【www.guakaob.com--数据库系统】
[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》。
[我爱发明] 20160913 花生欢乐种
本期节目主要内容： 来自广东河源的李旭安，部队转业回到家乡看到父母仍然靠人力种植花生，很是辛苦，因此萌生了制造一台花生播种机的想法。他期间经历了别人的不信任，经历了妻子的离开，但他始终没有放弃，通过自己的不断努力，终于制造出了花生播种机。（《我爱发明》 20160913 花生欢乐种）
发明人联系方式：李旭安 13553280740
发明摘要：本实用新型提出了一种播种设备包括滚筒和用于装载种子的装料斗，所述滚筒上设有若干个开口，所述装料斗里设有一根将装料斗中的种子从装料斗传输到滚筒的开口处的同步传输带，所述同步传输带上设有若干凸块，凸块中设有盛料坑，所述同步传输带的两端设有同步皮带轮，其中一个同步皮带轮通过第一轴杆与一第一链条轮同轴连接，所述装料斗与一根第二轴杆转动连接，所述第二轴杆上设有第二链条轮，所述第一链条轮与所述第二链条轮之间套接一根链条，所述第二轴杆与滚筒连接。本实用新型的播种设备轻便，适应于花生、大蒜等颗粒种子的播种。采用鸭嘴形状的装置，可以使种子入土达4-5cm，将种子直接植入土内，并覆盖。不损伤种子，多行播种，提高效率。
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
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【,大蒜播种机】
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:
[1] 管正学,王建立,张学予.我国大蒜资源及开发利用研究
[J].资源科学,1994(5):54-59.
[2] 张晓辉,李法德,李修渠,等.4DS-2型大蒜收获机的设
计[J].农机与食品机械,1997(5):15-16.
[3] 范伯仁.4KU-130、4S-60地下根茎类作物收获机的开
发与应用[J].江苏农机化,2003(5):15.
[4] 胡志超,王海鸥,吴峰,等.美国大蒜机械化生产与加工
概况[J].安徽农业科学,2007,35(13):4059-4061.[5] 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.[6] 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):155-160.
[7] 张祖芬,文静.大蒜穴播机的研制及应用效益分析[J].
江苏农机化,2007(3):28-31.
[8] 韦忠海,何贤彪.蒜瓣不同处理对大蒜出苗和生长的影
响[J].浙江农业科学,2000(4):195-196.[9] 徐培丸.国外大蒜生产[J].云南农业,2002(9):26.[10] 李效锋.大蒜挖掘机:中国,00214628.2[P].2001-02
-28.
[11] 杨国立.大蒜播种机:中国,02214834.5[P].2003-04
-23.
[12] 刘赞东,白玉成,王文堂.大蒜栽植机:中国,02148764.2
[P].2004-06-02.
[13] 刘赞东,白玉成,王文堂.大蒜栽植机:中国,02235945.1
[P].2003-04-23.
[14] 石荣玲.4S-60型大蒜收获机试验分析[J].江苏农机
化,2003(4):16.
