2ZY-6型油菜毯狀苗移栽機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

吳 俊 俞文軼 張 敏 吳崇友 蔣 蘭 湯 慶

(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所， 南京 210014)

0 引言

目前，我國(guó)油菜移栽主要采用人工大苗移栽的方式，其用工多、成本高，制約了油菜生產(chǎn)的發(fā)展。現(xiàn)有的半自動(dòng)移栽機(jī)和穴盤(pán)苗全自動(dòng)移栽機(jī)主要存在兩方面問(wèn)題：開(kāi)溝或打穴移栽依靠開(kāi)溝或打穴后細(xì)碎松軟土壤的自然回流穩(wěn)苗、覆土鎮(zhèn)壓固苗，不適合水稻茬田黏重土壤條件下油菜的移栽；移栽作業(yè)速度低，不適應(yīng)油菜大面積、高密度移栽[1-5]。鏈夾式和導(dǎo)苗管式半自動(dòng)移栽機(jī)的人工分揀、投苗的極限速度為45次/min和60株/min，作業(yè)效率較低。代表世界先進(jìn)水平的法拉利公司Futura全自動(dòng)穴盤(pán)苗移栽機(jī)最高移栽速率為133次/(min·行)，但其價(jià)格昂貴，對(duì)苗床整備要求嚴(yán)格?，F(xiàn)有的半自動(dòng)或全自動(dòng)移栽機(jī)在土壤適應(yīng)性、作業(yè)效率和經(jīng)濟(jì)性方面均不適應(yīng)水稻茬油菜的移栽。

因此，迫切需要探索新的育苗移栽方式、研制高效的移栽機(jī)械，以解決在水稻茬黏重土壤上油菜低成本高效移栽這一制約長(zhǎng)江流域冬油菜發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。本文在水稻插秧機(jī)底盤(pán)的基礎(chǔ)上，增設(shè)動(dòng)力切縫、成型輪和覆土鎮(zhèn)壓等裝置，通過(guò)培育高品質(zhì)的油菜毯狀苗，實(shí)現(xiàn)油菜在水稻茬和旱田地多種土壤上的切縫移栽。

1 整機(jī)結(jié)構(gòu)與主要技術(shù)指標(biāo)

1.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)

2ZY-6型油菜毯狀苗移栽機(jī)主要由插秧機(jī)底盤(pán)、動(dòng)力切縫圓盤(pán)、成型滾輪、栽植裝置、旱地仿形裝置和覆土鎮(zhèn)壓機(jī)構(gòu)等部件組成，其具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 2ZY-6型油菜毯狀苗移栽機(jī)結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure of 2ZY-6 rapeseed carpet seedling transplanter1.插秧機(jī)底盤(pán) 2.動(dòng)力切縫圓盤(pán) 3.成型滾輪 4.旱地仿形裝置 5.栽植裝置 6.配重箱 7.覆土鎮(zhèn)壓機(jī)構(gòu)

其中，動(dòng)力切縫圓盤(pán)、成型滾輪、旱地仿形裝置及覆土鎮(zhèn)壓機(jī)構(gòu)均通過(guò)栽植裝置的栽植橫梁固定連接，栽植橫梁長(zhǎng)度為1 900 mm。為錯(cuò)開(kāi)布置空間和防止各部件的干擾，動(dòng)力切縫圓盤(pán)和成型滾輪通過(guò)長(zhǎng)螺栓夾板固定連接，固定座橫向距離為1 400 mm，覆土鎮(zhèn)壓輪采用U型螺栓固定連接，固定座橫向距離為900 mm，旱地仿形裝置采用固定螺栓與栽植橫梁固定，相對(duì)距離為1 700 mm，具體連接和布置方式如圖2所示。

圖2 工作部件安裝方式和安裝位置示意圖Fig.2 Installation method and location of working parts

1.2 油菜秧苗規(guī)格

為了適應(yīng)移栽機(jī)切塊取苗的作業(yè)要求，育成的油菜毯狀苗應(yīng)具有高密度、健壯、成毯性能好等特征，在長(zhǎng)580 mm、寬280 mm的標(biāo)準(zhǔn)秧盤(pán)育苗時(shí)，秧苗密度大于等于600株/盤(pán)，苗高80～120 mm，葉齡5～8葉，秧苗空穴率小于等于10%。移栽時(shí)綠葉數(shù)3～5葉，盤(pán)根好，雙手托起時(shí)不應(yīng)斷裂。

1.3 主要技術(shù)指標(biāo)

