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机插水稻育秧是水稻工厂化育秧的关键环节，从铺底土、浇水、播种到覆土，均采用自动化流水线。这项技术，用工少，工效高，育秧成本低，播种质量好，为培育壮秧打下了良好的基础。本期节目介绍水稻盘育秧播种机使用与维护。
下面我们就对水稻盘育秧播种机的使用方法和相关的维护技术进行介绍。
一、当前我国水稻盘育秧播种机的现状
目前，我国在实现水稻机械化生产，所采用的水稻盘育秧播种机设备主要有2BL-500水稻育秧播种机，ZBPS-300水稻育秧播种机，2BS-1200型水稻育秧播种机，2BL-280B水稻育秧播种机等设备，而且在一些特殊的地区中，人们为了保障水稻生产的质量，也会采用一些进口的水稻盘育秧播种机来进行播种处理。
1、水稻盘育秧播种机的工作原理
水稻盘育秧播种机在实际应用的过程中，其工作原理十分的简单，它主要是通过点击设备来带动机构驱动输送带，再利用传动机构来将动力分配的进行设备的各个机构当中，从而使得水稻盘育秧播种机有着良好的播种能力。而在播种的过程中，人们则是将水稻盘育秧播种机的空秧盘通过铺土刷平装置铺底土，镇压辊压土，在利用喷水设备和播种装置将水稻种子均匀的散播的土地当中，然后通过耙平毛刷将稻种的覆土进行均匀的处理，从而完成整个播种过程。
2、水稻盘育秧播种机的工作特点
目前，水稻盘育秧播种机在使用的过程中人们也将机电一体化的设计理念应用到了其中，从而在真正意义上实现了机械设备的自动化工作，这样不仅提高了水稻生产的效率，还有着良好的作业效果，使得水稻的生产量得到了增加。
二、水稻盘育秧播种机安装、试运转及调整
1、水稻盘育秧播种机安装
机具安装前，操作者应参照使用说明书对其各组成部分进行检查，确认后，选择平整的地方，按播种作业流程顺序安装。
①从包装箱取出各个框架，打开折叠的机架和撑杆，将机架安装好，利用四个调节螺栓调整使整体呈水平状态（可用水平仪进行调整）。最后锁紧调节螺栓，将机架固定，完成各料斗和机架的组装。②将轮子装在机架上。③安装喷水装置和接水盒。④安装接种箱、盘。⑤安装辅助框架。调整铺土、播种、喷水、覆土部件的位置，使各部件的传动链条张紧后，固定各部件的连接螺栓。安装完毕后，按使用说明书的规定连接好水源、电源以及机器的安全接地。
2、水稻盘育秧播种机试运转
应由一个人进行操作，避免机器突然启动出现危险。主要是确认播种机各个部分的动作。
3、水稻盘育秧播种机调整
调节工作是在机器运转过程中进行的，需要准备好育秧盘，将筛选好的用于育秧的床土放人料斗，开启电源进行试运转，检查各组成部分的运转情况，确认各部分动作正常后，按播种要求分步骤进行调整。
（1）导板的调整：在育秧盘运行时，观察各个部分导板的缝隙，工作时育秧盘应在机器的中央，导板与育秧盘的适当缝隙为2—3mm。通过调整左右导板可以实现。
（2）育秧盘床土厚度的调整：转动床土料斗调节盘，调节床土排出量，毛刷头部稍微接触时为适当状态，床土的厚度町根据实际需要确定，调节范围在18—25mm。
（3）耙平毛刷的高度调整：对35mm高育秧盘，育苗床土高为35mm减10ram，操作如下：①把育秧盘放入耙平刷子的下方。②一面提起手杆一面设定在铭板标记“35箱高”的黑字“0”的位置。③刷子的头部轻轻与育苗盘的上端接触即可。否则转动左右的送进螺丝进行调节，调整后用固定螺母固定。④调整后提起手杆，移往黑字“10”处，进行耙平作业，用尺测量并确认是否减去了l0mm，如有误差，再用松紧螺丝进行调整。⑤如需镇压育苗床土表面，卸下固定镇压辊的钩子，不需要调整辊的高度。
（4）喷水量的调整：在播种作业之前，每次都应利用实际使用的土地来进行试验性喷水，否则将发生湿害或水量不足，从而影响出芽和生长。喷水后经过3～5min，达到育秧盘底稍有滴水，表面无积水，覆土全部湿透为宜（实际可用火柴棒挖掘育苗土观察水的渗透状态，如果底面的土有的喷到水，有的没有喷到水，为合格状态，
