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[我爱发明] 20160902 站立吧 大蒜
本期节目主要内容： 山东济南的发明人崇峻发明了一台大蒜播种机。这种机器有一套橡胶履带式行走系统，在田地里有着良好的通过性。通过一套自动上料系统，一瓣一瓣的大蒜被提升到较高的地方，随后分别顺着20根塑料导管掉落在对应的20个锥形碗中，锥形碗里的弧度可以让蒜瓣的尖朝上，最后这些蒜瓣再分别通过20个中空的金属管插入土里。这样就完成了种蒜的过程。（《我爱发明》 20160902 站立吧 大蒜）
发明人联系方式：崇峻
摘要：本实用新型涉及农用机械领域，特别涉及一种大蒜播种机。该大蒜播种机，其特征在于：包括机架、发动机、传动总成、气泵、气缸、履带底盘总成、土壤整平器、以及位于履带底盘总成上方的操作台、微电脑电控系统，所述操作台的前方设有给料仓，所述给料仓与提料装置连接，所述提料装置上方均匀安装有若干分料器，所述每个分料器下方连接分料管，所述分料管底部与导向料杯总成连接，导向料杯总成固定在第一定位板上，导向料杯总成的下方为调整料杯总成，调整料杯总成下方为点插播种器总成，所述点插播种器总成安装在开合处理支撑架上，所述导向料杯总成、调整料杯总成和点插播种器总成分别通过气缸控制开合，通过行走系统控制步进幅度。
编辑手记：
蒜可是好东西，不仅可以调味，还能杀菌、增强人的免疫力，而蒜的种植过程也是很辛苦的，全程又是蹲着又是弯腰，费时费力。今天这位发明人，就是因为看到自己的乡亲邻居们常年手工种大蒜，既辛苦又伤身体，于是反复研究，制作出了一台大蒜播种机来帮助大家。
发明人：崇峻
发明项目：大蒜播种机
发明原理
机器的最上方有一排小勺，将每颗蒜分别放进一个个圆形粗管里，大蒜通过每一根管子漏入小碗中，最后，一个圆锥形铁夹将这些蒜种到地里。
给记者简单地讲解了种蒜机的运行过程后，崇峻马上开启机器演示起来，一颗颗大蒜被这台机器很快地插进土里。
大蒜在种进地里的时候，必须让它尖朝上，这样才有利于大蒜的生长，如果蒜躺倒了就算大蒜的播种不合格。崇峻的机器正是在这里出了问题，机器种的蒜大部分都是躺着的，这显然是不行的。
经过反复试验，崇峻将小碗的底部从圆弧形换成了锥子形，这样就保证了每颗掉进小碗的大蒜都是尖朝上的。
为了测试机器的性能，崇峻准备去老刘的地里试一试，进行一场人工与机器的比赛，比赛当天聚集了很多观赛者。乡亲们有支持崇峻机器的，也有人支持农民师傅的，但是大家都希望这台机器可以替代手工种蒜。
五人一组的人工队在速度上丝毫不落后于机器，两组人分别从地里的两头向中间行进。农民师傅队伍庞大、经验丰富，进展得很快。
而崇峻这边的机器却遇到了问题，插入土里的种蒜夹口里很容易被湿的泥土堵住。
另外，由于崇峻的这台大型种蒜机是履带工作，压过去的地方明显有很深的凹槽，会把种蒜的地方压的很深，使得两边的地势不一样。浇灌时水都会流向地势较低的那一边，这样一来地势低的大蒜就很容易被水泡坏，而地势高的大蒜得不到很好的浇灌，解决了大蒜竖起率和被履带碾压地势不平的问题后，崇峻的第三代大蒜播种机终于亮相。
新一代大蒜播种机通过平台操作，人工将蒜倒入到平槽内，通过一个个小勺将蒜喂入管道中，再漏进20个锥形底的小碗里，通过插入地里的种蒜口将大蒜最后种进地里。播种蒜的同时用碾子稍微用力压平，这样不仅保证了种蒜的质量，而且使大蒜能得到充分的浇灌新一轮的比试中，刘师傅把他的人工队伍壮大到了25人，比上次多出了一倍多。
这场终级比拼到底能不能让这台种蒜机大放光彩呢？我们拭目以待。
欢迎收看《我爱发明》之《站立吧，大蒜》。
本期节目主要内容： 来自吉林抚松的张增林团队，发明了人参播种机。这种播种机的取种机构采用仿生学原理，模拟人工手工取种，取种数量准确可调。而下种机构则采用打穴播种的原理，可以精确控制株距行距。因此整套设备不但使用轻便省人工，并且播种精度极高，满足人参播种的各项苛刻要求。（《我爱发明》 20160120 铁嘴吐参）
发明人：张增林（13514399015）
编导手记：人参播种机的发明人张增林来自吉林抚松，这里是著名的人参之乡。
在来到这里之前，我想象中的人参播种场面也许类似于种萝卜，没有什么奇特的。但到抚松之后我才发现，我原来的想法大错特错。
人参号称“百草之王”，是名贵的中药材。那么它为什么昂贵呢？首先人参对种植土质挑剔，只能种植在采伐过的原始森林土中，并且每片土中只能栽种三年，超过三年就容易导致人参的死亡。而原始森林的采伐数量国家有严格的控制，因此种植人参的土地本身就很昂贵，比种植庄稼的土地租金高100倍左右，可谓寸土寸金。其次人参的种植时间长，下种三年长成小苗，然后移栽一次再生长三年，一共六年的时间才能长成可以销售的成品人参。第三人参的种子昂贵，一斤人参种子的价格就高达600——800元，远远超过普通作物种子的价格。
土地贵、费时间、种子价格高使得种植人参的成本非常高，因此人参的播种要保证极高的准确度——播种过程中株距行距都是以毫米为计算单位。这一要求远远超过了普通作物播种的要求。因此在各种作物都已经采用机械化播种的时代，人参播种依然是采用人工点播，这种既费时又费力的方式。人参播种机的话题从70年代就被提出，国内外设计的人参播种机也层出不穷，但是一直没有出现真正实用的能够替代人工的机器。
2013年张增林碰到了他一直做人参生意的把兄弟刘卫国，两人聊起了人参种植的辛苦后不约而同的想到能否研究一种人参播种机。两人又叫来张增林的弟弟张增玉，仨人一合计，这事可以做。于是三人都扔下手头的工作，开始研究播种机。开始时他们的想法很简单，模拟借鉴其他播种机研制人参播种机，为此他们先后买了十几台各种播种机，而《我爱发明》中所有农机累项目他们更是一期不落。半年后他们耗费几十万终于造出了第一台人参播种机。第一次试验他们的机器在参田中跑的飞快，但没跑多远就让参农叫停了，原来他们机器的播种精度远远不能满足以毫米计量的人参播种需要。在街坊乡邻的一片嘲笑声中，他们这台耗费巨资的播种机被卖到了废品收购站。在接下来的半年中，他们又做出两代播种机，但同样因为精度问题而报废。此时他们仨已经一年没有工作过了，不但没有了收入，而且还不停的往外支出，刘卫国和张增玉家里已经打的不可开交，随时可能分崩离析。而他们研制播种机的事，更是成为街坊邻里口中的笑谈。三家人出门就低头走，唯恐别人问他们关于播种机的事。
模仿别的播种机这条路走不通，那就模仿人手的工作原理。正在此时抚松出现了一种叫做大刀的播种工具，这套工具虽然能提高劳动效率，但是需要九个人才能操作。张增林团队将这九个人的工具以及动作集成到了一台机器上。这台机器由两人操作，既能模拟人手腕的翻转有能模拟播种时胳膊的抖动，而且所有部件集成在一台机器上，理论上可以使下种过程更为精准。
