便攜式多功能花生播種裝置的設(shè)計及制造

趙祈頎，蔣 瑜，謝天雄

（廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué)，廣西南寧 530007）

0 引言

花生是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物[1]。我國西部廣大地區(qū)土地多為山區(qū)丘陵，不適合采用大型專用花生種植和收獲機(jī)械，仍較多采用人工種植模式，過程復(fù)雜、勞動強(qiáng)度大、人工成本高、種植面積逐漸減少，嚴(yán)重阻礙該地區(qū)花生產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。為更好發(fā)揮地域優(yōu)勢，促進(jìn)農(nóng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)花生產(chǎn)業(yè)振興，本文專門設(shè)計了一款針對山區(qū)丘陵地帶的便攜式具有集開溝、播種、施肥、覆土等功能的花生種植多功能花生種植裝置。該裝置擬設(shè)計為單人操作使用，將四道工序完成的花生種植變成一道工序，極大減輕了種植時需要反復(fù)彎腰的勞動強(qiáng)度，適合中老年人單人操作，減少勞動工時，提高勞動效率，有效彌補(bǔ)山區(qū)農(nóng)村勞動力缺乏的花生種植現(xiàn)狀[2]。

1 市場現(xiàn)有產(chǎn)品分析

通過市場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前市面上的花生播種裝置尚未出現(xiàn)集開溝、播種、施肥、覆土多功能整合的小型便攜農(nóng)具，有的都是大型或小型的單一功能花生播種或花生收獲裝置。本文涉及的多功能花生播種裝置對于山區(qū)丘陵地區(qū)花生種植面積的擴(kuò)大、花生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展振興以及山區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)收入的提高有較好的促進(jìn)作用[3]。

2 產(chǎn)品設(shè)計思路

多功能花生播種裝置的便攜性及開溝、播種、施肥、覆土四個功能的設(shè)計思路介紹。

2.1 便攜性

使用長度約1 000 mm的型鋼做主體，在上端焊接把手、輪架、撐桿、覆土爪等結(jié)構(gòu)，再將滾輪用螺栓裝到輪架上，這樣即可在梨好的田地里自由拖動。

海叔由于本性善良、勤奮，讓他贏得一個港商的青睞，對方把大陸的代理權(quán)給了海叔，使海叔在上海的事業(yè)漸漸有起色，并且越做越大，錢越賺越多。奶奶沒有要求過海叔給她買好吃的，好穿的，而是一再叮囑他要善良處世，力所能及助人。奶奶讀書不多，不懂豪言壯語，不會長篇大論，她用最簡單的言傳身教，教育子孫以善為人。

2.2 開溝

踩腳總成插入土中時，用手撥動安裝于主體上的放料罐的開關(guān)，種植通過撥片從放料罐落下，沿著管道直接落入土中，即可完成定量播種（西部地區(qū)花生種子外形尺寸的最大值一般約為6~8 mm）。

2.3 播種

設(shè)計一個踩腳總成，將其套入主體的套管中，由回位彈簧連接。用腳將踩腳總成踩入泥土中，即可完成開溝，如踩腳總成需要復(fù)位，則松腳，由回位彈簧將踩腳總成拉回原位。

2.4 施肥

加快農(nóng)業(yè)統(tǒng)計工作基礎(chǔ)管理，不斷提高工作效率和質(zhì)量，是農(nóng)業(yè)統(tǒng)計部門的新要求。但是由于農(nóng)業(yè)統(tǒng)計覆蓋面廣、工作范圍大，加上國家出臺了新的政策，加大了基層農(nóng)業(yè)統(tǒng)計工作難度。受到利益驅(qū)動和政績觀等因素的影響，將農(nóng)業(yè)統(tǒng)計工作的重心放在提高農(nóng)業(yè)發(fā)展效益上，對統(tǒng)計工作缺乏足夠的重視，往往按照上級要求被動開展一些信息收集和統(tǒng)計工作，形式化嚴(yán)重。

對于企業(yè)發(fā)展歷史的展示不僅代表企業(yè)對自身發(fā)展的尊重，太太樂更寄希望于讓更多人與企業(yè)一起回顧多年來成長的足跡。2018年是太太樂企業(yè)成長30周年，而立之際太太樂建立了屬于自己的歷史陳列館。在這里，你看到的不僅有太太樂企業(yè)發(fā)展的經(jīng)歷，還將在其中探尋中國調(diào)味品行業(yè)發(fā)展的足跡，通過舊物件、老照片、歷年廣告篇等方式帶來的不但是調(diào)味歷史的展現(xiàn)，更多是一代又一代參觀者對生活與情感的回顧。

空巢老人指子女離家，且家中無其他親屬，獨(dú)身或是與配偶、甚至更年長的上輩人居住的老年人。近年來，國內(nèi)外學(xué)者通過大量研究發(fā)現(xiàn)，老年人的幸福指數(shù)與家庭結(jié)構(gòu)相關(guān)，相比正常老年人，空巢老人的孤獨(dú)感、焦慮和抑郁癥狀更顯著，其幸福指數(shù)較低[3-4]，且與城市相比，農(nóng)村老人的心理健康，更受“空巢”現(xiàn)象的差異影響[5]。