（5）播种量的调整：播种量可有以下几种方式进行调节。
①推动变速手杆，有六个挡位进行变速，实现播种量调整。
②播种量在此范围之外，可卸下罩壳，更换齿轮，有播种量与更换齿轮对照表。更换齿轮时，一定要安全操作。
③播种作业中，可通过调节盘对播种量做微量增减调整（±10g左右）。
三、水稻盘育秧播种机播种作业
1、水稻盘育秧播种机作业要点
（1）作业时应在育苗床土料斗、盖土料斗和播种料斗中加入足够适宜的床土、盖土和稻种，并在播种作业过程中有专人进行不断添加，并严格检查，严禁石子、杂物进入，保证床土和稻种的正常供给。
（2）作业过程中操作人员应经常注意播种机各部工作状况及播种、覆土、喷水的质量是否达到规定要求。发现故障或质量下降应及时切断电源停机检查、排除或调整，保证正常运行。
（3）完成播种的育秧盘应有专人取下，检查是否有种子露出现象，如有应及时手工补土覆盖。
2、水稻盘育秧播种机经验参考
（1）第一箱的前缘部分不容易放入土，所以需要预先在箱子的前端部分加入少量的土，如此第一箱也可以使用。
（2）调节喷水装置的位置，正好在土表面水退下之前落下稻种。
（3）播的稻种要浸种至露白，晾干至干壳状态为最好。
四、水稻盘育秧播种机作业后的检查和维修保养
1、班保养
每班作业后应按使用说明书的要求对播种机各部分进行清理、检查，及时保养调整。清洗机架和输送滚子上的泥土杂物，对传动链、齿轮及轴承加注润滑油。
2、维修、存放保养
播种期结束后应对各部分进行彻底清理，检查各工作部件的磨损，必要时更换；各传动件加注防锈油。保存时应将皮带保持松弛状态，避免皮带过度拉伸疲劳。机器应存放在干燥通风处，为防止灰尘，应盖上罩子。
播种机在使用的过程中，容易受到各方面因素的影响，因此导致水稻盘育秧播种机的设备的性能出现问题，为此我们就要采用相关的维护手段，来对其进行处理，以确保水稻盘育秧播种机的正常运行。
[我爱发明] 20160823 育秧能手
本期节目主要内容： 黑龙江省虎林市，发明人孙绍阳发明了一台水稻育苗播种覆土机。不仅节省了劳动力，而且使得整个覆土播种的环节变得更加标准化。实现水稻增产增收的同时，为水稻育秧带来了革命性的变化。（《我爱发明》 20160823 育秧能手）
发明人联系方式：孙绍阳 15094655937
发明摘要：本发明属于水稻生产技术领域，提出了一种新型智能自动播种系统，包括播种机、导轨和导轨架，播种机设置在导轨上，导轨通过其下方的滑轮设置在导轨架上，播种机上设置有种斗、导种辊、行走电机、导种电机和行走轮，种斗下方出口处设置有导种辊，导种辊通过链条与导种电机输出端连接，行走轮设置在播种机机架下方，且与行走电机连接，还包括播种控制装置，播种控制装置包括第一磁铁、第一控制器和磁铁传感器，第一磁铁包括分别设置在导轨两端的返回磁铁和停止磁铁，磁铁传感器设置在播种机上，磁铁传感器、行走电机、导种电机均与第一控制器电连接。通过上述技术方案，解决了现有技术中播种机播种质量差且操作人员工作量大的问题。
水稻播种机穴盘育秧播种装置
1.水稻播种机穴盘育秧播种装置的试验设计 随着栽培技术的不断更新，高效、节本、高产的抛秧栽培法获得了迅速发展和推广。为了改善原有播种装置中窝眼辊轮结构，我们研制成功了穴盘育秧播种装置，它不仅解决了手工操作进行育秧培育的劳动强度大，工作效率低等问题，而且能大幅度地提高播种量的稳定性和播种的均匀性，使水稻播种机械更趋实用与完善。
（1）试验目的 考虑影响播种性能的主要因素对水稻播种机穴盘育秧播种装置播种性能的影响程度，以达到优化设计参数。
（2）试验条件 种子品种：杂交稻（协优46号）
种子状况：经过脱芒、浸种、催芽露白、去杂质
