一種手拉式地膜覆蓋器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

高欣娜 武 猛 楊英茹* 李海杰 黃 媛 康藝凡 杜亞茹

（1 石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院 河北 石家莊 050041； 2 石家莊市農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心河北 石家莊 050041； 3 河北省都市農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心 河北 石家莊 050041）

地膜覆蓋，是指以農(nóng)用塑料薄膜覆蓋地表的一種措施。具有減輕雨滴打擊、防止沖刷與結(jié)皮形成的作用；可有效減少土壤水分的蒸發(fā)，天旱保墑、雨后提墑，促進(jìn)作物對(duì)水分的吸收和生長(zhǎng)發(fā)育，提高土壤水分的利用效率；能使土壤保持適宜的溫度、濕度等。作為一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，大田、溫室、菜地、果園等種植均可通過地膜覆蓋的方式，獲得早熟增產(chǎn)的效果[1，2]。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，如田間作業(yè)面積大，地頭轉(zhuǎn)彎區(qū)域較大，一般選擇機(jī)械型覆膜機(jī)，而對(duì)于較小型地塊作業(yè)，如溫室，此類機(jī)械會(huì)因地塊原因影響其作業(yè)效果。故在作業(yè)面積較小地塊，傳統(tǒng)鋪膜方式為整理地壟后人工鋪設(shè)，因地膜多為較薄膜，人工作業(yè)時(shí)容易導(dǎo)致破膜，鋪設(shè)過程需手抱地膜卷彎腰操作，用工多，勞作強(qiáng)度大。因此，設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)易的手拉式地膜覆蓋器，不僅可以滿足作業(yè)面積較小地塊的生產(chǎn)需求，還可以提高勞動(dòng)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本[3,4]。

1 手拉式地膜覆蓋器的總體

1.1 設(shè)計(jì)思路。地膜覆蓋器整體構(gòu)造簡(jiǎn)單、建造成本低，一人操作、簡(jiǎn)單快捷；采用彈簧帶動(dòng)緊繃片設(shè)計(jì)，自動(dòng)調(diào)節(jié)緊繃片與地膜卷的無(wú)縫挨貼；且通過限位螺栓自由調(diào)節(jié)寬度，適用不同的地膜寬度；采用手拉式設(shè)計(jì)，操作過程地膜隨勞作人員前進(jìn)拉伸鋪設(shè)，省時(shí)省力，適用于溫室大棚作物、菜地等中小型地塊[5]。

1.2 工作原理。根據(jù)作物種植要求選擇適宜的地膜寬度，置于固定軸上，地膜固定軸采取可調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)，通過拉伸或縮進(jìn)滿足不同尺寸的地膜鋪設(shè)需求；拉伸桿連接彈簧且底部設(shè)置有緊繃片，鋪設(shè)過程中地膜卷變小，通過彈簧變形使緊繃片一直保持緊貼地膜表面狀態(tài)，減少起風(fēng)作業(yè)時(shí)地膜吹亂的問題。作業(yè)時(shí)，農(nóng)事操作者手握前端拉桿在田間移動(dòng)，帶動(dòng)地膜覆蓋器活動(dòng)，輕松完成鋪膜作業(yè)[6～8]。

2 手拉式地膜覆蓋器關(guān)鍵部分設(shè)計(jì)

2.1 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1.1 結(jié)構(gòu)組成。由圖1 可看出，手拉式地膜覆蓋器包括底部套接管1、支架2、手拉桿3、拉伸桿4、固定圓環(huán)5、彈簧限位桿6、彈簧7、緊繃片8、活動(dòng)管9、地膜固定軸10、限位螺栓11。

圖1 手拉式地膜覆蓋器示意圖

2.1.2 各部分作用。其中支架2 的兩邊設(shè)置有固定圓環(huán)5，拉伸桿4 的兩端穿過固定圓環(huán)5，使用時(shí)，通過拉動(dòng)拉伸桿4，使其在固定圓環(huán)5 空間內(nèi)的豎直方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。且拉伸桿4 上設(shè)置有彈簧限位桿6，彈簧限位桿6 的兩端連接拉伸桿4 的兩邊，彈簧限位桿6 通過彈簧7 連接至底部套接管1。通過彈簧7 的形變彈力實(shí)現(xiàn)緊繃片8 與地膜表面的緊貼。彈簧7 設(shè)計(jì)方便鋪設(shè)過程中地膜卷的變小而慢慢復(fù)原，使緊繃片8 一直保持緊貼地膜表面，減少起風(fēng)作業(yè)時(shí)地膜吹亂甚至吹走的問題。活動(dòng)管9 的一端插入底部套接管1，活動(dòng)管9 的另一端設(shè)置有內(nèi)扣的地膜固定軸10，使用時(shí)，地膜卷通過地膜固定軸10 固定?；顒?dòng)管9 通過限位螺栓11 與底部套接管1 固定連接，以適應(yīng)不同的地膜寬度，考慮到溫室大棚作物種植地膜長(zhǎng)度多為60～100 cm，因此，可在活動(dòng)管9 上固定位置設(shè)置螺栓孔，以分別適應(yīng)寬度為60 cm、80 cm、100 cm 的地膜。

2.1.3 工作要求。工作時(shí)根據(jù)栽培環(huán)境選擇合適尺寸的地膜，通過可移動(dòng)的活動(dòng)管9 調(diào)節(jié)到合適的尺寸，將地膜卷裝入地膜固定軸10，以限位螺栓11 固定，提拉拉伸桿4，使緊繃片8上移，人工拉動(dòng)頂部手拉桿3 前行，即可完成地膜的鋪設(shè)工作。

2.2 生產(chǎn)設(shè)計(jì)。為了減小地膜覆蓋器的自身重量，手拉桿3、支架2、底部套接管1 和活動(dòng)管9 均為鋁合金空心管；手拉桿3、支架2、底部套接管1 的直徑分別為3 cm，活動(dòng)管9 的直徑為2 cm。手拉桿長(zhǎng)度可以是40 cm，支架長(zhǎng)度可以是90 cm，支架寬度可以是30 cm，底部套接管長(zhǎng)度可以是60 cm，每根活動(dòng)管的長(zhǎng)度可以是21 cm，以此實(shí)現(xiàn)可套接地膜的最大長(zhǎng)度為100 cm，最小長(zhǎng)度為60 cm，以及在60～100 cm 之間任意調(diào)節(jié)。

2.3 實(shí)施設(shè)計(jì)。拉動(dòng)拉伸桿4，帶動(dòng)彈簧7，使緊繃片8 上劃；根據(jù)適用地膜寬度，旋轉(zhuǎn)限位螺栓11 將活動(dòng)管9 調(diào)至合適寬度，將地膜卷安裝在地膜固定軸10 上，擰緊限位螺栓11 以固定；松開拉伸桿4，彈簧7 半復(fù)原狀態(tài)，緊繃片8 緊貼地膜表面；手持手拉桿3 前進(jìn)，進(jìn)行地膜鋪設(shè)，地膜落地后，人工在側(cè)邊封土，完成地膜覆蓋工作。

3 結(jié)論

該手拉式地膜覆蓋器以鋁合金空心管為主要原材料，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)約生產(chǎn)成本；通過設(shè)計(jì)地膜固定軸，實(shí)現(xiàn)了多尺寸地膜覆蓋的需求；操作簡(jiǎn)單、快捷，1 人可完成覆膜作業(yè)，節(jié)省人工。滿足了溫室、菜園等中小地塊的栽培需求，易于推廣使用。