水稻植质钵秧栽植机纵向进给机构的设计

水 稻 植 质 钵 秧 栽 植 机 纵 向 进 给 机 构 的 设 计张 清 华 张 吉 军 董 晓 威 陈 恒 高（ 黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 工 程 学 院 ， 大 庆!#!$）! #$%& () *#+,%-./ )# 0#-1.%$0 % ,+.$2/.,#+ )(+%-# $#/%& &+(3%& % -424/.,# -(02.+,0#, ,+.5 31%-1 0.# () $,+.3%&() *+,-./012 %&() 3+.40,2 56() 7+18.9:+2 ；&:-: 8? 8,-4+1,- 0-0AB C+AB D1,E F:G1H1B+8,I,+J:A+BK2 &:+8,-4+1,- 51L+,- !#!$2 ；/+,1M【 摘 要 】 介 绍 了 一 种 新 型 纸 盘 水 稻 钵 秧 栽 植 机 的 纵 向 自 动 进 给 机 构 的 方 案 设 计 和 工 作 原 理 。 该 机 构采 用 等 距 型 孔 栅 板 橡 胶 带 实 现 纵 向 进 给 ， 无 相 对 滑 差 2 进 给 准 确 ， 确 保 栽 植 机 构 准 确 分 秧 。关 键 词 ： 水 稻 ； 植 质 钵 秧 盘 ； 栽 植 机 ； 纵 向 进 给 机 构【!6$,+.-,】!# $#%&( )($ &*% +,-.&( /-&(0&/1# ,2 3#-*&0)1 2#$ 4#0)(&%4 &( *-)(%/1)(*#- 2,- -&0# %#$1&(-,+&( &( 05/51)*# 0,4/)-*4#(* *-)6 +&0 4)$# ,2 %*-)+ +#-# $#%0-&7#$ &( *# /)/#-8 !# -&0# %#$1&( )-#3#-*&0)116 2#$ )005-)*#16 +&*,5* -#1)*&3# %1&/ #-,-9 )($ *# %#$1&( %#/)-)*&( )005-)06 &% #(%5-#$ 76 5%&( )-&$ /1)*# -577#- 0,(3#6&( 7#1* +&* *# #:5&$&%*)(0# ,1# ,( 7,* %&$#%87#5 3(+$8 9%-#: ；424/.,# -(02.+,0#, ,+.5 31%-1 0.# () $,+.3: +.$2/.,#+: *#+,%-./ )#0#-1.%$0EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEE E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEFFFF载 荷 N O(PQ!RSTQQ#USUTQQ!SQ$Q!；PPV RP!RRV PTQQV $U#STV QT#U#V $Q#$#V S$UUUV UP!66UV PT$V #QV PR$V !U!V RQ!UV S!T#UV !#!SV QRT!V !UQ!V SQ!S!V !Q!V RTSTV QQTQQV Q#；6TRV QQV #QRTV T$RUV !TRV QQRRV URUV Q；UV Q!$V S#!V PQ!SV #PV Q!SV #V !Q等 效 应 力 !$QV P$!$!V $TQ!V !TQ#V RUTQV $T!TRQV #U6 ! 曲 线 ， 具 体 数 值 参 见 表 !。 由 于 篇 幅 所 限 ， 加载 点 的 载 荷 W 位 移 变 化 曲 线 、 最 大 应 力 点 的 弹 塑 性 应 变 W 载 荷变 化 曲 线 不 再 给 出 。最 大 应 力 点 所 在 位 置 即 为 后 桥 危 险 截 面 ， 最 大 应 力 点 在 后桥 壳 加 载 处 的 内 侧 ， 与 试 验 时 发 生 断 裂 的 位 置 完 全 吻 合 。图 T 断 裂 点 有 载 荷 W 效 应 力 曲 线表 ! 断 裂 点 的 应 力 N XY1由 = ! 曲 线 可 见 ， 随 着 载 荷 的 增 加 ， 等 效 应 力 逐 渐 增 大 ，在 应 力 达 到 屈 服 前 ， 变 形 为 弹 性 变 形 ， 曲 线 呈 线 性 变 化 。 