秧盘规格：600mm×340mm，561穴 种子千粒重：26.9g 试验盘数：100盘 秧盘运行速度与排种胶带线速度严格一致。 （3）试验因素 A.可变因素 选用三个可变因素： 生产率（盘/小时）、播种量（粒/穴）、投种高度（mm）。 B.可变的水平数每个因素分别取三个水平数 C.实验因素与水平
为了研究生产率、播种量及投种高度对播种性能的影响，特安排了三因素三水平的正交试验，试验因素与水平见下表所示。
2.正交试验方案与试验结果分析 （1）正交试验方案与试验结果 选用L9(34)正交表进行试验设计，试验方案与试验结果见下表所示。其数据采集方法为：在每种工况（每个试验号）条件下进行随机抽样5盘测定，测定播种合格率时，每盘随机连片抽样100穴。最后，把5次测定的各项数据的平均值记入试验结果。
（2）试验结果分析如下表所示
注：
（1）T为因素试验结果之和，如T1 = 93.0 + 91.0 + 89.0 = 273.0。
（2）t为因素试验结果之和的均值，如
。
（3）R为t值中的大数-小数。
（4）播种合格率：每盘随机测定的100穴，其中种子粒数合格的穴数所占的百分比（种子粒数合格范围为：杂交稻(1-3粒/穴，常规稻3-6粒/穴）。
（5）播种变异系数V
x——每盘播种量；
——平均每盘播种量（g）；n——试验盘数，s——标准差。
（6）空穴率：每盘随机测定的100穴，其中空穴数所占的百分比。 由上面两表得出影响3项指标的主次因素和较优水平为：播种合格率C1A1B3；播种变异系数C1B3A1；空穴率C1B3A2。
考虑到水稻播种的实际需要，经综合分析，选取各试验因素的较优水平组合为：A1B3C1、A2B3C1、A3B3C1。因为在上述正交试验中未出现过A1B3C1以及A2B3C1，为此专门安排了单因素（播种量）三水平试验，试验结果见下表所示。
从上表可知，最佳组合为A2B3C1，播种合格率96.0%，播种变异系数
1.9%，空穴率0.5%。
3.试验结论 （1）400盘/小时是该播种装置杂交稻播种的临界生产率，高出此值，则各项性能指标受重大影响。
（2）播种量越大，各项性能指标越好。
（3）投种高度对播种质量的影响十分显著，投种高度越低，播种质量越好。
第24卷 第4期 农 业 工 程 学 报 Vol.24 No.4 2008年 4月 Transactions of the CSAE Apr. 2008 301
水稻秧盘育秧播种技术与装备的研究现状及发展趋势
周海波
1,3
，马 旭
2※
，姚亚利
4
（1．吉林大学生物与农业工程学院，长春 130025； 2．华南农业大学南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部 重点实验室，广州 510642； 3．佳木斯大学机械工程学院，佳木斯 154007； 4．大庆油田龙丰实业公司，大庆 163511）
摘 要：该文在收集、整理并研究国内外关于水稻秧盘育秧播种技术与装备的基础上，按照播种流水线的结构特点和工作原理进行分析归纳，系统地总结了每一类机型的研究现状，详细分析了播种、排土和秧盘同步传动等技术难点，以及主要部件采用的工作原理、技术参数和所能达到的性能指标，通过对现有机型特点的分析比较，给出了各类机型的适用范围。最后，根据水稻插、抛秧种植的农艺要求，尤其是中国超级杂交稻种植技术的要求，提出适合于超级杂交稻精密播种的新型育秧系统，上述研究为适用于中国传统水稻育秧，以及发展中的超级杂交稻低成本高速精准秧盘育秧播种技术研究提供参考。
关键词：水稻育秧播种；精密播种；秧盘育秧；超级杂交稻
中图分类号：S233.71 文献标识码：A 文章编号：1002-6819(2008)-4-0301-06
周海波，马 旭，姚亚利. 水稻秧盘育秧播种技术与装备的研究现状及发展趋势[J]. 农业工程学报，2008，24(4)：301－306.
