水稻精密直播機(jī)設(shè)計(jì)

1、水稻精密直播機(jī)設(shè)計(jì)    摘要：水稻直播省去了水稻種植中育秧、拔秧、移栽等繁瑣環(huán)節(jié)，是水稻輕型栽培技術(shù)中最簡(jiǎn)單的種植方式，勞動(dòng)強(qiáng)度低，種子消耗少，效益高，操作方便，具有廣闊的發(fā)展前景。針對(duì)現(xiàn)有水稻直播機(jī)播量大和均勻度差的問(wèn)題，對(duì)水稻精密直播機(jī)排種器進(jìn)行了設(shè)計(jì)。    關(guān)鍵詞：水稻； 精密直播機(jī)； 結(jié)構(gòu)； 設(shè)計(jì)      rice；  precision sowing machine；  structure；  design1 

2、我國(guó)水稻生產(chǎn)機(jī)械化現(xiàn)狀我國(guó)是水稻生產(chǎn)大國(guó)，常年種植面積約占全國(guó)平均糧食播種面積的28.0%，世界平均水稻種植面積的21.5%。我國(guó)一半以上的人口都以大米為主食，因此，水稻生產(chǎn)在我國(guó)糧食生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。但是到目前為止，我國(guó)水稻生產(chǎn)機(jī)械化率不足12.0%，在我國(guó)主要作物中機(jī)械化水平最低。而在水稻生產(chǎn)機(jī)械化中種植機(jī)械化水平最低，目前尚不足5.0%。為了盡快改變長(zhǎng)期以來(lái)廣大農(nóng)民“面朝黃土背朝天”的手工栽插的辛勞狀況，提高廣大農(nóng)民的生活質(zhì)量，發(fā)展水稻生產(chǎn)機(jī)械化，尤其是水稻種植機(jī)械化已迫在眉睫。1.1 水稻直播方式有條播、穴播(點(diǎn)播)和撒播    機(jī)械直播

3、具有效率高、用工量少、成本低、產(chǎn)量高，經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)。水稻直播比較容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，在歐美一些地區(qū)采用飛機(jī)撒播，效率很高，目前我國(guó)和日本多采用條播和穴播的方式。直播技術(shù)不需要秧田，還可省去育秧和移栽的工序，直播技術(shù)在解決品種茬口、田難平、苗難全、草難除等問(wèn)題后，被公認(rèn)為是節(jié)本增效的高產(chǎn)栽培技術(shù)之一。1.2 水稻直播機(jī)的優(yōu)點(diǎn)    水稻直播機(jī)與目前傳統(tǒng)的手工插秧相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):1)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，減少勞力投入，提高工效。人工插秧，每人每天插秧在6672 001 m2，直播機(jī)工效相當(dāng)于手工插秧的1520倍。2)減少作業(yè)環(huán)節(jié)及勞動(dòng)力的投入。手工插秧首先要育秧

4、，投入一定的勞動(dòng)力做秧田、耕翻、平整秧田，播種，施肥等一整套秧田的管理過(guò)程，而直播技術(shù)無(wú)需這方面的作業(yè)環(huán)節(jié)，只要做好浸種及農(nóng)田的耕整工作，就可直接進(jìn)行播種作業(yè)，節(jié)省了秧田的作業(yè)費(fèi)用，省卻了起秧移栽過(guò)程3) 節(jié)省種子。應(yīng)用表明，實(shí)施精少量直播能減少用種量，達(dá)到水稻直播農(nóng)藝要求，保證高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。經(jīng)測(cè)算，用水稻直播機(jī)作業(yè)，作業(yè)費(fèi)用為20元/667 m2，而人工插秧達(dá)62元/667 m2，節(jié)省費(fèi)用 42元/667 m2，機(jī)直播作業(yè)的費(fèi)用是人工插秧的32.0%，費(fèi)用低，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著1。2 水稻直播機(jī)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2.1 國(guó)外水稻直播機(jī)的研究現(xiàn)狀   

