果园施肥用便携式电动挖穴机性能试验

第 29 卷 第 12 期 农 业 工 程 学 报 Vol.29 No.12 2013 年 6月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Jun. 2013 25 果园施肥用便携式电动挖穴机性能试验 杨 洲1,2，陈朝海1,2，段洁利1,2，闫国琦1,2，潘学文3，严梁立1,2，刘嘉龙1,2 （ 1. 华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室，广州 510642； 2. 华南农业大学工程学院，广州 510642； 3. 广东省农科院果树研究所，广州 510640） 摘 要： 为满足丘陵山区果园机械挖穴施肥的需要，降低劳动强度，提高作业效率，该文以自行研制的便携式电动挖穴机为对象，以电动挖穴机的工作性能和使用者的劳动强度为试验指标，与手持式汽油挖穴机进行了对比试验。结果表明：前者与后者相比，工作效率提高 33.8%；满负荷工作时噪声等级和左右手柄处振动加速度方根值分别降低 25.2 dB、 95.1 和 170.3 m/s2；操作人员作业时的平均心率值降低 8 次 /min。对 2 种挖穴机使用的经济效益进行分析， 得出以蓄电池寿命为周期的时间内， 电动挖穴机和汽油挖穴机的使用综合成本分别为 4645.6 和 7888.9元。研究结果可为现有手持式汽油挖穴机的改进和电动挖穴机的优化设计提供参考。 关键词： 农业机械，振动，试验，电动挖穴机 doi： 10.3969/j.issn.1002-6819.2013.12.004 中图分类号： S224.21； S776.26+2 文献标志码： A 文章编号： 1002-6819(2013)-12-0025-07 杨 洲，陈朝海，段洁利，等. 果园施肥用便携式电动挖穴机性能试验J. 农业工程学报，2013，29(12)：2531. Yang Zhou, Chen Chaohai, Duan Jieli, et al. Performance test of hand-held electric hole-digger for fertilization in orchardJ. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(12): 25 31. (in Chinese with English abstract) 0 引 言 科学施肥是实现果园高产、稳产的必要条件。然而，传统的人力、畜力开沟施肥劳动强度大、人工成本高，地表撒施肥料利用率低以及滴灌施肥初期投入成本高等因素制约着果园施肥作业的高效进行。挖穴施肥因其具有破土量小、肥料深施利用率高和洞穴能够重复利用等优点，逐渐成为果园施肥的主要方法之一。 挖穴施肥需要专门的挖穴工具，目前应用较多的挖穴工具大多为林业上的植树挖穴机。按配套动力和连接方式的不同，大致可以分为悬挂式挖穴机、手提式挖穴机、 牵引式挖穴机和自走式挖穴机1-2。 手提式挖穴机又称便携式挖穴机，多用于拖拉机不能通过的山地作业，是山地果园挖穴施肥作业的首选。目前尚未见到便携式电动挖穴机相关研究情况的报道。参考 收稿日期： 2012-07-13 修订日期： 2013-04-17 基金项目：广东省扶持农业机械化发展专项（粤农计 20132 号，粤财农 2012608 号） ；广东省高等学校高层次人才项目（粤财教 2011431号） ；广东省现代农业产业技术体系建设专项（粤财教 2009356 号） ；国家科技支撑计划项目课题（ 2011BAD20B10-2） 。 作者简介：杨 洲（ 1972） ，男，山西襄汾人，教授，博士。主要从事水果生产机械及产后处理技术研究。广州 华南农业大学工程学院，510642。 Email： 通信作者：段洁利（ 1973） ，女，山西襄汾人，副教授。主要从事现代农业装备研究。广州 华南农业大学工程学院， 510642。 Email： 国内外手持式汽油挖穴机的研制方法1-20，研制出便携式电动挖穴机。以挖穴机具的工作性能和使用者的劳动强度为指标，进行电动挖穴机性能测试与试验研究，为现有手持式汽油挖穴机的改进和电动挖穴机的优化设计提供参考。 1 便携式电动挖穴机的构造与工作原理 便携式电动挖穴机采用新型直流无刷电机代替传统的二冲程汽油机。整机由电机、减速器、螺旋钻、手柄和蓄电池等部分组成，其结构简图如图 1 所示。 1. 直流电机 2. 减速器 3. 手柄 4. 调速旋钮 5. 点触开关 6. 钻头 7. 电源线 8. 电机驱动器 9. 电源开关 10. 