小型電動(dòng)烤煙移栽機(jī)的應(yīng)用研究

1、小型電動(dòng)烤煙移栽機(jī)的應(yīng)用研究摘要：針對(duì)生產(chǎn)需要，創(chuàng)造性研發(fā)小型電動(dòng)烤煙移栽機(jī)，具有可變 輪距式通用底盤，采用電力牽引和步進(jìn)式的作業(yè)方式，實(shí)現(xiàn)移栽一打塘 一體化作業(yè)模式，解決了國內(nèi)外移栽機(jī)通病，先進(jìn)、簡(jiǎn)單、輕巧、實(shí)用、 咼效。關(guān)鍵詞：烤煙；電動(dòng)移栽機(jī)；步進(jìn)式；一體化作業(yè)我國烤煙多數(shù)種植于丘陵山地，地塊破碎，土壤物理性狀參差不一, 作業(yè)環(huán)境和條件嚴(yán)苛。2009年以來，開展的試驗(yàn)示范表明，國外的移 栽機(jī)適應(yīng)性太差、機(jī)具造價(jià)偏高，國內(nèi)存在“沒有自主的研究體系，仿 制國外先進(jìn)機(jī)型，生產(chǎn)與需求脫節(jié)，質(zhì)量不穩(wěn)定，實(shí)用性差”等問題。 目前，煙農(nóng)不得不延用傳統(tǒng)手工勞作，強(qiáng)度大、效率低。隨著人口轉(zhuǎn)移, 煙農(nóng)迫切需

2、耍操作簡(jiǎn)便、效率高、作業(yè)質(zhì)量好、經(jīng)濟(jì)適用的烤煙移栽機(jī)。 2013年，楚雄州煙草公司與昆明理工大學(xué)向云南省煙草公司中報(bào)并立 項(xiàng)“小型電動(dòng)烤煙移栽機(jī)研發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目，開發(fā)適應(yīng)各種地形和土壤的 小型電動(dòng)烤煙移栽機(jī)，通過電力驅(qū)動(dòng)，采用步進(jìn)式作業(yè)方式，實(shí)現(xiàn)移栽 打塘一體化作業(yè)，具冇可變輪距式通用底盤，一機(jī)多能，具冇設(shè)計(jì)先 進(jìn)、適應(yīng)性強(qiáng)、費(fèi)效比高等突出優(yōu)點(diǎn)。1總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)的針對(duì)性調(diào)研了當(dāng)?shù)赝寥牢锢硇誀?、煙苗特性、整地方式、栽培密度、移栽?guī)范、施肥需求，使研發(fā)針對(duì)性更強(qiáng)。1.2基木功能與整體布局設(shè)計(jì)了通用底盤、專用模塊、電控機(jī)構(gòu)。采用步進(jìn)式作業(yè)，具有可 變輪距式通用底盤。創(chuàng)造性地開發(fā)了移栽-打塘一

3、體化可移動(dòng)式工作平 臺(tái)（圖1）。11101 前橋2打塘機(jī)構(gòu)3主車架4植苗機(jī)構(gòu)5后橋6把手7電控柜 8電池盒9行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)10移動(dòng)機(jī)構(gòu)11打塘-移栽驅(qū)動(dòng)電機(jī)圖1電動(dòng)移栽機(jī)樣機(jī)結(jié)構(gòu)1.2.1組成機(jī)構(gòu)。樣機(jī)主要由底盤、移動(dòng)式工作臺(tái)和控制系統(tǒng)三部 分組成。1.2.2工作原理。按下控制開關(guān)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)器向前行走，行走一 個(gè)株距距離時(shí)，行走電機(jī)停止工作，這時(shí)打塘移栽驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，驅(qū) 動(dòng)移栽機(jī)構(gòu)、打塘機(jī)構(gòu)植苗和打塘，然后打塘移栽驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止工作, 移動(dòng)機(jī)構(gòu)和打塘機(jī)構(gòu)制動(dòng)，接著行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)自動(dòng)開始工作，驅(qū)動(dòng)機(jī)器 又向前行走。機(jī)器采用每步走一個(gè)株距的距離，打塘和插苗都是在機(jī)器 停止時(shí)候進(jìn)行。作業(yè)過程：行走-停止

4、-植苗打塘。2技術(shù)實(shí)現(xiàn)2.1配套附件的研發(fā)開發(fā)了打塘移栽一體化可移動(dòng)式工作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器打塘功能, 同步很好地解決了找塘難題。2.2創(chuàng)新研發(fā)通用工作平臺(tái)、專用模塊，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能拆分各工序并設(shè)計(jì)專用模塊。通過各專用模塊，分別和通用底盤聯(lián) 接成為一個(gè)整體，具備較強(qiáng)拓展功能，延伸可完成施肥、中耕、植保等 需求。2.2.1完成了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集機(jī)的研發(fā)和制造。測(cè)定各種電機(jī)對(duì)底盤 行走的速度和精度影響，根據(jù)要求的株距，將底盤在每個(gè)株距里行走的 速度進(jìn)行不同區(qū)間改變，適應(yīng)人在田間操作，發(fā)揮最大效率。獲取了物 理參數(shù)。2.2.2通用底盤。較大范圍調(diào)節(jié)壟高和壟寬方向。能自動(dòng)沿著壟向 前進(jìn)，并在設(shè)定的農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)位置