他们满怀信心的前去试验，但试验结果使他们又一次遭受打击，原来这台机器一切都很完美，但用着用着却发生了泥土堵塞下种口的问题。他们思来想去也没找到解决方案，后来甚至雇人到国外网站翻阅资料但依然一无所获。怎么办？是继续还是放弃呢？此时用他们自己的话说，就是已经没有回头路了。这时已经不是钱的事了，如果做不出来，以后都不好意思在村里混。终于在一次去餐厅吃饭时，他们受到用筷子捅骨髓这一动作的启发，给下种的鸭嘴里装上了吐泥的舌头。
2014年底，张增林终于解决了所有技术难题，研制出成熟的人参种植机。那么他的机器到底实际效果如何？敬请收看本期我爱发明。
插穴式自动定向大蒜播种机的设计研究
12
韩秋燕，王小瑜，郝
11
杰，谢丽君，余
娟
1
（1．烟台汽车工程职业学院，山东烟台摘
265500；2．山东省农业机械科学研究院，济南250100）
要：为了提高大蒜播种机在播种过程中蒜瓣的直立度及鳞芽向上的概率，保证株距均匀，设计了一种新型的
大蒜播种机。通过对关键部件的结构设计与参数分析，确定了主要部件结构。经过试验验证，此大蒜播种机的锥形螺旋导种管能够使大蒜落土后鳞芽向上的合格率达到96%，压穴锥能够使直立度达到98%，并能保证株距均匀。
关键词：大蒜播种机；插穴式；自动定向
+
中图分类号：S223．26
文献标识码：A文章编号：1003－188X（2016）07－0172－04
DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2016.07.035
0引言
现阶段，效率低、大蒜播种作业主要是人工插播，
牵引杆的末端安装有把手，埋土板连接在播种盘上，整个机构的后面
。
劳动强度大。虽然有研究提出并设计了大蒜播种机，并申请了国家专利；但在使用过程中并不能同时实现蒜种鳞芽向上、蒜种落土后的直立和均匀的株距，且多数设计整机庞大、结构复杂，不能形成经济适用的产品进行大规模推广
［1－6］
。为此，在调研了大量的现
［7－13］
有大蒜播种机装置和专利后，设计了一种能够同
［14］
时自动确定鳞芽方向和实现均匀株距的插穴式蒜瓣自动定向大蒜播种机，成功申请了专利料。
，并进行播
种试验，旨在为大蒜播种机的产品化应用提供基础资
1．播种箱2．排种管3．下种管4．覆土板5．导种管6．挡板7．凸轮8．压穴锥9．播种盘10．中心轴11．牵引杆12．把手
图1Fig．1
插穴式蒜瓣自动定向大蒜播种机结构简图
garlicplantingmachine
Thestructuredrawingofautomaticorientationplug－hole
1
1．1
整体结构及工作原理
整体结构
该插穴式蒜瓣自动定向大蒜播种机由播种箱、排
1．2
工作原理
以拖拉机作为动力，通过把手和牵引杆把动力传
种管、下种管、覆土板、导种管、挡板、凸轮、压穴锥、播种盘、中心轴、牵引杆及把手组成，整体结构如图1所示。
播种箱下端连接排种管，排种管下口正对着下种管的上口，二者之间有一挡板，下种管下面连接着导种管；挡板和凸轮组成直动顶尖从动件盘形凸轮机构，凸轮和播种盘同心并排固定在中心轴上，圆锥形的压穴锥均匀分布在播种盘的外圆上；牵引杆安装在
收稿日期：2015－07－15
基金项目：山东省农业重大应用技术创新项目（鲁财农指［2014］38
号）；济南市科技发展计划项目（201401273）
（E－mail）作者简介：韩秋燕（1979－），女，山东梁山人，讲师，硕士，
hanqiuyan145666@163．com。
到播种盘上；播种盘转动，播种盘上的压穴锥压出圆锥形的种穴，同时凸轮转动，带动挡板向右移动，排种管和下种管连通，蒜种由播种箱落下，经过排种管，落到下种管中，然后经弯曲状的锥形螺旋导种管下落到圆锥形的种穴中；播种盘继续带动凸轮转动，挡板在凸轮推程过程中向左移动，阻断播种管和下种管的连接；同时覆土板对落下的蒜种进行覆土，此为一次播种过程；播种盘继续在动力带动下向前转动进行下一次播种，实现播种的连续作业，如此往复。
2
2．1
关键部件设计
蒜瓣外形尺寸的测量与分析
宽、从蒜种中随机选取了50个蒜瓣，分别对其长、
高、质量进行测量，得到外形尺寸统计（见表1）和尺寸频数（见图2～图5），从频数图可看出外形尺寸基本符合正态分布。
表1Table1长L/mm31．280．672．1433．0529．8
蒜瓣外形尺寸统计表Statisticsofgarlicsize
宽B/mm18．700．583．1020．0715．1
高H/mm21．060．210．9924．3218．7
质量M/g6．570．350．538．75．3
Fig．5
图5
蒜瓣质量频数图
变量
平均值标准差变异系数/%最大值最小值
Frequencychartoftheweightofthegarlicclove
蒜瓣形状鳞芽处尖，蒜根处粗，瓣背成弧形，其质心位于大头最厚处，有利于蒜瓣的稳定落下
［15－16］
。
根据大蒜播种农艺要求和蒜瓣外形尺寸的统计分析结果，对播种盘和压穴锥、盘形凸轮机构及导种管进行设计。2．2
播种盘和压穴锥播种盘结构如图6所示
。
图2
Fig．2
蒜瓣长度频数图
Frequencychartofthelengthofthegarlicclove
1．播种盘
图6Fig．6
图3
Fig．3
蒜瓣宽度频数图
Frequencychartofthewidthofthegarlicclove
2．压穴锥播种盘Seedtray
播种盘外圆上均匀分布着圆锥形的压穴锥，压穴锥之间的圆弧距离为大蒜的株距。播种盘每转过1个株距，压穴锥压出1个圆锥形的种穴，保证均匀的株距。结合实际的农艺要求和播种盘的协调性，播种盘每转1周播种8个蒜种，株距为150mm，则
D=
式中【大蒜播种机视频】
nt
π
D—播种盘的直径（mm）；n—1个周期内下落的蒜种数；t—株距或穴距（mm）。
图4
Fig．4
蒜瓣高度频数图
t=150mm带入上式得到D=382．2mm。将n=8，
根据大蒜的外形尺寸和农艺要求，压穴锥的大径
Frequencychartoftheheightofthegarlicclove
为25mm，小径为19mm，高度为35mm。这种压穴锥压出的种穴呈上大下小的圆锥形，能够保证大蒜顺利落入种穴，并保持直立。2．3
盘形凸轮机构
凸轮是一个盘形构件，如图7所示
。
图8Fig．8
1．中心轴
2．凸轮图7Fig．7
3．下种管
4．挡板
导种管
