2BPK—650型穴盘育苗辊式同步打孔机研制和测试

马伟+王秀+范鹏飞+高原源

集中育苗是指设施栽培按照需求订单式制定育苗计划，统一购种、播种施肥、集中管理、批量供应的一种高效育苗方式，是现代设施农业发展的必由之路，在北京郊区的温室中大多都采用集中育苗的方式进行生产。如果采用传统的人工方式进行集中育苗，就需要大量高强度的重复性劳动，而利用机械化作业的方式可以让生产更加高效。播种前的打孔工作决定了播种的质量和整齐度，是一个非常关键的环节。采用机械化打孔作业不仅能提高播种后秧苗位置的均匀性、种子发芽的同步性，同时也使商品苗的生长高度较为整齐。

原理

采用辊式同步打孔的方法，利用打孔辊和输送带的同步运动，在装满基质的穴盘上压出具有一定深度的用来盛放种子的穴孔，通过调节辊和穴盘的相对位置，使得打孔位置都分布在穴盘育苗穴的中央。通过检测穴盘位置的信号来调节打孔辊的启动和运动时间，实现连续打孔作业（图1）。控制器通过控制驱动电机带动输送带运动，输送带上的穴盘被输送到打孔辊的下方，另一个驱动电机带动打孔辊转动，输送带和打孔辊同步运动，使穴盘中的基质被压好播种孔，打孔的深度可以通过转动调节手柄从而调整打孔辊高度来改变。

设计

整机采用模块化设计，可以与前一个环节的基质填充机械配合使用。2个驱动电机可独立调节和工作，驱动电机一（左側固定）控制输送带的运动速度，实现连续送盘。驱动电机二（右侧固定）通过链条传动用来精确调节打孔辊的转动速度。控制器通过驱动信号来独立控制2个驱动电机的转速。

测试材料及方法

试验于2015年11月12日在北京昌平小汤山精准农业基地进行（多云天气），试验基质为育苗专用基质（蛭石：草炭混合比例是1：3）。试验用穴盘为105穴，在100个穴盘中随机抽取20个用于试验，全部人工装满基质，连续打孔测试。试验重复3次，测试结果见表1。

上述试验，通过调节手柄设定打孔深度为10 mm，打孔合格率达到100%，生产效率也达到最佳。另外，通过测试结果可以得出，辊式打孔一次成型的方法很适合流水线大规模育苗作业，同竖直气动轧孔、人工压穴等方式对比，该打孔方式的打孔合格率最优。通过测试也证实红外传感器的穴盘检测方式对于6盘/min的作业流水线是适合的。通过与其他型号播种流水线上的播种设备、覆土设备的组装调试和对比设计，设计的机构外形尺寸为（长×宽×高）：

1900 mm×970 mm×1202 mm。

结论

本文研制一种新型可用于流水播种的打孔机，可采用模块化和播种生产线组合使用。通过测试得出以下结论：①打孔深度通过调节手柄设定为10 mm，打孔合格率达到100%。②辊式打孔一次成型的方法对比其他2种方式更适合流水线大规模育苗打孔作业。③红外传感器的穴盘检测方式适用于6盘/min的作业流水线。

*项目支持：果类蔬菜北京市创新团队岗位专家项目。