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
##
蒜爪转移机构
设计文档
西安巨丰湛青科技有限公司
二零一五年五月
0 文档环境
1.1内容边界
本文说明在考虑本项目技术条件边界下，实现将运载蒜爪完成抓蒜，避让，移动，插蒜，
回归等功能相关的机构、动力提供、支撑提供、泥土清除等机构的方案设计、概要设计、实施方式、设计思想、边界耦合分析等内容，以及实现本部件的评估，价值，后续工作，测试方案等。是实现大蒜转移机构的主要依据。
1.2词语解析
蒜爪：指本设备运载的一种将大蒜抓住并随本设备一起运动，在指定地点放开的一种执行机构。
凸轮机构是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。 凸轮是一个具有曲线外轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或而从动件做往复直线运动，提供一种限定了的带时间变化的直线运动机构。
蒜爪转移机构：在大蒜播种机上，运载蒜爪完成取蒜，避让，移动，插蒜，回归等一系列运动的机构，是本节设计的目标。
四连杆机构:一种运动机构，能够将独立的两个方向的运动合成到一个二维空间的运动，并且运动之间保持独立，同时对驱动运动有放大作用。
前后及上下：大蒜种植机运动的方向为前，否则为后，上下符合日常生活理解。
1.3目标读者
本部分的目标读者为机械设计中，设计者和管理者，在设计，制造，测试及使用服务中均可能需要使用本文档
1.4其他说明
本文中所有引用本部件指“蒜爪转移机构”
由于采用迭代设计，因而在设计中，可能部分地方出现前面引用后面的定义结果的情况。
1.5版次及相关信息
版本号；V1.1 设计者：何文华 封闭日期：2015-05-28
1 修订记录
目录
0 文档环境 .......................................................................... 2
1.1内容边界 ...................................................................................................................................................... 2 1.2词语解析 ...................................................................................................................................................... 2 1.3目标读者 ...................................................................................................................................................... 2 1.4其他说明 ...................................................................................................................................................... 2 1.5版次及相关信息 .......................................................................................................................................... 2
1 修订记录 .......................................................................... 3 2 定义条件 ......................................................................... 13
2.1实现的目标 ................................................................................................................................................ 13 2.1.1正确完成所有的位置和运动 ............................................................................................................. 13 2.1.2空间上不干涉 ..................................................................................................................................... 13 2.1.3整体性强 ............................................................................................................................................. 13 2.1.4保证适当的寿命 ................................................................................................................................. 13 2.1.5 环境适应性 ........................................................................................................................................ 13 2.1.6美观性要求 ......................................................................................................................................... 13 2.1.7 稳定性 ................................................................................................................................................ 14 2.1.8 易用性 ................................................................................................................................................ 14 2.1.9 低成本 ................................................................................................................................................ 