Zhou Haibo, Ma Xu, Yao Yali. Research advances and prospects in the seeding technology and equipment for tray nursing seedlings of rice [J]. Transactions of the CSAE, 2008,24(4)：301－306.(in Chinese with English abstract)
0 引 言【久保田育秧播种机】
目前水稻种植技术主要有两种模式，即水稻直播和育秧移栽技术，美国、澳大利亚、意大利及其他欧美国家主要采用直播种植，而亚洲地区则以能实现高产的育秧移栽种植为主[1]。在水稻育秧移栽种植技术中，秧盘育秧是关键环节之一，为实现水稻抛、插秧栽植机械化，需研制用于钵体苗和毯状苗两种类型的秧盘育秧播种流水线，这是实现水稻种植机械化的重要保障。随着工厂化秧盘育苗技术的推广，以及在蔬菜、花卉秧盘育苗方面研制出较成熟的设备基础上，亚洲的日本、韩国等从20世纪70年代开始研发适用于水稻秧盘育秧的播种设备。国内也在消化吸收国外育秧播种设备基础上，从20世纪80年代起开始研制水稻育秧流水线，随着水稻新品种的出现，水稻育秧工艺不断改进与完善，近年来国内外水稻秧盘育秧播种流水线的机械化及自动化水平也在逐步提高。
1 国内外秧盘育秧播种流水线的现状
水稻秧盘育秧流水线作为水稻育秧机械化的主要研究装备，经过30多年的发展历程，在满足不同地区水稻种植农艺要求的条件下，已有了较大发展，较完备的播种育秧流水线主要包括秧盘供送、铺底土、压实、播种(撒播、条播、精播)、覆表土、淋洒水、取秧盘等关键工序，其发展的现状如下：
国外，以直播机械化为主的欧美国家研制出来的水稻秧盘育秧播种的设备比较少，目前用于蔬菜、花卉等植物的温室秧盘育秧播种流水线已有多种，如 B1ackmore System、Marksman 、Speed1ing Systerm、Hamilton等机型，设备普遍采用吸针式，每穴1～5粒不等，作业质量较好，功能全，自动化程度较高，如图1所示为美国Marksman公司的蔬菜育秧流水线。亚洲的水稻秧盘育秧流水线比较多，像日本的井关、久保田、日清、三菱等株式会社都有自己的育秧播种设备，其工艺精湛、自动化程度高，但价格昂贵，且这些流水线多数是针对常规稻3～6粒/穴和杂交稻2±1粒/穴的盘育秧，采用的播种部件主要有机械式（槽轮、窝眼和型孔）和气力式（吸针、吸盘和滚筒）。韩国的育秧技术水平与日本接近，但用于蔬菜等经济作物的育秧技术较好。
国内水稻育秧播种技术进展迅速，简单实用的育秧设备相继涌现。20世纪80年代初国内主要采用机械式播种方式，研制单位有中国农业大学、黑龙江省农垦科学
收稿日期：2007-07-25 修订日期：2007-11-13
基金项目：国家自然科学基金资助项目（50775078）；国家“十一五”科技支撑计划项目（2006BAD28B01）
作者简介：周海波（1973－），男，黑龙江省肇东人，博士生，从事农业机械智能设计工作。长春 吉林大学生物与农业工程学院，130025。【久保田育秧播种机】
Email: haibo_zhou@163.com ※通讯作者：马 旭（1959－），男，辽宁省沈阳人，教授，博士生导师，从事农业机械设计理论与检测技术研究。广州市天河区五山路483号 华南农业大学工程学院，510642。Email: maxu1959@scau.edu.cn
302 农业工程学报 2008年
院工程所、嵊州市农机管理总站、黑龙江省二九一机械厂和灵川县农机技术推广站等多家，比如2ZBZ-600型水稻穴（平）盘育秧流水线[2]，采用的播种部件为外槽轮式
[3]
，对播种质量有较大的提高；90年代后期，随着钵2）
2.1.1 机械式播种装置
水稻秧盘育秧机械式播种器主要以槽轮式、窝眼轮式或型孔式为核心工作部件，槽轮式属于撒播或条播（见株式会社的双工位型孔式播种器[6]）属于穴播，从结构形式可以看出，机械式播种器具有机构简单，造价低，生产率高等特点，但为保证充分充种，种槽的结构尺寸相对都比较大，播种量可达2～7粒/穴（或取秧面积），对播种量控制不算严格，而且伤种现象也比较严重，针对常规水稻的大排量育秧播种效果较为理想，也是国内外应用较广的一类播种器。
播种器；90年代起研制振动式原理的播种流水线（图 图3），窝眼轮式（见图4）或型孔式（日本三菱重工业体苗移栽技术的发展，水稻钵体育秧技术有了较大的发展，中国农业大学、广西北海市农机化研究所、吉林大学、华南农业大学、江苏大学、山东理工大学、农业部南京农机化研究所、解放军军需大学、八一农垦大学等都开始进行钵体育秧技术研究，并以气吸式播种方式为主，可以实现精少量播种，如2QB-330型气吸振动式秧盘精量播种机[4]，是国内播种部件采用吸盘式的代表；为解决气力式吸孔堵塞问题，1999年研制的2ZBQ-300型双层滚筒气吸式水稻播种机[5]。
图3 外槽轮式播种器
Fig.3
Picture of external force feeding seeding device
图1 Marksman公司的蔬菜育秧流水线 Fig.1 Pipelining of vegetable nursing seedlings
of Marksman Co.