Theguidetube
1次出口的内径尺寸为29mm，其锥角为5°～7°，
仅能下落1粒蒜种，且由于蒜种的只心在大头端，蒜种在导种管下落时可以在摩擦力的作用下自动调整蒜种方位，使大头端朝下、鳞芽向上
［16］
5．排种管6．压穴锥7．播种盘
盘形凸轮机构Platecammechanism
。
与凸轮组成直动顶尖从动件盘形挡板是从动件，
凸轮机构。此机构能够使凸轮带动挡板做有规律的直线往复运动，控制蒜种的落下。凸轮转动，带动挡板向右移动，排种管和下种管连通，蒜种落下；播种盘继续带动凸轮转动，挡板在凸轮推程过程中向左移动，阻断播种管和下种管的连接，如此往复。
凸轮和播种盘同心并排固定在中心轴上，播种盘转动时带动凸轮转动。当播种盘转过1个株距，压穴锥压出1个圆锥形的蒜种穴，凸轮便带动挡板向右移动1次；播种管和下种管连通，此时蒜种由播种管下落到下种管中，保证每压出1个蒜种穴便下落1粒蒜种。
根据整个机构的尺寸规划和挡板的运动规律，利用图解法对盘形凸轮机构进行设计，结果如表2所示。
表2
Table2挡板半径/mm
基圆半径/mm
盘形凸轮机构参数Parametersofdisccammechanism挡板最大升程/mm
凸轮推程角/（°）
远休止角/（°）
3试验分析
随机选取50个蒜瓣，利用上述大蒜播种机样机进
行田间试验，分析蒜种落土后鳞芽朝向、直立程度和株距情况，试验重复3次，结果如表3和表4所示。
表3Table3
鳞芽朝向试验效果Theupwarddegreedofgarlic
合格率/%969896
试验次数鳞芽朝上鳞芽朝下
123
484948
212
由表3可看出：大蒜落土后鳞芽向上的合格率达到了96%以上，此导种管的设计较好地解决了鳞芽朝向问题。
表4
鳞芽直立程度试验效果Theupwardprobabilityofgarlic
合格率/%10098100
Table4
设计内容
回程角近休止角/（°）
/（°）
试验次数
120
30
蒜瓣直立蒜瓣平躺
数据10554018030
123
504950
010
2．4导种管
导种管为弯曲的锥形螺旋状，如图8所示
。
J］．农业装备与车辆工程，2013，51（4）5－8．的研究［
由表4可以看出：大蒜落土后直立度达到98%以上；在这3次试验中，仅有1颗大蒜落土后不是直立的，出现这一特例的原因与土壤的含水率、导种管下口与种穴的距离等有关。
在这3次试验中，株距比较均匀，达到了农艺要求。但是在试验过程中个别蒜种的下落位置和压穴锥压出的种穴位置存在误差，致使蒜种不能播种到种穴中，这个问题需要在后期的研究中进一步改进和完善。
［5］赵丽清，马志勇．大蒜播种机装盘系统蒜瓣定向识别算
J］．农机化研究，2013，35（6）：163－166．法的研究［
．农［6］谢学虎，刘召．大蒜播种机种植机构的设计［J］张永，
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200720021688［P］．2008－［7］马永海．大蒜播种机：中国，
04－09．
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－05．
［9］王迪福．大蒜播种机：中国，20082002800．8［P］．2008－
09－03．
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－23．
［11］刘赞东，02148764．白玉成，王文堂．大蒜栽植机：中国，
2［P］．2004－06－02．
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［13］郭毅，于丽颖，等．大蒜播种机机械的研究现状张祖立，
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201320389636［P］．2013－07－02．机：中国，
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［16］荐世春，刘云东．大蒜播种机蒜瓣自动定向控制装置的
J］．农业装备与车辆工程，2009（10）：28－试验研究［29．
4结论
该插穴式蒜瓣自动定向大蒜播种机很好地解决了
大蒜播种株距不均匀、鳞芽直立程度和蒜种鳞芽方向朝上的难题。试验结果表明：此大蒜播种机的锥形螺旋导种管能够使大蒜落土后鳞芽向上的合格率达到96%，压穴锥能够使直立度达到98%，盘形凸轮机构和播种盘能够保证比较均匀的株距，达到农艺要求。参考文献：
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2010，32（8）：90－93．研究，
［2］高迟，李绅淑，等．大蒜鳞芽方向识别的实验研薛少平，
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［4］李瑞川，曲殿伟，等．某大蒜播种机单粒排种装置孙雪，
DesignＲesearchofPlug－holeAutomaticOrientationGarlic
PlantingMachine
HanQiuyan1，WangXiaoyu2，HaoJie1，XieLijun1，YuJuan1
（1．YantaiAutomobileEngineeringVocationalCollege，Yantai265500，China；2．ShandongAgriculturalMachineryＲe-searchInstitute，Jinan250100，China）
Abstract：Inordertoimprovetheuprightdegreedandtheupwardprobabilityofgarlicduringthesowingprocess，toen-suretheuniformityofplantspacing，anewkindofgarlicplantingmachinewasdesigned，themachinehasataperedspi-ralpipe，pressureholeconeandplatecammechanism，throughexperiment，theconicalspiralpipeofthegarlicseedercanimprovetheupwarddegreedreached96%，thepressureconecanimprovetheuprightprobabilityreached98%，thedisccammechanismcanensuretheuniformspacing，thenewgarlicplantingmachineisreliable，canimprovethesowingqualitysignificantly．
