半自动烟草移栽机设计

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1、1由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD 图纸等，联系 半 自 动 烟 草 移 栽 机 设 计摘 要 ： 为 了 实 现 烟 苗 机 械 化 移 栽 ， 分 析 了 国 内 外 各 种 移 栽 机 的 结 构 特 点 ， 确 定 以 鸭 嘴 圆盘 式 栽 植 器 为 研 究 对 象 ， 在 分 析 鸭 嘴 圆 盘 式 栽 植 器 的 运 动 轨 迹 和 特 征 参 数 的 基 础 上 ， 完 整 地 确立 了 挠 性 圆 盘 式 移 栽 机 的 基 本 参 数 ： 栽 植 频 率 、 栽 植 株 距 、 机 组 前 进 速 度 等 。 本 文 的 设 计 结构 对 于 鸭 嘴

2、圆 盘 式 移 栽 机 的 设 计 和 使 用 具 有 重 要 的 指 导 意 义 。关 键 词 ： 烟 苗 ； 移 栽 机 ； 鸭 嘴 圆 盘The Design of Tobacco Seedlings Transplanter of Half-automatic(Oriental Science &Technology of Hunan Agricultural University, Changsha )Abstract ：Based on the analysis of the kinetic of the tobacco during planting ,basic relatio

3、nships among the characteristic parameters of the transplanter with ischaemum type metal disks ：including the velocity of the transplanted ,the rate of transplanting and the spacing between seedlings have been set up in this paper .the research results of this kind of transplanter in the paper are v

4、ery important for the design and application in field practice.Key words ：tobacco seedling；transplanter ；Ischaemum type metal disks 21 前言烟草是我国的主要经济作物之一，种植烟草已成为增加农民收入和财政税收的重要组成部分。据统计，目前我国烟区生产成本在 1200015000 元hm 2 ，其中用工成本没有完全计算在内。导致烟叶生产成本较高的主要原因除了化肥、农药、地膜和煤炭等烟用物资成本较高之外，土地租金和聘用劳力的投入也在逐渐增加。为了降低劳动强度、改善生产条

5、件、提高生产效率及满足扩大烟田生产规模的需求，迫切要求改进生产方式，进行烟草田间机械化生产作业。人工移栽烟苗作业时生产效率低，劳动强度高。因此，开发和推广简单适用的烟草移栽机械具有十分重要的应用价值。2 选 题 研 究 目 的 与 意 义烟草是以育苗移栽方式为主的作物，其主要分布在西南、华南、长江流域、黄淮海、东北部的二十几个省（区）。其栽植密度一般为 13001800 株/亩。 湖南省是我国重要的产烟区之一，全省常年种植烟草 6-8 万 hm2，收购烟叶 10-12 万 t，烤烟种植面积和收购量在全国排第三位。烤烟种植主要分布在湘南(郴州市、永州市、衡阳市)、湘中( 长沙市、邵阳市、娄底市、

6、益阳市)和湘西北(湘西自治州、张家界市、怀化市、常德市) 三个生态区域。烟苗的移栽是烟草生产的关键工序之一，移栽时采用地膜覆盖栽烟可以改善土壤和近地面的温度及水分状况，起到提高土壤温度，保持土壤水分，改善土壤性状，提高土壤养分供应状况和肥料利用率，改善光照条件，减轻杂草和病虫危害等作用，提高烟株抗旱防涝性能并可以防止烟叶黑暴。采用覆膜移栽并选用合适移栽时间，可使产量提高 20%，品质提高 25%左右。目前，烟草栽植主要采用覆膜移栽方式，烟草覆膜移栽劳动强度较大，占烟草生产的总劳动量的 30%-40%，因此设计性能优良的烟草覆膜移栽机械已非常重要。当前地膜不仅用于露地栽培，也用于早春保护设施内的

7、覆盖。烟草的地膜覆盖栽培，不但产量增加，而且使中上等烟叶比重增大，我国已推广应用。我国虽然是世界上最大的烟叶生产国，但是烟叶生产的机械化水平非常低，目前采用人工移栽烟草的劳动效率很低，约 0.3 亩/人每天，人工覆膜移栽的成本大约为80-100 元/亩，且存在劳动强度大，移栽质量差等问题。采用机械化移栽效率约 12.5亩/人 天且价格大约为 20-40 元/亩，实现从育苗到移栽的机械化作业，不仅可以提高烟草幼苗的质量，降低育苗成本，还能提高经济效益，特别是对春旱严重，或春季少雨，夏旱来得较早的地区的烟草播种或移栽具有重要实用意义，因此设计适合我国国情的、性能优良的烟草移栽机已成为烟草生产机械化

