基本信息
- 項目名稱：
- 吸盤拋振式穴盤育苗半自動精量播種機
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 1．作品專利名稱 吸盤拋振式半自動精量穴盤育苗播種機，專利號：2007201831262。 2．應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)原理 本作品可廣泛用于各類溫棚（220伏/50赫茲電源）棉花、番茄、辣椒等作物的穴盤（72穴或128穴）育苗精量播種。 該作品采用的是負壓取種，正壓投種的技術(shù)原理。工作時，真空設(shè)備將吸種盤氣室抽成一定的負壓，使吸種盤上的每個吸嘴產(chǎn)生足夠的吸力。當(dāng)吸種盤移至拋振式種子室上方時，牽引電線鐵斷電，彈簧伸張將種子盤及其里面的種子拋向吸種盤吸嘴，處于“懸浮”狀態(tài)的種子在吸嘴負壓作用下，吸到每個吸嘴上，實現(xiàn)精量取種；移動吸種盤到穴盤上，打開卸壓閥，同時切換正氣壓，氣室內(nèi)的真空度消失，種子靠正氣壓吹入穴盤的穴孔內(nèi)，實現(xiàn)快速準確投種和清孔。 3．主要性能指標 生產(chǎn)率 ≥ 600盤/h; 合格率（%）≥95（棉花每穴1粒； 加工番茄每穴1-2粒）; 空穴率(%): ≤3; 重播率(%)：≤2; 配套動力(KW)：1.2; 工作電壓(V/HZ)：AC 220/50 4、創(chuàng)造性和先進性 （1）拋振式種子室，有效避免了種子分布不均，取種更可靠。 （2）孔式吸種盤定量取種精度高，互換性好。 （3）直滑軌機構(gòu)運動簡單，操作快捷，工作效率高。 （4）氣吸取種，氣吹投種清孔氣動系統(tǒng)，解決了吸孔堵塞難題，空穴率明顯降低。 (5）作品研究采用了理論分析、三維動態(tài)造型設(shè)計、虛擬數(shù)值模擬試驗和物理實驗等方法，整機能耗、結(jié)構(gòu)、性能更合理。 5、主要技術(shù)特點 （1）結(jié)構(gòu)簡單，使用維護簡便，造價低。 （2）效率高，性能穩(wěn)定可靠。 （3）適應(yīng)性強。
- 詳細介紹：
- 1. 作品專利名稱：吸盤拋振式半自動精量穴盤育苗播種機，專利號：2007201831262。 2．任務(wù)來源:2007年大學(xué)生訓(xùn)練研究計劃項目(項目編號：SRP0709098) ； 3．應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)原理:本作品可廣泛用于各類溫棚（220伏/50赫茲電源）棉花、番茄、辣椒等作物的穴盤（72穴或128穴）育苗精量播種。 該作品采用的是負壓取種，正壓投種的技術(shù)原理。工作時，真空設(shè)備將吸種盤氣室抽成一定的負壓，使吸種盤上的每個吸嘴產(chǎn)生足夠的吸力。當(dāng)吸種盤移至拋振式種子室上方時，牽引電線鐵斷電，彈簧伸張將種子盤及其里面的種子拋向吸種盤吸嘴，處于“懸浮”狀態(tài)的種子在吸嘴負壓作用下，吸到每個吸嘴上，實現(xiàn)精量取種；移動吸種盤到穴盤上，打開卸壓閥，同時切換正氣壓，氣室內(nèi)的真空度消失，種子靠正氣壓吹入穴盤的穴孔內(nèi)，實現(xiàn)快速準確投種和清孔。 4．主要性能指標 生產(chǎn)率 ≥ 600盤/h 合格率（%）≥95（棉花每穴1粒；加工番茄每穴1-2粒） 空穴率(%): ≤3 重播率(%)：≤2 配套動力(KW)：1.2 工作電壓(V/HZ)：AC 220/50 5. 創(chuàng)造性和先進性 （1）電銜鐵與彈簧組成的拋振式種子室，減小取種時種子間的阻滯力和吸附力，有效避免種子分布不均，取種更可靠。 （2）孔式吸嘴與板式吸種盤組成的吸種盤與傳統(tǒng)窩眼式吸種盤相比，定量取種精度高。通過更換吸種盤吸嘴可滿足水稻、番茄、辣椒、煙草、花卉、蔬菜等多作物穴盤育苗要求。 （3）采用直滑軌機構(gòu)取代傳統(tǒng)拱形或四連桿機構(gòu)，運動簡單，操作快捷，與傳統(tǒng)板式育苗播種機相比，工作效率更高。 （4）研究設(shè)計的氣動系統(tǒng)實現(xiàn)了氣吸取種，氣吹投種清孔，解決了吸孔堵塞難題，空穴率明顯降低。 （5）項目研究采用了理論分析、三維動態(tài)造型設(shè)計、虛擬數(shù)值模擬試驗和物理實驗等方法，對核心部件進行結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計，與傳統(tǒng)設(shè)計方式相比，設(shè)計所耗費的人力、物力、財力和時間減少，整機能耗、結(jié)構(gòu)、性能更合理。 6. 主要技術(shù)特點 （1）結(jié)構(gòu)簡單、操控方便靈活，使用維護簡便，造價低。 （2）效率高，性能穩(wěn)定可靠。據(jù)測定：該機生產(chǎn)率＞600盤/h,單粒率＞95%，空穴率＜3%，重播率＜2%。生產(chǎn)期間無任何機械電氣各種故障。 （3）適應(yīng)性強。該機可通過調(diào)整主要核心部件的結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)或更換零部件尺寸型號實現(xiàn)水稻、番茄、辣椒等多作物穴盤育苗精量播種要求。具體調(diào)整或更換如下：1）真空壓力可調(diào)；2）吹投清孔壓力可調(diào)；3）種子室上下形程可調(diào)；4）彈簧軟硬可換；5）吸種盤工作高度可調(diào)；6）吸種盤吸嘴尺寸型號可換。 7. 應(yīng)用及性能檢測情況 2008年初在新湖農(nóng)場進行樣機性能試驗，用戶反映良好。2008年5月參加自治區(qū)農(nóng)機新技術(shù)新機具博覽會，受到自治區(qū)領(lǐng)導(dǎo)和農(nóng)機技術(shù)人員的好評；2009年3-5月加大推廣力度，在屯河股份沙灣分公司152團3連育苗基地和145團1分場進行生產(chǎn)示范，累計播種10萬盤以上，創(chuàng)直接產(chǎn)值4萬元以上。 2009年3月通過兵團農(nóng)機性能檢測中心的質(zhì)量檢測，結(jié)果表明：1）該機方案選擇合理,取種精準可靠，投種清空迅速徹底,作業(yè)效率高。2）在3名工作人員的輔助下，該機生產(chǎn)率＞600盤/h,單粒率＞95%，空穴率＜3%，重播率＜2%。完全滿足棉花、番茄等作物育苗精量播種的技術(shù)要求。 8. 存在問題及建議 存在問題：生產(chǎn)操作時仍需多名操作員負責(zé)上盤、覆土、鎮(zhèn)壓、噴淋、下盤等工序，尚未實現(xiàn)育苗生產(chǎn)機械化。 建議：完善育苗裝置的各項功能，研究開發(fā)全自動育苗精量播種裝備。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 1、目的 替代穴盤育苗人工播種，實現(xiàn)機械化精量播種，提高生產(chǎn)效率，降低勞動強度。 2、基本思路 （1）利用氣泵工作原理，實現(xiàn)負壓吸附力取種，正向壓力投種清孔。（2）價格低，性能好，效率高，且適應(yīng)不同作物種子的精量播種。（3）將板式播種機吸盤和針式播種機的吸嘴組合裝配，提高機具的工作效率和取種精度（4）針對板式播種機吸種盤拱形移動軌跡長，運動不靈活，影響作業(yè)效率，提出吸種盤水平移動，種子室配合吸種盤上下運動的新思路。（5）適應(yīng)基層條件差、規(guī)模小的個體農(nóng)戶需求，電源應(yīng)采用220v/50赫茲。 3、創(chuàng)新點 （1）電銜鐵與彈簧組成的拋振式種子室，有效避免種子分布不均，取種更可靠。（2）吸孔式吸種盤，定量取種精度高。通過更換吸孔可滿足不同作物播種要求。（3）采用直滑軌機構(gòu)取代傳統(tǒng)拱形或四連桿機構(gòu)，運動簡單，操作快捷。