蓄电池 1. Direct current motor 2. Gearbox 3. Hand shank 4. Button of speed 5. Switch 6. Drill of screw 7. Power wire 8. Motor driver 9. Switch of power 10. Battery 图 1 便携式电动挖穴机结构简图 Fig.1 Apparatus diagram of hand-held electric hole digger 工作时，直流电机由蓄电池提供直流电源，打开电源开关 9， 长按点触式开关 5， 电源接通。电机高速旋转，经减速器带动螺旋钻进行挖穴作业。 农业工程学报 2013 年 26 2 性能试验 2.1 试验环境与装置 在广东省农科院果树研究所内，选取一块面积约为 0.133ha2的龙眼园进行挖穴试验。果园中果树行距 5 m，株距 4 m，土壤类型为红壤土。 试验装置包括自主研发的便携式电动挖穴机和常用汽油挖穴机，主要技术参数如表 1 所示。其它设备包括： Polar-RS400 心率表（测量范围： 15 240 次 /min，准确度： 1 次 /min，北京博浩通科技发展有限责任公司）， 814 数字噪音计（测量范围： 30 130 dB，准确度： 2 dB，深圳市金达通仪器仪表公司）， DT-2236B 型数字式高精度转速表（测量范围： 2.5 99 999 r/min，准确度： 1 r/min，台湾路昌电子公司）， AR63A 型测振仪（测量范围： 0.1199.9 m/s2，准确度： 2 m/s2，香港希玛专业仪表）， CENTER-310 型数位温湿度表（测量范围：-20 60（温度）； 0 100% RH（湿度），准确度： 0.7（温度）； 2.5% RH（湿度），台湾群特科技股份有限公司）， AZ-8901 风速仪（测量范围： 0 35 m/s，准确度： 0.005 m/s，台湾衡欣科技股份有限公司），直尺等。 表 1 电动挖穴机与汽油挖穴机主要技术参数 Table 1 Key technical parameters of electric hole digger and petrolic hole digger 参数 电动挖穴机 汽油挖穴机 整机质量 /kg 15.0（含蓄电池） 11.3（含汽油） 钻速 /(rmin-1) 0 265（可调） 0 200（可调） 钻头直径 /mm 80 80 钻头长度 /mm 700 700 动力 550 W 直流无刷电机 1.9 kW 两冲程汽油机 启动方式 点触式开关 手拉启动器 能否正反转 能 不能 过载保护方式 限流过载保护 超越式离合器过载保护 2.2 试验内容与方法 2.2.1 噪声对比试验 参照油锯耳旁噪声测定方法，将噪音计至于操作者头部右侧距太阳穴 (10010) mm 处， 高度与操作者眼眉齐平，分别测量 2 种挖穴机在怠速空转、满负荷运转和高速空转时的噪声值（ GB 5390-85），同时使用转速表记录 3 种工况下输出轴的转速值21。 2.2.2 手柄振动试验 参照 GB/T 5395-2008 相关测试方法， 使用测振仪和转速计， 分别测量 2 种类型挖穴机在怠速空转、满负荷运转和高速空转时左右手柄上的的加速度值和输出轴的转速值22。 2.2.3 性能测试与劳动强度对比试验 1）挖穴位置分布 树冠滴水线一般是指树冠枝展的最外沿，此处树木的毛根根系分布较丰富23。在此处挖穴施肥，有利于肥料的吸收。结合果园情况，按照如图 2 所示位置进行挖穴作业。 图 2 挖穴位置分布图 Fig.2 Position of digging holes 2）分组设置 试验分 3 组依次进行，编号为 A、 B、 C。整个挖穴作业过程包括 3 个阶段：作业前设备调试阶段（ 5 min），作业阶段（ 30 min），作业后体力恢复阶段（ 10 min ）。作业过程中，操作者佩戴Polar-RS400 心率仪，实时记录心率的变化情况，心率仪记录数据频率设定为 1 s。 3 组人员分别操作手提式汽油挖穴机和便携式电动挖穴机，按照图 2 所示的位置完成挖穴作业。同时，进行洞穴直径、深度、数量以及外界环境等数据的测量。 3）操作人员基本信息与外界环境状况 3 组操作人员的基本信息和试验过程中外界环境的情况分别如表 2 和表 3 所示。 表 2 操作人员基本信息 Table 2 Information of operator 组别 体质量 /kg 身高 /cm 年龄 /岁 A 50 163 24 B 53 165 24 C 65 168 27 平均值 56 165 25 表 3 作业过程中外界环境情况表 Table 3 External environmental condition of operating 平均气温 / 平均湿度 /% 外界风速 /(ms-1)汽油挖穴机 29.6 75.6 0.90 电动挖穴机 30.7 71.7 0.62 差值 -1.1 3.9 0.28 从表 2 可以看出，操作者的平均体质量 56 kg、身高 165 cm、年龄 25 岁，属于青壮年劳动者。