苗-機(jī)-田三者互適才能達(dá)到理想的移栽效果。針對(duì)油菜毯狀苗生物特性和移栽要求，應(yīng)通過(guò)旋耕滅茬埋秸、驅(qū)動(dòng)刀盤(pán)開(kāi)溝作畦的機(jī)械化耕整地方案為油菜毯狀苗移栽機(jī)創(chuàng)造合適的栽前環(huán)境和土壤條件。具體技術(shù)指標(biāo)：壟寬1.9～2.0 m，瀝水溝寬0.15～0.2 m，秧苗行距為0.3 m，株距根據(jù)種植密度需求調(diào)節(jié)。

2 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)與參數(shù)分析

2.1 栽植裝置設(shè)計(jì)

本文針對(duì)油菜毯狀苗形態(tài)、密度和秧苗素質(zhì)不同于水稻毯狀苗的情況，對(duì)插秧機(jī)取苗環(huán)節(jié)工作參數(shù)進(jìn)行適應(yīng)性修改，以適合油菜毯狀苗切塊栽插[6-9]。為了提高栽植效率，在保證取苗空穴率和苗塊素質(zhì)的情況下，取苗回?cái)?shù)越高越好。但是油菜葉片面積大，生長(zhǎng)空間受限，通過(guò)多年多次育苗試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)280 mm×580 mm標(biāo)準(zhǔn)苗盤(pán)育苗時(shí)，油菜的密度最大只能達(dá)到600株/盤(pán)，遠(yuǎn)低于水稻育苗密度，因此只能通過(guò)增大縱向送秧量、減少取苗回?cái)?shù)來(lái)保證取苗空穴率低于標(biāo)準(zhǔn)值(10%)[10-13]。同時(shí)進(jìn)行了取苗回?cái)?shù)和取苗空穴率的單因素試驗(yàn)，當(dāng)取苗回?cái)?shù)為10、12、14、16、18時(shí)，取苗空穴率依次為6.8%、8.4%、12.2%、15.7%、18.3%。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析可知，取苗回?cái)?shù)取值為12時(shí)，移箱橫向移動(dòng)280/12=23.3 mm，考慮移箱橫向移動(dòng)間隙和彈性變形等因素，秧門(mén)寬度應(yīng)大于移箱橫向移動(dòng)距離，取值為26 mm，秧針寬度為20 mm。

2.1.1螺旋軸外徑

移箱螺旋軸上有正反旋2道螺旋槽交叉存在，螺旋槽根據(jù)不同需要具有一定深度、寬度和螺旋升角，當(dāng)圓柱外徑增大時(shí)，螺旋槽的升角減小，沿螺旋槽作用的壓力角減小，所以移箱的推力就會(huì)變小，功耗降低。為了避免移箱時(shí)機(jī)構(gòu)的自鎖或者受力過(guò)大，通常取許用壓力角αt≤38°。同時(shí)考慮螺旋軸剛性和重量因素，結(jié)合市場(chǎng)上大多數(shù)插秧機(jī)螺旋軸直徑的設(shè)計(jì)值，取移栽機(jī)螺旋軸直徑φ=22 mm。

2.1.2螺旋槽螺距

螺旋槽螺距決定移箱的速度，而橫向移箱速度必須和秧爪取秧的回?cái)?shù)相對(duì)應(yīng)。秧爪每取秧一次，移箱的距離為一個(gè)移距。在前文中已經(jīng)確定移栽機(jī)的移距為23.3 mm，取秧回?cái)?shù)為12[14-15]。

由S=bZi/ZI計(jì)算出螺旋槽螺距S=20.5 mm。式中b為移距，mm；ZI為主動(dòng)傳動(dòng)齒輪齒數(shù)；Zi為從動(dòng)傳動(dòng)齒輪齒數(shù)。

2.1.3移箱總行程

采用分置式秧箱，行距為30 mm，隔條寬度為16 mm，實(shí)際秧箱底板寬度為281 mm，規(guī)格化苗塊寬度為280 mm。

由L=bn+2c計(jì)算出移箱總行程L=255 mm。式中n為取秧回?cái)?shù)；c為交叉距離(為保證取苗順暢，交叉距離應(yīng)小于S/2,本文取c=7.5 mm)。

螺旋軸的具體設(shè)計(jì)參數(shù)如圖3所示。

圖3 螺旋軸設(shè)計(jì)參數(shù)示意圖Fig.3 Design parameters of screw shaft

2.2 動(dòng)力切縫圓盤(pán)設(shè)計(jì)