当 应 力达 到 TQS XY1 时 开 始 屈 服 ， 进 入 屈 服 状 态 以 后 ， 应 力 缓 慢 增 加 。当 载 荷 增 到 Q!SO( 后 ， 曲 线 开 始 变 化 ， 即 从 Q!SO( 开 始 曲 线 向上 翘 起 。 此 时 最 大 应 力 点 所 在 截 面 的 屈 服 区 已 经 达 到 相 当 大 的比 例 ， 承 担 更 大 载 荷 的 能 力 开 始 减 弱 。 试 验 得 到 的 五 个 试 件 的断 裂 载 荷 分 别 为 QS、 Q!S、 QTS、 Q!S、 UQSO(， 五 个 试 件 的 断 裂 载荷 均 值 为 Q!SO(， 标 准 差 为 #$V #RO(。 所 以 从 计 算 反 映 的 断 裂 载荷 与 试 验 的 断 裂 载 荷 是 一 致 的 。Q 结 论通 过 弹 塑 性 有 限 元 模 拟 方 法 ， 求 得 了 汽 车 后 桥 的 与 试 验 载荷 对 应 的 变 形 和 应 力 ， 与 试 验 结 果 对 比 分 析 ， 计 算 结 果 合 理 。 计算 结 果 为 汽 车 后 桥 的 强 度 评 价 及 疲 劳 寿 命 估 算 ZU 提 供 了 所 需要 的 数 据 。参 考 文 献! 陈 军 祥 等 V ? 图 ! 纵 向 进 给 机 构引 进 样 机 因 价 格 和 使 用 成 本 偏 高 稻 农 难 以 接 受 。 为 此 我 们 经 几年 的 研 究 尝 试 利 用 稻 草 、 稻 壳 和 废 纸 并 加 入 各 种 肥 料 及 微 肥 制成 营 养 钵 盘 ， 进 行 植 质 钵 育 秧 栽 植 ， 并 研 制 了 相 应 的 与 该 技 术配 套 的 栽 植 机 纵 向 进 给 机 构 。 经 几 年 的 试 验 研 究 以 及 多 种 方 案的 对 比 ， 设 计 出 一 种 专 用 的 栅 板 橡 胶 带 式 纵 向 进 给 机 构 ， 通 过田 间 试 验 证 实 ， 这 种 机 构 作 为 该 机 械 的 核 心 部 件 可 靠 性 大 大 提高 ， 将 伴 随 着 栽 植 机 投 入 大 批 量 生 产 。 纵 向 进 给 机 构 的 结 构 设 计纸 盘 水 稻 钵 秧 栽 植 机 的 工 作 过 程 是 将 旱 地 里 育 好 的 水 稻纸 盘 钵 秧 苗 盘 整 体 地 置 于 栽 植 机 秧 箱 上 的 栅 板 橡 胶 带 式 纵 向进 给 机 构 中 ， 纵 、 横 向 进 给 机 构 与 栽 植 臂 协 调 工 作 ， 共 同 完 成 分秧 并 通 过 栽 植 臂 最 终 将 钵 秧 苗 植 入 田 间 。 由 于 育 秧 盘 的 结 构 （ 图 所 示） 其 穴 钵 纵 横 为 经 纬 排 列 ， 所 以 钵 苗 的 株 、 行 间 距 均 为!#$。 栅 板 橡 胶 带 装 置 位 于 栽 植 机 秧 箱 下 方 的 秧 门 附 近 正 中央 % 其 带 面 为 栅 板 形 % 封 闭 的 栅 板 橡 胶 带 分 别 套 在 秧 箱 背 面 的两 根 步 进 轴 的 进 给 轮 上 % 其 动 力 由 工 作 箱 输 出 的 摆 动 力 通 过 摆臂 及 棘 轮 机 构 提 供 。 橡 胶 栅 板 间 间 距 与 钵 盘 上 的 钵 块 尺 寸 相 吻合 ， 每 排 钵 块 均 与 栅 板 啮 合 % 并 随 橡 胶 栅 板 带 前 进 无 相 对 滑 差 %进 给 准 确 。 栅 板 橡 胶 带 的 两 边 各 有 一 排 等 距 型 孔 ， 进 给 轮 爪 插入 其 中 。 当 进 给 轮 转 过 一 个 角 度 （ 一 齿 ） 时 % 通 过 轮 爪 拨 动 胶 带前 进 一 步 % 使 秧 钵 盘 被 推 进 一 排 均 匀 进 给 ， 确 保 栽 植 机 构 准 确分 秧 。图 水 稻 植 质 钵 育 秧 盘! 纵 向 进 给 机 构 的 工 作 原 理如 图 ! 所 示 ， 图 中 为 秧 盘 长 压 条 、 ! 秧 盘 短 压 条 、 & 秧 盘 挡板 、 滑 道 、 ( 秧 箱 、 ) 护 苗 器 、 * 秧 盘 定 位 支 撑 切 割 装 置 、 + 方 管 、, 板 式 橡 胶 带 、 # 驱 动 轮 、 植 质 钵 育 秧 盘 。 