紙質缽盤玉米移栽機的供苗裝置設計試驗

周廣超 胡軍 郭建永

摘 要：針對傳統玉米移栽機的供苗裝置在分苗過程中出現的傷苗率高、效率低等問題，本研究結合黑龍江八一農墾大學研制的可降解的紙質缽盤，通過對紙質缽盤的育苗前后物理特性的試驗研究，設計一種能符合農藝要求的供苗裝置，最終在控制系統的作用下實現對紙質苗缽的切割分離與間歇供苗。同時還可以將該試驗臺作為基礎與半自動化導苗管式移栽機相結合進行試驗研究，設計一種簡單高效的用于玉米移栽的全自動移栽，為導苗管移栽機的全自動化栽植提供參考。

關鍵詞：紙質缽盤；玉米移栽機；供苗裝置；單片機；切割分離

中圖分類號：S223.9 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20181033054

玉米種植方式主要分為直播和移栽，移栽與直播相比較，可以避開早春的低溫，增加有效積溫200～250℃，將晚熟高產品種向北推移一個積溫帶，提高玉米產量和成熟度；還能在育苗、移栽過程中淘汰了小苗、弱苗，在移栽后成活率、保苗率接近100%。

1 結構及工作原理

本文研究設計了一種適用于玉米紙質缽育移栽機的供苗裝置，裝置主要包括分苗機構、送苗機構和控制系統。

該裝置的工作原理是，一組紙質缽盤在單片機控制下，通過分離機構入口進入，經帶有一定角度的分苗輸送帶向下進行輸送，通過刀具分割成多個獨立紙質單缽體，分割之后的單缽體借助過渡板滑向右側的輸送機構的輸送帶上，借助導向板讓送苗輸送帶上的單缽體進行整齊的排序，并在輸送機構尾段的電磁閥間歇性開啟后落入下方。

2 關鍵部件設計

2.1 供苗裝置的分離機構

分離機構主要由輸送帶、刀具、軸和輸送帶護板（圖中護板省略）組成。設計的特點是刀具從紙質缽盤下方進行分割連接處，避免了秧苗和根系的損傷。刀具對紙質缽盤分割時會對紙質缽盤產生向后的阻力，因此輸送帶采用擋板輸送帶，來抵消紙質缽盤在刀具分割時的阻力。為防止分割前紙質缽盤定位不準以和分割之后2端的紙質單缽掉落，在分離機構的最外側的輸送帶邊緣加上防護擋板。

2.2 供苗裝置的輸送機構

輸送機構主要由一條輸送帶、軸、長短擋板、電磁鐵、傳感器組成。所設計的輸送機構是把原有的移栽過程分解成先輸送再進行投放2個過程，其特點是投放分割開的單缽速度可調可控，不用考慮分離機構的速度。

2.3 控制系統

控制系統利用單片機對傳感器采集的信號進行處理，對相應電子元器件進行控制，達到所設計供苗裝置能自動化分苗、輸送、投放。傳感器采集的信號處理后將分別對2處的電子元器件進行驅動控制。一處傳感器安放位置是在輸送機構末端，采用電感式接近開關傳感器，當有信號輸出時，單片機瞬間驅動輸送機構尾部的2個電磁鐵，使其將鐵芯吸回不能阻止分割的紙質單缽沿輸送帶運動，當一個分割的紙質單缽通過后，鐵芯伸出并阻止后續的分割開的紙質單缽繼續向前移動；另一處傳感器安放位置是在輸送機構的長導板上距離電磁閥的適當位置上進行固定，采用光電開關傳感器，利用紙質缽盤上方的秧苗經過傳感器產生電信號進行統計計數，當光電傳感器采集的電信號次數達到所設定的數值時，分離機構的喂入口自動釋放一個完整的紙質缽盤進行分割，確保分割的紙質單缽能在輸送機構上連續的進行投放。

3 試驗分析

根據零件圖紙對試驗臺進行生產加工，并根據三維模型進行試驗機構的搭建，試驗臺分離機構的喂入口端可在0～40°范圍內可調節，讓紙質缽盤在輸送帶上與水平面成任意角度。輸送帶和鋸片刀動力源利用電機驅動，鋸片刀采用厚度為1.4mm的鋼鋸片。分離機構和輸送機構的輸送帶的速度變化范圍在80～300r/s。

試驗因素有4點：紙質缽盤傾斜角度；分離機構上的輸送速度；鋸片刀的轉速；輸送機構上的輸送速度。單因素試驗中每次試驗只改變一個因素其他因素不變。

4 結論

本文所設計的只是全自動玉米植質缽育移栽機的供苗裝置，雖存在一定的不足之處，但就有一定的創新點，通過該供苗裝置基本實現的紙質缽盤在單片機構的協調控制下提高了全自動分離、輸送以及投放的能力，為后續全自動的移栽機的發展提供一定理論基礎。

作者簡介：周廣超（1987-），男，黑龍江訥河人，碩士，研究方向：農業機械創新設計。