5、進(jìn)行皿間作業(yè)。2.2.3專用模塊。由移栽和打塘模塊組成。將打塘模塊安裝在通用 底盤上。打塘模塊打好塘，換移栽模塊，利用非接觸式檢測(cè)塘的中心點(diǎn)。2.3確泄了移栽機(jī)主要技術(shù)性能指標(biāo)1）整機(jī)長x寬x高：s2.2mxl.3mx1.2m；總重量：100kgo2）移栽-打塘驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率為350w,行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率為250wo3）打塘深度15cm,直徑30cm,煙塘呈碗狀可聚水保苗。4）移栽深度015cm可調(diào)，可移栽小苗和正常煙苗。5）移栽速率0.140.17m/s,移栽生產(chǎn)率在1 028-1 200株/h范 圍內(nèi)可調(diào)。6）主要農(nóng)藝參數(shù)柔性化可調(diào)，保障煙苗無損傷。7）鋰電池（聚合物鋰電池，48v, 20ah

6、）驅(qū)動(dòng)，充電810h, 可持續(xù)工作1012ho8）適應(yīng)多數(shù)土壤類型。3實(shí)際應(yīng)用效果3.1材料與方法1）試驗(yàn)材料。品種k326,苗齡60天。2）試驗(yàn)地點(diǎn)。云南省勉雄州姚安縣棟川鎮(zhèn)仁和村。3）試驗(yàn)設(shè)計(jì)。隨機(jī)區(qū)組，2個(gè)處理、3次重復(fù)、6個(gè)小區(qū)。處理a： 移栽機(jī)移栽，1人操作和投苗，完成機(jī)械打塘、移栽、覆土；處理b： 人工移栽，4人操作，完成劃線、打塘、投苗、移栽、覆土。3.2測(cè)定指標(biāo)及方法1）打塘指標(biāo)。株距、行距、塘直徑、塘深度、塘最人橫截面積、 塘深等。2）移栽指標(biāo)。苗的倒伏率、漏苗率、重苗率、傷苗率、成活率等。3）效率指標(biāo)。作業(yè)時(shí)間、作業(yè)效率、作業(yè)成本等。3.3結(jié)果與分析 1）移栽株距、行距（表

7、1）。移栽株距、行距無顯著差異。表1移栽株距、行距處理株距(cm)行距(cm)a51. 23aa70. 96aab50. 35aa70. 59aa注：表中小寫字母表示并異顯著5=()()5)大寫字母表示是# 顯著(p=0.01 ) o下同。1.54用電戒本 機(jī)械折舊 合計(jì)(元2)(元 hm:)61s.01666. 67表2塘直徑.覽深9l.堆呈大播裁面積.移栽后壇深度處理塘直徑(cm)塘深度(cm)茅最大橫截囪積'ch)移栽后塘深度(co)a30. 6aa14. laa431. 47&a7. 46aab31.07aa15.2ba472. 34ha7. 86ba3)倒伏率.漏苗率

8、.乖苗率.傷苗率、成活率(表3) p處 理aa倒伏、傷苗”成活方面與處理b -樣.但出現(xiàn)少試漏苗申 苗。*3倒伏9u君苗睪.傷芮學(xué).成活率處理(h伏率(%)(%)(%)(%)(%)a06.673.40100b00001004)作業(yè)時(shí)間和作業(yè)效辜(*4 ) > ft業(yè)時(shí)間和作業(yè)效率存 在極顯善建畀處理a作業(yè)時(shí)何wwt25.18% . «業(yè)效車提離了 3542 勉*4作業(yè)時(shí)間和作業(yè)效率處理作業(yè)時(shí)何(h “)作業(yè)效率(hm2/h)a15. 45aa0.065aab20. 65bb0.048bb5)作業(yè)成本(表達(dá)5 j .處理a作業(yè)成本比處理b減少4&63元 aim 降幅7.2

9、9% 4討論研究表明，將打塘模塊安裝在通用底盤，打塘模塊打好塘，移栽模塊再動(dòng)作?！安竭M(jìn)式”行走，植苗時(shí)停止行走，保證煙苗垂直入土；移栽 鴨嘴和打塘頭的距離為標(biāo)準(zhǔn)株距，將苗準(zhǔn)確移栽塘心。前橋與后橋設(shè)計(jì) 輪距可調(diào)，適應(yīng)壟高、壟寬變化；靈活調(diào)節(jié)栽插深度，可移栽膜下小苗、 常規(guī)煙苗。前輪用內(nèi)八字約束，口動(dòng)隨壟轉(zhuǎn)向，不跑偏。單邊制動(dòng)轉(zhuǎn)向, 調(diào)頭半徑小，轉(zhuǎn)向和調(diào)頭容易。充電電池牽引驅(qū)動(dòng)，能源消耗和作業(yè)成 本低，無碳環(huán)保。采用輕質(zhì)材料。移栽機(jī)作業(yè)質(zhì)量均衡一致，成活率與 人工一致；作業(yè)效率是人工的5.2倍；用工量比人工下降6.75工/hm2； 綜合作業(yè)成本比人丁下降45元/hm2o5結(jié)論所研制的新型小型電動(dòng)移栽機(jī)，具備電力牽引、電器控制、自動(dòng)覆 土、智能識(shí)別塘位、自動(dòng)移栽等功能。移栽質(zhì)量良好。顯著節(jié)約用工、 減少成本、提高效率、增加效益。參考文獻(xiàn)1王兆安，楊君，劉進(jìn)軍諧波抑制和無功功率補(bǔ)償m.北京：機(jī) 械工業(yè)出版社,1998.2范瑞祥，羅安，周柯，等并聯(lián)混合型冇源電力濾波器的建模和控制策略分析j.中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2006,(12) : 55613李紅，楊善水電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)的現(xiàn)狀與發(fā)展j現(xiàn)代電子技 術(shù)，2004, 176 (9) : 8183.4唐卓堯，任震并聯(lián)型混