14 2.2 外部依赖 ................................................................................................................................................... 14 2.2.1 农艺限制 ............................................................................................................................................ 14 2.2.2 土壤环境 ............................................................................................................................................ 14 2.2.3 整机 .................................................................................................................................................... 15 2.2.4 蒜盒 .................................................................................................................................................... 15 2.2.5 输送带 ................................................................................................................................................ 15 2.2.6 蒜爪 .................................................................................................................................................... 15 2.2.7 气候条件 ............................................................................................................................................ 15 2.2.8 设计余量 ............................................................................................................................................ 16 2.2.9 驱动 .................................................................................................................................................... 16 2.3 关键需要保证的技术点 ........................................................................................................................... 16 2.3.1 响应速度 ............................................................................................................................................ 16 2.3.2 稳定性和使用寿命 ............................................................................................................................ 16 2.3.3 抗冲击能力，泥土影响 .................................................................................................................... 16 2.4 引用相关标准 ........................................................................................................................................... 16
3 方案设计 ......................................................................... 18
3.1概述 ............................................................................................................................................................ 18 3.1.1 定义 .................................................................................................................................................... 18 3.1.2采用的主要结构方式 ......................................................................................................................... 18 3.1.3 设计考虑的因素 ................................................................................................................................ 19 3.2 关键设计 ................................................................................................................................................... 19 3.2.1 参数及说明 ........................................................................................................................................ 19