Keywords：garlicplantingmachine；plug－hole；automaticorientation
２０１３年１０月
农机化研究
第１０期
大蒜直立播种机设计
林悦香，尚书旗，杨然兵，张福元
（青岛农业大学机电工程学院，山东青岛２６６１０９）
摘要：为使大蒜生长姿态端正，保证蒜头外观质量，提高经济价值，种植时要求鳞芽朝上，直立播种。这种农
艺特点制约了大蒜机械化的发展，使大蒜机械化定向种植成为一个世界性难题，为此，设计了一款弹簧夹持式大蒜直立播种机。其主要由机架、开沟器、种子箱、播蒜轮和播蒜爪等零部件组成；主要工作原理是将蒜瓣定向放入播蒜爪中，通过播蒜轮的转动，蒜瓣自动鳞芽朝上植入土中。样机试验表明，仅靠土壤阻力克服弹簧力打开播
蒜爪成功率较低，而且定向投种时难度较大。于是，在第２轮设计中增加了一套播蒜爪机械打开装置，播蒜爪转到上方时自动打开夹蒜板，方便定向人种；然后由弹簧夹持运转，转到下方时打开播蒜爪自动定向入土，实现定
向种植。
关键词：大蒜；播蒜轮；播蒜爪；定向种植中图分类号：￥２２３．９４
文献标识码：Ａ
文章编号：１００３－１８８Ｘ（２０１３）１０－００８７－０３
０引言
大蒜种植的农艺要求根部向下，芽部向上…。因此，需要设计出一种定向装置，能够保证在播种时使大蒜保持直立状态，且覆土后保持姿态基本不变。到目前为止，我国大蒜定向播种的专利有十几项，但还没有成熟的、能够推广应用的大蒜播种机械，仍然依靠传统的人工方式进行种植，即先开沟，芽朝上直立插于沟中［２］。农民长时间下蹲劳作，强度大，效率低，而且此方式占用了农忙时节大量劳动力，影响了大蒜生产的经济效益∞Ｊ。因此，广大蒜农迫切需要大蒜种植的机械化。
为尽早改善现状，笔者设计了弹簧夹持式大蒜直立播种机，重点研究解决直立种植问题。同时，规范的株距、行距和统一的播种深度也为日后的机械化收获提供良好条件。
１
１．１
可行性，最终基于一项专利技术¨Ｊ，设计了整体结构方案，如图１所示。主要工作原理：四轮拖拉机作为动力机械，通过悬挂装置挂接播种机；人坐在座椅上，下面有脚踏板。由开沟器开出种沟，分布在播蒜轮上的播蒜爪转到上方时，操作者从种箱取出蒜种，芽朝下定向放人播蒜爪中，靠弹簧片的夹持力随播蒜轮转动；转到下方与地面接触时，靠地面土壤阻力推开夹蒜板，中间的固定柱便把蒜瓣按芽朝上植于地下，后面的摊平板覆土，镇压轮压实覆土。
整体结构及关键装置
整体构造
第一轮设计是在调研了现有大蒜播种机械定向
１．机架２．开沟器３．种子箱４．播种轮５．播种爪６．座椅７．摊平板８．镇压轮图１弹簧夹持式大蒜播种机整体结构图
装置‘４。５１及相关专利‘扣７１之后，综合分析各种方案的
收稿日期：２０１２－１２－２２
基金项目：国家公益性行业（农业）科研专项经费项目（２００９０３０５３一
０７）；山东省科技发展计划项目（２００９ＣＧｌ０００９０３９）；山东省农业科技成果转化资金项目（２００９－２０１１）
作者简介：林悦香（１９６３一），女，山东栖霞人，副教授，（Ｅ—ｍａｉｌ）ｒａｉｎ
＠ｑａｕ．ｅｄｕ．ｅｎ。
１．２关键装置１．２．１播蒜爪
播蒜爪结构见图２。每个播蒜爪主要包括２个夹蒜板、２个夹蒜板衬套、２个拉簧、２个片弹簧、ｌ根楔形固定柱和３个橡胶片。
工作原理：固定柱分大小端，通过小端固定在播蒜轮的安装位上，并穿过播蒜轮上的孔伸出２．４ｃｍ；
・８７・
通讯作者：尚书旗（１９５８一），男，山东青州人，教授，博士生导师。
２０１３年１０月
农机化研究第１０期
两个夹蒜板的上端穿过播蒜轮上的孔，并伸出播蒜轮的外侧；两个夹蒜板的上端形成一圆窝容纳蒜瓣，圆窝内设置胶片，防止伤蒜瓣；依靠片弹簧对蒜瓣夹紧；夹蒜板插接在夹蒜板衬套内，能上下运动；回位弹簧使之回位。
免了长时间弯腰和下蹲的工作状态。小四轮拖拉机Ｉ挡可实现所需行进速度，工作效率是传统人工种植的４～５倍。存在问题是：随着播蒜轮沿前进方向滚动，播蒜爪接触种沟时，仅靠地面阻力向上推开夹蒜板，成功率低于５０％，蒜种不能顺利人土；若减少弹簧片夹持力，则不能可靠夹持转动；播蒜爪转到上方时，推开夹蒜板定向放种也比较困难。
１．橡胶片２．夹蒜板３．橡胶片４．固定柱５．片弹簧
６．夹蒜板衬套７．回位弹簧８．螺钉９．铆钉
图２播蒜爪
３改进设计
第一轮样机试验表明，原专利方案原理可行，但实际难以实现。为此，进行了结构改进，在原有基础上，增加了一套自动打开夹蒜板的机械装置一凸轮滑槽机构。播蒜爪转到上方时，自动打开夹蒜板，放种后自动夹紧；转到下方即将入土时，再度自动打开，蒜种芽朝上植入沟槽内，使定向种植得以实现。改进设计后的播蒜轮如图４所示。
１．２．２片弹簧
选择合适的片弹簧能保证小蒜种时播蒜爪不会使蒜种自行掉落，大蒜种时不会因夹紧力太大而无法投种。由测量可知，蒜种宽度为１６．６±２．９ｍｍ，高度为１９．５±３．５ｍｍ。在向播蒜爪上安放蒜种时，一般为夹宽度的方向，最小蒜瓣夹持宽度大约为１５ｍｍ。最大蒜瓣为２０ｍｍ，将两个播蒜爪中间最大宽度处的原始间隙设置为１５ｍｍ，则当夹有最大的蒜种时，每个片弹簧的变形量为２．５ｍｍ；当达到最大变形时，根据经验计算弹簧所受的挤压力为５Ｎ左右。
经过对片弹簧进行尺寸及强度计算，选择的片弹簧结构如图３所示。选用的片弹簧长度为３５ｒａｍ，圆角半径为５ｍｍ，弹簧片厚度为ｌｍｍ，宽度为５ｍｍ。片弹簧的材料为铍青铜（ＱＢｅ２），安装方式选用铆接。
２主要参数和实验情况
２．１
主要参数
该装置４个播种轮，即一次可以播种４行，两人完成放种过程。每个播种轮有１０个播蒜爪，行距口＝１５０ｒａｍ，株距ｂ＝１５０ｒａｍ，种植密度ｌ９８５株ｗ＇ｈｍ２，拖拉机的作业速度为０．９ｋｍ／ｈ。２．２实验情况及存在问题
操作人员工作姿态舒适，取种方便，省时省力，避
１．连矮销２．凸轮台３．凸轮４．固定轴５．圆柱压滚
图４改进设计后的播蒜轮
所标注序号为增加的构件。圆柱压滚上下各１件，一端与车架焊接，另一端与凸轮接触。播蒜爪转到上方时，凸轮台上的凸轮与上部的圆柱压滚接触，在杠杆原理作用下，拉动夹蒜板下移并张开，放入蒜
２０１３年１０月农机化研究
第１０期
种，之后自动夹紧；转到下方时，凸轮触碰下方的圆柱压滚，拉动夹蒜板上移并张开，蒜种植入沟槽中，实现定向种植；随着拖拉机持续匀速前行，播蒜轮转动，圆柱压辊与凸轮的接触越过最高点时，在回位弹簧及片弹簧作用下，夹蒜板自动回位。