图4 窝眼轮式播种器
Fig.4 Picture of socket-roller seeding device
图2 2BZ-300型电磁振动式水稻育秧播种机
Fig.2 Electromagnetic vibrating rice nursing seedlings
seeder of 2BZ-300 type
2.1.2 振动式播种装置【久保田育秧播种机】
图5所示为2BZ-300型电磁振动式水稻育秧穴盘播种机的播种器示意图，具有机械结构比较简单、不伤种、槽轮定量供种可保证播种量可调等特点[3]，通过试验验证，影响排种速度的因素不仅有水稻种子千粒重及形状，还包括振幅、频率、振动倾角、排种盘幅宽及弹簧钢度等，都会直接影响到排种盘里各V形槽中种子流的连续性和统一性，有断流和落种窜穴现象，造成上述的播种误差；为了进一步保证播种的精量程度，西南农业大学采用光电控制还研制出了光电控制穴盘精密播种装置[7]，
和电磁振动结合不仅实现所需粒数的精量播种，而且为定量供种且不伤种提供了新思路，精度得到了提高，但生产效率低。
2 水稻秧盘育秧播种流水线的关键技术现状
水稻秧盘育秧播种流水线主要由供/接送秧盘、铺/覆土、压实、播种、淋洒水等装置和秧盘组成，以前的核心技术仅是播种，而今除涉及播种器的精量取种外，能否保证准确投种、排土均匀也是秧盘育秧流水线的关键技术。
2.1 秧盘育秧精密播种装置
按播种装置的结构形式和工作原理分类，水稻育秧播种器主要有机械式、振动式、气力式等。
第4期 周海波等：水稻秧盘育秧播种技术与装备的研究现状及发展趋势
303
花卉等圆形小粒种子，外型比较规则，杂质也很少，一般不需要芽播，因此吸针式播种器主要用于蔬菜、花卉等经济作物的育秧精量播种。文献[9]还发现了以吸嘴为中心的球形流场（图7），不同形状种子所需吸针距种盘的拾起距离模型，压力继续升高时，拾起距离不再发生明显变化，为气源的选择和种盘的安装提供依据。
水稻吸盘式播种器国内外研究的学者比较多，对吸盘式播种器的结构形式及其上的穴孔形状、大小、小孔数量和孔径的研究也多样。像2QB-330型气吸振动式秧盘精量播种机属于单工位吸盘式播种器、意大利巴里大学（图8）等，从工作过程看， 气的带吸嘴的吸盘式播种器[9]
力吸种盘工作行程长，往返运动及定位排种使速度不平稳，易使吸附不牢的种子中途掉下，造成空穴，而且由于长期吸种，吸孔容易出现堵塞，这些缺陷对吸种效果均有很大影响。后来针对吸盘式的不足之处，西南农业大学将机械式振动改为电磁式激振机构，吸种效果有所江苏理工大学还针对播种装置的振动台面的振动提升[4]；
频率和气力吸种部件进行了深入研究，试验给出了播种装置的工作参数，但通过试验结果可以看出，吸种盘式播种器内部的压力分布不均，流场变化不稳定，吸种效果受风量和不稳定流场压力变化等因素影响严重[10，11]；为保证箱体内流场压力均等，黑龙江八一农垦大学在吸盘内部还设计了带有窗型孔的内隔板，来进一步控制流场的稳定性[12]；在解决吸孔防堵方面，西南农业大学还提出了设计有对位通针装置的吸盘[13]。总之，吸盘式的主流水线还是间歇作业，在保证充分吸种和吸盘稳定携种过程中，通常双工位生产效率仅为300盘/h，生产效率不算高。
图5 电磁振动式播种器
Fig.5 Schematic diagram of electromagnetic
vibrating seeding device
2.1.3 气力式播种装置
目前用于水稻育秧的气力式播种装置主要采用气吸方式，气吸式播种器主要有吸针式、吸盘式和滚筒式。
水稻吸针式播种器一般采用往复摆动式机构带动吸嘴，主要用于单粒播种（吸种部件结构简图见图6），精度比较高，文献[8]从理论上详细分析了影响吸种性能的主要因素有吸嘴直径、吸嘴端部结构形式、气室真空度，试验采取A型结构吸嘴，孔径为1.0 mm，真空度为0.012 MPa，工作频率为30 r/min，播种精度可达单粒率>96%，重播率<3%，空穴率<1%，为保证充种，目前的工作频率提高范围不大，单排吸针生产效率仅能达到100盘/h左右，另外对于吸孔堵塞也是吸针式播种器不容忽视的问题，对于水稻种子，所需的吸嘴孔径一般在1～2 mm左右，又因为发芽后的水稻细小杂质较多，极易堵塞吸嘴，目前除风力外，因吸针细长，还没有强制通孔措施；而蔬菜、
图6 吸针式吸种部件结构示意图 Fig.6 Schematic diagram of
suction needles seeding device
图8 带吸嘴的吸盘式播种器
Fig.8 Picture of seeding device with suction chamber
气吸滚筒式播种器在水稻、玉米、大豆、蔬菜和花卉秧盘育秧精密播种设备中均有应用，像美国Marksman公司的蔬菜育秧流水线采用的小滚筒播种器，日本和国内等都有此类播种器[5, 14-16]，图9为2ZBQ-300型水稻育
图7 同球面的流速相