试第 12 期 杨 洲等：果园施肥用便携式电动挖穴机性能试验 27 验主要考察同一操作人员使用不同设备时的劳动强度对比，因此同一操作人员的身体状况对劳动强度对比试验结果影响不大，仅会造成工作效率上的差异。 外界环境能间接影响操作人员的心率变化。本试验考察的是同一操作者在不同时间使用不同设备时的心率变化情况，时间的不同，存在外界环境的差异。为消除时间因素的影响，必须保证外界环境的相似性。从表 3 中可以看出，汽油挖穴机与电动挖穴机作业时， 外界平均气温差 1.1， 湿度差 3.9%，风速差 0.28 m/s。外界环境对试验结果影响不大。 3 结果与分析 3.1 噪声 电动挖穴机和汽油挖穴机耳旁噪音测量结果如表 4 所示。 表 4 电动挖穴机与汽油挖穴机噪声情况 Table 4 Noise of electric hole digger and gasoline hole digger 噪声等级 /dB 试验 设备 工况 钻头转速 /(rmin-1) 平均值 标准值 怠速 100 61.28 0.54 满负荷运转 265 75.45 0.78 电动挖穴机 高速运转 265 74.60 0.51 怠速 0 81.85 0.76 满负荷运转 170 100.65 0.52 汽油挖穴机 高速运转 200 99.03 0.85 研究表明工作者如果长期处于高达 100 dB 的噪声环境下，会严重影响人的听力甚至引中看出起神经衰弱、头疼、血压升高等疾病24。从 表 4 可知，汽油挖穴机作业时随着转速的加快，噪声分贝等级上升明显。满负荷运转和高速空转时噪声等级相差不大，为 100 dB 左右。汽油挖穴机满负荷作业时的噪声等级明显高于电动挖穴机的噪声等级，原因是 汽油挖穴机采用两冲程汽油机为动力，噪音较大。而电动挖穴机满负荷工作时噪声等级是 75.45 dB，不会影响操作人员的正常工作。 3.2 手柄振动 电动挖穴机和汽油挖穴机耳旁噪音测量结果如表 5 所示。 表 5 电动挖穴机与汽油挖穴机手柄振动情况 Table 5 Vibration of electric hole digger and gasoline hole digger 加速度方根值 /(ms-2) 变异系数 试验设备工况 钻头 转速/(rmin-1) 左手柄 右手柄 左手柄 右手柄怠速 100 7.6 8.3 3.70 2.54 满负荷 265 34.3 41.8 3.98 2.32 电动挖穴机 高速空转 265 17.3 16.8 1.55 4.36 怠速 0 97.3 66.2 8.95 6.16 满负荷 170 129.4 210.6 17.06 13.61 汽油挖穴机 高速空转 200 189.0 247.1 6.29 15.13 相关研究表明，汽油挖穴机强烈的振动，使其操作性极差，作业人员无法连续工作超过 1 h。同时，白指病、关节炎等职业疾病的发生都与振动有密切的关系25。从表 5 中可以看出，汽油挖穴机在怠速和高速空转时手柄处振动加速度方根值小于满负荷时的测量值，原因是在作业过程中土壤起到一定减振作用。汽油挖穴机满负荷工作时左右手柄处的振动加速度方根值比电动挖穴机高 95.1 和168.8 m/s2，同时， 3 种工况下汽油挖穴机手柄处振动加速度值的变异系数较大，振动较剧烈。 3.3 劳动强度 试验中 3 组操作人员作业时的心率指数以及 B组操作人员进行挖穴作业时的心率曲线分别如表 6和图 3 所示。 表 6 操作人员工作时的心率指数表 Table 6 Heart rate index of operator 操作人员 组别 n/次 HRmax /(次 min-1) HRw /(次 min-1)HRM /(次 min-1)HRr /(次 min-1)HRrel/% Ratio 50%level /(次 min-1)HRw50%level A 2726 196 121 160 68 41 1.78 132 0.92 B 2739 196 138 184 75 52 1.84 136 1.02 汽油 挖穴机 C 2725 193 121 169 81 39 1.49 137 0.88 A 2706 196 118 157 68 39 1.74 132 0.89 B 2750 196 122 165 75 39 1.63 136 0.90 电动 挖穴机 C 2690 193 115 143 81 30 1.42 137 0.84 注： n 为心率记录表记录数据的总次数； HRmax为操作者理论上能达到的最大心率值， HRmax=220操作者年龄； HRw为操作者工作时的平均心率值；HRM为操作者工作时最大心率值； HRr为操作者休息时的平均心率值； HRrel 为操作者工作时的相对心率值，等于 HRw与 HRr之差和 HRmax与 HRr之差的比值的百分数； Ratio 表示工作时的平均心率与休息时的平均心率的比值； 50%level 为操作者付出 50%劳动强度状态下的心率水平，等于 HRmax与 HRr差值的 1/2 和休息状态下平均心率值 HRr的和； HRw50%level 为工作时平均心率值与 50%level 值的比值。 