穴盘苗移栽机取送苗装置设计与试验

夏本立 马世林

摘要：育苗移栽是农作物增产增收的一项有效措施，为了提高穴盘苗移栽的可靠性和作业效率，对穴盘苗移栽机的取送苗装置进行优化设计和试验研究。对取苗机构和送苗机构进行力学分析与结构设计，确定其最优结构和参数。土槽试验结果表明：移栽机取苗速度为40株/min时，取苗成功率为97.21%，穴盘苗平均基质损失率为7.97%，栽植成功率为95.40%，作业可靠性达到92.74%。移栽机移栽作业各项指标满足农艺要求，可为小型移栽机的设计提供理论参考。

关键词：自动移栽机;穴盘苗;取/送苗机构;试验

中图分类号：S223.9    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2019）03-0029-03

育苗移栽是农作物增产增收的一项有效措施。目前国内主要以人工移栽和半自动移栽为主，穴盘苗全自动移栽技术是将来的发展趋势。现有全自动移栽机的取苗机构和送苗机构普遍存在作业不可靠而导致缺苗的问题。本课题结合生产实际，对穴盘苗全自动移栽关键部件——取、送苗机构进行优化设计与试验研究，以期为全自动移栽机的研制提供依据。

1 移栽机结构与工作原理

穴盘苗全自动移栽机主要由动力行走部分和移栽工作部分组成（如图1所示）。其中，动力行走部分包括汽油机、行走轮、导向轮、动力传动部件，完成移栽机的动力输送和行走。移栽工作部分包括栽植器、取苗机构、送苗机构，实现穴盘苗的取苗、运苗、输送、打孔和移栽作业。

移栽机作业时，汽油機为行走部分和移栽工作部分提供动力。汽油机将动力传递给变速箱将转速调节至合适范围，通过链传动传递给取苗机构以进行取苗机构间歇式转动取苗，另一部分通过传动机构将动力传递给双螺旋轴及槽轮机构带动送苗机构作横向间歇运动，链传动与间歇机构配合来实现穴盘纵向的间歇运动，取苗机构将穴盘苗取出送到鸭嘴式栽植器中，栽植器接过钵苗沿着导轨上、下间歇运动，当下端口临近地面时打开，释放钵苗，随后覆土镇压轮进行覆土和压实，在复位弹簧作用下，栽植器沿着滑轨向上运动再次接苗，完成移栽作业。

2 取苗机构的设计

移栽作业时，采用行星轮系取苗机构从穴盘抓取钵苗并送入栽植器。取苗机构主要由取苗针、连杆、取苗滑轨、行星轮系和链盒5个部分组成（如图2所示）。链盒内部由链条和导向齿轮构成，移栽机发动机将动力传递给链条带动中心齿轮转动。行星轮系统内的中心齿轮与链盒上部的齿轮固定在同一轴心上，连杆两端分别铰接行星轮与取苗臂中心板，取苗臂在取苗滑轨内作往复运动，完成取苗过程。

行星轮系是取苗机构的核心部件，由中心齿轮、行星架、中间齿轮及行星齿轮构成。取苗部件工作时，行星架与动力输入轴固定用来传输动力，3个齿轮都安装在行星架上，中心齿轮固定不动，中间齿轮与行星齿轮大小相等、运动方向相反，固定在行星架的中间和终端，工作时，行星轮速度增加，将动力通过曲柄带动取苗臂在取苗滑轨内运动，在夹取钵体并带出穴盘运动过程中，取苗针运动轨迹为BPQ（如图3所示）。

3 送苗机构的设计

送苗机构将穴盘苗送到取苗部位，实现横向送苗和纵向送苗。送苗机构能够限制穴盘的移动，减少穴盘在横向和纵向运动过程中的误差，确保取苗机构每一次取苗的精准夹取。送苗机构主要由穴盘输送架、滚子链条、连接板、横向进给机构、双螺旋轴机构、链轮6个部分组成（如图4所示）。通过机械传动将动力传递给送苗机构，双螺旋轴机构依靠将转动变为移动的功能特点来完成水平方向的横进给运动，纵向送苗运动主要由双螺旋轴两端与棘轮机构互相配合实现。当穴盘横向移位结束，纵向前进一格，同时换向移动，如此循环。为了防止穴盘在工作中由于机器振动及自身重力作用发生下滑，链轮上安装等间距凸起结构与穴盘两侧孔隙配合，保证每次取苗精准定位。穴盘苗机架用于支撑整个送苗部件，各部分受力均匀，满足强度要求。

4 移栽作业试验

4.1 试验材料

选用穴盘128（16×8）穴、苗龄20 d、平均株高140 mm的玉米苗进行移栽。

4.2 试验设计及评价指标

为验证改进的送苗机构与取苗机构配合取苗及钵苗栽植的成功率，在沈阳农业大学农机实验室土槽内进行移栽试验。由人工调整好移栽机前进方向，骑垄作业。试验随机选取3盘穴盘苗，机器在移栽前调整好穴盘位置，当第1株钵苗成功栽植开始记录时间，并分别记录取苗次数及栽植成功数量，每一组试验结束后重新整地，多次试验后取平均值。

试验过程显示：取苗机构定位准确，送苗机构、取苗机构和栽植机构配合较好，机器运行平稳、可靠性高。试验结果见表1。

由表1可知：改进的全自动移栽机基本可以实现40株/min的移栽速度，移栽作业可靠率达92.74%，其中取苗成功率达97.21%，栽植成功率达95.40%，机器运行平稳，可靠性较高。

5 结论

1） 设计自走式全自动穴盘苗移栽机的取苗装置和送苗装置，实现自动送苗、取苗、栽植和覆土等作业过程。

2） 以玉米钵苗为对象进行土槽移栽试验，结果表明：改进的移栽机基本实现40株/min的取苗频率，移栽作业质量满足要求，机器总可靠率达92.74%，基质平均损失率为7.97%。

参考文献

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