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穴盘育苗技术是20世纪欧美国家发明的一项设施栽培技术,它具有防灾害、保护根系、不受季节限制等优点,是蔬菜获得早熟、高产、优产的重要保障。育苗是蔬菜生产的一个重要环节,所以性能可靠的育苗播种机也成为了必要装备。国外对育苗播种装备的研究较早,经过不断的发展,技术已经达到一个相对成熟的阶段;而国内的研究则起步较晚,与国外的先进机械化播种相比,还有一定的差距。甚至还有许多育苗工厂和农户采用传统的育苗播种方式,由人工来点播种子,这样播种的位置参差不齐,并且生产效率低下,增加人工成本。由于进口育苗播种设备和国内现有的自动型育苗播种机价格比较高,普通的育苗生产基地和农户难以承受这较高的价格。所以,发展小型、轻便的手动育苗播种机便成为当务之急。
手动播种机结构及工作原理
如图1所示,为手动播种机结构的三维示意图,播种机构主要由底板、导轨、支撑板、播种调节片、吸种调节片、种盘及种盘固定架、吸种管及吸种针、振动器、角钢和调节螺杆组成。支撑板固定在底板上,吸种调节片和播种调节片可以沿着支撑板上的U型槽上下滑动,以调节吸种和播种的高度。吸种所用的负压由真空发生器产生,振动器在正压力的作用下产生振动,气源均由空气压缩机提供。
开始作业前,先根据吸种高度和播种深度将吸种、播种调节片调到一个合适的高度。工作时,首先将装满基质并完成压穴的穴盘放到底板两导轨之间,开启气源阀门,振动器振动带动种子产生振动,以减小种子之间的摩擦力,提高吸种成功率:同时,真空发生器也开始工作,吸种管内部形成负压。将吸种管放在吸种调节片上,大约经过1s,在负压及振动作用下,种子被吸附在吸种针上。再将吸种管提起放在播种调节片上,将吸种针按顺序置于每个穴孔的上方,此时按下换向阀按钮,切断真空发生器的压力供给,使吸种管内部负压消失;此时,压力进入吹种气路,经过减压阀减到一个较小的压力,进入吸种管,将吸附的种子吹入穴孔里。这样完成穴盘一排的播种,重复相同的动作,完成整穴盘的播种,并且可以继续连续作业。
播种机关键部件的设计气路的设计
如图2所示,为手动播种机的气动原理图。吸附种子需要负压,而振动器是在正压力的作用下产生振动,所以利用真空发生器来产生负压,这样可以采用统一正压气源,气源则选择空气压缩机。由于空气压缩机产生的气压能够达到0.85MPa,而振动器所需气压较小,为了防止振动器振幅过大,使种子溢出种盘,所以在振动气路中加入减压阀来降低气压,让种子在一个合适的范围内振动。种子被吸附在吸种针上时,由于某些种子表面粗糙。有时会使种子卡在吸种针内,在切断负压之后,种子不能依靠自身重力下落,仍然会附着在吸种针上,所以针对这种情况,在气路中加入了吹种的功能,但是如果吹种气压过大,种子以及穴孔中的基质会被从穴盘里吹出,有必要加入一个减压阀,降低压力,避免上述情况的发生。真空发生器和吹种的作用对象均为吸种管,并且吸种和吹种只有一个功能作用,则将两个气路合并到一起,通过电磁阀的换向来实现两个功能的切换,达到简化气路的要求。
种盘的 设计及固定调节
由于种子在作业过程中需要振动,为了避免造成种子的浪费和重播,种盘采用深V槽型的设计,以更好地防止振幅过大种子跳出种盘。
试验证明,如果将振动器直接固定在种盘上,会出现种子振动不均匀的现象,并且振动比较剧烈,经常会造成较多的重播和漏播。所以,在设计中加入了种盘固定架,将种盘和振动器固定在其上,这样通过种盘固定架将振动传递给种盘,避免了振动不均匀的现象,减小了振动,提高了播种的单粒率。如图3所示。
由于在制造和安装过程中会存在误差,若将固定架直接固定在两侧的支撑板上,会导致种盘的倾斜,这样同样会出现种子振动不均匀的现象。为了解决这一问题,在设计过程中利用角钢和螺纹杆悬吊种盘固定架的横梁,这样可以利用螺纹杆和紧定螺母来调节左右的高度,最终使种盘在一个高度的水平面上,消除了制造和安装过程中的误差。如图4所示。
结束语
手动育苗的播种机的研制,不仅提高了工作效率,节约了人工成本,还提高了机械化程度,达到了精准播种。但是我们与国外的先进技术相比相差还很多,还有很多缺点,例如动力的消耗过大,自动化程度比较低等。这也正是我们继续进步的动力,促使我们研究出更加智能的育苗设备。