作 业 前 打 开 长 压 条 将 秧 盘 置 于 板 式 橡 胶 带 , 上 ， 并 使 之 处 于 分 秧 位 置 。 作 业 时 分秧 装 置 每 插 一 穴 秧 苗 ， 横 向 进 给 机 构 驱 动 秧 箱 移 动 一 个 穴 距（!#$） 。 当 插 完 一 排 秧 苗 后 ， 插 秧 机 的 自 动 纵 向 进 给 机 构 工作 。 其 动 力 由 机 器 的 工 作 箱 提 供 的 摆 动 力 矩 ， 转 变 成 棘 轮 棘 爪机 构 的 回 转 运 动 ， 再 通 过 链 条 传 动 将 运 动 传 给 驱 动 轮 #， 通 过栅 板 橡 胶 带 带 动 植 质 钵 育 秧 盘 向 前 进 给 一 个 行 距 （ !#$） ，完 成 纵 向 进 给 运 动 ， 使 纵 向 进 给 量 的 精 度 提 高 ， 有 效 地 保 证 了秧 苗 的 栽 植 精 度 。 为 了 使 每 一 盘 的 最 后 一 排 秧 苗 均 能 顺 利 分秧 ， 本 机 械 上 设 置 了 秧 盘 挡 板 &， 既 保 证 了 每 盘 的 最 后 一 排 秧 苗的 分 秧 ， 又 能 确 保 与 下 一 盘 秧 苗 的 适 时 连 接 ， 使 插 秧 过 程 连 续进 行 ， 有 效 地 控 制 缺 苗 率 。& 秧 盘 支 撑 定 位 切 割 装 置水 稻 植 质 钵 育 移 植 技 术 要 求 移 植 机 的 纵 向 进 给 和 横 向 进给 准 确 到 位 ， 同 时 分 秧 时 秧 盘 处 在 秧 门 附 近 必 须 有 刚 性 支 撑 ，以 保 证 使 用 植 质 钵 育 秧 盘 这 种 秧 苗 特 殊 载 体 时 的 准 确 分 秧 。 为了 满 足 上 述 要 求 ， 在 我国 现 有 普 遍 使 用 的 插 秧机 上 进 行 了 改 进 ， 除 了上 节 描 述 的 纵 向 进 给 机构 以 外 ， 又 增 加 了 如 图 &所 示 的 秧 盘 定 位 支 撑 切割 装 置 。 图 中 为 秧 盘 、! 秧 门 、 & 栽 植 臂 、 正 在分 秧 中 的 秧 苗 、 ( 护 秧舌 、 ) 秧 箱 、 * 托 板 、 + 秧盘 定 位 支 撑 切 割 器 。 由 于 横 向 进 给 量 与 钵 盘 上 钵 块 的 横 向 间 距相 等 % 但 若 秧 箱 上 的 钵 盘 横 向 自 由 度 过 大 % 则 严 重 影 响 栽 植 臂 的准 确 分 插 。 专 用 横 向 进 给 分 秧 支 撑 切 割 装 置 是 由 横 向 为 等 距 排列 的 % 并 垂 直 与 秧 箱 上 平 面 顺 纵 向 布 局 的 若 干 钢 条 组 成 % 其 间 距亦 等 于 钵 块 的 横 向 间 距 。 该 装 置 位 于 秧 箱 的 最 下 端 秧 门 上 方 % 通过 螺 钉 固 定 在 秧 箱 上 。 当 植 质 秧 盘 ! 纵 向 进 给 时 % 两 个 钵 块 之 间缝 隙 可 沿 支 撑 切 割 钢 条 下 滑 % 同 时 钵 盘 横 向 移 动 自 由 度 受 到 限制 % 实 现 横 向 定 位 。 当 栽 植 臂 的 分 秧 爪 在 秧 门 处 分 秧 时 % 其 钵块 因 其 两 侧 有 钢 条 支 撑 % 便 形 成 有 支 撑 切 割 % 从 而 避 免 了 钵 块 连带 现 象 % 使 其 顺 利 分 秧 并 植 入 田 间 % 保 证 立 苗 度 和 均 匀 度 。图 & 秧 盘 定 位 支 撑 切 割 装 置 结 束 语植 质 水 稻 钵 秧 栽 植 技 术 及 其 配 套 机 械 是 目 前 国 内 外 位 居 先进 地 位 的 水 稻 移 植 技 术 和 机 械 ， 它 的 研 究 是 一 项 溶 农 业 、 农 机 、机 械 和 造 纸 行 业 为 一 体 的 系 统 工 程 ， 在 这 项 研 究 中 我 们 已 向 国家 知 识 产 权 局 申 请 了 一 项 “ 发 明 专 利 ” 和 两 项 “ 实 用 新 型 专 利 ” 并获 批 准 。 就 栽 植 机 而 言 ， 与 目 前 国 内 外 普 通 栽 植 机 不 同 ， 它 需 要的 纵 、 横 向 进 给 均 特 别 精 确 。 为 了 确 保 分 秧 精 度 ， 横 向 进 给 机 构是 它 的 核 心 部 件 ， 如 若 进 给 不