3.2.2 运动控制分析 .................................................................................................................................... 22
3.2.2.1 综合运动原理及解析 .................................................................................................................................. 22 3.2.2.2 垂直运动原理及解析 .................................................................................................................................. 23 3.2.2.3 株向运动原理及解析 .................................................................................................................................. 24
3.2.3 四连杆机构运动分析 ........................................................................................................................ 25 3.3 方案设计 ................................................................................................................................................... 26 3.3.1机构示意图 ......................................................................................................................................... 26 3.3.1功能需求 ............................................................................................................................................. 26 3.3.3 结构组成 ............................................................................................................................................ 27
3.3.3.1 垂直运动凸轮 .............................................................................................................................................. 27 3.3.3.2 水平运动凸轮 .............................................................................................................................................. 27 3.3.3.3 综合运动机构 .............................................................................................................................................. 27 3.3.3.4 固定机构 ...................................................................................................................................................... 28 3.3.3.5 盖体.............................................................................................................................................................. 28 3.3.3.6 动力传入机构 .............................................................................................................................................. 28 3.3.3.7 传感器及固定结构 ...................................................................................................................................... 28 3.3.3.8 清土机构 ...................................................................................................................................................... 29
3.3.4 行为分析 ............................................................................................................................................ 29
3.3.4.1 传递蒜爪的行为分析 .................................................................................................................................. 29 3.3.4.2 传感器行为分析 .......................................................................................................................................... 29 3.3.4.3 清土机构行为分析 ...................................................................................................................................... 29 3.3.4.4 动力传入机构行为分析 .............................................................................................................................. 30
