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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》。
本期视频主要内容： 山东商河县是我国的大蒜种植基地，每年到了种蒜的季节，蒜农就会因为巨大的劳动强度而发愁。发明人赵纯军也曾是手工种蒜的一员，在深知百姓种蒜的辛苦后，只有维修电视机经验的他，开始着手研发机器，最后经过13年的努力，他终于圆了自己的机械梦，成功研发出了大蒜种植机。（《我爱发明》 20150527 铁手插蒜）
发明人联系方式：赵纯军 ：18853129585
《铁手插蒜》发明摘要：本发明属于农业机械领域，特别公开了一种大蒜种植机。该大蒜种植机，包括底部安装行走轮的机架，机架上安装有连接油箱的发动机和驾驶椅，其特征在于：发动机上连接有变速箱，变速箱上方设置有位于驾驶椅前面的操控箱，变速箱内伸出若干个传动轴，机架前方通过升降杆安装有播种装置，机架后方安装有压平辊；播种装置包括安装在送料斗内的拨料辊，拨料辊上设置有均布成排的三齿状拨料爪，拨料辊下方设置有对应拨料爪的输料管，输料管末端为内部中空，底部设置出口的开孔器。本发明结构设计合理，应用灵活，使用方便，有效降低种蒜时的劳动强度，单粒播种，漏播率低，株距均匀，播种深度可自由调节，适于广泛推广应用。
2010-2015年中国大蒜播种机市场调查研究及投资
前景分析预测报告
公司名称：甘肃三集农业科技发展有限公司 调研时间：2012年7月
目录
第一章 大蒜播种机概述
第一节 产品定义、性能及应用特点
第二节 中国大蒜播种机的现状
第二章 全球大蒜播种机现状
第一节 中国大蒜播种机市场现状分析及预测
第二节 中国大蒜播种机产品产量分析及预测
一、大蒜播种机产业总体产能规模
二、大蒜播种机生产区域分布
三、2008-2010年产量
四、2008-2010年消费情况
第三节 中国大蒜播种机市场需求分析及预测
一、中国大蒜播种机需求特点
二、主要地域分布
第四节 中国大蒜播种机消费状况分析及预测
第五节 中国大蒜播种机价格趋势分析
一、中国大蒜播种机2005-2009年价格趋势
二、中国大蒜播种机当前市场价格及分析
三、影响大蒜播种机价格因素分析
四、2009-2012年中国大蒜播种机价格走势预测
第六节 国外大蒜播种机的现状概述
第三章 中国生产大蒜播种机环境分析
第一节 我国经济发展环境分析
一、国内市场对大蒜的需求量
二、国家对大蒜种植的支持力度
三、国外市场对大蒜的需求量
四、国外市场对我国大蒜的评价
第二节 中国打算播种机容量和和现阶段发展特点
一、未来市场容量分析
二、行业现阶段发展特点分析
第四章 中国大蒜播种机进出口分析
一、大蒜播种机进口分析
二、大蒜播种机出口分析
第五章 国内主要大蒜播种机企业及竞争格局
一、优势企业分析
一 重点企业Ⅰ介绍
二 重点企业Ⅱ介绍
三 重点企业Ⅲ介绍
第六章 中国大蒜播种机产品技术发展分析
一、当前中国大蒜播种机技术发展现况分析
二、中国大蒜播种机产品技术成熟度分析
三、中外大蒜播种机技术差距及其主要因素分析
四、提高中国大蒜播种机技术的策略
第七章 甘肃三集农业大蒜播种机
第一节 甘肃三集农业大蒜播种机发展历程
第二节 甘肃三集农业大蒜播种机及预测
一、甘肃三集农业大蒜播种机技术要求
二、甘肃三集农业大蒜播种机优势
三、甘肃三集农业大蒜播种机实际实验成果
四、专业人士对甘肃三集农业大蒜播种机性能的评价
第三节 甘肃三集农业大蒜播种机进入市场的前景分析
第四节 甘肃三集农业大蒜播种机逐代发展规划
第八章 中国大蒜播种机未来发展预测及投资前景分析
第一节 未来大蒜播种机行业发展趋势分析
一、未来大蒜播种机行业发展分析
二、未来大蒜播种机行业技术开发方向
三、总体行业“十一五”整体规划及预测
第二节 2010-2015年大蒜播种机行业运行状况预测 一、2010-2015年大蒜播种机行业工业总产值预测 二、2010-2015年大蒜播种机行业销售收入预测 三、2010-2015年大蒜播种机行业总资产预测
第九章 业内专家对甘肃三集农业大蒜播种机投资的建议及观点
第一节 投资机遇大蒜播种机
一、中国强劲的经济增长率对行业的支撑
二、企业在危机中的竞争优势
三、金融危机促使优胜劣汰速度加快
第二节 投资风险大蒜播种机
一、同业竞争风险
二、市场贸易风险
三、行业金融信贷市场风险
四、产业政策变动的影响
第三节 行业应对策略