Fig.7 Schematic diagram of the same air velocity on
spherical surfaces
秧播种流水线所使用的双层滚筒气吸式播种器，其内层外层孔径为1.2 mm，壁厚为0.02 mm，吸孔孔径为4.0 mm，
试验表明，气吸式双层滚筒播种器能够有效的解决吸孔堵塞的问题，其性能指标可达到：在真空度为0.003 MPa
304 农业工程学报 2008年
情况下，空穴率<5%，入穴率94%（1～4粒标准），生产率550盘/h，该播种器能实现连续吸/排种，并且保证播种育秧流水线连续运行，生产率高。
如日本久保田株式会社的SR500A型育秧播种机、韩国国际育秧播种机等。国内应用的形式比较多，2BPS-300型和2BDY-500型水稻育秧播种机[18, 19]，以及广东省科利亚公司的育秧系统等采用的都是平皮带式铺/覆土装置；2BZ-300型电磁振动式水稻育秧穴盘联合播种机采用了左右双头四螺旋槽轮式铺/覆土装置；2ZBZ-600型水稻播种机还采用了大直径波纹滚筒的铺/覆土装置等。
各种形式铺/覆土装置的实际应用效果如下：平皮带式铺/覆土装置是应用比较多的一类，但是当皮带速度过快时，土壤与皮带之间会出现打滑现象，如果在外表面增设防滑横条，会增大排土量；槽轮式铺/覆土装置除受土壤湿度影响易发生粘附现象外，当转速加快时，也容易出现土壤架空等现象，主要适用于土壤湿度小和生产速度较低的场合。针对排土量不足，又有学者试制出刮为了板式和V形推土片大直径滚筒的铺/覆土装置[20，21]，减少尘土飞扬，不污染环境，2ZBQ-300型双层滚筒气吸式水稻播种机采用了泥浆铺土装置，结构较复杂，种子易漂浮于泥浆之上，填满泥浆的秧盘重量大，搬运不便，现场环境和设备卫生较差。 2.4 秧盘
图9 气吸双层滚筒式播种器
Fig.9 Schematic diagram of air-suction two-layer
cylinder seeding device
2.2 秧盘育秧同步播种控制
秧盘育秧播种不仅需要播种器能精量取种，而且还要使播种器投出的种子能准确地落入到秧盘对应穴坑中，通过这样的同步控制才能更好地保证钵体盘每穴或每盘对应单位面积有准确数量的种子，进而满足精密播种的育秧要求。
采用大排量机械式播种装置的常规稻秧盘育秧设备，因播种器是将种子漫撒在秧盘上，落种随机性比较大，且窜穴，一般不要求穴坑与所播出的种子完全同步对中。
对于杂交稻精少量育秧播种流水线，其位置控制方法一般依靠链条节距与穴距相匹配，实现秧盘穴坑与播出的种子一一对应[5]，但由于受链条节距限制，采用的秧盘每排穴距尺寸并不是最理想的，尽管这种装置结构简单，但适应的秧盘尺寸单一。在投种位置控制方法上，还有采取电磁离合器与曲柄摇杆相结合[8]或者利用伸缩挡块与气缸马达摆动相结合来定位秧盘实现同步播 种[17]，但由于采用往复播种方式，工作效率偏低，控制结构较复杂，通常用于花卉、蔬菜等产出高的经济作物育秧。另外美国Marksman公司采用光电传感器和多个步进电机相结合来实现蔬菜、花卉的同步控制，技术先进，但电机数量偏多，且价格较昂贵。 2.3 铺/覆土装置
为了全面提高水稻育秧技术水平，对铺底土和覆表土的技术要求也越来越高，保证铺/覆土厚度及其均匀度已成为保证育秧质量的重要指标之一。铺/覆土装置一般由土箱、排土机构、传动机构、土量控制机构、导流板等部分构成，其中排土机构是铺/覆土装置的核心部分。按排土机构的结构形式的不同，目前主要有平皮带式、槽轮式、大直径波纹滚筒、V形推土片大直径滚筒、刮板式等铺/覆土装置以及泥浆铺土装置。
日本和韩国大部分育秧播种设备均采用平皮带式，
配套的秧盘从材料和规格方面也不尽相同，塑料秧
盘按照经济性和使用情况看，硬塑秧盘一般价格为15.0～18.0元/个[22]，费用高，较少使用；硬化软塑秧盘价格虽然是硬塑秧盘的五分之一左右，但费用仍较高，使用越来越少；PVC软塑秧盘价格最低（仅0.3～0.8元/个），但因其薄软易变形，一般需要托盘支撑，是现今使用较多的一类，如浙江理工大学的16×26穴和中国农业大学的15×25穴秧盘及300 mm×600 mm平秧盘等。还有采用以稻草为原料研制的一次性秧盘，为增产和环保提供了新思路[23]。
3 水稻秧盘育秧播种技术与装备的发展趋势
随着水稻新品种的研发和种植技术的不断发展，原有的常规水稻、杂交稻即将被单产10.5～12.0 t/hm2的超级水稻品种所替代，种植要求以精量播种、培育壮苗、宽行稀植、定量控苗、好气灌溉、精确施肥、综合防治等技术为核心的超高产集成技术相配套[24]。这就标志着水稻秧盘育秧播种技术与装备也需进一步提高，技术要求由原来杂交稻2±1粒/穴（或取秧面积）的精少量播种提升为精准(播种数量精量和投种位置准确)播种，并且要求超级杂交稻秧盘育秧精密播种设备应具有适应高速、投种位置准确、排土均匀及带芽播种的性能，即1～2株/穴（或取秧面积），合格率达到80%～90%以上，芽长小于3 mm，达到设计制造简单、降低农户成本的目的。 3.1 秧盘育秧精密播种装置