增加部分的三维图如图５所示（为显示清晰，两个夹蒜板只连接一个）。
弧平稳过渡。在凸轮台转动行程中，销轴在滑槽中移动的最小距离为１０ｍｍ。设计滑槽长度为１６ｍｍ，实现了凸轮台旋转运动与夹蒜板直线运动的转换。
图７凸轮台在下方时的运动轨迹图
４结论
１）经过改进设计，新一轮样机制作弥补了原专利方案的不足，增加的一套机械自动开启夹蒜板装置克服了土壤阻力推不开夹蒜板的问题，同时也解决了放
种困难问题。
图５机械开启装置三维图
２）播蒜爪转到上方时，上面的圆柱压辊与凸轮接触，在凸轮台的绕支点转动作用下，拉动夹蒜板下移，打开夹蒜板，放种容易；播蒜爪转到下方时，下面的圆柱压辊与凸轮接触，同样也在凸轮台的绕支点转动作用下拉动夹蒜板上移，打开夹蒜板，蒜种芽朝上植于
土中。
凸轮台结构三维构型如图６所示。为使绕固定轴的旋转运动变成夹蒜板直线运动，将凸轮台与夹蒜板的连接设计为长圆型滑槽结构。
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０５．
出凸轮被压下去的距离为１２ｍｍ，即线段肌’。为减【大蒜播种机视频】
小圆柱压滚脱离凸轮时的磨损，可以用一段平滑的圆
［８］王迪福．大蒜播种机：中国，２００８２００２８００．８［Ｐ］．２００８－０９－
０３．
（下转第９４页）
２０１３年１０月
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ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ，Ｈａｒｂｉｎ１５００８１，Ｃｈｉｎａ）
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｅｎｅｒｇｙｃｒｉｓｉｓａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎｉｓｔｈｅｗｏｄｄｆａｃｅｗｏｒｌｄｗｉｌｌｈａｖｅ
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（上接第８９页）
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大蒜直立播种机设计
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
林悦香， 尚书旗， 杨然兵， 张福元， Lin Yuexiang， Shang Shuqi， Yang Ranbing， Zhang Fuyuan青岛农业大学机电工程学院,山东青岛,266109农机化研究
Journal of Agricultural Mechanization Research2013,35(10)
本文链接：
2010年8月 农机化研究 第8期
大蒜播种机主要部件的设计及分析
王方艳
(青岛农业大学机电工程学院,山东青岛 266109)
摘 要:在对我国大蒜播种和大蒜的机械化现状进行调研和分析的基础上,设计了一种大蒜播种机。重点阐述了大蒜播种机的结构和工作原理,并对其主要部件进行了设计计算,确定了主要结构。该机械结构紧凑,生产率高,可以在大蒜播种的过程中一次性完成开沟、播种、覆膜和覆土等作业,为研究大蒜播种机和同类机具提供了参考。
关键词:大蒜;播种机;设计中图分类号:S223.2
文献标识码:A
文章编号:1003-188X(2010)08-0090-04
0 引言
大蒜是我国主要的经济作物和出口产品,其用途广泛,社会需求量大,主要集中在山东、江苏、安徽、河南、广西、广东和陕西等地种植
4
2
10
[1]
近年来,虽然我国加大了对农业机械研究的投入,大蒜机械得到了一定的发展,但播种技术不够成熟,还没有建立有效的大蒜种植体系。大蒜播种机械化水平相对较低,新技术和新机具的研究开发力度还不够,已成为制约我国大蒜生产的主要问题。在充分吸取国内外现有机型特点的基础上,研发符合我国农村动力现状和大蒜种植农艺要求的大蒜播种机,保证大蒜鳞芽的朝向和发药率,实现大蒜播种的机械化,对提高劳动生产率、降低作业成本和劳动强度、增加农民收入以及实现产业化经营具有重要意义。
。我国大蒜种植面
[2-3]
积约为3.33@10hm,约占世界总种植面积的1/3,产量约为1.6@10kg,占全球的75%
。美国等发达
国家的大蒜生产基本上实现了规模化种植和规范化管理,大蒜的播种、田间管理和收获均实现机械化作业
[4]
。我国的大蒜生产仍以人工为主,耗时较多,劳
[5-6]
动强度大。大蒜播种多采用锄头开浅沟、人工点播蒜种和覆土的种植方式
。
目前,大蒜机械种植技术主要有大蒜点播技术、大蒜播种技术和全自动大蒜栽种技术。现有的大蒜播种机多引进了日本和韩国的机型。压穴式大蒜栽种机采用机械压出半球面形孔穴,然后投种到穴内,靠穴内球面来控制鳞芽朝向。法国和捷克斯洛伐克生产的大蒜栽种机采用特定机构扶正蒜头和振动抖槽定向器来解决蒜种在输送过程中的定向问题,但该机械机构复杂且庞大,价格较高,鳞芽直立度没有保证
[7-8]
1 播种机的结构及工作原理
大蒜播种机与8.82kW小四轮拖拉机配套,采用先播种后覆膜的种植方式,一次作业能够完成开沟、播种、覆土、镇压、覆膜和膜上覆土等多道工序,满足大蒜的播种要求。大蒜播种机结构紧凑、合理,动力消耗低,主要由悬挂架、种子箱、排种器、地轮、覆土装置、压膜轮、覆膜辊、覆膜开沟铲、镇压轮、覆土圆盘和开沟器组成,其结构如图1所示。
工作时,大蒜播种机在小四轮拖拉机的带动下前进。地轮(4)通过链条驱动排种器(3)转动,实现播种器的均匀播种;同时种箱(2)内的蒜瓣在自重的作用下,进入排种盘,随着排种盘的旋转进入导种管,并滑入开沟器(11)所开的种沟内;随后,播种后的种沟由覆土圆盘(10)覆土,实现大蒜种的覆盖;镇压轮(9)将地面和种沟压实,保证地表的平整;地膜通过覆膜辊(7)将地膜铺放在地面上,由压膜轮(6)将地膜两边压入覆膜开沟铲(8)开的地膜沟中;最后,通过覆土装置(5)实现地膜的压实和覆土。其主要技术参数为:
挂节方式:全悬挂
。中国农业机械化科学研究院研发的2ZDS-5
型自走式大蒜栽植机,一次可完成5行大蒜的栽种,生产率是人工栽种效率的25倍,在蒜种喂入、蒜种鳞芽方向的控制等技术方面有了一定突破,但是还没有在大田中推广应用。2DBQ-2型便携式人工大蒜播种器是一种半机械化设备,减少了人员的弯腰和蹲下动作,但播种的均匀性和质量相对不高
[9-14]
。
收稿日期:2009-11-08