2.2.1切縫圓盤(pán)結(jié)構(gòu)

在有作物殘茬和秸稈覆蓋的稻茬田上進(jìn)行油菜毯狀苗移栽時(shí)，由于秸稈根須茂盛，結(jié)塊大，不易破除，傳統(tǒng)開(kāi)溝器入土困難，很難開(kāi)出理想栽植縫。因此采用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)波紋圓盤(pán)的切縫方案，由于波紋盤(pán)幅面具有一定寬度，能滿足后續(xù)栽植臂對(duì)縫插栽的要求，同時(shí)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的刃口直接切斷秸稈根茬，有效防止秸稈纏繞，并且土壤擾動(dòng)小，工作過(guò)程可靠，能形成疏松并適合移栽的帶狀苗床。為保證油菜切塊推出后保持直立狀態(tài)，要求開(kāi)溝寬度略大于秧針寬度，開(kāi)溝部件應(yīng)能在未耕地上開(kāi)出20～25 mm的窄溝，因此設(shè)計(jì)的波紋圓盤(pán)幅寬t為23 mm。一般直播機(jī)用波紋圓盤(pán)直徑D為400～500 mm，D越大，刀軸離地越高，有利于機(jī)具通過(guò)，不易堵塞，過(guò)大會(huì)導(dǎo)致刀軸纏草、壅土。油菜毯狀苗移栽要求秧苗栽植深度為30～50 mm，比一般油菜直播深度小，綜合插秧機(jī)空間位置考慮確定波紋圓盤(pán)回轉(zhuǎn)半徑D=330 mm[16-18]。開(kāi)溝器安裝位置如圖4所示，具體結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖4 開(kāi)溝器安裝示意圖Fig.4 Construction drawing of furrow opener1.栽植橫梁 2.馬達(dá)安裝座 3.萬(wàn)向節(jié) 4.固定座 5.波紋圓盤(pán) 6.成型滾輪

圖5 開(kāi)溝單元結(jié)構(gòu)示意圖Fig.5 Construction drawing of furrow opener1.標(biāo)準(zhǔn)件 2.固定座 3.馬達(dá)安裝座 4.軸套 5.軸承 6.波紋圓盤(pán) 7.螺栓

2.2.2液壓系統(tǒng)

切縫圓盤(pán)的動(dòng)力由插秧機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)獲取，輸出帶輪安裝在原插秧機(jī)風(fēng)扇帶輪上，形成一套分離式雙聯(lián)帶輪，通過(guò)傳動(dòng)帶傳輸動(dòng)力至液壓泵驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)工作。液壓泵通過(guò)泵安裝座緊縮在原插秧機(jī)機(jī)架上。液壓回路如圖6所示，液壓系統(tǒng)包括油箱，吸油過(guò)濾器，定量液壓泵，由電磁換向閥、溢流閥、節(jié)流閥組成的疊加閥組，以及液壓馬達(dá)和回油過(guò)濾器。發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)液壓泵，而液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)開(kāi)溝圓盤(pán)軸。

圖6 液壓系統(tǒng)回路圖Fig.6 Diagram of hydraulic system circuit1.定量泵 2.吸油過(guò)濾器 3.液壓油箱 4.節(jié)流閥 5.溢流閥 6.電磁換向閥 7.液壓馬達(dá) 8.回油過(guò)濾器

2.3 旱地仿形裝置設(shè)計(jì)

采用機(jī)械液壓式結(jié)構(gòu)作為移栽機(jī)的仿形裝置設(shè)計(jì)，即在移栽機(jī)工作過(guò)程中根據(jù)觸地感應(yīng)輪的狀態(tài)變化作為傳感源，從而引導(dǎo)控制閥進(jìn)而控制液壓缸的動(dòng)作執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)栽植深度的控制。圖7是地面信號(hào)獲取裝置結(jié)構(gòu)圖，其中由觸地感應(yīng)輪、叉臂、支撐架、拉桿、調(diào)節(jié)手柄和鉸接點(diǎn)B、D、E組成初始高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，根據(jù)移栽田塊土壤干濕度和顆粒狀態(tài)扳動(dòng)調(diào)節(jié)手柄，以改變觸地感應(yīng)輪的初始高度。由觸地感應(yīng)輪、叉臂、支撐架、張緊彈簧和鉸接點(diǎn)A、B、C組成工作狀態(tài)地面浮動(dòng)信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)，其中鉸接點(diǎn)C通過(guò)拉線與傳感元件(機(jī)械閥)相連，鉸接點(diǎn)A與叉臂聯(lián)動(dòng)，當(dāng)觸地感應(yīng)輪接觸地面并感受到地面高度變化時(shí)，拉緊或松開(kāi)拉線，機(jī)械閥閥口隨之變化，從而實(shí)時(shí)控制栽植系統(tǒng)的升降[19-21]。