以传统机械式播种器为核心技术的水稻育秧流水线，虽然具有结构简单、造价低，能连续生产，效率高
第4期 周海波等：水稻秧盘育秧播种技术与装备的研究现状及发展趋势 305
的特点，但由于其用种量大和落种随机性大，播种均匀性差，机械磨擦和挤压作用易伤种等特点都是不可避免的缺陷，不易满足超级杂交稻机播作业的精播、不伤种的农艺要求，只能适用于常规稻和杂交稻的播种育秧作业。对于经济欠发达和适宜普通水稻种植作业区，机械式育秧播种流水线仍然是较理想的选择机型。
采用振动方式播种时，定量供种、保持排种盘里各V形槽中种子流的连续性和统一性、对穴同步播种等方面都是传统设计过程中的难点所在，如果借鉴水稻直播的电磁定量供种技术[25, 26]，可防止供种损伤，进一步提高种子流控制策略，避免断流和窜穴，稳定保持高速生产的同步播种，则对于水稻秧盘育秧播种是一种极有前途的生产方式。
气吸式原理的水稻育秧播种器具有吸种数量可控、对种子外形尺寸要求不严、不伤种、播种均匀度好、整机通用性好和便于控制等优点，特别是对芽长1～3 mm的水稻种具有更好的保护作用，己成为秧盘育秧精密播种设备的主要研究方向，研制出来的机型从实用性和经济角度看各有优缺点，总体趋势是由复杂向简单、实用的方向发展。国内采用吸针和吸盘式播种装置的育秧播种流水线虽然投种定位精度比较高，但一般都是经过吸种到投种再到吸种的单工位往复播种，若改进为双工位交替播种，效率会有所提升，成本和能耗也会增加，因此比较适合用于播种和投种精度要求都比较高、生产率不高的作业场合。而能够实现连续播种、保证主流水线连续运行、同传统的机械槽轮旋转运动相类似的气吸滚筒式播种装置，实现原理是在吸针式基础上的周向集成，既具有吸针的精量吸种、定位投种的特点，同时穴坑的形状、孔径和数量的变化，不仅能保证精量播种（如1～4粒/穴（或取秧面积）的数量可控），又具有同主流水线保持同步、运转平稳、筒内气体流场稳定、真空度低、耗气量小、便于提速等优点，是国内较新并与国外领先技术相靠近的一种机型，如果能进一步改进供种措施(如借鉴水稻振动定量供种技术)，设计筛分除杂和强制通孔装置，并采取简单实用的高速同步播种控制技术，则气吸滚筒式秧盘育秧播种流水线将是今后适应超级杂交稻低成本高速精准育秧播种设备的主要研制机型。 3.2 秧盘育秧同步播种控制
目前还需应用机、电、气等技术，利用气缸限位等方法研究并配备简单实用的低成本秧盘育秧同步播种控制系统，以满足高速育秧精准播种的要求。另外采用振动或机器视觉[27]等先进技术，用来识别种子的形态，并实现种子的精量提取和在秧盘上有规律的摆放，也将是今后高科技育秧播种器的研究热点。同时对于毯状秧盘在铺底土后，为了防止种子触土后的弹跳滚动，可以增加压沟工序，采用压沟和振动相结合，在沟底产生薄层
细土，设计防滚屏障[28]，更进一步保证投种位置的精确性。对满足抛秧作业的钵体秧盘在铺底土后，也有要求压实底土，由于软塑秧盘不同以往的硬塑盘，盘体较软，不易推动从动辊压穴，需要压穴辊主动转动压穴，因此为保证与输送秧盘同步，控制压穴定位精度也是今后使用软塑秧盘进行水稻育秧播种急需研究解决的问题。 3.3 铺/覆土装置
以往的铺/覆土装置都采用相同的形式，仅通过开口量的大小调节排出的土量，实际上应根据铺/覆土工序所需土量的多少和水分含量的高低等因素，选择不同形式的排土装置，会达到较理想的效果。
4 结 语
我国幅员辽阔，各地区经济发展不平衡，秧盘育秧的条件差异较大，在实际应用中，应因地制宜选择水稻育秧播种技术与装备，同时对现有秧盘育秧播种流水线加强改进，针对不同水稻品种的育秧工艺要求，选择恰当的播种器。
研究更加精密的播种器，研究更加简单实用的同步播种控制系统和铺/覆土装置，尽快满足新品种高产稻的盘育秧播种需求，进一步完善秧盘育秧播种体系，使所育秧苗与移栽机械相配套，降低制造成本。
随着我国超级杂交稻种植的推广，能适应其农艺要求的育秧播种技术及装备将是今后水稻秧盘育秧精密播种研究的主攻目标，因而需要尽快研制性能优良、工作可靠的新型精密育秧播种设备，使水稻秧盘育秧播种流水线向着轻型化、高速化、高精度、高自动化、低成本的方向发展。
[参 考 文 献]
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宁波理工学院
毕业设计（论文）
题 目双膜育秧播种机的播种覆土机具设计
姓 名 刘交杰
学 号 3110611017
专业班级 机械设计制造及其自动化111班
指导教师 张方明
分 院 机电与能源工程分院
完成日期 2015年 5月8日
摘要
在当代农业生产中，水稻育秧技术是水稻种植技术发展的方向，而覆土机构是育秧装置中必不可少的环节，其中覆土厚度的不均匀是影响育秧质量的一个重要因素。
本文首先设计了三套方案，然后选择了一种伸缩齿式的覆土机构进行了详细设计，该机构包括伸缩齿板、覆土辊、电动机等，并对主要的零件进行校核。 关键词: 覆土机构；伸缩齿板；覆土辊
