具有越埂功能水田秧苗運輸機設計

改造者：李佳航 苑孟吉 宋彥峰 姚利軍 張金波

具有越埂功能水田秧苗運輸機設計

改造者：李佳航 苑孟吉 宋彥峰 姚利軍 張金波

目前，水稻秧苗從育苗基地到稻田的運輸仍大多采用人工挑運的方式，不僅勞動強度大，且工作效率低，不適應當前機械化快速插秧的發(fā)展需要。本研究針對這一技術難題設計了一款具有越埂功能的水田秧苗運輸機。該機可以一次運載40盤秧苗，在水田中的前進速度為3～5km/ h，且可在保證不破壞田埂的情況下快速、平穩(wěn)的越過田埂。該機型的研制不僅解決了水田秧苗運輸問題，而且解放了勞動力，提高了插秧機的作業(yè)效率，對于水田作業(yè)全面機械化的生產(chǎn)模式具有很好的推動作用。

東北三省是我國重要的糧食產(chǎn)區(qū)，素有“中國糧倉”的美譽，每年的糧食產(chǎn)量占全國糧食總產(chǎn)量的18％左右。在所有糧食作物中，水稻的種植面積及產(chǎn)量均在逐年增加。然而，在水稻的種植過程中，機械化水平低，秧苗的輸送依然普遍采用較為原始的人工方式，不僅勞動強度大，而且大大降低了插秧的效率。目前，國內(nèi)一些農(nóng)機企業(yè)開發(fā)了幾種秧苗運輸車，而部分機型仍然存在一些問題，如由于機身過重而對田埂有較大的破壞作用；載苗量少致使插秧效率低；造價較高，不適應當前的生產(chǎn)需要等一系列問題。本研究利用液壓控制系統(tǒng)實現(xiàn)了整機快速越埂功能，且秧苗運輸量大，運輸速度快，不僅提高了水稻插秧機的工作效率，而且解放了繁重的體力勞動。在實現(xiàn)了秧苗機械化運輸?shù)耐瑫r又節(jié)約了生產(chǎn)成本，對于推動水田作業(yè)全面機械化具有重要的實際意義。

總機結(jié)構(gòu)及工作原理

本研究設計的水稻秧苗運輸機是在手扶式兩輪驅(qū)動插秧機的基礎上改裝而成。其主要結(jié)構(gòu)包括：動力系統(tǒng)為一臺小型汽油發(fā)動機、行走系統(tǒng)（行走動力輪、承重托板）、液壓升降系統(tǒng)（可實現(xiàn)越埂功能）、變速箱、機架、秧苗承載架以及操控裝置組成。

本機以手扶式兩輪插秧機為平臺，利用液壓系統(tǒng)控制行走輪，使機架垂直升降一定高度進而實現(xiàn)整機的越埂功能。整機后部利用兩個寬大的托板支撐機架及秧苗擺放架，在田間可以利用浮力減小行走輪的下陷量，從而減小了機械的動力輸出，降低了能耗，提高了工作效率。汽油機在為行走輪提供動力的同時可在越埂時驅(qū)動液壓泵工作。在秧苗運輸過程中，控制液壓系統(tǒng)調(diào)整行走輪的位置，保持整機平衡。當遇到田埂時，利用液壓操控系統(tǒng)控制液壓缸使行走輪提高一定高度（視田埂高度控制升降高度），從而在不破壞田埂的情況下越過田埂，越過田埂后手動控制機架下降至原位繼續(xù)行走。整個過程操控人員只需控制液壓系統(tǒng)及機車前進方向即可完成快速的秧苗運輸。本機可一次運輸秧苗40盤，可以同時為2臺四行插秧機插秧作業(yè)輸送所需秧苗。

越埂機構(gòu)設計

水田田埂高度一般為250mm～300mm，寬度為200mm，故本機越埂機構(gòu)中采用液壓缸升降原理來實現(xiàn)，如圖2所示?？梢园岩簤焊椎男谐淘O定為100mm～300mm，并保證托板位置處于田埂的上方，不產(chǎn)生碰撞，保證越埂的平穩(wěn)性?？紤]到整機越埂時的方便、快捷要求，托板前端翹起部分采用與水平面呈30°角的斜面設計，并與后部的水平托板圓滑連接，這樣可以保證方便越埂。托板通過立柱與機體鉸接，以保證機械行走過程中的平穩(wěn)性，同時可以保持重心垂直于地面，不會因載重的影響產(chǎn)生偏移。越埂時應根據(jù)載重情況適當控制前進速度，當載重量達到設計上限時，越埂速度不得超過0.2m/s。液壓缸一端與機體鉸接，一端通過支撐臂與行走機構(gòu)相連接，通過控制液壓缸的伸縮可以是實現(xiàn)整機的越埂功能。

圖1　秧苗運輸機總機結(jié)構(gòu)示意圖

圖2　越埂機構(gòu)示意圖

圖3　載苗機構(gòu)示意圖

載苗機構(gòu)設計

一般稻苗秧盤的尺寸為：長60cm，寬29.5cm，高3.7cm，插秧時秧苗高為10～25cm。本研究根據(jù)上述的秧盤尺寸確定載描機構(gòu)為長121cm，寬60cm，高45.5cm的長方體框架（圖3），并采用薄角鋼鋼板焊接而成，同時保證最大載重量時的強度和剛度要求。載苗框架用角鋼分隔為上下10層并用鋼網(wǎng)鋪襯，每層可承載4個秧盤，從左右兩端可將秧盤放入到載苗架中。載苗框架通過螺栓固定在運苗機的機架上。

結(jié)語

本研究利用液壓控制系統(tǒng)實現(xiàn)了稻田秧苗運輸機的越埂功能，可保證在載運40盤秧苗的條件下順利通過田埂，將秧苗平穩(wěn)快速輸運給插秧機。本機輕便、靈活，適于中小規(guī)模的水田秧苗輸送，工作效率高，油耗低。本機的推廣應用對于實現(xiàn)水稻全面機械化作業(yè)具有重要的現(xiàn)實意義。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.17.030