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1、 煙草移栽機(jī)送苗機(jī)構(gòu)以及試驗(yàn)裝置的研究 /h1 1.1課題研究的目的與意義 中國是世界上最大的煙葉生產(chǎn)國,約占世界總產(chǎn)量的30%多,但煙草生產(chǎn)機(jī)械化水平很低,隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,農(nóng)民工進(jìn)城務(wù)工增多,使得大量的農(nóng)田被相對集中起來,大大提高了人均種煙面積,煙農(nóng)們通過擴(kuò)大種植規(guī)模增加可能的收入,所以執(zhí)行機(jī)械化移栽自然地成為了我國煙草種植發(fā)展過程中迫切需要解決的問題。積極推動(dòng)煙草移栽機(jī)械化的發(fā)展不僅是要解放勞動(dòng)力,也是為了提高煙草種植的生產(chǎn)效率,更是我們向集約型經(jīng)濟(jì)模式發(fā)展的重要一步,進(jìn)行全面地、深入地?zé)煵菀圃约夹g(shù)機(jī)械化的研究將是中國乃至世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn),現(xiàn)今

2、煙草移栽機(jī)設(shè)備在市場上己較為常見,但更多的是半自動(dòng)的煙草移栽機(jī),由于各方面的原因使得實(shí)現(xiàn)完全機(jī)械化煙草移栽的進(jìn)程相當(dāng)緩慢,目前廣泛使用的這些半自動(dòng)移栽機(jī)都是依靠人工喂苗,一般以單行人工投苗為主,一般單人投苗速度為40?50株/min,最快可以達(dá)到60株/min⑷,但是勞動(dòng)強(qiáng)度比較大,移栽速度受到限制,工作效率低。為了實(shí)現(xiàn)移栽機(jī)全自動(dòng)化,達(dá)到降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高移栽效率的目的,解決送苗問題就成為了當(dāng)務(wù)之急。目前廣泛使用的半自動(dòng)移栽機(jī)完成的工作僅僅是將幼苗種植到旱地而已,近些年來,也有不少的自動(dòng)取苗機(jī)構(gòu)出現(xiàn)但是由于一些技術(shù)難題,為這些半自動(dòng)移栽機(jī)配置自動(dòng)取苗及送苗機(jī)構(gòu)的相關(guān)研究偏少。如果能將半自動(dòng)移

3、栽機(jī)升級為全自動(dòng)移載機(jī),將大大提高煙草自動(dòng)移載的工作效率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)約勞動(dòng)力,提高移栽效率。目前,國內(nèi)出現(xiàn)了一些旋轉(zhuǎn)式的取苗機(jī)構(gòu),但只能實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)取苗,所以設(shè)計(jì)一種能適應(yīng)旋轉(zhuǎn)式取苗機(jī)構(gòu)的送苗機(jī)構(gòu)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。針對該問題本論文提出的煙草移栽機(jī)自動(dòng)送苗機(jī)構(gòu)及其試驗(yàn)裝置的研究,目的是為了實(shí)現(xiàn)集自動(dòng)送苗、取苗及栽植為一體的全自動(dòng)移栽技術(shù),對推動(dòng)全自動(dòng)煙草移栽機(jī)技術(shù)的發(fā)展有一定的作用。 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 在20世紀(jì)初,一些歐洲國家大面積種植蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物,開發(fā)出一些早期的作物移栽設(shè)備。但這些機(jī)具多為半自動(dòng)機(jī)器,僅僅減輕了勞動(dòng)者肢體的勞動(dòng)強(qiáng)度,而且速度也受到限制;到2

4、0世紀(jì)30年代末,己經(jīng)開發(fā)了一種取代人工栽秧的機(jī)械,實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化種植;20世紀(jì)50年代,歐洲國家開始研究缽苗培育及移栽技術(shù),研制出來了各種半自動(dòng)移栽機(jī);到了 70年代末,B.LHuang等發(fā)明了非常適合作物自動(dòng)移栽的空氣整根育苗技術(shù),在此基礎(chǔ)上B.k.Huang提出了整個(gè)缽苗系統(tǒng)的移栽方案,對精密苗盤播種機(jī)和全自動(dòng)移栽機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì),這種機(jī)具對能多種農(nóng)作物進(jìn)行移栽,有很好的通用性,但是其體積太大,成本太高,后來H.L.Brewer等人經(jīng)過多年的研究、改進(jìn)而設(shè)計(jì)了箱式移栽機(jī)20世紀(jì)50年代末60年代初,我國進(jìn)行旱地栽植技術(shù)的研究,在國外移栽技術(shù)的基礎(chǔ)上研制出棉花營養(yǎng)缽育苗移栽機(jī)和甘薯秧苗移栽機(jī);甜