京郊设施农业快速发展需要配套操作简单,性能可靠的半自动播种机,一方面极大的降低劳动强度,提高播种效率,同时成本较低,维护方便,也满足播种精度的要求。北京果蔬创新团队设施设备功能室经过调研分析,设计改进了相关的关键技术,经过试验表明,本文介绍的手动播种机能够满足推广示范的要求,具有较好的性能。
手动播种机结构及工作原理
如图1所示,为手动播种机结构的三维示意图,播种机构主要由底板、导轨、支撑板、播种调节片、吸种调节片、种盘及种盘固定架、吸种管及吸种针、振动器、角钢和调节螺杆组成。支撑板固定在底板上,吸种调节片和播种调节片可以沿着支撑板上的U型槽上下滑动,以调节吸种和播种的高度。吸种所用的负压由真空发生器产生,振动器在正压力的作用下产生振动,气源均由空气压缩机提供。

开始作业前,先根据吸种高度和播种深度将吸种、播种调节片调到一个合适的高度。工作时,首先将装满基质并完成压穴的穴盘放到底板两导轨之间,开启气源阀门,振动器振动带动种子产生振动,以减小种子之间的摩擦力,提高吸种成功率:同时,真空发生器也开始工作,吸种管内部形成负压。将吸种管放在吸种调节片上,大约经过1s,在负压及振动作用下,种子被吸附在吸种针上。再将吸种管提起放在播种调节片上,将吸种针按顺序置于每个穴孔的上方,此时按下换向阀按钮,切断真空发生器的压力供给,使吸种管内部负压消失;此时,压力进入吹种气路,经过减压阀减到一个较小的压力,进入吸种管,将吸附的种子吹入穴孔里。这样完成穴盘一排的播种,重复相同的动作,完成整穴盘的播种,并且可以继续连续作业。
播种机关键部件的设计气路的设计
如图2所示,为手动播种机的气动原理图。吸附种子需要负压,而振动器是在正压力的作用下产生振动,所以利用真空发生器来产生负压,这样可以采用统一正压气源,气源则选择空气压缩机。由于空气压缩机产生的气压能够达到0.85MPa,而振动器所需气压较小,为了防止振动器振幅过大,使种子溢出种盘,所以在振动气路中加入减压阀来降低气压,让种子在一个合适的范围内振动。种子被吸附在吸种针上时,由于某些种子表面粗糙。有时会使种子卡在吸种针内,在切断负压之后,种子不能依靠自身重力下落,仍然会附着在吸种针上,所以针对这种情况,在气路中加入了吹种的功能,但是如果吹种气压过大,种子以及穴孔中的基质会被从穴盘里吹出,有必要加入一个减压阀,降低压力,避免上述情况的发生。真空发生器和吹种的作用对象均为吸种管,并且吸种和吹种只有一个功能作用,则将两个气路合并到一起,通过电磁阀的换向来实现两个功能的切换,达到简化气路的要求。
种盘的 设计及固定调节
由于种子在作业过程中需要振动,为了避免造成种子的浪费和重播,种盘采用深V槽型的设计,以更好地防止振幅过大种子跳出种盘。
试验证明,如果将振动器直接固定在种盘上,会出现种子振动不均匀的现象,并且振动比较剧烈,经常会造成较多的重播和漏播。所以,在设计中加入了种盘固定架,将种盘和振动器固定在其上,这样通过种盘固定架将振动传递给种盘,避免了振动不均匀的现象,减小了振动,提高了播种的单粒率。如图3所示。
由于在制造和安装过程中会存在误差,若将固定架直接固定在两侧的支撑板上,会导致种盘的倾斜,这样同样会出现种子振动不均匀的现象。为了解决这一问题,在设计过程中利用角钢和螺纹杆悬吊种盘固定架的横梁,这样可以利用螺纹杆和紧定螺母来调节左右的高度,最终使种盘在一个高度的水平面上,消除了制造和安装过程中的误差。如图4所示。
结束语
手动育苗的播种机的研制,不仅提高了工作效率,节约了人工成本,还提高了机械化程度,达到了精准播种。但是我们与国外的先进技术相比相差还很多,还有很多缺点,例如动力的消耗过大,自动化程度比较低等。这也正是我们继续进步的动力,促使我们研究出更加智能的育苗设备。
京郊设施农业快速发展需要配套操作简单,性能可靠的半自动播种机,一方面极大的降低劳动强度,提高播种效率,同时成本较低,维护方便,也满足播种精度的要求。北京果蔬创新团队设施设备功能室经过调研分析,设计改进了相关的关键技术,经过试验表明,本文介绍的手动播种机能够满足推广示范的要求,具有较好的性能。