一、把握国家投资的契机
二、竞争性战略联盟的实施
三、企业自身应对策略
第四节 市场的重点客户战略实施
一、实施重点客户战略的必要性
二、合理确立重点客户
三、对重点客户的营销策略
四、强化重点客户的管理
五、实施重点客户战略要重点解决的问题 附录
图表 中国GDP变动情况
图表 中国固定资产投资增长情况
图表 中国大蒜播种机国内生产总值预测 图表 中国大蒜播种机国际贸易总额预测 图表 中国大蒜播种机产量预测
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
所示。
1.轮齿 2.轮缘 3.轮毂 4.辐条【大蒜精播机】
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),【大蒜精播机】
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;
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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
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2009年第10期（200总第）期219期9年第10
农业装备与车辆工程
农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING
No．102009
（Totally219）
doi：10．3969／j．issn．1673－3142．2009．10．007
大蒜播种机蒜瓣自动定向控制装置的试验研究
荐世春1，刘云东2
（1.山东省农业机械科学研究所，山东济南250100；2.中国农业机械化科学研究院，北京100083）
摘要：在对蒜瓣外形特征参数进行测量并统计研究等基础上，设计了一种基于大蒜蒜瓣自身摩擦特性、且适应各类蒜瓣不同物理特性的锥形螺旋导种管式自动定向控制装置，并确定了它的参数和结构型式。关键词：蒜瓣；锥形螺旋导种管；自动定向控制装置中图分类号：TH122
文献标识码：A
文章编号：1673-3142（2009）10-0028-03
ExperimentalResearchontheGarlicCloveAutomaticOrientationControlDevice
ofGarlicPlantingMachine
JIANShi－chun1，LIUYun－dong2
（1．
ShandongAgriculturalMachineryResearchInstitute，Jinan250100，China；
2．ChineseAcademyofAgriculturalMechanizationSciences，Beijing100083，China）
Abstract：Basedonthemeasurement，statisticsandresearchtothegarliccloveexternalcharacteristicparameters，anautomaticorientationcontroldeviceoftaperedspiralseedpipetypeisdesignedbasedonthefrictionfeaturesofgarlicclovesandwhichadaptstothedifferentphysicalfeaturesofvariousgarliccloves，itsparametersandstructuretypesare【大蒜精播机】
determined．Keywords：garlicclove；taperedspiralseedpipe；automaticorientationcontroldevice
1概述
目前，大蒜播种作业主要是人工插播，播种时用
抖槽定向器来解决蒜瓣在输送过程中的定向问题，基本上解决了鳞芽朝向问题，但蒜瓣直立度要求没有保证，而且为了保证蒜瓣的投穴准确率，机构复杂、庞大。以上技术虽然都申报了专利，但都没有形成经济实用的产品[4-7]。
大蒜机械种植技术的关键是要全面解决大蒜栽植送种过程中蒜瓣根部向下控制技术和蒜瓣入土后的直立度控制技术。
本研究的目的是通过对蒜瓣外形特征参数进行测量并统计分析，研究设计了一种基于大蒜蒜瓣自身摩擦特性、且适应各类蒜瓣不同物理特性的锥形螺旋导种管式自动定向控制装置，并通过试验确定它的参数和结构型式。
