一種人參移栽打藥機(jī)的設(shè)計(jì)

摘要：人參種植目前仍以手工作業(yè)為主，生產(chǎn)效率低、作業(yè)成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大，難以適應(yīng)人參規(guī)?；?、規(guī)范化的生產(chǎn)現(xiàn)狀。對此，研發(fā)一種人參移栽打藥機(jī)，并介紹該機(jī)的總體結(jié)構(gòu)及工作原理。樣機(jī)試驗(yàn)結(jié)果表明，該機(jī)可一次性完成開溝、覆土、噴灑藥劑等工作，采用開溝板鏈進(jìn)行開溝可保證橫向開溝深度和角度的一致性，采用拋灑土壤覆土可保證苗土覆蓋厚度均勻一致，覆土后均勻噴灑藥液可第一時(shí)間有效控制病蟲草害，減少二次作業(yè)環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：人參；移栽；打藥；種植機(jī)械化

中圖分類號(hào)：S233.75 " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " "文章編號(hào)：1674-1161（2024）01-0048-03

人參是五加科人參屬多年生宿根草本植物，具有較高的醫(yī)學(xué)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。隨著我國人民生活水平的提高和保健意識(shí)的增強(qiáng)，人參需求量有了明顯的增加，這促使人參產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。人參種植目前仍以手工作業(yè)為主，生產(chǎn)效率低、作業(yè)成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大，難以適應(yīng)人參規(guī)?；?、規(guī)范化的生產(chǎn)現(xiàn)狀[1-3]。對此，設(shè)計(jì)一種人參移栽打藥機(jī)，旨在提高作業(yè)效率、降低作業(yè)成本、保證參苗移栽質(zhì)量，同時(shí)也可為人參種植產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供技術(shù)支持。

1 總體結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 總體結(jié)構(gòu)

人參移栽打藥機(jī)由機(jī)架、汽油機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、行走驅(qū)動(dòng)輪組、開溝裝置及電控裝置等組成，總體如圖1所示，電控裝置原理如圖2所示。

行走驅(qū)動(dòng)輪組包括設(shè)置在機(jī)架兩側(cè)前后方的前驅(qū)動(dòng)輪、后驅(qū)動(dòng)輪及連接前驅(qū)動(dòng)輪和后驅(qū)動(dòng)輪的行走傳動(dòng)鏈，汽油機(jī)的輸出軸通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別連接前驅(qū)動(dòng)輪和開溝裝置的開溝驅(qū)動(dòng)帶。開溝裝置由開溝板鏈、開溝驅(qū)動(dòng)帶、控制手柄及限位器等組成，開溝板鏈一端鉸接在前驅(qū)動(dòng)輪、后驅(qū)動(dòng)輪間的機(jī)架上，且鉸接端的鏈輪軸上連接開溝驅(qū)動(dòng)帶的帶輪，并通過開溝驅(qū)動(dòng)帶來連接傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，開溝板鏈上連接控制手柄?？刂剖直c連接在機(jī)架上的限位器配合限位，通過扳動(dòng)控制手柄端，使其脫離限位器的卡槽，以實(shí)現(xiàn)開溝作業(yè)。電控裝置分別連接開溝裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和行走驅(qū)動(dòng)輪組，控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)則可分別帶動(dòng)開溝裝置和行走驅(qū)動(dòng)輪組交替工作。

1.2 工作原理

1）汽油機(jī)啟動(dòng)，總開關(guān)K開啟，行走轉(zhuǎn)軸觸發(fā)開關(guān)SW3接通，行走電磁離合器工作，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的行走驅(qū)動(dòng)鏈鏈輪隨介輪組轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，汽油機(jī)通過動(dòng)力輸入帶、行走驅(qū)動(dòng)鏈來帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪組轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)具隨之開始行走。在前驅(qū)動(dòng)輪與轉(zhuǎn)軸上設(shè)置凸輪，其隨驅(qū)動(dòng)輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，該機(jī)設(shè)定凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周、機(jī)具行走距離為一個(gè)苗間距。凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周后，觸發(fā)行走轉(zhuǎn)軸觸發(fā)開關(guān)SW3斷開至位置2，此時(shí)切斷行走電磁離合器的電源，限位器觸發(fā)常斷開關(guān)SW2則處于位置2（觸發(fā)時(shí)為接通，常態(tài)下為斷開狀態(tài)），機(jī)具隨之停止行走。

