蔬菜钵苗移栽机创新设计

赵金广

摘 要：针对我国蔬菜幼苗移栽行业发展的现状，基于SolidWorks环境下设计了一款多功能自动钵苗移栽机，旨在提高移栽效率及钵苗移栽通用性，研究结果可为进一步优化机器提供了理论依据，为我国农业移栽提供了技术支持。

关键词：自动移栽 钵苗 高效 技术支持

中图分类号：S223 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）11（c）-0100-02

蔬菜是人们赖以生存的主食，同时作为主要的经济作物，因此蔬菜种植效率尤为重要。移栽机的发展从侧面反映出我国农业机械的使用情况，如果要求移栽株距和行距及深度一致的话，就要依靠机械移栽，这样做的好处是种植物品的质量和产量会大大提高。相对来说，机械移栽蔬菜具备较多的优势，比如减轻农户劳动力度，提高劳作效率，缓解时间压力，提升劳动进度，进而达到提升蔬菜移栽效率的目的，在当前我国城郊及农业蔬菜生产中具有较高的可行性[1]。

现有移栽机存在的问题：（1）功能单一、不适合多种蔬菜移栽。（2）作业效率低，目前市面很多移栽机仅具有移栽功能，不具备铺膜、施肥、移栽等一体化作业功能。农民购买了移栽机之后还需要购置铺膜机，施肥机等机具，既增加了成本，又不能提高移栽效率。（3）目前蔬菜移栽机以半自动为主，喂苗以人工手工操作为主，人工喂苗能力影响栽植频率，手工喂苗效率不高则造成栽植频率降低。（4）机械适应性差 蔬菜移栽的品种、育苗方式、苗龄、行距、株距、种植密度及深度等方面在我国各地区存在很大的差异，对蔬菜栽植机械的开发提出了挑战[2，3]。

针对目前移栽机的局限性，借助三维Solidworks软件对现有半自动移栽机进行改进，设计出一款适应多种作物如番茄、青椒等一次性完成开沟、施肥、铺膜，取苗、打穴、移栽和覆土镇压的多功能自动移栽机，目的是提出一种解决问题的方式，能够真正适用于不同地域的农民。

1 设计结构及原理

本机采用轮式拖拉机三点后悬挂牵引，可以垄栽或平栽。结构示意图见图1。工作时，先由平土铲推去地表的杂物和突出地表的土块，开沟器开出一定深度的肥沟。地轮向前运动与地面摩擦产生动力，动力由地轮轴向前传动，该动力分成两部分，一部分动力向上通过链条传到排肥器，驱动排肥器将肥料排出肥箱，肥料通过排肥管排入肥沟内，开沟器尾部回土流将肥沟覆盖，随后仿形压膜轮将地膜压紧，并由覆土器推土覆盖在地膜两边，完成铺膜过程。另一部分动力向前传动，经过两级链传动后将动力传到移栽主轴，驱动鸭嘴形栽植器进行旋转运动，当鸭嘴形吊杯运行到最高位置时，同时钵苗经同步传输带（栽植器同步驱动）运输至其末端时在自身重力作用下经导苗管投放至鸭嘴形吊杯内，然后逆时针旋转直到吊杯转到最低位置时，吊杯底部的杯嘴打开，钵苗靠自重落入打好的穴中，在弹簧及摆轮的作用下，吊杯旋转升起时逐渐闭合杯嘴，然后镇压覆土装置进行覆土镇压，完成一次栽植。

2 产品建模及虚拟装配

虚拟装配是在计算机上完成产品零部件的实体造型，进行计算机装配、干涉分析等多次协调的设计过程，并通过统一的产品数据管理，实现产品三维设计过程与产品零部件制造、装配过程的高度统一。。在此基础上利用Solidworks软件功能，进行装配零件之间的动、静态干涉检查，一旦发现设计不合理之处及时调整与修改设计图纸，从而可缩短产品制造与装配生产过程时间，降低产品装配成本[4]。设计流程：1、查阅文献，走访企业；2、理论分析确定最优方案；3、三维建模及装配；4、干涉检查、动态分析；5、工程分析，最终得到优化结果，产品三维装配图见图2。

3 产品创新性

（1）产品功能全，具有开沟、施肥、铺膜、移栽等一体化作业功能，这样不仅移栽的效率大大提高，农民减少了成本。

（2）移栽机采用可调压力镇压轮，栽植器采用定位轴调节种植行距，提高了作业适应性。

（3）自动投苗采用同步传输带及导苗管来实现（见图3），避免用机械手夹取伤苗问题，栽植器轴转动通过同步带（惰轮变向）驱动传输带投苗，通过共同的线位移调节投苗、植苗的协调性，比复杂的机械手结构简单，成本也低，导苗管直径可变以便适应不同蔬菜移栽。

（4）采用鸭嘴型栽植器，见图4，作业时中心轴带动箱体匀速转动。植苗机构效率高，振动较小，旋转一周植苗3次，通用性能强，可移栽辣椒、黄瓜、番茄苗等多种农作物，移栽行距及株距较稳定，移栽深度波动小，能提高農作物的产量。

4 结论

通过本文对自动移栽机的创新设计及虚拟装配，并进行了动、静态干涉分析，不断修改，得出优化模型，研究表明，改进后的机构在作业效率、作业质量、移栽适应性的等方面大大提高，为进一步优化产品提供了理论依据，同时能够缩短新产品研发周期，降低研发成本，提高企业市场的竞争力。

参考文献

[1] 陈新昌，李祥付，王万章.育苗移栽存在的问题和典型制钵机介绍[J]，农机使用与维修，2007（1）：30

[2] 迟明路.覆膜施肥移栽机的设计与试验研究[D]，内蒙古农业大学，2013.6

[3] 章世秀.油菜移栽机的研制[D]，南京农业大学，2009.12

[4] 王学军.基于3D的鼓风机参数化设计及其虚拟装配设计[J].机械设计与制造，2003，（4）：10endprint