3.3.5 适应性分析 ........................................................................................................................................ 30
3.1.5.1正确完成所有的位置和运动 ....................................................................................................................... 30 3.1.5.2 空间上的不干涉 .......................................................................................................................................... 30 3.1.5.3整体性强 ....................................................................................................................................................... 30 3.1.5.4保证适当的寿命 ........................................................................................................................................... 30 3.1.5.5 环境适应性 .................................................................................................................................................. 30 3.1.5.6美观性要求 ................................................................................................................................................... 31 3.1.5.7 稳定性 .......................................................................................................................................................... 31 3.1.5.8 易用性 .......................................................................................................................................................... 31 3.1.5.9 低成本 .......................................................................................................................................................... 31
4 部件设计 ......................................................................... 32
4.1 垂直运动凸轮 ........................................................................................................................................... 32 4.1.1 限制曲线： ........................................................................................................................................ 32
4.1.1.1 时间转换为角度 .......................................................................................................................................... 32 4.1.1.2 段运动曲线 .................................................................................................................................................. 32 4.1.1.3 控制曲线 ...................................................................................................................................................... 33 4.1.1.4 运动学分析-速度 ........................................................................................................................................ 33 4.1.1.5 运动学分析-加速度..................................................................................................................................... 33 4.1.1.6 光顺.............................................................................................................................................................. 33 4,.1.1.7 曲线绘制方式 ............................................................................................................................................. 33【,大蒜播种机】