5、精密播種是指按精確的粒數(shù)、間距和播深，將種子播入土中。它可以是單粒播種，也可以將多于一粒的種子播成一穴，要求每穴粒數(shù)相等。精密播種可以節(jié)省種子，且不需間苗，與普通條播相比，種子在行內(nèi)分布均勻，因而有利于作物的生長(zhǎng)，可以提高產(chǎn)量。直播是美國(guó)、澳大利亞、意大利以及其它一些歐洲國(guó)家水稻種植的主要形式，它具有作業(yè)效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、生產(chǎn)作業(yè)成本低等特點(diǎn)，尤其是節(jié)省水資源，因此適合于大規(guī)模種植。近幾年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，勞動(dòng)力成本提高，尤其是淡水資源的缺乏，亞洲各主要產(chǎn)稻國(guó)，如越南、馬來(lái)西亞、泰國(guó)、菲律賓、韓國(guó)等國(guó)家，其水稻種植方式有從傳統(tǒng)移栽轉(zhuǎn)向直播種植的趨勢(shì)。2.2 國(guó)內(nèi)水稻直播機(jī)排種

6、器的研究現(xiàn)狀    國(guó)內(nèi)20世紀(jì)70年代才開(kāi)始研究精量播種機(jī)，排種器是精密播種機(jī)的核心部件，排種器的研究始終是研制精密播種機(jī)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。水稻的精量播種難度大，因此水稻在直播中一般是采用大播量條播，現(xiàn)有的水稻條播機(jī)大多是以外槽輪式或窩眼輪式排種器為核心工作部件。但由于播種器的結(jié)構(gòu)限制，播種精度低、均勻性差、空穴率高、容易傷種等，而且浪費(fèi)大量的優(yōu)良種子。對(duì)于水稻尤其是雜交水稻的精量播種，國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有一種較為理想的排種器，至今也尚無(wú)成熟的機(jī)型。3 水稻精密直播機(jī)的整機(jī)配置和部件結(jié)構(gòu)參數(shù)3.1 水稻精密直播機(jī)的總體配置  

7、0; 本設(shè)計(jì)主要針對(duì)適于雜交稻的水稻精密直播機(jī)，其構(gòu)造主要由四輪驅(qū)動(dòng)行走底盤(pán)和播種工作部分組成。行走部分選用P600高速插秧機(jī)的四輪驅(qū)動(dòng)行走底盤(pán)，性能可靠，作業(yè)效率高，播種工作部分由排種器、開(kāi)溝器、機(jī)架和變速箱等組成。播種機(jī)的動(dòng)力由萬(wàn)向節(jié)輸出軸傳至變速箱，再傳至排種器，經(jīng)排種器按一定的行、穴距播入水田溝中，最后覆上薄泥。3.2 四輪驅(qū)動(dòng)底盤(pán)的配置    高速插秧機(jī)的水田四輪驅(qū)動(dòng)行走底盤(pán)，主要由變速箱、離合器、前橋、轉(zhuǎn)向裝置、后橋、前輪、后輪、株距齒輪箱、液壓泵、油缸和萬(wàn)向節(jié)輸出軸等組成。動(dòng)力配置7.00 kW(最大8.06 kW)的汽油機(jī)，電機(jī)起動(dòng)。1)

8、變速箱：變速箱（主變速）內(nèi)配置有前進(jìn)擋3個(gè)、后退擋1個(gè)，前進(jìn)擋中有2個(gè)田間作業(yè)擋，一個(gè)為陸地行駛快速擋及PTO，空擋；2)副變速：副變速與主變速一起使用時(shí)可改變車(chē)速，副變速采用皮帶輪無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，皮帶輪組合D=164.7和D=70.0、D=127.5，通過(guò)改變D=70.0127.5的不同直徑，可實(shí)現(xiàn)5擋調(diào)速；3)穴(株)距變擋：穴距擋位有3個(gè)，即14.5、12.8、11.3 cm通過(guò)株距變速手柄實(shí)現(xiàn)換擋，即75、85、95 穴/3.3 m22。3.3 總體布置    本機(jī)打破傳統(tǒng)的條播機(jī)布置思路，開(kāi)創(chuàng)性地采取拖拉機(jī)全懸掛、中心對(duì)稱(chēng)布置。取消單獨(dú)的整體

9、框架結(jié)構(gòu)，只是將懸掛連接架、覆肥箱、種肥箱、基肥箱連接為一體，形成框架布置在上層；將齒輪箱、輪胎痕跡整平裝置、基肥開(kāi)溝裝置和兩側(cè)板連接為一體，形成框架鉸接在懸掛連接架上，布置在下層前段，這一布置可以使輪胎痕跡整平裝置隨地面仿形，起到平整地面的作用；船形托板也鉸接在懸掛連接架的后部，布置在下層后段，這種布置可以有效地仿形抹平地面并壓出種子溝槽，確保在較平整的地面上進(jìn)行播種作業(yè)；播種過(guò)程采用光電實(shí)時(shí)監(jiān)控與自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)；播種量可由液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)；傳動(dòng)采用機(jī)械加液壓傳動(dòng)。3.4 傳動(dòng)方案    傳動(dòng)方案采用機(jī)械加液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。首先拖拉機(jī)通過(guò)萬(wàn)向節(jié)將動(dòng)力傳遞給齒輪箱

