底土、播種、覆土過程中將秧盤有序地?cái)[放于水稻育秧大棚的苗床上，從而大幅度提高水稻育秧機(jī)械化水平。

關(guān)鍵詞：育秧播種擺盤機(jī);研究與設(shè)計(jì);應(yīng)用與前景

中圖分類號(hào)：S223.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.10.007

1 目的和意義

水稻是我國(guó)主要糧食作物，水稻的播種面積和總產(chǎn)量均居糧食作物的首位。目前，黑龍江省水稻種植面積近6500萬畝， 95%的水稻種植采用旱育插秧技術(shù)?，F(xiàn)有的水稻育秧苗盤播種技術(shù)有兩種：一是用人工將秧盤擺放于水稻育秧大棚中，然后用秧盤播種機(jī)播種;二是用人工將秧盤通過輸送帶喂入秧盤覆土、播種、覆土一體機(jī)，然后用人工將播種好的秧盤擺放于水稻育秧大棚中，二者都需要較多人工，增加了育秧環(huán)節(jié)的作業(yè)成本。采用自走式水稻育秧播種擺盤機(jī)可以有效地解決這一問題。它是將傳統(tǒng)的苗盤播種集成于一臺(tái)履帶行走的機(jī)器上，在播底土、播種、覆土過程中將秧盤有序地?cái)[放于水稻育秧大棚的苗床上，從而大幅提高水稻育秧機(jī)械化水平，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)省人工，提高作業(yè)效率和作業(yè)質(zhì)量，降低水稻育秧綜合生產(chǎn)成本。與傳統(tǒng)的擺盤、播種作業(yè)方式相比節(jié)省人工3人，作業(yè)成本降低20%以上，即每公頃育秧成本減少1500元。

2 結(jié)構(gòu)與原理

2.1 主要結(jié)構(gòu)

本機(jī)分為汽油機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩種機(jī)型。主要由汽油機(jī)或電機(jī)、變速箱、覆土機(jī)構(gòu)、播種機(jī)構(gòu)、機(jī)架、傳動(dòng)系統(tǒng)、地輪行走機(jī)構(gòu)等組成（如圖1所示）。

1.秧盤下滑板2.秧盤輸送裝置3.抬手4.上覆土機(jī)構(gòu)5.下攪土桿6.上覆土箱7.播種裝置8.播種箱9.下覆土機(jī)構(gòu)10.上攪土桿11.下覆土箱12.護(hù)盤鋼絲13.側(cè)護(hù)盤鋼絲14.秧盤上滑板15.秧盤側(cè)滑板16.扶手架17.行走裝置18.離合撥叉19.渦輪蝸桿變速箱

2.2 工作原理

本機(jī)采用發(fā)動(dòng)機(jī)（電機(jī)）傳動(dòng)→減速機(jī)傳動(dòng)→動(dòng)力輸出輪。輸出輪同時(shí)傳動(dòng)行走驅(qū)動(dòng)輪和播土、播種、覆土及秧盤輸送裝置。驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)力輸出軸與行走主動(dòng)軸之間設(shè)置有手控離合器，通過油門控制（或調(diào)速器），調(diào)節(jié)擺盤機(jī)作業(yè)速度。通過傳動(dòng)系統(tǒng)把動(dòng)力傳遞給輸送帶，一次性完成播底土、播種、覆土等工序，然后由人力操縱通過履帶式自走裝置拉動(dòng)，使秧盤依次整齊落在地上。

3 主參數(shù)設(shè)計(jì)

3.1 播種性能指標(biāo)設(shè)計(jì)

影響播種性能主要有兩個(gè)因素：一是播種部件;二是播種輥的轉(zhuǎn)速。

（1）播種部件：目前播種部件主要有外槽輪式、膠輥狗牙式和塑料牙盤式三種型式。經(jīng)過多次反復(fù)試驗(yàn)證明：采用膠輥狗牙式播種部件播種效果好，播出的籽粒細(xì)密均勻無漏播（如圖2所示）。

