2ZB-2型吊杯式移栽机的研制

李红斌，郑　炫，温浩军

（1.新疆科神农业装备科技开发有限公司，新疆石河子　832000；2.新疆农垦科学院机械装备研究所，新疆石河子　832000）

2ZB-2型吊杯式移栽机的研制

李红斌1，郑炫2，温浩军1

（1.新疆科神农业装备科技开发有限公司，新疆石河子832000；2.新疆农垦科学院机械装备研究所，新疆石河子832000）

摘要：针对新疆大面积栽植番茄与辣椒，手工移栽满足不了栽植要求，同时本地区移栽需覆膜和铺滴管带等的要求，设计了一种新型的膜上移栽机。文中对该机的主要零部件设计以及试验情况进行介绍。

关键词：移栽机；研制；零部件设计

新疆是著名的红色产业基地，每年种植的番茄和辣椒面积均在5.6万/m2左右，通过育苗移栽，可以将作物的生育期提前15天左右，有效避免了早春的低温、霜冻、冰雹等灾害天气的影响，同时移栽是一项增产增收的新技术，增产幅度在10%左右，目前采用手工移栽劳动强度大，移栽质量不稳定，为此急需研究一种新型的移栽机械。2ZB- 2型吊杯式移栽机是根据大田移栽的农艺要求设计开发的一机多用、移栽质量好、效率高的膜上移栽新型农具。可以用于番茄、辣椒等蔬菜和花卉作物的移栽作业。

1　主要设计参数

栽植行距（mm）400～1250

栽植株距（mm）190～460

栽植深度（mm）50～120

栽植合格率（%）≥90

栽植频率，株（min·行）≥35

漏栽率（%）≤5

重载率（%）≤4

配套动力（kw）30

外形尺寸（mm）1760×2430×2200

图1　2ZB-2吊杯式移栽机三维模型图

2　整机的主要机构及工作原理

2ZB- 2型吊杯式移栽机主要由覆土装置、机架、座椅、苗盘托架、喂苗机构、传动机构、栽植机构、镇压轮等组成，主要机构见图1、图2。

2ZB- 2型吊杯式移栽机采用2个移栽单组以铰链形式与主梁连接。工作时由拖拉机悬挂连接带动地轮前进，地轮带动传动轴，然后传动轴上链轮带动栽植机构做圆周运动，栽植机构链轮带动喂苗机构水平转动，座椅上的栽植人员将托架上的苗盘取下，将苗盘内的苗钵体取出，放入转动的喂苗机构苗杯内，苗杯转到一定方位，苗钵体落入下方做圆周运动的栽植机构的吊杯内，当吊杯的掘孔钳转到底部，扎入前置覆土装置覆土在地膜上的土行，同时掘孔钳钳柄受控制轨道的挤压，将土壤内的钳尖打开形成临时穴孔，这时苗钵体掉入穴孔内，随着掘孔钳的提起，土滑入空洞内将苗扶正，后面V型橡胶轮将土挤压压实。

图2　2ZB-2吊杯式移栽机结构示意图1、覆土装置2、机架3、传动机构4、座椅5、苗盘托架6、喂苗机构7、栽植机构8、镇压轮

3　主要工作部件

3.1覆土装置

覆土装置由框架、覆土圆片、覆土滚筒、螺旋、出土槽组成，工作时由覆土圆片取土送入滚筒，经滚筒内壁螺旋导出到出土槽，在地膜上形成移栽用土壤层，进土量可由圆片角度来调整。为了减少了地表不平时整体滚筒的跳动，影响进土量，同时为方便调整行距，所以滚筒采用了悬臂式分体式设计即1行1滚筒（图3）。

图3　覆土装置1、框架2、覆土圆片3、覆土滚筒4、螺旋5、出土槽

3.2传动机构

考虑到链传动可以在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境中工作,在整个机构主传动采用链传动，其结构主要由地轮、链轮、六方轴、齿轮、锥齿等组成，其中株距的调整可调整地轮链轮齿数Z1 （23～28齿）或栽植机构吊杯数（3～6个）来实现，吊杯数调整后相应要调整喂苗机构同步链轮齿数Z6（12、16、20、24齿），结构见图4。