4.1.2 凸轮及相关尺寸控制准则 ................................................................................................................ 34 4.1.3 重量控制 ............................................................................................................................................ 34
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。
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．
［２］郭毅，张祖立，于丽颖，等．大蒜播种机械的研究现状［Ｊ］．
农机化研究，２００９，３１（６）：２２１－２２３．［３］
图６凸轮台
翟力欣，何瑞银，於海明．我国大蒜机械化播种的现状及
前景分析［Ｊ］．陕西农业科学，２００７（２）：１２４－１２５．
图７为凸轮台在下方时工作过程运动轨迹。图７中实线部分表示播蒜爪刚开始接触土壤时的凸轮板位置，双点画线部分表示夹蒜板被拉上去的位置。经过对样机的实验，当夹蒜板被拉上去为２４ｍｍ时，大蒜就能够完全播种下去，即图中的距离ＢＢ’。按照凸轮台总长以支撑点为界分割比例为１：２的关系，可算
［４］荐世春，刘云东．大蒜播种机蒜瓣自动定向控制装置的试
验研究［Ｊ］．农业装备与车辆工程，２００９（１０）：２８－２９．
［５］金磊．大蒜种植机械设计［Ｄ］．北京：中国农业大学，２００７．［６］
马永海．大蒜播种机：中国，２００７２００２１６８８［Ｐ］．２００８一０４—
０９．
［７］倪军．大蒜播种机：中国，２００８２００１６７３１．５［Ｐ］．２００８－１１—
０５．
出凸轮被压下去的距离为１２ｍｍ，即线段肌’。为减
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
心
农机化研究
３４（６）：８５—８８．
第１０期
陈彦宏．生物质致密成型燃料制造技术研究现状［Ｊ］。农
口
Ｈ
１ｊ
１Ｊ
机化研究，２０１０，３２（１）：２０６—２１１．
崔玉洁．秸秆颗粒饲料螺旋挤压加工性能的试验研究［Ｊ］．农机化研究，２００５（２）：１８１－１８３．
邓春岩．小型秸秆切碎机的设计［Ｊ］．农机化研究，２０１１，
３３（６）：８７－９０．
贾听宇．农作物秸秆资源的开发与利用［Ｊ］．农机化研究，
２００７（７）：２１７—２２９．
刘娟．农业纤维物料压缩成型研究现状［Ｊ］．农机化研究，
２０１０，３２（８）：２２５—２２９．
张国梁．生物质成型燃料生产与应用的问题分析［Ｊ］．农机化研究，２０１１，３３（８）：１７７－１８３．
∞
黄晔．秸秆压块设备的设计研究［Ｊ］．农机化研究，２０１２，
ＴｅｃｈｎｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＤｏｕｂｌｅＣｒａｎｋＲｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇＰｉｓｔｏｎ
ＳｔｒａｗＣｕｒｉｎｇ
Ｚｅｎｇ
Ｍａｃｈｉｎｅ
Ｑｉｎｇｈｕｉ，Ｌｉｕ
Ｘｉｆｅｎｇ，ＧｕｏＹｉｎｇｚｈｏｕ
（Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ
ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ，Ｈａｒｂｉｎ１５００８１，Ｃｈｉｎａ）
ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｅｎｅｒｇｙｃｒｉｓｉｓａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎｉｓｔｈｅｗｏｄｄｆａｃｅｗｏｒｌｄｗｉｌｌｈａｖｅ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ｔｏ
ｃｏｍｍｏｎｐｒｏｂｌｅｍ，ｔｈｅｃｏｕｎｔｒｉｅｓａｌｌ
ｏｖｅｒ
ｔｈｅ
ｄｅｖｅｌｏｐｒｅｎｅｗａｂｌｅｅｎｅｒｇｙ
ｕｓｅ
ａｓａｎ
ｉｍｐｏｒｔａｎｔｗｏｒｋ．Ｂｉｏｍａｓｓｗｉｔｈ
ｃｏａｌａｎｄｏｉｌｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｉｔｓｉｎｔｅｒｎａｌ
ａ
ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ，ｃａｎ
ｓｔｒａｗ
ｔｈｅｓａｍｅ
ｏｒ
ｓｉｍｉｌａｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｏｄｅｖｅｌｏｐ
ｒａｗｍａｔｅｒｉａｌ
ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅ
ｓｔａｌｋｆｕｅｌｒｏｄｃｕｒｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ，ａｂｏｖｅｔｈｅｓｔｒａｗｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ｓｔｏｒａｇｅａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ
ｕｓｅ
ｐｒｏｂｌｅｍ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｃｏｍｍｏｎ
ｄｏｕｂｌｅｃｒａｎｋｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇｐｉｓｔｏｎ
ｓｔｒａｗ
ｃｕｒｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ｔｈｅ
ｍａｉｎｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｋｅｙｔｅｃｈｎｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｆｏｒｅｘｍｐｌｅ，ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｙｓｔｅｍ，ｓｃｒｅｗｆｅｅｄｅｒ，ｆｏｒｍｉｎｇｄｉｅ，ａｎａｌｙ—ｓｉｓｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｆｒｅｑｕｅｎｔｆａｉｌｕｒｅ，ａｎｄｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄｓｏｍｅｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓｆｏｒｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅ
ａｅ—
ｔｕａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｄｏｕｂｌｅｃｒａｎｋｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇｐｉｓｔｏｎｃａｎｄｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｒａｎｋｔｙｐｅｐｒｅｓｓｕｒｅｂａｒｍａｃｈｉｎｅ；ｄｏｕｂｌｅｃｒａｎｋ；ｐｉｓｔｏｎｔｙｐｅ
ｓｔｒａｗ
ｃｕｒｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｍｐｒｏｖｅｄｓｉｇｎｉｆｉ－
（上接第８９页）
Ａｂｓｔｒａｃｔ
ＩＤ：１００３—１８８Ｘ（２０１３）１０－００８７－ＥＡ
ＴｈｅＤｅｓｉｇｎｏｆＵｐｒｉｇｈｔＧａｒｌｉｃＰｌａｎｔｅｒ
ＬｉｎＹｕｅｘｉａｎｇ，ＳｈａｎｇＳｈｕｑｉ，ＹａｎｇＲａｎｂｉｎｇ，ＺｈａｎｇＦｕｙｕａｎ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｑｉｎｇｄａｏ
Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ
２６６１０９，Ｃｈｉｎａ）
ｔｅｄｖｅｒｔｉｃａｌｌｙｗｉｔｈｉｔｓｂｕｌｂｉｌｓｕｐｗａｒｄｓ，ｗｈｉｃｈｓｅｖｅｒｅｌｙｌｉｍｉｔｓｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎｆｏｒｇａｒｌｉｃｓｏｗｉｎｇａｎｄｉｓ
ａｎ
ｏｂｓｔａｃｌｅｉｎｔｈｅ【,大蒜播种机】
ｗｏｒｌｄ．Ａｋｉｎｄｏｆｓｐｒｉｎｇ—ｃｌａｍｐｇａｒｌｉｃｖｅｒｔｉｃａｌｓｏｗｉｎｇｐｌａｎｔｅｒｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｗｈｉｃｈｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｆｒａｍｅ，ｓｅｅｄｂｏｘ，ｆｕｒｒｏｗｏｐｅｎｅｒ，ｇａｒｌｉｃｓｏｗｉｎｇｗｈｅｅｌ，ａｎｄｇａｒｌｉｃｓｏｗｉｎｇｃｌａｗ．Ｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｉｓａｒｅｉｎｔｈｅｇａｒｌｉｃｓｏｗｉｎｇｃｌａｗｉｎ
ｉｎｔｏｓｏｉｌ
ａｓ
ａ
ａｓ
ｆｏｌｌｏｗｓ：ｔｈｅｇａｒｌｉｃｃｌｏｖｅｓ
ａｒｅ
ｆｉｘｅｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｎｔｈｅｂｕｌｂｉｌｓ
ｔｏ
ｔｕｒｎ
ｕｐｗａｒｄｓａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙａｎｄｔｈｅｃｌｏｖｅｓ
ｐｌａｎｔｅｄ
ｔｈｅｓｏｗｉｎｇｗｈｅｅｌｒｏｔａｔｅｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ
ｃａｎ
ｄｉ－
ｐｒｏｔｏｔｙｐｅｔｅｓｔ，ｉｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔａｎｄａｌｍｏｓｔｉｍｐｏｓｓｉｂｌｅｔｏａｃｈｉｅｖｅｆｉｘｅｄ
ｏｎｌｙｂｙｔｈｅｆｏｒｃｅｏｆｔｈｅｓｏｉｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｇａｉｎｓｔｔｈｅｓｐｒｉｎｇｆｏｒｃｅ．
ｒｅｅｔｉｏｎｓｏｗｉｎｇｆｏｒｇａｒｌｉｃｉｆｔｈｅｓｏｗｉｎｇｃｌａｗＴｈｅｒｅｆｏｒｅ，ａｍｅｃｈａｎｉｓｍｗａｓａｄｄｅｄ
ｔｏ
ｏｐｅｎ
ｏｐｅｎｔｈｅｓｏｗｉｎｇ
ｃｌａｗ．Ｗｈｅｎｔｈｅｓｏｗｉｎｇｗｈｅｅｌｉｓ
ｏｎ
ｔｈｅｕｐｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｔｈｅａｄｄｅｄ
ｍｅｃｈａｎｉｓｍｗｉｌｌｏｐｅｎｔｈｅｓｏｗｉｎｇｃｌａｗａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ，ａｎｄｗｉｔｈｔｈｅｇａｒｌｉｃｃｌｏｖｅｓｃｌａｍｐｅｄｂｙｔｈｅｓｐｒｉｎｇ，ｔｈｅｓｏｗｉｎｇｃｌａｗｗｉｌｌｏｐｅｎａｇａｉｎ
ａｓ
ｔｈｅｓｏｗｉｎｇｗｈｅｅｌｔｕｒｎｓ
ｔｏ
ｔｈｅｌｏｗｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ，ａｃｈｉｅｖｉｎｇｆｉｘｅｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｏｗｉｎｇｆｏｒｇａｒｌｉｃ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇａｒｌｉｃ；ｇａｒｌｉｃｓｏｗｉｎｇｗｈｅｅｌ；ｇａｒｌｉｃｓｏｗｉｎｇｃｌａｗ；ｆｉｘｅｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｏｗｉｎｇ
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：
2009年6月 农机化研究 第6期
大蒜播种机械的研究现状
郭 毅
1
,张祖立
1
,于丽颖
2
,张旭东
3
(1.沈阳农业大学工程学院,沈阳 110161;2.辽宁农业职业技术学院,辽宁营口 115009;3.辽宁省农业
机械化研究所,沈阳 110161)
摘 要:介绍了大蒜自身价值和种植情况,由于蒜种的形状和栽种的特殊要求,国内外大蒜栽种机械的研究缓慢,而人工栽种生产率很低,所以迫切需要一种实用的大蒜播种机械。为此,分析了目前国内外大蒜播种机械的发展状况,对其按动力来源进行分类介绍,说明其实际工作状况,并对国内现有专利产品进行参数统计。关键词:大蒜;播种机械;研究现状
中图分类号:S223.99 文献标识码:A
:(2009)06-0221-03
0 引言
大蒜营养丰富,,抑菌、,、糖尿病、心脏病及胃肠等癌症有减轻症状及治疗作用。我国是大蒜的最大生产国,年产量大约占世界总产量的1/4。近年来,大蒜越来越受国内外的广泛关注,栽种面积呈逐年上升趋势。大蒜具有不规则外型,而且在栽种过程中一般要求直立栽种,导致长期以来只能依靠人工进行栽种,劳动强度大,生产率低,生产成本大大提高,因此迫切需要开发大蒜播种机械。国外已有成型的种植机械,很好地实现了单粒精密播种,但大蒜瓣尖直立得不到有效控制。国内虽然已有一些厂家和科研机构着手研发此类产品,也取得了一定的成功,但设计都存在一定问题,影响大蒜的播种质量,亟待改进和完善。
。1.我国现在大蒜还是以手工栽种,劳动强度大,生产率低。以播种蒜瓣为例,每个成年劳动力每天仅能播种133.3m。每插播666.67m的大蒜需要付费150元,成本很高,而且在农忙季节经常出现无人可以
2
2
雇佣的现象,导致大蒜播种面积减少。因此,实现大蒜栽种机械化成为发展大蒜产业的迫切需要。目前,国内已有研究院所和企业着手开发大蒜播种机械,而且取得了一些研究成果。根据查阅有关专利文献来看,中国目前已有8种以上大蒜播种机械,但在设计上都存在一定的问题,影响大蒜的播种质量,难以大面积推广应用。
2 现有大蒜播种机械及参数统计
2.1 现有大蒜播种机械
1 大蒜播种机械国内外发展现状
1.1 国外发展现状
当前大蒜播种机械并没有统一的分类标准,而且其关键部件的设计千差万别,不利于分类。因此,本文就动力来源对其进行分类。2.1.1 人畜力提供动力
发达国家(如美国、法国等)人少地多,大蒜栽种主要采取规模化和专业化栽种,其栽种机械并不适合我国的国情。目前,国外的大蒜机械的专利技术主要集中在韩国和日本,其他国家(如美国、荷兰和法国)等也有少量专利。其中,韩国关于大蒜播种机械的专利就有16种以上,日本有8种以上。其他国家只是针
收稿日期:2008-09-8-28