作者简介:王方艳(1979-),女,山东淄博人,工程师,工学硕士,(E-mail)wfy_66@163.com。
##
2010年8月
2
-1
农机化研究 第8期
2.2 开沟覆土装置
开沟覆土装置主要由开沟器、沟深调节杆、支撑柱、挡板和覆土盘组成,如图3所示。开沟覆土装置能够实现播种机作业的开沟和种沟的覆土,其工作深度可通过调节沟深调节杆实现25~60mm的播种深度的要求。箭铲式开沟器破土能力强,开沟直,适应性好,结构简单,开沟宽度能够符合播种要求。为了减少工作阻力,开沟器的铲面升角为40b,开沟宽度为60mm。开沟器后方的挡板可以防止排种管的堵塞和种沟的掩埋。覆土圆盘覆土量大,阻力小,在覆土时不改变种子在种沟内的位置,可以很好地完成种沟的覆土。同时,覆土圆盘具有一定起垄作用,能够在种沟上形成小的种垄。种垄经镇压装置压实后,可确保大蒜的相对固定,防止发芽时被顶出地表,对大蒜的生长和过冬具有较好的保护作用。
配套动力/kW:8.82小四轮拖拉机作业效率/hm#h:12.5~60播种行数/行:5行距/mm:200株距/mm:170播种深度/mm:30~40铺膜宽度/mm:1000~1100覆土厚度/mm:20
1.悬挂架 2.种子箱 3.排种器 4.地轮 5.覆土装置 6.压膜轮7.覆膜辊 8.覆膜开沟铲 9.镇压轮 10.覆土圆盘 11.开沟器
图1 大蒜播种机结构简图Fig.1 Structureofcottonseeder
2 主要部件的设计
2.1 地轮
地轮结构要求简单实用,符合承重和提供动力的要求,如图2
所示。
1.开沟器 2.沟深调节杆 3.支撑柱 4.挡板 5.覆土盘
图3 开沟覆土装置
Fig.3 Furrowsoilandcoveringdevice
2.3 排种装置
排种装置是播种机的重要部件,决定着大蒜的播种质量。由于大蒜的蒜瓣形状不规则,排种装置采用了窝眼轮式排种器。该排种器的排种量均匀稳定、适应性强,工作可靠,不损伤种子。为了便于蒜种的充填和减少种子的损伤,排种器的型孔为椭圆形。排种装置主要由种子箱、窝眼轮、机壳和导种管组成,如图4【大蒜播种机视频】
所示。
1.轮齿 2.轮缘 3.轮毂 4.辐条
图2 地轮结构Fig.2 Structureofterrawheel
根据农艺要求,棉花株距为170mm,拖拉机作业速度为1.2m/s。考虑排种器的排种和机械的协调性,地轮转动1周播10个蒜种,则地轮直径d=542mm。用类比法取地轮的宽度B=50mm,轮沿厚D=3mm。辐条选择直径为<8的钢筋8根。
##
1.种子箱 2.窝眼轮 3.机壳 4.导种管
图4 排种装置
Fig.4 Structureofseedingdevice
C)种子的单位容积质量(kg/L)。求得,种子箱的容积VU80(L)。
考虑蒜种子之间的间隙比较大,留有10%的余量,则每个种子箱的容积不小于16L。种子箱体采用大型薄钢板压制焊接而成,基本尺寸为300mm@180mm@410mm。2.4 镇压装置
播种后的种沟由覆土圆盘覆土后在种沟上方形成一定的隆起。种沟上疏松的土壤对越冬的大蒜是一种威胁,影响着大蒜的出芽率。为此,对种沟进行镇压,确保大蒜在土壤中的相对固定。镇压轮采用橡胶材料制成,减轻了整机的质量,起到了减震的作用,提高了机械的适应性。镇压装置结构如图5
所示。
工作时,地轮通过链传动带动窝眼轮缓缓转动。蒜种靠自身重力充入窝眼轮的型孔内,并随着窝眼轮的转动实现清种。当窝眼轮型孔转到导种管入口时,蒜种在重力作用下落入方形导种管内,并滑入开沟器所开的种沟内。由于蒜种的重心远离鳞芽,蒜种通过在导种管内的下滑可自动调整蒜种鳞芽的朝向。2.3.1 窝眼轮参数
窝眼轮的尺寸关系到播种质量和整体结构。窝眼轮直径较大时,可提高蒜种的充种率,减少蒜种的漏播;降低投种高度,有利于提高播种的准确性和均匀性。试验得知,窝眼轮的线速度一般不大于0.2m/s。
Vp=PDq(1+D)Vm/(Zt)
式中 Vp)排种器线速度;
Vm)播种机的作业速度; D)窝眼轮直径; q)穴粒数; D)地轮滑移率; Z)排种盘型孔数; t)穴距或株距。
将Vp=0.2m/s,Vm=1.2m/s,q=1,D=0.05,t=0.17m代入公式,求得Z=111D。根据大蒜播种机的工作情况,选取Z=20,则D=180mm。根据大蒜的实际情况,确定窝眼轮的型孔深度为15mm,型孔开口为40mm。
2.3.2 种箱的容积
根据农机的作业要求,种子箱的容量应该满足一定工作地长的需要,主要由播种的工作幅宽、播种量、播种行程和种子单位容积质量而定。箱底的倾斜角大于种子的自然休止角,以保证种子顺利流入排种器内。设种箱的工作幅宽为B,则
B=nb=TG/Pm
式中 T)拖拉机的额定牵引力(N),
G)拖拉机牵引力利用系数,
Pm)播种机每米幅宽的工作阻力(N/m)。将T=2.49kN,Pm=1.8kN/m,G=0.85代入公式,求得B=1.18m。根据实际情况,确定的工作幅宽B=nb=1m<1.18m,满足要求。
设大蒜种箱容积为V,播种量为166.75kg,一次作业行走600m,大蒜种子的容重为0.94g/cm。
V=
式中 Qmax)最大容量;
B)工作幅宽; L)工作的路径长度;
##
3
1.镇压轮 2.机架图5 镇压装置Fig.5 Suppressiondevice
2.5 铺膜覆土装置
播种机采用先播种后覆膜的播种方式。铺膜装置主要由覆土圆盘、压膜轮、膜辊和送土花篮组成,如图6
所示。
QmaxBL
1333C
1.机架 2.压膜轮 3.覆土圆盘 4.送土花篮 5.覆膜辊
图6 铺膜覆土装置结构图
Fig.6 Structureofspreadingmembraneandcoveringsoildevice
覆膜辊直径为80mm,长为1200mm。其结构简
中蒜种的直立和鳞芽的朝向,需要后期进一步改进和完善。参考文献:
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单,被海绵包裹,具有较好的伸缩性,两端通过/70型槽连接于机架上,换膜方便快捷,覆膜辊挂接结构如图7所示。覆土圆盘直径为280mm,内侧有刀刃。作业过程中,塑料薄膜通过膜辊(5)铺至种床上,由压膜轮(2)将塑料薄膜边压入两侧的覆膜沟内,利用覆土圆盘(3)和送土花篮(4)将土壤归拢,并在膜边和膜上
覆土。
1.机架 2."7"型槽 3.覆膜辊
图7 挂接结构Fig.7 Articulatedstructure
3 结论
1)本文设计的大蒜播种机采用先播种后覆膜的播种方式,一次性可以完成大蒜播种过程中的开沟、播种、镇压、覆膜和覆土等作业。
