新型高效大棚育苗播种机的设计与结构分析

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1、新型高效大棚育苗播种机的设计与结构分析0引言降低劳动强度，提高劳动效率一直是社会发展和人类文明进步的重要体现。中国在冠以农业大国名号的同时，人均耕地面积仅为0.09hm2（2006年）,不足世界平均水平（0.19hmz）的50%；而且中国农业人口比重大，农民实际持有耕地而积少且分散，为了在有限的耕地上实现收益最大化，精耕细作就成为中国农耕文化的特点之一。随着科学技术与农业生产水平的不断提高，机械化育苗的方式在花卉、蔬菜的育苗工作中出现。但是，我国农民对机械化育苗设备的认可程度不高，主要表现在：农民的传统习惯

2、是移栽大苗，因为大苗比小苗缓苗快，而口机械化育苗成本高・T。另外，机械化育苗机械所使用的是盘状培养皿（穴盘），其培养穴小，限制了秧苗的生长，不符合农民的传统习惯。所以，盘状培养皿不适于瓜果、蔬菜以及花卉的育苗养殖工作。据调查，大部分农户使用的是碗状培养皿，其更符合中国精耕细作的农耕特点以及育苗的传统习惯，更适宜于农作物的生长。在机械化育苗方式无法满足农户需求的情况下，很多农户选择了人工播种；但其劳动强度高，费吋费力，工作效率低。这些问题在提倡高效生态农业生产的今天亟待解决，高效大棚育苗播种机的设计则显得十分

3、重要。1播种机的结构及工作原理大棚育苗播种机总体结构，如图1所示。整个育苗机主要分为固定支撑装置、传动装置和移动播种装置，如图2所示。支撑固定装置主要由支架、手动链轮和链条导轨等构成；传动装置主要由传动链条、传动带和四杆机构等构成;移动播种装置主要由变速装置（如图3所示）、播种装置（如图4所示）和覆土装置（如图5所示）等构成。其基木原理：将链条导轨固定在支架上，将组合好的移动播种装置放置在链条导轨上；然后安装好传动链条，将播种机跨在培养皿上方，摇动手动链轮使移动播种装置沿链条导轨移动，通过改变手动链轮的止反

4、方向转动来实现移动播种装置的往复移动。1重要装置工作原理及作用2.1变速装置变速装置采用锥形变速原理，主要由变速1轴、变速带和变速2轴构成。如图3所示，变速1轴通过传动带与传动轴相连，变速2轴通过四杆机构与摇杆轴相连。通过调整变速带的位置可以调整不同的传动比，来改变四杆机构（曲柄摇杆机构）屮摇杆的摆动速度即吸嘴的摆动速度，从而改变播种间距。其特点是结构简单，经济、实用；可以通过本装置设定不同的播种间距，以满足不同用户的需求。2.2播种装置播种装置结构如图4所示，木装置根据气吸原理设计。摆动轴连接四杆机构摇杆

5、和吸嘴，通过四杆机构摇杆可以控制吸嘴的摆动，首先由气泵产生负气压，当吸嘴朝向正下方的种子盒（图2中编号9）时，在吸嘴处产生气流来吸取种子，通过四杆机构摇杆带动吸嘴摆动；当吸嘴摆过种子盒，进入漏斗（图2中编号11）时，由气压控制盒中的气压控制阀改变吸嘴处的气压释放种子，使种子通过种子漏斗落到下方的碗状培养皿中完成播种。木装置可以实现精确定量播种。通过调节气压控制开关的数量來控制通气吸嘴的数量达到调节播种数量（可控制范围1-3粒）的目的。2.3覆土装置覆土装置结构如图5所示，本装置采用的是扇状拨动式覆土。通过皮

6、带,将动力由变速2轴传递到齿轮传动轴带动拨动片转动，拨动由覆土漏斗洒落在覆土平台上的土，使其均匀地覆盖在种子上面。在移动播种装置（图2所示）往复移动的同时，可以改变齿轮传动轴的转动方向，实现往复移动同步覆土。1主要部件结构的参数设计3.1四杆机构分析设计3.2播种装置吸嘴分析设计研究表明：吸嘴孔径取物料种子直径的0.5-0.7倍比较合适，且吸嘴直径越大则吸附能力越强，吸种高度越人；但不能超过种子直径。实践证明，吸嘴孔径d=lnini时较佳。当气流速度IV^30m/s时，物料可以被有效吸附[8-10],则有2

7、.3效率分析实践证明：播种机以平均0.5m/s的速度进行播种，若选用的培养皿大口直径为80ram,则本播种机的播种速度为6.25个/s。根据实践估算人工播种平均速度为2个/s,其效率大约可提高3倍以上。4结论该高效大棚育苗播种机集播种和覆土为一体，填补了小型大棚育苗播种机方面的空白。其不仅采用了变速装置调节播种间距，以满足不同用户的需求，还采用了气吸式播种装置，提高了播种精度；符合中国农耕文化特点以及农民作业的传统习惯，播种密度均匀，利于作物种子的发育成长，从一定程度上利于高效牛态农业；通过机械代替人力，极

8、大地提高了效率，降低了劳动强度，一定程度上解放了生产力，易操作，易移动，更为实用便捷，不失为用户室内播种的一种好工具。大棚育苗机制作成本低，维护修理费用低、对于大棚种植用户来说经济适用性更强。因此，该产品投入生产肯定会受到广大农户的欢迎，市场前景广阔。周玉兰1'2,康学超1'2,杨凯1,宋习震1（1.烟台大学机电汽车工程学院，山东烟台264000；2.山东省高校先进制造与控制技术重点实验室，山东烟台264005）