（2）播種輥轉(zhuǎn)速：按照目前農(nóng)藝對(duì)秧盤每盤播種量的要求，設(shè)計(jì)能滿足80%用戶所需的每盤播種量的要求，作為初始的播種輥轉(zhuǎn)速。然后適應(yīng)各地區(qū)各用戶的不同需求，加裝變速裝置。用戶可根據(jù)需要自行調(diào)整，改變輸送帶牙盤鏈條和膠輥軸牙盤鏈輪的掛接位置，即可改變播種輥轉(zhuǎn)速，從而改變秧盤每盤播種量的多少（如圖3所示）。

3.2 秧盤間稀密程度指標(biāo)設(shè)計(jì)

影響秧盤間稀密程度的指標(biāo)主要有兩個(gè)因素：一是行走履帶的前進(jìn)速度;二是推送秧盤移動(dòng)的輸送帶的轉(zhuǎn)速。二者的有效聯(lián)動(dòng)結(jié)合，才能保證機(jī)器在作業(yè)過程中，不會(huì)出現(xiàn)盤與盤之間斷空或盤與盤之間推擠，以利于后期的插秧作業(yè)。

（1）行走履帶：采用微縮版的水田行走履帶，履帶附有履帶橫棱，以增加附著性，盡量減少丟轉(zhuǎn)，使之行駛平穩(wěn)（如圖4所示）。

（2）推送秧盤移動(dòng)輸送帶：采用橡膠平帶，平帶附有薄薄的菱形紋，使之光滑與摩擦相宜。遇到秧盤有阻力微微滑動(dòng)，遇到秧盤空擋微微推動(dòng)?？梢杂行Х乐埂巴票P”或“盤與盤有空”（如圖5所示）。

3.3 速度匹配

履帶行駛速度和推送秧盤移動(dòng)的輸送帶速度，二者線速度相等，才能保證盤與盤之間不斷空或盤與盤之間不推擠。一般設(shè)計(jì)成輸送帶線速度略低于履帶行駛的線速度。并在傳動(dòng)過程中加無級(jí)調(diào)速裝置，調(diào)整二者速度保持匹配，以適應(yīng)不同地塊和作業(yè)環(huán)境的需求。

4 覆土均勻性和平整性的設(shè)計(jì)

影響覆土均勻性和平整性的指標(biāo)主要有兩個(gè)因素：一是取土、推土輸送帶結(jié)構(gòu);二是控制出土量大小的控制結(jié)構(gòu)。

4.1 播土輸送帶結(jié)構(gòu)

主要采用橡膠平帶，橡膠平帶附有凸起的“狗牙”并使之均勻間隔分布，使其取土均勻，送土連續(xù)（如圖6所示）。

4.2 出土量大小的控制

采用刮板式結(jié)構(gòu)。平直的刮板可使其出土平整，上下調(diào)節(jié)控制刮板與輸送帶的間隙，即可控制出土量大小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)方便（如圖7所示）。

5 應(yīng)用效果與前景

（1）減少人工，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。本機(jī)一人操作，一人續(xù)盤，一人裝種、裝土，3人即可完成擺盤播種全程作業(yè)。

與傳統(tǒng)的秧盤播種機(jī)相比：可減少人工3人，省去人工擺盤，人工運(yùn)盤等繁復(fù)作業(yè)環(huán)節(jié)。

（2）降低作業(yè)成本。本機(jī)可一次性完成覆土、播種、覆土作業(yè)，并同時(shí)將秧盤有序地?cái)[放于水稻育秧大棚的苗床上。與傳統(tǒng)的秧盤播種機(jī)作業(yè)方式相比：降低了人工成本，提高了作業(yè)效率，從而降低了水稻育秧播種環(huán)節(jié)的作業(yè)成本。

（3）作業(yè)效果。和傳統(tǒng)的作業(yè)方式相比：秧盤擺放整齊，播種量可調(diào)可控，土層厚度也可調(diào)可控，使得后期出苗效果好，苗齊、苗均、苗壯，深受用戶好評(píng)。

（4）應(yīng)用前景。我省水稻種植面積大， 95%的水稻用戶采用棚盤播種旱育插秧技術(shù)，棚盤播種都需要機(jī)械完成。本機(jī)市場(chǎng)售價(jià)6000元/臺(tái)左右，水稻種植戶購(gòu)機(jī)成本低，因而具有較好的市場(chǎng)前景。

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