小型蔬菜移栽機(jī)的研制

李子紅，張小明

(1．貴州省植保植檢站，貴州 貴陽(yáng) 550002；2.貴州省山地農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所，貴州 貴陽(yáng) 550002)

0 引 言

長(zhǎng)期以來(lái)，勞動(dòng)力成本在蔬菜生產(chǎn)成本中都盤踞高位，我國(guó)作為蔬菜生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，在農(nóng)村勞動(dòng)力日益緊缺的當(dāng)下，如何降低蔬菜生產(chǎn)成本，提高總體生產(chǎn)效益是蔬菜產(chǎn)業(yè)面臨的重要問(wèn)題。全國(guó)的蔬菜機(jī)械化平均水平還比較低，綜合水平應(yīng)該在30%以下。勞動(dòng)力用工占到蔬菜成本1/3甚至有的達(dá)到60%以上。因此，加快蔬菜機(jī)械化發(fā)展對(duì)蔬菜產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展有著重要支撐作用。蔬菜生產(chǎn)是農(nóng)業(yè)產(chǎn)出的重要組成部分，已成為中國(guó)農(nóng)業(yè)及農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)[1]，隨著農(nóng)村產(chǎn)業(yè)革命的推進(jìn)和脫貧攻堅(jiān)的需要，在蔬菜方面，我們不僅要提高其生產(chǎn)規(guī)模，還要增加其生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效益。傳統(tǒng)的人工栽種模式已不能適應(yīng)蔬菜種植規(guī)模化的需要，蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化已成為發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。針對(duì)貴州丘陵山地的特點(diǎn)，種植戶大多采用人工栽種、效率低下，勞動(dòng)強(qiáng)度大，規(guī)模化種植較少的現(xiàn)狀，根據(jù)國(guó)內(nèi)外各種移栽機(jī)機(jī)型，分析各自結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，我們研制了一種自走式雙行蔬菜移栽機(jī)。為提高移栽成功率，該機(jī)對(duì)移栽機(jī)栽植機(jī)構(gòu)進(jìn)行了參數(shù)分析和總體性能優(yōu)化。

1 蔬菜移栽機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理

該移栽機(jī)由機(jī)架、發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、行走機(jī)構(gòu)、橫向投苗裝置、移栽機(jī)構(gòu)、苗架、工作臺(tái)等部件組成。

1.發(fā)動(dòng)機(jī)；2.主動(dòng)軸；3.栽植器；4.導(dǎo)苗管5.栽植深度調(diào)節(jié)器；6.雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)圖1 自走式雙行蔬菜移栽機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

該移栽機(jī)配套動(dòng)力為汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，各個(gè)部件的運(yùn)動(dòng)通過(guò)變速箱與離合器來(lái)控制，機(jī)器產(chǎn)生的動(dòng)力通過(guò)變速器在主軸上傳遞帶動(dòng)鏈傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)驅(qū)使驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)后機(jī)器開(kāi)始運(yùn)動(dòng)；栽植器由于與主軸同步運(yùn)動(dòng)，通過(guò)鏈輪帶動(dòng)主板一側(cè)的傳動(dòng)軸使雙曲柄連桿裝置旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)鴨嘴完成栽植動(dòng)作，通過(guò)這樣做圓周往復(fù)運(yùn)動(dòng)。該運(yùn)動(dòng)與栽植器的運(yùn)動(dòng)相互一致，對(duì)鴨嘴的垂直起落起到了保證作用，作物的垂直移栽也得以完成。通過(guò)推苗器和投苗筒聯(lián)合作用間歇切取植質(zhì)缽苗。將缽苗以近似直立的姿態(tài)，落入劃刀式開(kāi)溝器開(kāi)出的溝內(nèi)完成覆土鎮(zhèn)壓，在各個(gè)關(guān)鍵部件的相互配合作用下完成移栽。

蔬菜種植對(duì)缽苗栽植質(zhì)量要求具有直立性，栽植器的定植點(diǎn)在水平方向上的瞬時(shí)速度矢量和相對(duì)地面為零，即“零速投苗原理”。以保證栽植缽苗具有理想直立度。該型移栽機(jī)栽植機(jī)構(gòu)主要由主板驅(qū)動(dòng)鏈輪、固定板、接苗斗導(dǎo)桿總成和上下拐臂總成組成，如圖1所示。接苗斗連桿的一端與導(dǎo)桿固連，另一端與鴨嘴栽植器固連，組成接苗斗導(dǎo)桿總成。曲柄由上下拐臂的一端與固定軸承座相連構(gòu)成，上曲柄一端與導(dǎo)桿鉸接，下曲柄一端與滑塊鉸接后和導(dǎo)桿組成滑移副，共同構(gòu)成等角速度雙曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)[2]。作業(yè)時(shí)，輸出動(dòng)力通過(guò)驅(qū)動(dòng)鏈輪帶動(dòng)各個(gè)傳動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)鴨嘴栽植器運(yùn)動(dòng)，完成周期往復(fù)栽植。

移栽機(jī)采用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)后輪的自行走式設(shè)計(jì)[3]。通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)變速箱輸出動(dòng)力由鏈輪、變速機(jī)構(gòu)以及凸輪、槽輪機(jī)構(gòu)和曲柄四連桿機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)配合，栽植距離準(zhǔn)確且可調(diào)。移栽機(jī)上的兩地輪在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力帶動(dòng)下轉(zhuǎn)到，鏈輪、鏈條和轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)變速箱輸出動(dòng)力帶動(dòng)栽植器旋轉(zhuǎn)；利用凸輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)和偏心輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)栽苗期運(yùn)動(dòng)，使鴨嘴完成開(kāi)溝、置苗工序，覆土輪完成鎮(zhèn)壓覆土工作[4]。從而完成整個(gè)栽植過(guò)程。

2 移栽機(jī)主要參數(shù)的設(shè)計(jì)

移栽機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下表1。

表1 移栽機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表

3 性能試驗(yàn)

對(duì)小型蔬菜移栽機(jī)進(jìn)行了田間移栽試驗(yàn)[5]。根據(jù)旱地栽植機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T10291-2013性能試驗(yàn)的試驗(yàn)要求，我們從栽植效率、株距、深度及定植直立度方面對(duì)移栽機(jī)進(jìn)行了栽植性能評(píng)價(jià)。每次連續(xù)測(cè)定150株，重復(fù)試驗(yàn)三次取平均值。結(jié)果都表明缽苗移栽效果良好。

4 結(jié)論

該小型蔬菜移栽機(jī)設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作性能滿足設(shè)計(jì)要求、工作可靠，適于丘陵山區(qū)坡地多，地塊小蔬菜移栽的需要，對(duì)提高蔬菜產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)山區(qū)蔬菜業(yè)的發(fā)展具有較大的推動(dòng)作用。