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煙草移栽機送苗機構以及試驗裝置的研究
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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國,約占世界總產量的30%多,但煙草生產機械化水平很低,隨著國民經濟的發(fā)展,農民工進城務工增多,使得大量的農田被相對集中起來,大大提高了人均種煙面積,煙農們通過擴大種植規(guī)模增加可能的收入,所以執(zhí)行機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。積極推動煙草移栽機械化的發(fā)展不僅是要解放勞動力,也是為了提高煙草種植的生產效率,更是我們向集約型經濟模式發(fā)展的重要一步,進行全面地、深入地煙草移栽技術機械化的研究將是中國乃至世界農業(yè)發(fā)展的重點,現(xiàn)今
2、煙草移栽機設備在市場上己較為常見,但更多的是半自動的煙草移栽機,由于各方面的原因使得實現(xiàn)完全機械化煙草移栽的進程相當緩慢,目前廣泛使用的這些半自動移栽機都是依靠人工喂苗,一般以單行人工投苗為主,一般單人投苗速度為40?50株/min,最快可以達到60株/min⑷,但是勞動強度比較大,移栽速度受到限制,工作效率低。為了實現(xiàn)移栽機全自動化,達到降低勞動強度、提高移栽效率的目的,解決送苗問題就成為了當務之急。目前廣泛使用的半自動移栽機完成的工作僅僅是將幼苗種植到旱地而已,近些年來,也有不少的自動取苗機構出現(xiàn)但是由于一些技術難題,為這些半自動移栽機配置自動取苗及送苗機構的相關研究偏少。如果能將半自動移
3、栽機升級為全自動移載機,將大大提高煙草自動移載的工作效率,降低勞動強度,節(jié)約勞動力,提高移栽效率。目前,國內出現(xiàn)了一些旋轉式的取苗機構,但只能實現(xiàn)定點取苗,所以設計一種能適應旋轉式取苗機構的送苗機構是關鍵環(huán)節(jié)。針對該問題本論文提出的煙草移栽機自動送苗機構及其試驗裝置的研究,目的是為了實現(xiàn)集自動送苗、取苗及栽植為一體的全自動移栽技術,對推動全自動煙草移栽機技術的發(fā)展有一定的作用。
1.2國內外研究現(xiàn)狀
在20世紀初,一些歐洲國家大面積種植蔬菜等經濟作物,開發(fā)出一些早期的作物移栽設備。但這些機具多為半自動機器,僅僅減輕了勞動者肢體的勞動強度,而且速度也受到限制;到2
4、0世紀30年代末,己經開發(fā)了一種取代人工栽秧的機械,實現(xiàn)了機械化種植;20世紀50年代,歐洲國家開始研究缽苗培育及移栽技術,研制出來了各種半自動移栽機;到了 70年代末,B.LHuang等發(fā)明了非常適合作物自動移栽的空氣整根育苗技術,在此基礎上B.k.Huang提出了整個缽苗系統(tǒng)的移栽方案,對精密苗盤播種機和全自動移栽機進行了設計,這種機具對能多種農作物進行移栽,有很好的通用性,但是其體積太大,成本太高,后來H.L.Brewer等人經過多年的研究、改進而設計了箱式移栽機20世紀50年代末60年代初,我國進行旱地栽植技術的研究,在國外移栽技術的基礎上研制出棉花營養(yǎng)缽育苗移栽機和甘薯秧苗移栽機;甜
5、菜的裸根苗移栽機在20世紀70年代被研制出來,80年代半自動化蔬菜栽植機被國內研究者研制出來。雖然送苗裝置在旱地煙草移栽領域的研究我國基本上處于空白狀態(tài),但缽苗移栽機發(fā)展至今,己經比較完善,各種類型的缽苗移栽機形成了一系列的產品目前,缽苗移栽機可分為鉗夾式、鏈夾式、吊籃式等,其中,主要有帶式送苗、導管送苗和圓盤送苗等缽苗移栽機送苗方式。
第二章穴盤苗煙草移栽機送苗機構設計要求分析
2.1穴盤育苗農藝特性
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,大大提高了經濟效益。利用工廠化專業(yè)化的生產方式來進行穴盤育苗,有利于推廣優(yōu)良品種,減少假冒偽劣種子的危害的擴散,有利于科學管理的規(guī)范化,提高育苗質量。此類育苗盤一穴一苗,整齊有序,能更好的適應全自動移栽機自動取苗機構對其進行取苗動作,為更快的實現(xiàn)
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全自動移栽技術提供了試驗條件。
2.2穴盤規(guī)格及物理特性
本課題針對如圖2-la、C所示材質的不同規(guī)格的兩種穴盤設計了送苗機構。如圖2-la所示,黑色穴盤苗為塑料制成,材質較軟;通過對穴盤的測量與測試,得出穴孔個數(shù)為16x8分布,長寬高為:530x280x45mm;煙苗每株平均
7、質量為8.1g,帶基質的煙苗平均質量為31g,空穴盤的質量為n0.4g。如圖2-lc的穴孔個數(shù)為4x5分布,長寬高為:280x200x45mm,煙苗每株平均質量為10.7g,帶基質的煙苗平均質量為42.1g,空穴盤的質量為80.5g。
2.3煙草移栽機自動送苗機構的設計要求
根據(jù)以上敘述的穴盤及取苗機構的結構特點,對本課題所需設計的送苗機構進行初步分析,穴盤的穴孔中均有一顆生長良好的煙草幼苗,故送苗機構的主要任務就是在取苗機構進行取苗時,準確的將穴盤的某一個穴孔輸送到特定的取苗點。在本課題中,設計將取苗機構固定在移栽機的適當位置處,送苗機構準確的移動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移栽機栽植部分、回收機構部分發(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,先橫向移動完成一排16個穴孔的送苗作業(yè),然后縱向進給一個穴孔,之后反向橫向移動完成下一排16個穴孔的送苗作業(yè),如此往復運動,保證運動軌跡為“弓”字型,直至一個穴盤的送苗作業(yè)全部完成。以此為設計基礎,將送苗機構的送苗功能轉化為橫向送苗設計要求和縱向送苗要求。
煙草移栽機送苗機構以及試驗裝置的研究