开沟器开一条浅沟，将蒜瓣点播于土中，按农艺要求，瓣背紧贴沟壁一侧，蒜瓣须芽部朝上根部朝下直立栽植
[1-3]
。这种播种方式有利于大蒜生长，达到提
高品质和增产的目的。但是，传统的人工大蒜播种方式效率低、劳动强度大。而大蒜机械种植具有播种密度均匀、作业效率高、作业成本低等优点。
大蒜机械种植技术有三种，第一种为大蒜点播技术，先用压穴锥压穴，然后用机械送种到种穴，大蒜瓣在送种过程中，鳞芽朝向处于自由状态，蒜瓣投送到种穴内时,鳞芽方向完全由落种瞬间朝向及落种位置随机确定。第二种为人工辅助播种技术，由蒜瓣分配机构、播穴管、接种杆组成，该技术基本上满足大蒜栽植鳞芽向上的种植要求，但前提是必须事先将蒜瓣按芽上根下的方式逐瓣用人工装入蒜种盒，工作效率与人工栽植差不多。第三种为全自动大蒜栽种技术，该技术采用特定机构扶正蒜瓣、振动
收稿日期：2009－08－14
项目来源：“十一五”国家科技支撑计划重大项目“多功能农业装备与设施研制”中的“仿生智能作业机械研究与开发”课题，课题编号：
2
2.1
设计
蒜瓣外形尺寸的测量与分析
从市场购买山东金乡紫皮大蒜并按蒜种要求
2006BAD11A08
作者简介：荐世春（1963－），男，高级工程师，主要从事农业机械的研发工作。
图1蒜瓣长L频数图图2蒜瓣宽B频数图
·28·
荐世春等：大蒜播种机蒜瓣自动定向控制装置的试验研究2009年10月
度根据大蒜播种机的结构来确定。
3试验研究
本试验目的是为了检验锥形螺旋导种管对蒜瓣
下落过程的自动定向控制性能，研究锥形螺旋导种管的各种结构参数对蒜瓣定向性能的影响。
图3
蒜瓣高H频数图
图4
蒜瓣重量M
频数图
3.1试验设计
通过对蒜瓣物理特性的分析研究，选取锥形螺旋导种管的三个因素各二个水平（如表2）设计正交试验表L4（23）（如表3）。
表2
水平
从中随机选取了蒜瓣50个，分别对它们的长、宽、高和重量进行测量。测量结果统计如表1。由尺寸频数图（如图1-图4）可以看出，外形尺寸基本符合正态分布。
表1
变量长L（mm）宽B（mm）高H（mm）重量M（g）
个数
导种管参数试验因素水平表
因素A（导种管状态）B（导种管钢丝直径）C（导种管螺距）
蒜瓣外形尺寸测量
标准差
变异系数最大值
最小值
12
37.322.923.98.75
29.411.915.64.8
水平
因素
A1（直立）A2（弯曲）
B1（覫1.5mm）B2（覫2.0mm）
C1（14－
17mm）C2（6－9mm）
平均值
50505050
33.9318.1721.046.77
1.932.141.881.04
5.69%11.8%8.9%15.4%
表3
AA1A1A2A2
导种管参数正交试验表
BB1B2B1B2
CC1C2C2C1
工况一工况二工况三工况四
根据蒜瓣测量结果所得结论：
（1）蒜瓣长平均33.93mm（不算蒜尖），中部高
H平均21.04mm，宽度B平均18.17mm。经过计算，L的置信水平在95%区间为34±3mm，B为18.2±4.3mm，H为21±3.8mm。
（2）同一大蒜品种经过分级挑选的蒜瓣大小均匀，特别是蒜瓣长度L上下波动范围最小。
（3）蒜瓣形状上尖下粗瓣背成弧形，其重心位于下半部最厚处，有利于蒜瓣排种时的稳定落下。
根据试验要求设计试验台架（如图6）进行室内试验，大蒜播种状况设计为沙壤土压穴播种，随机选取了蒜瓣30个按正交试验表进行试验并记录试验结果。
2.2锥形螺旋导种管的设计
根据对蒜瓣的测量分析，设计了一种锥形螺旋
导种管（如图5），导种管出口的内径尺寸根据蒜瓣
图6锥形螺旋导种管台架试验示意图
3.2试验结果与讨论
通过对试验过程的观察和对试验结果分析讨论
如下：
（1）蒜瓣通过锥形螺旋导种管下落时，在摩擦力的作用下能够使蒜瓣芽部朝上根部朝下，在导种管呈弯曲状态时定向效果更好。
（2）不同的锥形螺旋导种管钢丝直径和螺距对
图5
锥形螺旋导种管示意图
蒜瓣的定向作用的影响差异不大。
（3）蒜瓣通过锥形螺旋导种管落入土穴后，蒜
（下转第37页）
·29·
长度L来确定，必须保证蒜瓣在各种下落状态时顺利落种；导种管的锥度α设计为5°－7°；导种管的长
孙运柱：冷却系统水温对车用柴油机性能的影响2009年10月
壁温度低，这时水蒸气会在缸壁上凝聚成水，CO2、度较高时，Δt就减小，热应力也随之而减小。由此，柴油机冷却系统应保持适宜的温度，在保证正常运转的前提下应尽量提高柴油机冷却水温。