2.5 覆土

3.2.5 滾輪：為使整個機(jī)構(gòu)在田地中靈活移動，滾輪的直徑選擇要在360以上，這種規(guī)格可在市場上直接購買。用螺栓螺母將滾輪安裝在連接槽鋼內(nèi)即可。要求滾輪的中心必須有軸承，否則會降低滾輪的使用壽命。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計

本次設(shè)計主要采用CATIA進(jìn)行整體設(shè)計。CATIA由于其性能優(yōu)秀，往往多用于機(jī)械的零部件設(shè)計和裝配仿真模擬，最終出圖可用AutoCAD進(jìn)行。便攜式多功能花生播種裝置，其裝配圖及部件如圖1~圖3所示。

3.1 裝配示意圖

考慮整個裝置在使用時不能變形，同時還得讓裝置的材料具有普遍性利于規(guī)模制造，整個裝置的金屬結(jié)構(gòu)件采用Q235號鋼材制作。

3.2 主要零部件結(jié)構(gòu)介紹

總示意圖及零件裝配圖如圖1所示。主要組成部件有：主體、踩腳總成、連接桿、連接槽鋼、滾輪、撐桿、覆土爪、拉索總成、放料罐、回位彈簧等部件。

3.2.1 主體：采用30 mm*30 mm*2 mm的型鋼，分為豎桿、橫桿、把手及連接片，均采用焊接方式連接，是整個裝置的裝配基體。踩腳總成、放料罐、拉索總成、連接桿、回位彈簧均與其連接。

圖1?裝配示意圖

圖2?踩腳總成

圖3?踩片

而放料罐有兩件，做下種、施肥使用；拉索總成是在活頁無法正常張開時輔助打開活頁使用、回位彈簧連接主體與踩腳總成。以上3種部件可在市場上采購得到[4]。

3.2.3 連接桿，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。一端焊接在主體上，另一端與連接槽鋼連接；做支撐架使用，在這里連接桿有兩件，構(gòu)造為左右鏡像關(guān)系。如批量化生產(chǎn)的情況下，可以考慮將連接桿加多一塊連接板并在上面打孔，與主體形成螺栓連接關(guān)系。

施肥工序的操作同播種（放料罐有兩件，一件裝種子，一件裝固體顆粒肥料）。

3.2.4 連接槽鋼，做滾輪的輪架使用，槽鋼兩側(cè)邊開有安裝孔。

第二步計算各圖書館四項指標(biāo)的人均率。例如某圖書館服務(wù)人口總數(shù)為5 000人，每年有40 000次訪問，則該圖書館人均率=40 000÷5 000=8次/人。

完成施肥工序后，松開腳，待彈簧將踩腳總成復(fù)位后，拖動整個機(jī)構(gòu)，焊接在主體的覆土爪將旁邊的泥土刮平剛才開好的溝，及完成整套工序。

3.2.6 撐桿：為了防止整個裝置在踩動時產(chǎn)生翻倒或者在播種中途休息時可以自由放置不會翻倒，使用一根圓桿與連接片焊接，再將撐桿焊在連接槽鋼的外側(cè)即可（示意圖只畫一個撐桿，整個裝置有兩個撐桿）。

3.2.7 覆土爪：將圓桿折彎，再將角鋼焊接在圓桿下端即為覆土爪，再將其焊接在主體背后，在移動裝置時起到覆土作用。

3.2.2 踩腳總成：分為踩腳、踩片、活頁、連接角鋼、封板五個部件。其中踩腳用兩根30 mm*30 mm*2 mm的型鋼（切成圖中斜面，作為播種和施肥使用，每根上焊有圓管做螺栓安裝使用，型鋼與兩個放料罐分別用軟管連接，型鋼之間有一定間隔，保證種植與肥料不會挨在一起影響發(fā)芽）和一根35 mm*35 mm*2 mm的型鋼拼焊（套入主體中），踩腳前后均有連接角鋼作為連接彈簧的掛鉤點(diǎn)使用。踩片由鋼板、凸輪、連接圓管、連接角鋼組成，作為播種時的主要受力接觸零件?；铐撌褂貌讳P鋼自動回位活頁，市場上均有現(xiàn)貨；活頁鉚接在型鋼的斜面上端。封板則與活頁鉚接，寬度與型鋼斜面相同，而封板的折彎角度可以稍微小于90°，這樣便于凸輪將封板壓下。

4 試制與裝配

4.1 備料

按照圖紙上的數(shù)據(jù)，切割出合適尺寸的散件，再將散件焊接。用等離子機(jī)切割既可以保證工件不變形，也可以減少切割毛刺的產(chǎn)生，大幅度減少下料所需時間，提高生產(chǎn)效率。筆者單位是涉農(nóng)院校，金工類機(jī)械比較老舊，為了盡量保證下料的質(zhì)量，采用砂輪機(jī)切割和打磨。