基金项目:辽宁省自然科学基金项目(20052127)作者简介:郭 毅(1983-),男,辽宁大连人,硕士研究生,(E-mail)
guoyi-830512@163.com。
通讯作者:张祖立(1953-),男,辽宁大连人,教授,博士生导师,(E-mail)zhangzl@syau.edu.cn。
该种机型结构简单,价格便宜,虽然相对于人工播种效率有所提高,但并非很大,而且播种质量一般。典型机型有印度旁遮普大学研制的一种人力单行播种机(如图1所示)。该机的工作效率为3人每天可播种0.3～0.4hm,播种效果较好。
另外一种是我国新疆克孜勒苏克尔克孜自治州农机推广站研制的2DBQ—2型便携式大蒜播种播种器(如图2所示)。该机主要由排种斗、手柄、排种导管、限深挡板和鸭嘴等组成,工作效率为每人每天播种0105～0.08hm,播种过程中实现种子的调头和直立。
2
2
2009年6月 农机化研究 第6期
该机主要是通过人手工完成调头后将种子放入导种管中;种子由导种管滑入已经由人力压入土壤中的鸭嘴中;然后,将机器上提,鸭嘴打开,蒜瓣滑下,同时周围的土壤随着鸭嘴的上提滑入种穴中,完成覆土,从而完成蒜瓣播种。该播种器播种效果较好,而且还可以播种棉花,通用性较好
。
方向控制器和播种器等构成。设计功率参数为一次完成5行播种,行距为17.5cm。该机大蒜直立率高,能满足大蒜播种要求;生产率高,日栽种大蒜为0.33～0.40hm,是人工栽种效率的25倍。该机通过取种勺旋转从种箱取种,利用刮种板刮去多余蒜瓣,实现单粒取种;然后,种子进入瓣尖控制装置;蒜瓣在瓣尖方向控制器内运动时(如蒜瓣瓣尖落入时)已经向上,蒜瓣在自重的作用下顺利通过;如蒜瓣落入时,瓣尖横着或向下,则蒜瓣经过调头器作用使蒜瓣尖向上;蒜瓣尖已向上的蒜种由导蒜管进入瓣尖直立控制管内腔经落蒜口掉进已开出的种沟中,在回土的作用下固定蒜种,瓣尖直立控制管则保证蒜种无阻碍地通过,后面的覆土器覆土,。,只能保证下落过程中,,而且直立,经蒜农使用后,反映其
2
图1
入沟后直立率不高,因此该机型未能大面积推广
。
图3 荷兰DutchvallyPLMMechanicalOnion/Ggarlic
Planter
1.排种斗 2.手柄 3.排种导管 4.鸭嘴开关控制板
5.踏板 6.鸭嘴组合
图2 2DBQ-2型便携式大蒜播种播种器
2.1.2 机械提供动力
该机型通过机械对播种机具的悬挂或者半悬挂进行播种,一次播种数行,生产率高,并且可同时进行其他作业。在农艺学上可以有效保证大蒜栽种的要求,栽种效果较好。
典型的机型有荷兰Dutchvally公司的12行大蒜
播种机(如图3所示),结构非常精巧,采用半悬挂系统,地轮提供动力,工作性能良好,但价格昂贵,不能在我国大面积推广。
还有一种是由中国农业机械化科学研究院及有关单位联合研制开发的2ZDS-5型自走式大蒜栽植机(如图4所示)。该机型在设计时旨在攻克大蒜机栽时蒜种自动喂料、蒜种落下时瓣尖向上控制、栽种入土时瓣尖直立控制以及落种过程中防堵与防损伤等技术难点。它主要由机架、动力源(柴油机或汽油机)、行走轮系、传动机构、离合器、排种器、大蒜瓣尖
图4 2ZDS-5型自走式大蒜栽植机
2.2 大蒜播种机械的参数统计
为了设计出适合大蒜栽种农艺要求的大蒜播种机械,有必要对国内现有专利产品的技术做全面的了解。目前,国内主要的几种大蒜播种机械的参数统计如表1所示。
表1数据说明,现有的播种机械在播种均匀性上较差,播深不稳定,不易控制,蒜瓣方向控制技术没有得到解决,其播种不能适应不同地区或不同种类蒜种
2009年6月 农机化研究 第6期
的播种要求,且实际应用中工作状况不能达到要求,
专利名称
发明人
播种行数/行配套动力
531662
不能大面积推广。
蒜瓣方向控制栽种方式播深均匀性覆土器
有无无手动控制无无
锄产式开沟锄产式开沟锄产式开沟插穴锄产式开沟锄产式开沟
一般一般不稳定一般一般一般
有有有无无无
地轮橡胶轮胎橡胶轮胎钢轮带凸边钢轮凹形铁轮凹形铁轮
导向轮限深轮兼导向轮有无无无无
表1 国内大蒜机械参数表排种器转勺式排种器带有种穴的传送带水平圆盘式排种器转桶式分种器窝眼轮式带有种穴的传送带
2ZDS-5大蒜中国农业机械柴油或者汽油机人畜力人力机动车辆机动车辆机动车辆
播种机科学研究院
大蒜播种机杨国立杨吉宽大蒜播种机大蒜播种机大蒜播种机大蒜栽种机
韩效孟王连增楮洪柱孙怀宝
2.3 大蒜排种器
由于大蒜不规则的外形,而且在播种过程中要求单粒精密播种,所以排种器的设计成为难点。查阅现有成型的国外大蒜播种器发现,其排种机械主要有3种:一是勺链式排种器;二是转勺式排种器;式排种器,如图5所示,型的取种器,动,使蒜瓣一粒粒通过排种管,完成单粒排种。该种设备已经在韩国一项专利中得到应用,改成机械式凸轮机构振动排种
。
3 结语
,说明了发展。通过动力来源进行分类介、实际工作状况和技术参数,发现现有机械在瓣尖控制技术、播深稳定性和播种均匀性等方面都存在问题,为后续研制大蒜播种装置指明了研究方向。参考文献:
[1] 白玉成,刘赞东,狄明利.大蒜栽植机械的现状及发展趋
势探讨[J].农机化研究,2007(11):247-248.
[2] 金磊.大蒜种植机械设计[D].北京:中国农业大学,2007.[3] 海力力,沙比提,刘占京.2DBQ-2型便携式人工大蒜播
种器[J].新疆农机化,2004(1):24.
[4] 翟力欣,何瑞银,价海明.我国大蒜机械化播种的现状及
前景分析[J].陕西农业科学,2007(2):124-125.
1.勺链式排种器 2.转勺式排种器 3.振动式排种器
[5] 许磊.大蒜的营养价值和食疗保健[J].上海蔬菜,2005
(5):94-95.
图5 3种排种器
ThePresentSituationoftheGarlicPlantingMachine
GuoYi,ZhangZuli,YuLiying,ZhangXudong
1
1
2
3
(1.CollegeofEngineering,ShenyangAgriculturalUniversity,Shengyang110161,China;2.LiaoningAgriculturalCollege,Yingkou115009,China;3.LiaoningprovinceInstituteofAgriculturalMechanization,Shengyang110161,China)
Abstract:Thispaperintroducesthevalueandplantingsituationofthegarlic.
Forthegarlic’sshapeandspecial
plantingway,thestudyonthegarlicplantingmachineprogressesslowlyinandoutofcountry.Fortheproductivityofmanualplantforgarlicisverylow,sothefarmersurgentlyneedanappliedgarlicplantingmachine.Itanalysesthede2velopmentsituationofgarlicplantingmachinesinandoutofcountry,classifiesthembythepower’sorigin,explainthepracticalworkingsituation;doestheparameterStat.orthepatentinexistenceinthecountry;introducesthestudysitua2tiononseedmeter.
Keywords:garlic;plantingmachine;studysituation