圖7 地面信號(hào)獲取裝置結(jié)構(gòu)圖Fig.7 Structure of ground signal acquisition device1.觸地感應(yīng)輪 2.刮土器 3.叉臂 4.支撐架 5.拉桿 6.張緊彈簧 7.調(diào)節(jié)手柄 8.安裝座

2.4 覆土鎮(zhèn)壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

在完成開(kāi)溝、切塊、取苗、栽插等工序后，需要將開(kāi)出窄溝兩邊翻出的土壤覆蓋到小苗的根部，壓緊土壤，提高成活率。傳統(tǒng)的覆土鎮(zhèn)壓輪采用覆土器和鎮(zhèn)壓輪組合使用，這種結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制造成本較高。本文設(shè)計(jì)的覆土鎮(zhèn)壓輪由支架、壓縮彈簧和帶傾角的輪盤(pán)組成，工作時(shí)由插秧機(jī)自重提供正壓力，輪盤(pán)切面和內(nèi)側(cè)面形成切應(yīng)力，起到鎮(zhèn)壓覆土功能。

圖8 鎮(zhèn)壓部件結(jié)構(gòu)示意圖Fig.8 Construction drawing of compacting part1.支架 2.彈簧銷(xiāo) 3.預(yù)緊彈簧 4.輪盤(pán) 5.角度調(diào)節(jié)器 6.刮土裝置 7.安裝架

覆土鎮(zhèn)壓部件由6個(gè)鎮(zhèn)壓輪獨(dú)立單元組成，間距300 mm，與開(kāi)溝間距對(duì)應(yīng)。鎮(zhèn)壓輪獨(dú)立單元通過(guò)夾緊螺栓固定在固定架上，通過(guò)改變立柱上安裝孔位置調(diào)節(jié)鎮(zhèn)壓輪位置。每個(gè)獨(dú)立單元由支架、彈簧銷(xiāo)、預(yù)緊彈簧、輪盤(pán)、角度調(diào)節(jié)器和刮土裝置組成。鎮(zhèn)壓部件結(jié)構(gòu)示意圖如圖8所示。

覆土鎮(zhèn)壓輪主要參數(shù)包括輪盤(pán)直徑、輪盤(pán)寬度、輪盤(pán)夾角、單輪傾角以及開(kāi)距(鎮(zhèn)壓輪兩輪盤(pán)最小距離)。鎮(zhèn)壓輪直徑要滿足其正常轉(zhuǎn)動(dòng)的條件以及機(jī)具的通過(guò)性能，同時(shí)保證鎮(zhèn)壓輪在作業(yè)過(guò)程中不產(chǎn)生滑移現(xiàn)象[22-25]，結(jié)合意大利法拉利公司生產(chǎn)的缽體苗移栽機(jī)鎮(zhèn)壓輪尺寸參數(shù)，最終確定輪盤(pán)直徑為350 mm。鎮(zhèn)壓輪寬度應(yīng)視開(kāi)溝寬度而定，若小于開(kāi)溝寬度容易造成帶苗下沉，形成溝狀。若大于一定的寬度，在同樣鎮(zhèn)壓力情況下，壓強(qiáng)減小，難以達(dá)到理想效果，在此基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定輪盤(pán)寬度為50 mm。理論分析得知鎮(zhèn)壓輪輪盤(pán)夾角越大，滑移作用越強(qiáng)，對(duì)土壤壓緊力就越大；但夾角過(guò)大時(shí)，鎮(zhèn)壓輪與土壤接觸面變小，在正壓力不變的情況下，摩擦力降低，鎮(zhèn)壓輪的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)受到明顯影響。在稻板茬土壤環(huán)境下，土壤板結(jié)、流動(dòng)性差，單靠鎮(zhèn)壓輪夾角很難實(shí)現(xiàn)溝兩側(cè)土壤向內(nèi)擠壓，本文通過(guò)增加鎮(zhèn)壓輪傾角形成側(cè)向力擠壓土壤以使土壤坍塌，達(dá)到覆土目的。為避免秧苗損傷，鎮(zhèn)壓輪開(kāi)距應(yīng)稍大于秧苗葉片幅面直徑，通過(guò)對(duì)秧苗葉片幅面直徑統(tǒng)計(jì)后確定中心距水平。