8、生产的迫切需要。33 国 内 外 研 究 现 状3.1 国 外 研 究 情 况 分 析美国 Kennco 农机生产公司研制的半自动膜上打穴移栽机 1 ，可以进行没有覆膜的垄上移栽，实现单行和多行的膜上移栽作业且能根据生产实际需要调节单株注水量，其结构简单和经济实用，主要适合于大株距的蔬菜移栽，既可以移栽裸苗也可以移栽钵苗，还生产了“ 火焰燎膜 ”的膜上移栽机，配备液化气罐，在打穴之前用火焰先在地膜上燎一个小孔，防止在打穴过程中出现地膜撕裂，但该系列产品移栽速度慢，需要专人放苗，自动化程度不高。美国移栽机公司 (Mechanical Transplanter)生产的吊杯式膜上移栽机，采用了四杆机

9、构吊杯，作业时能完成膜上移栽、注水、覆土镇压等作业，由于对育苗的要求低，因此在生产中得到了广泛应用，但该机械很复杂成本太高。日本久保田公司研发的一种全自动鸭嘴式膜上移栽机 2 ，作业时可以在一垄上实现往返多行移栽,移栽株距也可以进行任意调节,在移栽的同时还可以完成注水和施药等作业，该机结构非常复杂,成本高，对育苗要求非常苛刻,仅适合专业育苗方式的集约化生产。此外日本秋山产业株式会社生产的高架管理作业式 AP-1H 型专用烟草移栽机，主要用于烤烟大田移栽作业，每分钟可移栽 30 多株烤烟，每天可移栽1020 亩，比人工移栽快 34 倍，同时配 4 置了一次可喷雾五滴的水泵喷雾机，可用于机械喷雾，

10、还具有烟叶采收装卸功能，能减少人工运输的劳力用工。 加拿大某公司研制的烟叶“转植机”，融开沟、栽烟、浇水、施肥、培土为一体，由一台 30 匹马力的拖拉机进行牵引，由 4 个人操作，一人负责驾驶拖拉机，一人负责添加水、肥料，二人负责分装烟苗，每天可移栽烟叶 50 英亩以上。3.2 国 内 移 栽 机 的 研 究 现 状我国常年种烟面积在 100 万 以上，适合于机械化作业的烟田面积约为 53 万2hm。20 世纪 80 年代以来，科技人员研制出了许多烟草田间生产专用机械，如烟地hm深松施肥起垄犁、烟田松耙除茬机、小型烟田耕作机和烟田专用覆膜机等。此外，吉林工业大学机械科学与工程学院对导苗管机构进

11、行了研究 3 ，分析了秧苗在导苗机构中的运动情况，找出了影响移栽机性能的主次因素，对导苗机构与开沟器的参数进行了优化，为移栽机导苗机构的设计提供了科学依据。中国农业大学机械工程学院，对玉米移栽机的取苗机构进行了结构设计和参数确定的研究，并进行了性能实验。该机构可以完成移栽机的取苗功能，移栽后秧苗长势良好，为玉米移栽机的自动化，迈开了关键性的一步。山东工程学院对钵苗移栽机栽植率进行了研究 4 ，找出了影响4移栽的因素，并通过对有关部件结构与参数的改进，使得移栽机工作性能得到了改进。今后我国将加大对移栽机具的研究，开发自主产权的移栽机具及自动化半自动化的移栽机具。3.3 烟 苗 移 栽 机 械 化

12、 研 究 及 发 展 现 状移栽烟苗是烟草田间作业的重要工序之一。使用烟苗移栽机能够一次完成开沟、栽烟、培土等工序。移栽烟苗的过程中，可以做到不伤苗、不漏栽，株距均匀，烟苗直立，深度较一致，大大提高了烟苗移栽效率。目前，我国烟苗移栽机相关的专利产品有三项。一是由河南省邓州丰奇集团孙重泽等人发明的烟苗移栽，专利号.95 ，其特点是在机架上分别设置了储苗、分苗装置、投苗装置、链式苗筒带、覆土镇压装置及悬挂装置。机器前进过程中，开沟器开沟，机架上部的储苗分苗装置分苗，机架中下部的投苗装置投苗，烟苗落下后，机架下部的覆土镇压装置随即由两侧将土封好压实，完成移栽任务。二是由山东省潍坊市青州市经济开发区青