由于本试验没有测量操作者的氧气消耗值，不能有效估算操作者作业时的新陈代谢速率和能量消耗情况。因此，采用以下参数和指标来评价操作者的劳动强度。 农业工程学报 2013 年 28 图 3 B 组操作人员操作电动挖穴机与汽油挖穴机作业时心率曲线图 Fig.3 Heart rate curve of group B operating electric hole digger and gasoline hole digger HRmax为操作者理论上能达到的最大心率值，它与操作者的年龄有关，能比较客观的反应出不同操作人员能承受的最大劳动强度，计算公式如下26-27 HRmax=220-操作者年龄 （ 1） HRw为操作者工作时的平均心率，次 /min，它的大小直接反应了某项工作的劳动强度。从表 6 中能看出， A、 B、 C 三组操作人员使用汽油挖穴机时的平均心率值比使用电动挖穴机时的平均心率值分别高出了 3、 16 和 6 次 /min，操作汽油挖穴机的劳动强度明显高于电动挖穴机。图 3 为 B 组操作人员使用电动挖穴机和汽油挖穴机作业时的心率曲线变化图钻头转速（ r/min） ，从图 3 中可以看出，0 5 min 内，为操作人员设备调试阶段； 5 35 min内，心率曲线缓慢上升后，趋于稳定，为操作人员作业阶段； 35 45 min 内，心率缓慢下降，为操作者作业后休息恢复阶段。整个过程中，操作者在使用汽油挖穴机时的平均心率值为 138 次 /min，明显高于操作电动挖穴机时的心率值（ 122 次 /min） 。 HRrel为作业时相对心率值，计算公式如下28 max100%wrrelrHR HRHRHR HR= （ 2） 式中， HRr表示操作者休息时的平均心率值，次 /min。当 HRrel值处于 30% 40%之间时， 是有氧运动的过程。 40%是重要的临界点， HRrel处于 40%以下表示能持续工作 8 h 不会感到疲劳29。从表 6 中可以得出，使用汽油挖穴机时的相对心率值平均水平是44%，大于临界点。电动挖穴机的相对心率值为36%，处于 30% 40%之间。 Ratio 为工作时与休息时平均心率的比值， 它能消除操作人员因身体素质不同而引起的差异，更准确的反映出 2 种操作之间劳动强度的差异30。 Ratio值越大，表示此项操作所消耗体力越大，更容易使得操作人员心跳加快。从表 6 可得，操作者使用汽油挖穴机时的平均 Ratio 值约为 1.7，大于使用电动挖穴机时的平均值（约 1.6）。 50%level 表示操作者付出 50%劳动强度状态下的心率水平，它由个人最大心率值 HRmax和休息状态下的平均心率值 HRr决定，计算公式如下17 max50%2rrHR HRlevel HR=+ （ 3） HRw50%level 值由 Lammert 首次提出，HRw50%level 等于工作时平均心率值与 50%level 值的比值，他指出如果计算所得的 HRw50%level 值等于或大于 1，则表示此项工作为剧烈劳动强度工作31。从表 6 中可得，操作人员使用汽油挖穴机和电动挖穴机作业时的平均 HRw50%level 值分别为 0.94 和0.88。其中 B 组人员使用汽油挖穴机工作时的最大HRw50%level 值为 1.02，大于 1，试验过程中也发现 B 组操作人员处于极度疲劳状态。 以上所有心率指标均明显反映出本试验中 2 种设备的劳动强度大小。操作汽油挖穴机的劳动强度要大于电动挖穴机，电动挖穴机的设计更符合人机工程学原理。 3.4 作业效果 挖穴作业过程中， A、 B、 C 三组的作业效果评价表如表 7 所示。 表 7 作业效果表 Table 7 Operating performance 组别工作 时间 /min 打洞数量/个 打洞 效率 /(个 h-1) 洞孔平均直径 /mm 洞孔平均深度 /mm土壤回填率 /%A 30 32 64 87 434 9.7 B 30 23 46 92 439 11.6 汽油挖穴机C 30 31 62 98 439 13.2 A 30 39 78 79 418 9.9 B 30 35 70 79 416 6.4 电动挖穴机C 30 41 82 85 434 6.9 从表 7 可以看出， 3 组操作人员使用汽油挖穴机和电动挖穴机作业时的平均工作效率分别为 57.3和 76.6 个 /h，电动挖穴机比汽油挖穴机工作效率提高了 33.8%。电动挖穴机工作效率的提高得益于它具有质量轻 （手持部分 8.9 kg） 、 噪声低 （ 74.6 dB） 、运转平稳等优良特性。 试验用螺旋钻头的直径为 80 mm，汽油挖穴机挖穴的洞孔平均直径为 92.3 mm，明显大于钻头本身直径。二冲程汽油机运转的不平稳性以及它强烈的轴向振动所引起的纵向偏摆是造成扩孔明显的主要原因。 