1
Abstract In modern agricultural production, the technology for raising rice seedling is rice cultivation technology development direction, and spreading soil device is nursery equipment is an indispensable link, the sowing soil thickness is not uniform is a important reason for affecting the quality of seedling.
First of all, this paper presents three sets of programs, then choose a telescopic tooth type of earth covering mechanism has carried on the detailed design, the agency comprises a telescopic tooth plate, cover soil and, motor, and checking the main parts.
Keywords: covering mechanism, telescopic tooth plate, covering roller
2
目录
摘要 .............................................. 1
Abstract .......................................... 2
目录 .............................................. 1
第一章 绪论 ....................................... 3
1.1课题研究背景 .............................................. 3
1.1.1国外水稻育秧机具的研究进展 .......................... 3
1.1.2国内水稻育秧机具的研究进展 .......................... 4
1.1.3双膜育秧播种机上的覆土机构的发展趋势 ................ 6
1.2 设计目标 ................................................ 10
1.3课题研究的意义 ........................................... 10
第二章 覆土机设计 ............................... 12
2.1整体方案的设想与选定 ..................................... 12
2.2主要非标部件的设计 ....................................... 15
2.2.1伸缩齿式覆土机构部分 ............................... 15
2.2.2主轴部分 ........................................... 16
第三章 对主要零件的校核 .......................... 17
3.1轴的校核 ................................................. 17
3.2滚动轴承的校核 ........................................... 21
3.3键的校核 ................................................. 22
第四章 总结与展望 ................................ 22
4.1总结 ..................................................... 23
4.2研究展望 ................................................. 23
主要参考文献 ..................................... 24 1
附 录 ............................................ 25
致 谢 ........................................... 27
2
本文来源：http://www.guakaob.com/jianzhugongchengkaoshi/856472.html