13、州华龙机电有限公司张桂荣等人发明的烟苗移栽机，专利号：ZL.1 6 此机具有机架，机架上具有内燃机和变速装置，机架下面具有支撑和行走的前轮和后轮，在机架的后部具有扶手，在机架上还有一个做上下往复移动的移栽鸭嘴，在该移栽鸭嘴的后面具有一对悬挂在机架上的覆土轮，在移栽鸭嘴的上面的机架上具有一个可以水平旋转的烟苗盘，其上具有均布的烟苗筒。其优点是机架上自带柴油机或者汽油机等动力可以自行走，烟苗盘水平转动，因此，可以缩小移栽机的体积，使其更加适合保护地、山区小地块和边角地快的烟苗移植栽植，减轻烟农的劳动强度，提高烟农机械化作业水平。三是由黑龙江省牡丹江烟草分公司的邓晓光设计的烟苗移栽机，专利号.5 7

14、 他发明的烟草移栽机，主要包括支撑轮、链条、机架和驱动轴等，其特点是在驱动轴上固定有驱动圆盘，在驱动圆盘上通过支撑架连接有储水箱，在储水箱的下部设置有鸭嘴形栽苗器；在机架中后部的两侧下方依次固定有铧式开沟犁、覆膜轮、压膜轮和覆土轮，在机架的前方设置有开沟器。可一次性完成开沟、栽植、施肥等作业。实践证明，1 个人使用烟苗移栽器比 4 个人挖穴、栽苗或施肥还快，而且可以节省肥料。4 研 究 内 容（1）移栽机类型的选取 根据国内国外各种移栽机机型，分析各自的结构及特点，了解它们的工作原理，从中得出本课题所需机型。（2）栽植器类型的选取5根据各种现有的栽植器，分析各自工作原理以及各自适用移栽秧苗的类

15、型，选择适合烟苗移栽的、成本低廉的、结构简单实用的栽植器。（3）移植器的运动轨迹分析根据选择的鸭嘴圆盘式栽植器，运用零速投苗原理，分析投苗规律、鸭嘴运动规律以及放苗点等。（4） 栽植器结构分析分析栽植器具体结构，透彻了解其工作原理及工作过程。其中包括鸭嘴开启控制原理以及动力传动路线等。（5） 链条链轮选取根据移栽机的功率、速度等参数，选择适合传动的链条和链轮，并对其进行设计计算。（6） 凸轮轨迹计算根据鸭嘴开启角度以及烟草最大叶直径设计计算鸭嘴调节凸轮，并保证其工作顺畅，适合生产需要。5 移 栽 机 的 类 型 与 特 点国内移栽机种类较多，主要有钳夹式、链夹式、导苗管式及挠性圆盘式等类型。5

16、.1 钳 夹 式 移 栽 机 8（1）钳夹式移栽机结构形式与特点钳夹式钵苗移栽机多采用链条钳夹式，这种移栽机最大的优点是移栽平稳，种苗1.横 向 输 送 链 2.嵌 夹 3.机 架 4.栽 植 盘 5.覆 土 镇 压 轮 6.开 沟 器图 1 钳 夹 式 移 栽 机Fig 1 The Clip-on Chain type Transplanter6直立度较高，工作效率在较低速的情况下，可以保证不漏苗；在高速的情况下，由于是人工喂苗，工作效率大大下降，漏苗、缺苗率大大增加。这种移栽机的应用较少，有被淘汰的趋势。 钳夹式移栽机的主要优点是结构简单，株距和栽植深度稳定，适合栽植裸根苗和钵苗。缺点是栽植速度慢，株距调整困难，嵌夹容易伤苗，栽植频率低，一般为 30株/min 。5.2 链 夹 式 移 栽 机（ 1） 链 夹 式 移 栽 机 的 结 构 形 式 与 特 点链 夹 式 移 栽 机 与 钳 夹 式 移 栽 机 的 工 作 过 程 基 本 相 同 。 入 图 4