3 田間試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)地點(diǎn)和試驗(yàn)儀器

2018年10月分別在安徽省無(wú)為市和江蘇省南京市對(duì)前茬水稻和玉米進(jìn)行了移栽機(jī)作業(yè)質(zhì)量檢測(cè)試驗(yàn)。試驗(yàn)儀器包括土壤含水率測(cè)試儀、土壤堅(jiān)實(shí)度測(cè)試儀、卷尺、鋼尺、角度尺和秒表等。根據(jù)移栽機(jī)工作參數(shù)和移栽土壤條件選擇合適株距進(jìn)行移栽，本試驗(yàn)中稻茬田移栽株距為12 cm，旱田移栽株距為16 cm，圖9是移栽機(jī)分別在稻茬田和旱田環(huán)境下進(jìn)行作業(yè)試驗(yàn)。

圖9 田間試驗(yàn)圖Fig.9 Picture of field testing

3.2 試驗(yàn)方法

由于油菜毯狀苗移栽機(jī)屬于一種全新的旱地移栽技術(shù)和方法，相應(yīng)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)尚未制定。因此參照J(rèn)B/T 10291 《旱地栽植機(jī)械》、NY/T 1924—2010 《油菜移栽機(jī)質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/320292ABGF16—2018規(guī)定的方法進(jìn)行。試驗(yàn)分別在水稻茬田和旱田兩種土壤條件下分期進(jìn)行，分析在不同土壤條件下的含水率和機(jī)具作業(yè)速度對(duì)露苗率、漏栽率、埋苗率、傷苗率和栽植合格率的影響。相應(yīng)的指標(biāo)檢測(cè)方法如下：

(1)露苗率

秧苗栽植穴內(nèi)，秧苗基質(zhì)塊完全裸露在土壤外，視為露苗。在一個(gè)栽植行測(cè)定區(qū)間內(nèi)通過(guò)移栽總穴數(shù)N中的露苗穴數(shù)NLM占比來(lái)確定，露苗率計(jì)算公式為

(1)

(2)

式中Xr——理論穴距，cm

L——一個(gè)栽植行測(cè)定段的長(zhǎng)度，cm

(2)漏栽率

在試驗(yàn)中，根據(jù)相鄰兩穴的穴距(Xi)和理論穴距(Xr)之間的關(guān)系確定漏栽穴數(shù)，當(dāng)：在0.5Xr

漏栽率計(jì)算式為

(3)

式中NLZ——漏栽穴數(shù)，穴

K——秧苗空穴率，%

(3)埋苗率

在一個(gè)栽植行測(cè)定區(qū)間內(nèi)埋苗穴數(shù)占總穴數(shù)比率即為埋苗率，計(jì)算公式為

(4)

式中NMM——埋苗穴數(shù)，穴

(4)傷苗率

在一個(gè)栽植行測(cè)定區(qū)間內(nèi)傷苗穴數(shù)占總穴數(shù)比率即為傷苗率，計(jì)算公式為

(5)

式中NSM——傷苗穴數(shù)，穴

(5)栽植合格率

在一個(gè)栽植行測(cè)定區(qū)間內(nèi)，秧苗栽植穴內(nèi)有一株以上符合要求即為栽植合格?？傃〝?shù)中栽植合格穴數(shù)所占比率即為栽植合格率，計(jì)算公式為

(6)

其中

NHG=N-(NLM+NLZ+NMM+NSM)

3.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

試驗(yàn)前，測(cè)定未耕地土壤含水率和50 mm深度土壤堅(jiān)實(shí)度，結(jié)果如表1所示。

表1 試驗(yàn)土壤狀態(tài)測(cè)定結(jié)果Tab.1 Determination of soil state

在不同含水率條件下，分別以機(jī)具作業(yè)速度0.8、1.0、1.2 m/s測(cè)定露苗率、漏栽率、埋苗率、傷苗率等栽植質(zhì)量數(shù)據(jù)，最后計(jì)算栽植合格率，具體試驗(yàn)結(jié)果如表2、3所示。

圖10 水稻茬田環(huán)境下機(jī)具作業(yè)速度的栽植質(zhì)量性能參數(shù)變化曲線Fig.10 Effect of working speed on transplanting quality in paddy soil

表2 水稻茬田土壤條件下移栽作業(yè)質(zhì)量

表3 旱田土壤條件下移栽作業(yè)質(zhì)量Tab.3 Performance of transplanting under dry stubble soil %

