自走式水稻育秧播种摆盘机的研究与设计

    王馨竟　孙毅

    

    

    

    摘 要：针对现有的水稻大棚育秧播种机的现状和存在的问题，研发一种新型的自走式水稻育秧播种摆盘机。该机可将传统的苗盘播种集成于一台履带行走的机器上，在播底土、播种、覆土过程中将秧盘有序地摆放于水稻育秧大棚的苗床上，从而大幅度提高水稻育秧机械化水平。

    关键词：育秧播种摆盘机;研究与设计;应用与前景

    中图分类号：S223.2文献标识码：A

    doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.10.007

    1 目的和意义

    水稻是我国主要粮食作物，水稻的播种面积和总产量均居粮食作物的首位。目前，黑龍江省水稻种植面积近6500万亩， 95%的水稻种植采用旱育插秧技术。现有的水稻育秧苗盘播种技术有两种：一是用人工将秧盘摆放于水稻育秧大棚中，然后用秧盘播种机播种;二是用人工将秧盘通过输送带喂入秧盘覆土、播种、覆土一体机，然后用人工将播种好的秧盘摆放于水稻育秧大棚中，二者都需要较多人工，增加了育秧环节的作业成本。采用自走式水稻育秧播种摆盘机可以有效地解决这一问题。它是将传统的苗盘播种集成于一台履带行走的机器上，在播底土、播种、覆土过程中将秧盘有序地摆放于水稻育秧大棚的苗床上，从而大幅提高水稻育秧机械化水平，减轻劳动强度和节省人工，提高作业效率和作业质量，降低水稻育秧综合生产成本。与传统的摆盘、播种作业方式相比节省人工3人，作业成本降低20%以上，即每公顷育秧成本减少1500元。

    2 结构与原理

    2.1 主要结构

    本机分为汽油机和电动机两种机型。主要由汽油机或电机、变速箱、覆土机构、播种机构、机架、传动系统、地轮行走机构等组成（如图1所示）。

    1.秧盘下滑板2.秧盘输送装置3.抬手4.上覆土机构5.下搅土杆6.上覆土箱7.播种装置8.播种箱9.下覆土机构10.上搅土杆11.下覆土箱12.护盘钢丝13.侧护盘钢丝14.秧盘上滑板15.秧盘侧滑板16.扶手架17.行走装置18.离合拨叉19.涡轮蜗杆变速箱

    2.2 工作原理

    本机采用发动机（电机）传动→减速机传动→动力输出轮。输出轮同时传动行走驱动轮和播土、播种、覆土及秧盘输送装置。驱动轮动力输出轴与行走主动轴之间设置有手控离合器，通过油门控制（或调速器），调节摆盘机作业速度。通过传动系统把动力传递给输送带，一次性完成播底土、播种、覆土等工序，然后由人力操纵通过履带式自走装置拉动，使秧盘依次整齐落在地上。

    3 主参数设计

    3.1 播种性能指标设计

    影响播种性能主要有两个因素：一是播种部件;二是播种辊的转速。

    （1）播种部件：目前播种部件主要有外槽轮式、胶辊狗牙式和塑料牙盘式三种型式。经过多次反复试验证明：采用胶辊狗牙式播种部件播种效果好，播出的籽粒细密均匀无漏播（如图2所示）。

    （2）播种辊转速：按照目前农艺对秧盘每盘播种量的要求，设计能满足80%用户所需的每盘播种量的要求，作为初始的播种辊转速。然后适应各地区各用户的不同需求，加装变速装置。用户可根据需要自行调整，改变输送带牙盘链条和胶辊轴牙盘链轮的挂接位置，即可改变播种辊转速，从而改变秧盘每盘播种量的多少（如图3所示）。

    3.2 秧盘间稀密程度指标设计

    影响秧盘间稀密程度的指标主要有两个因素：一是行走履带的前进速度;二是推送秧盘移动的输送带的转速。二者的有效联动结合，才能保证机器在作业过程中，不会出现盘与盘之间断空或盘与盘之间推挤，以利于后期的插秧作业。

    （1）行走履带：采用微缩版的水田行走履带，履带附有履带横棱，以增加附着性，尽量减少丢转，使之行驶平稳（如图4所示）。

    （2）推送秧盘移动输送带：采用橡胶平带，平带附有薄薄的菱形纹，使之光滑与摩擦相宜。遇到秧盘有阻力微微滑动，遇到秧盘空挡微微推动。可以有效防止“推盘”或“盘与盘有空”（如图5所示）。

    3.3 速度匹配

    履带行驶速度和推送秧盘移动的输送带速度，二者线速度相等，才能保证盘与盘之间不断空或盘与盘之间不推挤。一般设计成输送带线速度略低于履带行驶的线速度。并在传动过程中加无级调速装置，调整二者速度保持匹配，以适应不同地块和作业环境的需求。

    4 覆土均匀性和平整性的设计

    影响覆土均匀性和平整性的指标主要有两个因素：一是取土、推土输送带结构;二是控制出土量大小的控制结构。

    4.1 播土输送带结构

    主要采用橡胶平带，橡胶平带附有凸起的“狗牙”并使之均匀间隔分布，使其取土均匀，送土连续（如图6所示）。

    4.2 出土量大小的控制

    采用刮板式结构。平直的刮板可使其出土平整，上下调节控制刮板与输送带的间隙，即可控制出土量大小，结构简单、调节方便（如图7所示）。

    5 应用效果与前景

    （1）减少人工，降低劳动强度。本机一人操作，一人续盘，一人装种、装土，3人即可完成摆盘播种全程作业。

    与传统的秧盘播种机相比：可减少人工3人，省去人工摆盘，人工运盘等繁复作业环节。

    （2）降低作业成本。本机可一次性完成覆土、播种、覆土作业，并同时将秧盘有序地摆放于水稻育秧大棚的苗床上。与传统的秧盘播种机作业方式相比：降低了人工成本，提高了作业效率，从而降低了水稻育秧播种环节的作业成本。

    （3）作业效果。和传统的作业方式相比：秧盘摆放整齐，播种量可调可控，土层厚度也可调可控，使得后期出苗效果好，苗齐、苗均、苗壮，深受用户好评。

    （4）应用前景。我省水稻种植面积大， 95%的水稻用户采用棚盘播种旱育插秧技术，棚盘播种都需要机械完成。本机市场售价6000元/台左右，水稻种植户购机成本低，因而具有较好的市场前景。

    （05）