2） 手動(dòng)向行進(jìn)方向推動(dòng)開溝板鏈的控制手柄，同時(shí)開啟控制手柄上的開關(guān)SW1，使其閉合，此時(shí)開溝電磁離合器接通，開溝板鏈開始轉(zhuǎn)動(dòng)，并隨控制手柄向前動(dòng)作開始向下進(jìn)行開溝和向后拋灑土壤的工作。限位器用來調(diào)節(jié)開溝深度和角度。達(dá)到開溝深度要求后，斷開控制手柄開關(guān)SW1至位置2，開溝裝置停止工作。

3） 向后拉動(dòng)開溝板鏈的控制手柄，當(dāng)控制手柄到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，限位器上的觸發(fā)開關(guān)SW2閉合至位置3，此時(shí)行走電磁離合器接通，機(jī)具行走，同時(shí)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，行走轉(zhuǎn)軸觸發(fā)開關(guān)SW3到常通位置3。凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周后，行走轉(zhuǎn)軸觸發(fā)開關(guān)SW3斷開到位置2，機(jī)具隨之停止工作，此時(shí)手工擺布參苗。

4） 擺苗完畢，重復(fù)第2步。

5） 藥液噴淋裝置通過與行走電磁離合器并聯(lián)的常閉噴液開關(guān)來使其與行走電磁離合器進(jìn)行同步開關(guān)工作。

2 主要零部件設(shè)計(jì)

2.1 開溝板鏈

開溝板鏈包括多組開溝鏈。沿多組開溝鏈圓周均勻間隔設(shè)置多個(gè)開溝板及連接板，每個(gè)開溝板的寬度與苗床寬度相同，且均跨置在多組開溝鏈上。多組開溝鏈同步轉(zhuǎn)動(dòng)，可帶動(dòng)開溝板隨之轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)開溝。端部開溝鏈的兩鏈輪間設(shè)置連接板，控制手柄連接在連接板上，通過扳動(dòng)控制手柄來調(diào)節(jié)開溝板鏈轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，以此來控制開溝深度。結(jié)構(gòu)如圖3所示。

開溝板鏈的開溝深度設(shè)置為15～20 cm。開溝板兩端分別帶有90°折彎結(jié)構(gòu)，兩端的折彎板方向相反。伸出開溝鏈的折彎板端為梯形鋸齒狀，相鄰鋸齒間距為30 cm。

2.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括介輪組、動(dòng)力輸入帶、行走驅(qū)動(dòng)鏈及開溝傳動(dòng)帶。介輪組的轉(zhuǎn)軸上一側(cè)設(shè)置3個(gè)傳動(dòng)輪，分別為連接動(dòng)力輸入帶的大帶輪、連接行走驅(qū)動(dòng)鏈的鏈輪及連接開溝傳動(dòng)帶的小帶輪，另一側(cè)對稱設(shè)置連接該側(cè)前驅(qū)動(dòng)輪的行走驅(qū)動(dòng)鏈的鏈輪，鏈輪通過行走電磁離合器套置在轉(zhuǎn)軸上，小帶輪通過開溝電磁離合器套置在轉(zhuǎn)軸上，行走電磁離合器和開溝電磁離合器分別通過導(dǎo)線連接到電控裝置中，汽油機(jī)輸出軸上設(shè)置連接動(dòng)力輸入帶的帶輪。驅(qū)動(dòng)輪組的前、后驅(qū)動(dòng)輪均在轉(zhuǎn)輪圓周上設(shè)置鏈條，并沿鏈條圓周均勻設(shè)置在端部帶角度的折彎板上，前、后驅(qū)動(dòng)輪的輪軸上連接行走傳動(dòng)鏈。驅(qū)動(dòng)輪結(jié)構(gòu)如圖4所示。

2.3 限位器及控制手柄

限位器為一端帶折彎的限位桿，直桿端鉸接在機(jī)架上，折彎端部帶有與控制手柄上設(shè)置的卡銷配合的限位卡槽；在限位器直桿端設(shè)置觸發(fā)板，其隨限位器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可觸發(fā)和關(guān)閉電控裝置限位器上的觸發(fā)開關(guān)SW2。