而电动挖穴机的洞孔平均直径为 81 mm，与钻头本身尺寸相差不大，作业质量良好。洞孔的平均深度，是人为控制的一项可变参数，从表 7 中可以看出，汽油挖穴机平均挖穴深度为 437.3 mm，电动挖穴机为 422.7 mm。 第 12 期 杨 洲等：果园施肥用便携式电动挖穴机性能试验 29 土壤回填率是评价挖穴质量好坏的重要参数，其计算公式如下 -100%=实际深度 回填后深度土壤回填率实际深度（ 4） 回填率越低，挖穴质量越好。表 7 可以得出，汽油挖穴机工作时平均土壤回填率为 11.5%，明显高于电动挖穴机的 7.7%。 钻头工作时的转速与土壤出土时的抛土半径密切相关。转速越高，抛土半径越大，离洞穴越远，土壤回填率越低，反之越大。一般钻头理想工作转速可由以下公式求得1 030rgNFr= （ 5） 式中， Fr为螺旋钻头的一个无因次相似准数，一般取 2.5 4.5 范围之内； g 为重力加速度取 9.8 m/s2；r0为钻头半径， m。 按设计要求取 Fr为 2.5， r0=0.04 m。计算得到N=273 r/min。从表 1 可知，电动挖穴机转速是 0265 r/min 可调，最大转速与理想工作转速相近，所以抛土半径大，土壤回填率低。汽油挖穴机的理论转速是 0 200 r/min 可调，调节方式为控制油门大小。但在操作过程中发现，随着油门的加大。油门加至最大时，汽油挖穴机手柄振动剧烈与噪音达到100.4 dB，可操作性差。通过实际操作发现，当汽油挖穴机转速低于 170 r/min 时， 操作人能顺利完成作业。汽油挖穴机实际作业转速远低于理想工作转速，造成土壤回填率较高，挖穴质量差。 3.5 经济效益对比分析 机器设备的经济效益取决于它寿命周期内综合成本的高低，综合成本包括购买成本和使用成本。购买成本即买入商品时的价格，使用成本是指机器设备使用过程中产生的能耗费用与维修费用等。 电动挖穴机的能量源蓄电池，存在使用寿命周期，以蓄电池有效寿命周期内能完成的工作量为不变基准来计算电动挖穴设备的使用成本。电动挖穴机的使用成本是指蓄电池充电过程中产生的耗电费用和电池耗材费用，计算公式如下 =+1000CU耗电费用电池寿命用电价格 电池价格 （ 6） 式中， C 为电池容量，取 C=24Ah； V 为电池电压，取 U=48 V；用电价格为 0.6 元 /()；电池寿命为 500次充放电32。计算得到耗电费用为 1 645.6 元。 汽油挖穴机的使用成本是指完成与电动挖穴机相同工作量的情况下所产生的能耗费用，计算公式如下 1000CU= 电耗油费用电池寿命 单穴耗油量汽油价格电机功率（ 7） 式中， 电 为电动挖穴机的工作效率，取 电 =76.6个 /h；电机功率为 550 W；单穴耗油量指汽油挖穴机完成一个挖穴过程所需消耗的汽油量，汽油挖穴机作业过程中，挖穴总数为 86 个，耗油量约为0.935 L，得到单穴耗油量为 10.87 mL/个；汽油价格为 7.9 元 /L。计算得到耗油费用为 6888.9 元。 在不考虑维修成本的情况下电动挖穴机与汽油挖穴机的各项成本指数如表 8 所示。 表 8 挖穴机综合成本分析 Table 8 Comprehensive cost analysis of hole digger 生产成本 /元 使用成本 /元 综合成本 /元 电动挖穴机 3000 1645.6 4645.6 汽油挖穴机 1000 6888.9 7888.9 从表 8 中可得，电动挖穴机的购买价格高于汽油挖穴机，但在一块蓄电池寿命周期内的综合成本仅为 4 645.6 元，低于汽油挖穴机的 7 888.9 元。 4 结 论 1）电动挖穴机满负荷工作时的噪声等级为75.45 dB，汽油挖穴机为 100.65 dB。电动挖穴机噪声等级较低，更符合人机工程学的设计。 2）电动挖穴机满负荷工作时左右手柄处的振动加速度方根值比汽油挖穴机低 95.1和 168.8 m/s2，电动挖穴机的可操作性更好。 3） A、 B、 C 3 组人员操作汽油挖穴机作业时的工作平均心率值（ 121、 138 和 121 次 /min）大于操作电动挖穴机时的作业平均心率值（ 118、 122 和115 次 /min），操作电动挖穴机作业时劳动强度相对较小。 4）操作电动挖穴机与汽油挖穴机作业时工作效率分别为 57.3 和 76.6 个 /h，相比提高 33.8%；土壤回填率分别为 7.7%和 11.5%，相比降低 3.8%。电动挖穴机工作性能的提升得益于它具有操作轻便、噪声低和运转平稳等优良特性且设计的工作转速更接近理论转速值。 5）一块蓄电池寿命周期内，电动挖穴机和汽油挖穴机使用综合成本分别为 4645.6 和 7888.9 元，电动挖穴机的经济效益更好。 参 考 文 献 1 中国农业机械化科学研究院 M. 北京：中国农业科学技术出版社， 2007： 156 165. 2 于建国，屈锦卫 . 国内外挖坑机的研究现状及发展趋势 J. 