開(kāi)展了固定因子的單因素均值分析，圖10a～10d的分析結(jié)果顯示，在水稻茬田環(huán)境土壤含水率24.7%～34.2%作業(yè)時(shí)，隨著機(jī)具作業(yè)速度的增加，露苗率呈上升趨勢(shì)，傷苗率呈下降趨勢(shì)。作業(yè)速度在1.0 m/s時(shí)漏栽率和埋苗率最低，分別為3.41%和5.36%，此時(shí)平均栽植合格率最高，達(dá)到83.61%。以82%的栽植合格率作為考察水稻茬田油菜移栽農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)，圖10e的分析結(jié)果顯示，機(jī)具作業(yè)速度應(yīng)限制在1.15 m/s以內(nèi)。

圖11 旱田環(huán)境下機(jī)具作業(yè)速度的栽植質(zhì)量性能參數(shù)變化曲線Fig.11 Effect of working speed on transplanting quality in dry stubble soil

圖11a～11d的分析結(jié)果顯示，在旱田環(huán)境土壤含水率在17.6%～26.8%下作業(yè)時(shí)，機(jī)具作業(yè)速度對(duì)露苗率和傷苗率的影響較小，對(duì)埋苗率的影響呈正相關(guān)。機(jī)具作業(yè)速度在1.0 m/s時(shí)，漏栽率最低，為2.97%，此時(shí)平均栽植合格率87.68%，為最優(yōu)水平。以86%的栽植合格率作為考察旱田油菜移栽農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)，圖11e的分析結(jié)果顯示，機(jī)具作業(yè)速度在0.8～1.2 m/s時(shí)均能滿足要求。

圖12和圖13分別分析了在水稻茬田和旱田兩種土壤環(huán)境下，土壤含水率對(duì)栽植合格率的影響。結(jié)果顯示，在水稻茬田環(huán)境下隨著含水率的降低，栽植質(zhì)量呈上升趨勢(shì)，在含水率為24.7%時(shí)，平均栽植合格率達(dá)到85.66%。當(dāng)土壤含水率低于30%時(shí)，均能滿足水稻茬田油菜移栽農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)。在旱田環(huán)境下油菜移栽，栽植合格率隨著土壤含水率的降低，呈先升后降的趨勢(shì)，在含水率為23.7%時(shí)，平均栽植合格率最高，達(dá)到87.01%，當(dāng)含水率降低至17.6%以下時(shí)，栽植合格率降至84%以下。

圖12 水稻茬田環(huán)境下土壤含水率變化時(shí)栽植合格率變化曲線Fig.12 Effect of water content change on qualified rate of transplanting in paddy soil

圖13 旱田環(huán)境下土壤含水率變化時(shí)栽植合格率變化曲線Fig.13 Effect of water content change on qualified rate of transplanting in dry stubble soil

4 結(jié)論

(1)根據(jù)油菜移栽農(nóng)藝要求，對(duì)水稻插秧機(jī)的移箱栽植系統(tǒng)和取苗機(jī)構(gòu)進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化，基于稻茬田土壤黏重、板結(jié)、秸稈還田的田間條件，設(shè)計(jì)了動(dòng)力切縫圓盤(pán)+成型滾輪的栽植縫壓切裝置。針對(duì)土壤流動(dòng)性差、投苗后不能回土立苗的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了V型覆土鎮(zhèn)壓裝置，通過(guò)具有夾角調(diào)節(jié)功能的V型對(duì)稱布置的鎮(zhèn)壓輪銳角輪緣切土、側(cè)向推土，擠壓栽植縫壅土立苗。采用機(jī)械液壓式結(jié)構(gòu)作為移栽機(jī)的仿形裝置，實(shí)現(xiàn)土壤不平整條件下栽深的控制。

(2)對(duì)整機(jī)進(jìn)行了稻茬田和旱田兩種土壤條件下的性能試驗(yàn)，結(jié)果表明，稻茬田土壤含水率為24.7%～30%、機(jī)具前進(jìn)速度在1.15 m/s以內(nèi)時(shí)移栽效果較好，栽植合格率最大可達(dá)85.66%。旱田土壤含水率為17.6%～26.8%時(shí)移栽質(zhì)量較佳，栽植合格率最大可達(dá)87.01%，機(jī)具前進(jìn)速度為0.8～1.2 m/s時(shí)均能滿足油菜移栽農(nóng)藝要求。