控制手柄一端連接開溝板鏈的連接板，其上帶有與限位器上的限位卡槽配合的卡銷，通過扳動(dòng)控制手柄來調(diào)節(jié)開溝板鏈與機(jī)架角度，從而調(diào)節(jié)開溝深度。

2.4 藥液噴淋裝置

藥液噴淋裝置由常閉噴液開關(guān)、行走電磁離合器、電控裝置等組成。藥液噴淋部件位于行進(jìn)后方的機(jī)架上，其噴頭上設(shè)置常閉噴液開關(guān)，常閉噴液開關(guān)與行走電磁離合器并聯(lián)連接在電控裝置的電路上，并通過電控裝置來控制其接通或關(guān)閉。

2.5 電控裝置

電控裝置設(shè)計(jì)如圖2所示。電控裝置包括手柄開關(guān)SW1、限位器觸發(fā)開關(guān)SW2、行走轉(zhuǎn)軸觸發(fā)開關(guān)SW3、常閉噴液開關(guān)、總開關(guān)K及電源S。手柄開關(guān)SW1連接開溝電磁離合器，限位器觸發(fā)開關(guān)SW2連接常閉噴液開關(guān)和行走電磁離合器的并聯(lián)線路，手柄開關(guān)SW1、限位器觸發(fā)開關(guān)SW2和行走轉(zhuǎn)軸觸發(fā)開關(guān)SW3并聯(lián)連接電源，電源上連接總開關(guān)；其中限位器觸發(fā)開關(guān)SW2設(shè)置在限位器和機(jī)架間，通過限位器上的觸發(fā)板可轉(zhuǎn)動(dòng)觸發(fā)，行走轉(zhuǎn)軸觸發(fā)開關(guān)SW3設(shè)置在前驅(qū)動(dòng)輪的機(jī)架支板上，在前驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪，通過凸輪隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周，可觸發(fā)切斷行走電磁離合器的電源，機(jī)具隨之停止前進(jìn)。

3 結(jié)語

經(jīng)過在試驗(yàn)地對樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明：該機(jī)采用汽油機(jī)做動(dòng)力，通過開溝裝置、傳動(dòng)裝置及驅(qū)動(dòng)輪組的配合作用，可一次性完成開溝、覆土、噴灑藥劑等工作，大大減少了人工勞動(dòng)強(qiáng)度、增加了工作效率。采用開溝板鏈進(jìn)行開溝可保證橫向開溝深度和角度的一致性，采用拋灑土壤覆土可保證苗土覆蓋厚度均勻一致，覆土后均勻噴灑藥液可第一時(shí)間有效控制病蟲草害，減少二次作業(yè)環(huán)節(jié)。同時(shí)，該機(jī)作業(yè)時(shí)仍然需要人工擺苗，在未來的研究中可針對此項(xiàng)問題進(jìn)行優(yōu)化，從而設(shè)計(jì)出更加優(yōu)質(zhì)的人參生產(chǎn)機(jī)具。

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Design of a Ginseng Transplanting and Spraying Pesticide Machine

BAN Chunhua1，2

（1.Liaoning Institute of Agricultural Mechanization， Shenyang 110161， China; 2.Key Laboratory of Remanufacture and Innovation of Agricultural Machinery and Equipment in Liaoning Province， Shenyang 110161， China）

Abstract： At present， ginseng planting is still mainly manual operation， with low production efficiency， high operation cost and high labor intensity， which is difficult to adapt to the large-scale and standardized production status of ginseng. In this paper， a kind of ginseng transplanting and spraying pesticide machine is developed， and its general structure and working principle are introduced. The test results of the prototype show that the machine can complete the work of ditching， covering soil and spraying pesticide at one time， and the ditching plate chain can ensure the consistency of the horizontal ditching depth and angle， and the soil covering can ensure the uniform and consistent thickness of the seedling soil， and the uniform spraying of the liquid after the soil covering can effectively control the disease， insects and weeds in the first time and reduce the secondary operation link.

Key words：ginseng; transplantation; spraying pesticide; planting mechanization