农机化研究， 2006(12)： 38 41. 农业工程学报 2013 年 30 Yu Jianguo, Qu Jinwei. 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Pomology Research Institute, Guangdong Academy of Agricultrural Sciences, Guangzhou 510640, China) Abstract: In order to reduce labor intensity and improve efficiency of mechanical hole digger machinery, a portable hand-held electric hole digger was developed to meet the agronomic requirements of watering and fertilization. The operating performance of the developed hand-held electric hole digger was tested, and some main technical parameters of the machine (operational efficiency, noise, vibration acceleration, soil backfilling rate), labor intensity of users, and the economic benefit of usage were selected as the test index. Furthermore, the performance of the electric hole digger was compared with a commonly used hand-held gasoline hole digger. The experimental results showed that: 1) the operational efficiency of the electric hole digger was 76.6 holes/h and the work efficiency of the hand-held gasoline hole digger was 57.3 holes/h, which improved 33.8 percent. 2) The noise of the electric hole digger was 75.45 dB and the noise of the hand-held gasoline hole digger was 100.65 dB under full load working condition, which reduced 25.2dB. 3) The vibration acceleration of left and right hand shanks of the electric hole digger were 34.3 m/s2 and 41.8 m/s2 and the vibration acceleration of left and right hand shanks of the hand-held gasoline hole digger were 129.4 m/s2 and 210.6 m/s2 on full load operating condition, which reduced 95.1m/s2 and 168.8 m/s2. At the same time, the value of vibration acceleration coefficient variation is bigger for the three identified conditions of the gasoline hole digger, and its vibration is intense. 4) The soil backfilling rate was 7.7% for the electric hole digger and 11.5% for the gasoline hole digger. The performance improvement of the electric hole digger depends on its special features, including portable operation (the machine weighs 15 kg), lower noise (the noise level of full load operatin