溫室大棚打藥運輸機的設計與應用研究

慕文闖

摘要：目前，溫室大棚內(nèi)作物的藥劑噴施和運輸環(huán)節(jié)勞動繁重，迫切需要實現(xiàn)機械化。為解決這一問題，研究設計一種溫室大棚打藥運輸機。闡述該機的整體結構設計及特點，并通過實際應用考察該機的作業(yè)性能和效益，證明使用該機進行溫室大棚內(nèi)打藥和運輸作業(yè)可以節(jié)省勞動力、提高生產(chǎn)效率，適宜大范圍推廣應用。

關鍵詞：溫室大棚；打藥機；運輸車；卷管器；軌道

中圖分類號：S224.3；S229.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2016）12-0020-03

隨著我國人民生活水平的不斷提高，依靠增加農(nóng)產(chǎn)品數(shù)量或提高農(nóng)產(chǎn)品價格來增加收入的潛力已經(jīng)不大，迫切要求農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從滿足人民的基本生活需求向“需求優(yōu)質化”方向發(fā)展，進一步調整優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構是新階段我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求。在此條件下，近年來丹東地區(qū)溫室大棚的建筑面積迅速增加，種植種類不斷更新。溫室大棚給農(nóng)戶帶來了巨大的經(jīng)濟效益，但同時也帶來了很強的勞動壓力。因此，設施農(nóng)業(yè)技術發(fā)展，要切實考慮農(nóng)村勞動力缺乏的問題。溫室大棚的日常管理中有很多繁重的體力勞動，果蔬運輸和植物打藥尤為甚。本課題結合丹東地區(qū)溫室大棚的內(nèi)部結構和種植特點，對打藥和采摘運輸環(huán)節(jié)的機械設備進行一體化優(yōu)化設計，大大提高了生產(chǎn)效率，減輕了勞動強度。

1 溫室大棚打藥運輸機結構設計

溫室大棚打藥運輸機主要由軌道、運輸車、打藥機總成和卷管器四部分組成（如圖1所示）。

1.1 軌道

軌道的功用是為運輸車提供一個阻力很小的行駛平臺，使運輸車在有限的空間內(nèi)直線行駛，保證運輸車行駛方便、不掉軌、承重能力強。軌道由一定長度的角鋼（或圓管）、枕梁和連接板組成，固定軌道的平行寬度為360 mm，枕梁間距為1 000～2 000 mm，農(nóng)戶可根據(jù)溫室大棚的長度來選擇軌道的長度。

1.2 運輸車

運輸車（如圖2所示）的功用是運輸藥劑箱及其他室內(nèi)重物。運輸車的體積為1 200 mm×400 mm×

1 100 mm。運輸車的寬度直接決定自走式打藥機的整體寬度，可有效利用溫室大棚內(nèi)部的有效空間；運輸車框架分3層，可以分層裝載更多的物品。利用車輪與軌道的特殊結合，可減少摩擦阻力，使運輸車在原有大棚的小路上就可以自由、輕松地行駛。

1.3 打藥機總成

打藥機總成由蓄電池（12 V）、直流打藥泵、儲藥罐、藥管、充電接口、開關、調速器、電壓指示儀及導線等組成。打藥機的功用是儲存、過濾并噴射藥劑，藥劑經(jīng)直流打藥泵加壓，以霧狀形式噴射出去，通過調速器可以控制噴霧壓力。打藥機的工作過程：首先將調好的藥劑通過過濾網(wǎng)倒入儲藥罐，儲藥罐的容量是普通噴霧器的5倍；然后打開電源開關，打藥泵開始工作，如果對液體壓力有要求，可以通過調速器進行噴霧調整，以達到要求的噴霧效果；最后通過充電插口對蓄電池充電（電池總計使用5 h充電1次）。

1.4 卷管器

卷管器的功用是自動收縮藥管，可減少勞動力，一個人就可以完成打藥過程；同時可減少由于對農(nóng)作物摩擦而引起的傷害。卷管器的容管量為15 m，藥管的承壓能力強，與噴桿連接一共可達16 m，也可以根據(jù)溫室大棚的寬度定做卷管器，以滿足打藥的需要。

2 溫室大棚打藥運輸機的推廣應用情況

根據(jù)丹東地區(qū)溫室大棚種植生產(chǎn)實際情況，普通背負式噴霧器的使用無法滿足農(nóng)民的需求，設施內(nèi)作物的藥劑噴施和運輸迫切需要機械化來取代人工。從2013年底開始推廣溫室大棚打藥運輸機，至今已推廣銷售560余臺套，取得了顯著的經(jīng)濟效益。現(xiàn)對丹東地區(qū)草莓溫室大棚和西紅柿溫室大棚應用該機械的情況進行總結分析。

2.1 節(jié)省農(nóng)藥，提高效率

藥劑的噴施質量決定植物病蟲害的防治效果以及植物對藥劑的吸收情況，因而對作物產(chǎn)量有直接影響。根據(jù)農(nóng)作物的生長特點和溫室大棚的溫濕度情況，藥劑噴施最佳時間相對集中，并且藥劑噴施時間決定了作物的吸收情況和藥劑效果。相同濃度藥劑的噴施效果由噴霧質量、噴霧時間和室內(nèi)溫度、光照強度決定。一般藥劑的噴施時間主要集中在天氣晴好的下午3—4點之間，溫室大棚打藥運輸機采用了高效的藥泵和大容積藥桶，增強了噴霧效果，縮短了打藥時間，減少了藥劑使用量。