图4　传动系统无意图

3.3栽植机构

综合几种移栽机构，由于吊杯式移栽需掘孔作业因此确定采用可掘孔的吊杯式移栽机，同时吊杯式对秧苗无夹持力，不伤苗，吊杯在移栽过程中对苗提取扶持作用，直立度好。

栽植机构主要由主动圆盘、偏心环、吊杯和平行五杆机构组成(见图4)。吊杯的大小和数量(3～6)可根据钵苗大小和株距而选择，其回转半径为24cm。当主动圆盘转动时，吊杯随掘孔钳下口张开，使钵苗落入土壤空穴内。

图5　栽植机构部分结构图1、动连接臂2、滚轮控制轨道3、主动圆盘4、驱动链轮5、主轴6、偏心板7、偏心环8、吊杯9、滚轮

3.4喂苗机构

喂苗机构主要由苗杯、槽轮机构和齿箱传动机构组成，机构见图6。工作时地轮通过多级链轮传动将动力传递到齿箱，齿箱中一组直齿轮带动换向锥齿轮将动力传递到槽轮机构，槽轮机构带动苗杯进行间歇式转动，当苗杯转动到一定位置停歇时，投入到苗杯内的苗钵体顺着苗杯漏斗滑入下面的栽植机构吊杯内，完成喂苗任务。相比较连续转动喂苗机构，间歇式喂苗机构弱化了人工长时间投苗的眩晕感，减轻了工作人员劳动强度，提高了工作效率和质量。

图6　投苗机构结构图1、直齿轮2、锥齿轮3、槽轮机构4、苗杯5、苗杯漏斗

3.5苗盘托架

苗盘托架可以放置在移栽单组的后面，正对着投苗作业的工作人员，方便取苗，但考虑到小四轮带动，负荷比较重些，所以最终设计放置在移栽单组的侧面，力量比较平衡。另外苗盘托架采用倾斜设置，取苗盘时比较轻松，托架的外侧采用无横挡板设计，方便苗盘的放入。苗盘托架与大架连接方式采用U型卡连接，方便苗架的前后移动，其结构如图7。

图7　苗盘托架结构图1、纵梁2、U型卡3、支持架4、托架

4　性能测试及推广

4.1试验场地

选用一块面积为2万m2的试验地，整地深度为8cm，表层土疏松无板结，上虚下实，墒度均匀，表土细碎，地表平整，田间整洁。

4.2试验方法

为了保证测试的准确，取移栽的每行任意20m为测区，取5个测区，每个测区不重复。统计试验次数为5次，平均时间2小时，试验所用的秧苗为西红柿苗，苗高为15- 22cm，调整株距为30cm，行距为65cm，拖拉机作业速度2km/h，需2个劳动力持续向机械内放置钵苗，拖拉机手及其他辅助人员另需1人。

4.3试验结果

该移栽机栽植合格率92%，栽植频率52株/行·分钟，漏栽率2.5%，重栽率1.1%，栽植深度合格率90%，生产率为1567m2/h，比人工的作业效率高3～4倍，作业效率高。

4.4推广

2ZB- 2型吊杯式移栽机已经投放市场使用，经兵团第十师184团农机站、第七师125团农机站、第六师105团农机站等地的移栽示范跟踪反馈表明：2ZB- 2型吊杯式移栽机，移栽的苗体机械损伤小、移栽漏苗少、栽植均匀，设备操作维护简便特点，各项指标达到国家机械移栽的相关要求，受到用户一致好评，具有非常好的经济效益和社会效益。

基金项目：科技部农业科技成果转化资金项目（2012GB2G 410532）新疆农垦科学院引导计划（46YYD201206）

文章编号：1007-7782（2015）01-0023-03

中图分类号：S223.92

文献标识码：A

doi:10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2015.01.010