相對于原來的租賃增值服務(wù)，信息化管理能夠降低租賃公司及施工單位的成本控制，并且面對施工項目的復(fù)雜性也能夠及時解決各種應(yīng)急計劃，對于現(xiàn)在的租賃公司也可以通過信息化技術(shù)提供專業(yè)建模的技術(shù)增值服務(wù)，與原來的租賃服務(wù)工作程序Word、Excel也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)在的市場需求，BIM以及Revit的建模軟件勢必要成為租賃行業(yè)管理人員的服務(wù)首選，信息化的租賃業(yè)務(wù)要能夠解決施工單位對周轉(zhuǎn)材料用量及成本控制的難點(diǎn)問題，租賃公司能夠按照自身數(shù)據(jù)庫里的材料規(guī)格盡量周轉(zhuǎn)自有材料，不僅降低自身成本，同時也完成技術(shù)性質(zhì)的增值服務(wù)(如圖3所示)。

4.2 折彎

由于缺少折邊機(jī)，且圓桿類零件也不適合用折邊機(jī)進(jìn)行折彎。在此，筆者采用學(xué)校的金工實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行折彎。折彎后需嚴(yán)格對照圖紙尺寸檢查，如尺寸不對則需要整改。

4.3 焊接

因為本裝置所有的構(gòu)件最厚的厚度也只有3mm，為了使焊接后零部件不至于變形，影響零件尺寸及裝配尺寸，所有焊接采用CO2保護(hù)焊。焊后須打磨焊渣及毛刺。

4.4 裝配方法

首先用螺栓螺母連接踩腳與踩片，再用回位彈簧連接踩腳與踩片上的連接角鋼，踩腳總成裝配完畢。再將踩腳總成套入主體中，用回位彈簧連接踩腳總成與主體上的連接角鋼。將連接桿1和2一端焊接在主體上，另一端與連接槽鋼焊接。用螺栓螺母將滾輪與連接槽鋼連接。再將覆土爪焊接在主體后方，撐桿焊接在左右連接槽鋼的外側(cè)。而放料罐、拉索總成均安裝在主體上的連接角鋼上。在此整個裝置裝配完畢。

5 樣品測試及調(diào)試

用腳踩動踩片時，凸輪壓下活頁，因活頁與封板是鉚接，所以，封板向下運(yùn)動，直到封閉斜面空間。此時繼續(xù)踩動踩片向下，踩腳總成會沿著主體的導(dǎo)軌繼續(xù)向下直到插入土中，完成開溝工序。然后撥動兩個放料罐的撥片，種子與肥料通過放料罐的管子掉入踩腳的方形鋼的斜面當(dāng)中，完成播種但因封板關(guān)閉，還無法進(jìn)入土中。隨后松腳，封板在泥土中暫時還無法打開，隨著主體連接的回位彈簧一將踩腳總成拉回原位后，踩片在回位彈簧的作用下，將活頁封板打開。種子和肥料掉入土中，完成播種和施肥工序。這時拖動整個機(jī)構(gòu)沿著種植的方向運(yùn)動，覆土爪將泥土填平剛才完成開溝、播種、施肥的位置。如泥土粘住了封板和踩腳總成，則輕微晃動整個機(jī)構(gòu)，由主體上的回位彈簧進(jìn)行回位，如封板無法打開，可使用拉索總成打開封板。

本文在錢納里和庫茲涅茨的工業(yè)化發(fā)展水平評價方法基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)外學(xué)者的研究，對青島市工業(yè)化發(fā)展水平進(jìn)行測度和實(shí)證分析，并在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的對策建設(shè)。

實(shí)地測試時，撐桿與水平面的夾角約為30°，在單腳踩動踩片及自由放置時，與地面的夾角約30°，有翻倒的可能，經(jīng)過調(diào)試后，將夾角改為40°，主體基本豎直向上，免去了整個機(jī)構(gòu)不工作時翻倒，需要扶起的弊端。因為該裝置在一般在高寒山區(qū)使用，應(yīng)將裝置進(jìn)行整體的鍍鋅處理或者磷化處理，達(dá)到防銹的作用。而通過測試發(fā)現(xiàn)，插入土中的斜型鋼和封板一直與泥土接觸，即使是防銹層也容易磨損。在此將斜的型鋼與封板的材料換成304號不銹鋼，且表面需要做鏡面處理，減小表面粗糙度，提高防銹水平。而與不銹鋼的焊接則需要改為氬弧焊[5]。

6 結(jié)語

本文所述的產(chǎn)品，具有一定的創(chuàng)新性和可推廣性。該裝置可填補(bǔ)花生播種的部分空白，不僅能播種花生，還能播種玉米等穴播作物。并且針對我國系部多山的丘陵地帶勞力較少、年齡老化等特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計，有效推進(jìn)鄉(xiāng)村振興和發(fā)展。