以100 m西紅柿溫室大棚打藥作業(yè)為例，使用溫室大棚打藥運輸機與普通電動背負噴霧器的作業(yè)參數(shù)對比情況見表1。

由表1可知：普通打藥機作業(yè)時需背負藥箱，增加人體與藥物接觸，有害于身體健康；藥箱容積小（僅15 L），需反復裝配藥劑，輔助作業(yè)時間長；噴藥壓力低，時間長，霧化效果不好，容易錯過噴藥的最佳時間和溫度；對稍高的作物（如黃瓜和西紅柿），農(nóng)民背著噴霧器打藥很不方便，影響了作業(yè)速度。而溫室大棚打藥運輸機藥箱容積大，反復裝配藥劑的輔助環(huán)節(jié)少；在打藥作業(yè)時，只需拖曳噴頭連接管，可以很方便地在作物行間行走和轉身；噴霧壓力高，霧化效果好，作業(yè)迅捷快速，可以在合適的光照和溫度下完成藥劑噴施，達到作物吸收良好的效果。對比試驗結果證明使用溫室大棚打藥運輸機作業(yè)效率提高1倍，節(jié)省藥劑33%。

2.2 增加農(nóng)民收益

以往的背負式打藥機在給西紅柿和黃瓜噴施藥劑時，由于作物秸稈較高，在行走和轉身的過程中藥箱會碰擦損傷作物秸稈和幼果，從而影響作物生長，降低產(chǎn)量和果品等級，減少收益。溫室大棚打藥運輸機在配置上，增加了卷管機構，使藥箱置于壟頭的運輸車內(nèi)，只拖曳噴頭藥管在行間噴施藥劑，這樣可以在狹小空間內(nèi)來去自如，避免了接觸碰擦現(xiàn)象，使作物果實免受碰擦損傷，從而保證了作物產(chǎn)量和果品等級不受影響。根據(jù)農(nóng)戶自身使用體驗來看，該機的使用可以減少西紅柿黃瓜收益損失2～3個百分點。

2.3 節(jié)省勞動力

溫室大棚打藥機不僅在打藥方面有顯著的優(yōu)點，合理地使用運輸車也可以事半功倍。由于溫室大棚長度較長及室內(nèi)空間的局限性，在果實收獲的季節(jié)需要大量的勞動力，尤其是西紅柿、黃瓜之類的高產(chǎn)量果蔬作物，農(nóng)民需要往返于大棚內(nèi)外來回運輸果實。溫室大棚打藥運輸機解決了這一問題，可拆下藥劑箱，獨立使用運輸車。運輸車的體積為1 200 mm×400 mm×1 100 mm，長度可以根據(jù)農(nóng)戶要求加長，以便承載更多果實；運輸車每層高度可自由設定，能分層裝載更多的農(nóng)作物；車輪與軌道摩擦阻力受重物的影響很小，使運輸車可以輕快地在軌道上行駛，省力省時地把作物果實運到指定的位置；也可以根據(jù)農(nóng)戶的要求，把軌道直接引伸到溫室大棚外面。使用溫室大棚打藥運輸機作業(yè)可節(jié)省勞動力，提高勞動生產(chǎn)效率。

3 推廣應用中的問題及解決方法

3.1 存在問題

一是密閉的塑料卷管器出現(xiàn)故障維修不方便，且使用壽命短。二是維修網(wǎng)點配置不夠，維修服務相對落后。三是打藥機總成的標準件市場覆蓋面較小。四是生產(chǎn)規(guī)模較小，成本較高。

3.2 解決方法

一是對密閉的塑料卷管器進行重新設計，改密閉為開式，改塑料為金屬，這樣對出現(xiàn)的問題易于診斷和排除，使用壽命顯著延長。二是增設維修網(wǎng)點，改變服務方式，采用易損部件隨時就近更換、統(tǒng)一維修的服務方式。三是對打藥機總成進行重新設計，盡量就地取材，采用通用的標準件及器材。四是積極爭取地方財政補貼，降低農(nóng)戶購機成本。

4 結語

本課題研制的溫室大棚打藥運輸機，在實際推廣中，可以根據(jù)農(nóng)戶要求進行現(xiàn)場改造，如根據(jù)整體結構改變藥劑箱的型式，根據(jù)噴施壓力改變噴霧效果，加固運輸車增加承載能力，改變軌道長度滿足農(nóng)戶運輸距離要求等，能適應溫室大棚生產(chǎn)實際，應用前景廣闊。

參考文獻

[1] 曹建明.噴霧學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.

[2] 孔志禮，冷興聚，魏嚴剛，等.機械設計[M].沈陽：東北大學出版社，2000.

[3] 北京農(nóng)業(yè)工程大學.農(nóng)業(yè)機械學[M].北京：中國農(nóng)業(yè)機械出版社，1991.