5、菜的裸根苗移栽機(jī)在20世紀(jì)70年代被研制出來,80年代半自動(dòng)化蔬菜栽植機(jī)被國內(nèi)研究者研制出來。雖然送苗裝置在旱地?zé)煵菀圃灶I(lǐng)域的研究我國基本上處于空白狀態(tài),但缽苗移栽機(jī)發(fā)展至今,己經(jīng)比較完善,各種類型的缽苗移栽機(jī)形成了一系列的產(chǎn)品目前,缽苗移栽機(jī)可分為鉗夾式、鏈夾式、吊籃式等,其中,主要有帶式送苗、導(dǎo)管送苗和圓盤送苗等缽苗移栽機(jī)送苗方式。 第二章穴盤苗煙草移栽機(jī)送苗機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求分析 2.1穴盤育苗農(nóng)藝特性 集中育苗,節(jié)省育苗場地、能源和種子,穴盤育苗采用一穴一粒,每萬株苗煤炭的消耗量是常規(guī)育苗的25%至50%,節(jié)省能源2/3。穴盤育苗單位面積僅為常

6、規(guī)育苗的1/5,大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。利用工廠化專業(yè)化的生產(chǎn)方式來進(jìn)行穴盤育苗,有利于推廣優(yōu)良品種,減少假冒偽劣種子的危害的擴(kuò)散,有利于科學(xué)管理的規(guī)范化,提高育苗質(zhì)量。此類育苗盤一穴一苗,整齊有序,能更好的適應(yīng)全自動(dòng)移栽機(jī)自動(dòng)取苗機(jī)構(gòu)對其進(jìn)行取苗動(dòng)作,為更快的實(shí)現(xiàn) /h1 全自動(dòng)移栽技術(shù)提供了試驗(yàn)條件。 2.2穴盤規(guī)格及物理特性 本課題針對如圖2-la、C所示材質(zhì)的不同規(guī)格的兩種穴盤設(shè)計(jì)了送苗機(jī)構(gòu)。如圖2-la所示,黑色穴盤苗為塑料制成,材質(zhì)較軟;通過對穴盤的測量與測試,得出穴孔個(gè)數(shù)為16x8分布,長寬高為:530x280x45mm;煙苗每株平均

7、質(zhì)量為8.1g,帶基質(zhì)的煙苗平均質(zhì)量為31g,空穴盤的質(zhì)量為n0.4g。如圖2-lc的穴孔個(gè)數(shù)為4x5分布,長寬高為:280x200x45mm,煙苗每株平均質(zhì)量為10.7g,帶基質(zhì)的煙苗平均質(zhì)量為42.1g,空穴盤的質(zhì)量為80.5g。 2.3煙草移栽機(jī)自動(dòng)送苗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 根據(jù)以上敘述的穴盤及取苗機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對本課題所需設(shè)計(jì)的送苗機(jī)構(gòu)進(jìn)行初步分析,穴盤的穴孔中均有一顆生長良好的煙草幼苗,故送苗機(jī)構(gòu)的主要任務(wù)就是在取苗機(jī)構(gòu)進(jìn)行取苗時(shí),準(zhǔn)確的將穴盤的某一個(gè)穴孔輸送到特定的取苗點(diǎn)。在本課題中,設(shè)計(jì)將取苗機(jī)構(gòu)固定在移栽機(jī)的適當(dāng)位置處,送苗機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確的移動(dòng)穴盤至取苗爪取苗位置,為了防止穴盤在下落過程中與煙草自動(dòng)移栽機(jī)栽植部分、回收機(jī)構(gòu)部分發(fā)生干涉,特將穴盤的16穴方向作為橫向,8穴方向作為縱向,先橫向移動(dòng)完成一排16個(gè)穴孔的送苗作業(yè),然后縱向進(jìn)給一個(gè)穴孔,之后反向橫向移動(dòng)完成下一排16個(gè)穴孔的送苗作業(yè),如此往復(fù)運(yùn)動(dòng),保證運(yùn)動(dòng)軌跡為“弓”字型,直至一個(gè)穴盤的送苗作業(yè)全部完成。以此為設(shè)計(jì)基礎(chǔ),將送苗機(jī)構(gòu)的送苗功能轉(zhuǎn)化為橫向送苗設(shè)計(jì)要求和縱向送苗要求。