2)大蒜播种机一次可完成5行大蒜的播种任务,具有生产率高、结构简单、紧凑、性能稳定以及工作效果好等特点,可以有效地降低劳动强度,满足生产需要,是值得推广和生产的机械。
3)由于蒜种的尺寸不够规则,蒜种鳞芽的控制仍旧是一个不可忽略的问题。如何更好地保证播种过程
DesignandAnalysisofGarlicSeeder'sMajorPart
WangFangyan
(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,QingdaoAgriculturalUniversity,Qingdao266109,China)Abstract:Basedontheinvestigationandanalysisofthepresentsituationofgarlicplantingandgarlicproductionmecha-nization,thegarlicseederwasdesigned,andwhichreliabilitywasbetterandproductivitywashigher.Themachinecanperformtheopening,seeding,layingmembraneandpackingoperationsandsoononce.Themajorpartsofmachinewerestudiedanddesignedforexploringoperatingprincipleandnewstructure,whichinfluencethegarlicseederperformance.Andthestudyresultsofthemachinecanprovidereferenceforfurtherresearchongarlicseederandsimilarequipment.Keywords:garlic;seeder;design
##
中国农业大学
硕士学位论文
大蒜种植机械设计
姓名：金磊
申请学位级别：硕士
专业：农业装备工程
指导教师：宋建农
20070501
捅要
大蒜机械化种植是我国大蒜生产过程中的难题之一．中国种植大蒜面积、产量和出口量均居
世界前列．国内大蒜种植的现状主要靠蒜农手工种植。劳动强度大，种植质量差，急需代替人工
的大蒜种植机械，但目前国内外还没有适合中国大蒜种植模式且种植效果好的机械．本文提出了
研制大蒜种植机械的两大难题：蒜瓣的精密取种和蒜瓣的直立种植．文中针对这两个问题进行了
研究并提出了解决方案，为大蒜种植机械的研制提供了理论基础．
蒜瓣形状特殊，精密取种困难，本文研究的大蒜种植机械设计了勺链式捧种器。通过对蒜瓣
形状特征的统计研究，设计了一种取蒜勺，与排种器结构特点进行取种、稳种、清种、捧种四个
阶段的有机结合，试验表明使勺链式捧种器的精密取种率达到９０％以上．完成了捧种器及其他重
要工作参数的计算和结构设计．
为解决蒜瓣种植农艺要求中蒜尖朝上直立种植的要求，本文研究的大蒜种植机械设计了蒜瓣
垂直插入直立投种机构．它的作用在于：首先对勺链式捧种器捧出的蒜瓣正位；然后采用同步式
穴播的方法，垂直入土成穴并直立投种．试验表明了蒜瓣由排种器摔出落入接种斗中倒立和直立
状态的几率在帅％以上．对于其它重要工作参数，计算了蒜瓣垂直插入直立投种机构种植斗的运
动轨迹和它在土壤中形成种穴的穴距、穴宽、截面积等。以农艺要求穴距、穴宽、穴深等为约束，
使用Ｍａｆｌａｂ编程优化计算了蒜瓣垂直插入直立投种机构重要结构参数旋转半径和穴深的最佳值
为１６５伽和４０ｍｍ；以此为基础优化设计计算了反转驱动机构的齿轮齿数和动力传动机构的链
轮齿数；总结了影响机器作业速度的三点原因，并由蒜瓣下落距离与作业速度的关系得出，机组
应低于４．４／吼Ｉｈ低速速作业．
对整机和主要部件进行机械设计，绘制了总装图、部装图和全部零件施工图．使用ｌ∞ｏｌｅ建
立了整机模型并进行了运动仿真，仿真结果验证了种植斗形成种穴轨迹、反转驱动机构、整机传
动系统均按期望正确运行．
通过以上工作内容，完成了大蒜种植机械设计阶段的工作．关键词：大蒜，种植，机械
ＡＤ或ｒａｃｔ
ＧａｒｌｉｃｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎｐｌａｎｔｉｎｇｉｓｏｉｌｅｏｆｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｔｏｓｏｌｖｅｉｎｔｈｅｇａｒｌｉｃｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｌｉｎｅｏｆＯＵＴ
ｃｏｕｎｔｒｙ．ＷｈｅａｈｅｒＡｒｅａｏｆＰｌａｎｔｉｎｇｇａｆＩｉｃ，ｏｒｙｉｅｌｄａｎｄａｍｏｕｎｔｏｆｅｘｐｏｒｔ，ａｌｉｎａｉｓｅｘ．ｒｏｗｉｎｔｈｅ
ｗｏｒｌｄ．Ｂｕｔｔｈｅｌｏｃａｌｇａｒｌｉｃｐｌａｎｔｉｎｇｏｆｐｔｃｓｅｌａｔ
ｇａｒｌｉｃｍａｎｕａｌｌｙ，ｃｏｎｓｕｍｉｎｇａｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｔｈｅｇａｒｌｉｃａｇ删ｔｕｒｅｉｓｔｈａｔｆａｒｍｅｒｐｌａｎｔｓｌｏｔｌａｂｏｒｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｂｕｔｐｌａｎｔｑｕａｌｉｔｙｉｓｂａｄ，ａｎｄｔｈｅｇａｒｌｉｃｐｌａｎｔｉｎｇ
ａｒｃｍａｃｈｉｎｅｉｓｎｅｅｄｅｄｕｒｇｅｎｔｌｙｔｏｒｅｐｌａｃｅｔｈｅｈａｎｄｉｗｏｒｋ．Ｂｏｔｈａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄｔｈｅｒｅ
ｐｌａｎｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓｔｈａｔａｌｅｎｏｔｇａｒｌｉｃｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒＣｈｉｎａ＇ｓｐｌａｎｔｍｏｄｅａｎｄｐｌａｎｔｔｈｅｇａｒｌｉｃｅｆｆｅｃｔｉｖｅｃｕｎ＇ｅｎｔｌｙ．Ｔｈｅ
ｕｓｅｇａｒｌｉｃｐｌａｎｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｗｈｉｃｈｔｈｉｓｔｅｘｔｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ
Ｏｎｈａｒｖｅｓｔｓ１８０ｔＦａｃｔｏｒｓｔｏｐｒｏｖｉｄｅｌｍＯｔ／Ｖｅ，ｍｃａｒｎｙｔｈｅｐｒｅｃｉｇｃｇａｒｌｉｃｓ∞Ｗｉｎｇｆｏｒｓｉｘｌｉｎｅｓｉｎ
ＴｗｏｈａｒｄＩｍｔｔｏＣ３ＶＣＳｉｎｔｈｅｍｅａｎｔｉｍｅ．ｃｒａｃｋｓ：ｔａｋｅａｎｄｐｌａｎｔｃｌｏｖｅｉｎｅｒｅ甜仰．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｍ，ｇａｒｌｌｃｐｌａｎｔｉｎｇ
ｅｒｅｃｔ
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ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ．ＩｎＣｈａｐｔｅｒ４Ｕｎｄｅｒｔｈｅｒｅｑｕｅｓｔｔｈａｔｔｈｅｓｏｉｌ∞Ｖ嚣ｉｎｔｈｅｗａｙｏｆｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒｉｔｙｉｎｓｅｒｔｉｎｇ，
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ａａｇｒｉｃｏｌｔｍｒｅｑｕｅｓｔｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｎｄｓｏｉｌ
ｆｏｒｒｅｖｏｌｖｅｄｒａｄｉｕｓａｎｄｃａｖｅａｒｅａｔａｒｇ烈，ｕ∞ｍａｔｌａｂｔｏｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｄｃｐｔｈｏｆｉｎｓｅｒｔｓｏｉｌｏｆｔｈｅｂｅｓｔｖａｌｕｅｉｓ１６５ｍｍａｎｄ４０Ⅱｍ，ｔａｋｉｎｇｔｈｉｓ雒
ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｗｈｅｅｌｇｅａｒｎｌＨｌｌｂｅｒ
ｎｕｍｂｅｒｏｆｄｒｉｖｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．ＩｎＣｈａｐｔｅｒ５ｏｆＲ＿ｃ鹋ｄｒｉｖｅｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｓｐｒｏｃｋｅｔｗｈｅｅｌｇｅｎｅｒａｌ缸－ＵｔＨａｆｉｏｎｄｒａｗｉｎｇｓ，ｐａｒｔａｓｓｅｍｂｌｙｄｒａｗｉｎｇｓａｎｄｄｅｔａｉｌ
ｄｒａｗｉｎｇｓｗｍｄｒｅｗａｆｔｅｒｃｏｍｐｌｅｔｉｎｇｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｍａｉｎｐａｒｔｓｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｍａｃｈｉｎｅ．ＵｓｅＰｒｏ／ｅｔｏ
ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｔｈｅ３Ｄｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｄｂ＂ｖｉｃｅｆｏｒｄｒｏｐｐｉｎｇｇａｒｌｉｃｕｐｒｉｇｈｔｌｙａｎｄｃａｒｒｙ加ｍｏｖｅｍｅｎｔ
ｓｈｎｕｌａｆｉｏｎ’ｔｈｃｘ％ｕｌｔｉｎｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｐｒｏｖ嚣ｔｈａｔｔｈｅａｂｏｖｅ－ｍｅｎｔｉｏｎｅｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｉｓ
ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｆｉｇｈｔ
ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇａｒｌｉｃ，ｐｌａｎｔｉｎｇ，ｍａｃｈｉｎｅⅡ
独创性声明
本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
研究生签名：金磊时间：≥叼年／月，／日
关于论文使用授权的说明
本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。
（保密的学位论文在解密后应遵守此协议）
研究生签名：金磊
导师签时间：≥叼年Ｚ月ｆｆ日时间：≯目。年‘月／，日
中国农业大学硕士学位论文第一章绪论
第一章绪论
１．１研究的目的与意义
大蒜在我国已有２０００多年栽培历史，是世界上种植大蒜历史悠久，面积最多，分布最广，总产量最多，食用量最大的国家。
１．１．１问题的提出
１农民对大蒜种植机械需求迫切
大蒜的生产过程复杂，属于劳动密集型农业．而国内的大蒜种植机械技术并没有跟上大蒜种植规模的发展，由于大蒜种植的特殊要求（如瓣尖朝上），蒜农种植大蒜非常的辛苦，目前还是用人手点播的方式进行播种，在开沟、点播、覆士等工序上，需弯腰或蹲下进行作业，劳动强度较大、效率低，需要耗费大量的工时（图１．１）．不只是蒜农还有要大力发展当地大蒜产业的政府对大蒜种植机械都有迫切的需求．
下面我们从这样的几个例子来看看大蒜种植机械需求
状况．
济宁市农业机械管理局提到“我市∞万亩大蒜主要靠
人工播种、收获，劳动强度极大，机械化生产水平很低，
政府和群众对机械化作业的呼声很迫切．几年来试验示范
的机具存在许多问题，不能满足生产需要，目前没有成熟
的机械用于生产．希望能够结合我市实际，引进推广结构
合理、高效简便的大蒜播种机械，改进完善现有的大蒜收
获机，并引进高效实用的收获机，加快我市大蒜生产机械
化进程．以每季播种、收获４００亩／台计，大蒜播种机、
收获机的需求量都在２０００台以上，加上其他市地的需求，大蒜生产机械具有极大的推广前景．。
江苏省农机新机具新技术需求情况调查中提到，人工栽种大蒜，作业成本高，效率低，农民极辛苦．希望开发推广可完成播前整地、开沟、播种、镇压、复膜等作业、生产率高的栽植机械。
柳州市∞万亩大蒜主要靠人工播种、收获，劳动强度极大，机械化生产水平很低，政府和群众对机械化作业的呼声很迫切。几年来试验示范的机具存在许多问题，不能满足生产需要，目前没有成熟的机械用于生产．如果能够结合柳州市实际，引进推广结构合理、高效简便的大蒜播种机械．改进完善现有的大蒜收获机，并引进高效实用的收获机，便能加快柳州市大蒜生产机械化进程．
２我国大蒜种植面积广、产量多
由于我国大蒜种植相对比较分散，目前我国农业部门对全国大蒜种植面积尚无权威性的统图ｌ－Ｉ手工种植大蒜
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