10、，齒輪箱將動(dòng)力分成3部分，第一部分驅(qū)動(dòng)整平螺旋軸旋轉(zhuǎn)，第二部分驅(qū)動(dòng)基肥開(kāi)溝軸轉(zhuǎn)動(dòng)，第三部分動(dòng)力傳遞給液壓泵，液壓泵通過(guò)操縱閥驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)將動(dòng)力通過(guò)鏈傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)覆肥排肥軸，覆肥排肥軸再將部分動(dòng)力通過(guò)鏈傳動(dòng)分配給排種軸，連接在排種軸上的排種器通過(guò)齒輪嚙合將動(dòng)力傳遞給基肥排肥器，從而使排種器、基肥排肥器、覆肥排肥器實(shí)現(xiàn)全液壓驅(qū)動(dòng)。通過(guò)調(diào)節(jié)操縱閥可以方便的實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)的變速，達(dá)到調(diào)節(jié)播種量的目的。操縱閥的控制開(kāi)關(guān)與船形托板相連，當(dāng)機(jī)器在田間作業(yè)時(shí)，只要提     升直播機(jī)離開(kāi)地面，無(wú)需切斷動(dòng)力，操縱閥會(huì)自動(dòng)切斷液壓動(dòng)力輸出，停止排種、排基肥和排覆肥。3.

11、5 光電測(cè)控和監(jiān)視報(bào)警系統(tǒng)    整機(jī)采用光傳感器監(jiān)測(cè)整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，每行采用1對(duì)光電傳感器監(jiān)測(cè)播種情況。正常作業(yè)情況下，報(bào)警顯示器顯示覆肥排肥軸轉(zhuǎn)速；當(dāng)播種量發(fā)生變化引起堵塞時(shí)，報(bào)警顯示器會(huì)及時(shí)報(bào)警并顯示堵塞的位置，確保了播種質(zhì)量，避免了漏播問(wèn)題。3.6 種子、基肥、覆肥的施播關(guān)系    多功能覆土直播機(jī)種子、基肥、覆肥一次施播完成。施播覆肥的目的一方面是為了改善土壤結(jié)構(gòu)，提高水稻產(chǎn)量，改善水稻品質(zhì)；另一方面是為了給稻種的生長(zhǎng)提供一個(gè)適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，由于覆肥（如硅肥）具有在干燥的環(huán)境下釋放和保持水分，在潮濕的環(huán)境下

12、吸收水分的特性，所以它給種子生長(zhǎng)創(chuàng)造了一個(gè)適宜的小環(huán)境，確保了水稻的出苗率。3.7 整平螺旋和基肥開(kāi)溝器    該機(jī)首創(chuàng)設(shè)計(jì)了浮動(dòng)式雙向整平螺旋結(jié)構(gòu)，雙向整平螺旋在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，整平拖拉機(jī)的輪胎痕跡，使直播機(jī)在較平整的地面上播種作業(yè)?；书_(kāi)溝器開(kāi)創(chuàng)性地設(shè)計(jì)成浮動(dòng)式的管軸結(jié)構(gòu)，在管軸的表面等距離焊接出三角形的盤(pán)形突出帶，當(dāng)基肥開(kāi)溝器在地面滾動(dòng)的時(shí)候，就壓出了基肥溝槽。3.8 排種（肥）輪    由于外槽輪式排種（肥）器具有排種（肥）均勻穩(wěn)定、損傷種子少的特點(diǎn)，該機(jī)選用了外槽輪式排種（肥）輪結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，將外槽輪輪槽體積設(shè)計(jì)成單獨(dú)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同作物的播種量；為了提高排種（肥）的精確性，在輪槽外緣設(shè)置毛刷，以便刷去輪槽外緣多余的物料，減輕對(duì)種子的傷害。4 結(jié)論水稻精密直播機(jī)不僅適應(yīng)常規(guī)稻的播種，而且完全適應(yīng)雜交稻的播種，是