SO2、SO3及部分NOx极易与水分形成酸性物，酸性
物侵蚀油膜后，会与缸壁发生剧烈的电化学反应，造成电化学腐蚀。腐蚀沿着缸孔材料组织中的石墨发生，在气缸上部形成疏松的细小洞穴，进而在摩擦作用下造成缸壁金属脱落。此外，温度低，燃油雾化不良，燃油呈滴状，冲刷气缸壁，洗掉油膜，破坏了润滑，加剧了磨损。实践表明，冷却水温度愈低，磨损速度愈大。水冷柴油机的冷却水温度与活塞环磨损[3]、气缸磨损[4]的实例图见图8。
1000
活塞环磨损／mg/h
磨损μm/1600km
3结论
柴油机冷却系统水温过低，容易引起废气排放
变差、零部件磨损加剧、功率输出减小，缩短柴油机的使用寿命及增加使用费用；水温过高同样能引起柴油机新的磨损。冷却系统的水温对柴油机的工作性能有重要影响，在各种工况下应保持冷却水温维持在正常范围内。
5037.525
活塞环气缸
目前的冷却系统受柴油机驱动方式的限制适应性较差，开发液力驱动的智能化管理的冷却系统是车用柴油机技术的一个重要方向。在任何工况、负荷以及周围环境的情况下，智能化的冷却系统可以保证柴油机始终工作在最佳温度范围内。
50
100
温度／℃
100
12.5
150
10
0204060
发动机冷却水出口温度／℃
参考文献
[1]钱兰等.壁温对内燃机缸内传热影响的试验研究［J］.内燃机学报，
1999，（1）．
[2]J.C.Bell,M.A.Voisey.SomeRelationshipsbetweentheViscometricpropertiesofMotoroilsandPerformanceinEuropeanenginesSAETraus,Vol.86,770278(1977)
[3]J.C.Firey，J.C.Newcomb，J.F.NiemanP.R.Sugges.studiesoftheeffectsofwaterongasolineenginewearatlowtemperatureswear,Vol.10,No.1(1967-1)
[4]W.H.Crouse.AutomotiveengineDesignMcGrawHill(1970)
图8低温磨损实例[3，4]
柴油机运转时，气缸盖和气缸壁面内外两侧存在较大的温差Δt=(tw1-tw2)，由于内壁的温度高，所以内壁的膨胀必然大于外壁，但内壁的膨胀受到外壁的限制，故内壁产生压缩应力，而外壁产生拉伸应力，即所谓的热应力，在此应力的作用下，气缸容易发生扭曲变形，会出现拉缸现象，造成柴油机的严重损坏。热应力的大小与温差Δt成正比。当冷却水温
（上接第29页）
瓣芽尖朝向具有随机性，其中以蒜瓣平躺状态最多，主要影响因素有土壤类型、土壤含水率、土穴形状、导种管下口与土穴的距离等，圆锥形土穴效果较好。
（4）锥形螺旋导种管对不同重量蒜瓣芽尖的定向作用的影响差异不大，但蒜瓣的形状对芽尖朝向有影响，呈半月形的蒜瓣通过锥形螺旋导种管下落时更易实现蒜瓣芽部朝上根部朝下。
土壤含水率、土穴形状、导种管下口与土穴的距离等因素的影响较大。
（3）不同的锥形螺旋导种管钢丝直径和螺距对蒜瓣的定向作用的影响差异不大。
参考文献
[1]金诚谦，袁文胜，吴崇友，等.大蒜播种时鳞芽朝向对大蒜生长发
育影响的试验研究[J].农业工程学报，2008，24(4)：155－158.
4结论
（1）锥形螺旋导种管对蒜瓣芽尖朝向具有较
[2]郭洪云，樊治成，傅连海．大蒜鳞茎形成生理研究进展[J]．山东农业
大学学报，1998，29(2)：257－260．
[3]王昆，汪兴汉，丁超，等．大蒜栽培与病虫草害防治技术[M]．北京：
中国农业出版社，2004：4－22．
好的定向作用，当蒜瓣通过锥形螺旋导种管下落时，在摩擦力的作用下能够使蒜瓣芽部朝上根部朝下，可以满足蒜瓣种植农艺要求，锥形螺旋导种管可以用做大蒜播种机的导种器。
（2）蒜瓣通过锥形螺旋导种管落入土穴后，蒜瓣芽尖朝向具有随机性，蒜瓣的直立度受土壤类型、
[4]张波屏．现代种植机械工程[M]．北京:机械工业出版社，1997：319－323．
[5]杨国立．大蒜播种机[P]．中国专利:02214834.5，2003-04-23．[6]刘赞东，白玉成，王文堂．大蒜栽植机[P]．中国专利：02148764.2，
2004-06-02．
[7]徐培丸．国外大蒜生产[J]．云南农业，2002，9：26．
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