（4）氣吸取種和氣吹投種清孔系統(tǒng)解決了吸孔堵塞難題，空穴率明顯降低。 4、技術(shù)關(guān)鍵 （1）氣動核心件結(jié)構(gòu)及工作參數(shù)的優(yōu)化及其性能調(diào)試，系統(tǒng)解決小粒種子精量取種和吸嘴孔徑吸附堵塞等問題。（2）吸盤、吸嘴等核心工作件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與加工，滿足不同作物種子的定量取種。 5、主要技術(shù)指標 生產(chǎn)率 ≥ 600盤/h；合格率（%）≥95（棉花每穴1粒；加工番茄每穴1-2粒）；空穴率(%): ≤3；重播率(%)：≤2；配套動力(KW)：1.2；工作電壓(V/HZ)：AC 220/50。
科學(xué)性、先進性
- 目前國內(nèi)應(yīng)用最普遍的是板式穴盤育苗播種機，其技術(shù)特征為:1）吸種盤采用窩眼（孔）式，2）吸種盤運動機構(gòu)?采用四連桿機構(gòu)或拱形滑軌機構(gòu)，3）種子室振動為激振式。 本作品的科學(xué)性和先進性如下：1）依據(jù)針式播種機取種精度高和板式播種機結(jié)構(gòu)簡單的特點，研究開發(fā)了嘴式吸種盤，將吸嘴與吸種盤有機組合，并應(yīng)用CFD軟件對真空吸種盤流場均勻性、吸嘴吸附性等進行了虛擬數(shù)值模擬試驗研究，優(yōu)化了真空吸種盤和定量吸嘴結(jié)構(gòu)，提高了吸種盤取種精度，解決了傳統(tǒng)吸種盤排種器互換性和通用性差問題，實現(xiàn)了一機多用的功能。2）研究開發(fā)了電銜鐵-彈簧-種子室組成的拋振式種子室，取代傳統(tǒng)電磁振動式種子室，實現(xiàn)吸種盤吸嘴取種瞬間將種子拋起處于懸浮狀態(tài)，提高了吸嘴取種的可靠性。3）設(shè)計了氣吹投種清堵控制系統(tǒng)，避免因吸嘴堵塞漏取種，同時實現(xiàn)快速精確投種，為提高生產(chǎn)效率和降低空穴率創(chuàng)造條件。4）直滑軌機構(gòu)與傳統(tǒng)拱形或四連桿機構(gòu)相比，運動簡單，操作快捷。5）結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，使用維護轉(zhuǎn)移方便。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 1、2008年10月在全國第三屆“機械創(chuàng)新設(shè)計科技作品大賽”兵團賽區(qū)獲一等獎； 2、2009年5月大學(xué)舉辦的第十一屆大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”決賽獲第一名； 3、2009年在全國第十一屆大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”新疆賽區(qū)獲一等獎； 4、2008年11月12日獲得專利批準； 5、兵團農(nóng)機檢測中心測定：本作品（專利號：200720183126.2）生產(chǎn)率＞600盤/h,合格率＞95%（棉花1穴1粒，番茄等小種子1-2粒），空穴率＜3%，重播率＜2%，播種性能穩(wěn)定可靠，達到國內(nèi)先進水平。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 一次性轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品 、圖紙 、磁盤 、圖片、錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 1、使用說明 吸種盤水平移動前，應(yīng)接通電源，按下啟動開關(guān)，啟動風(fēng)機。 2、主要技術(shù)特點 （1）結(jié)構(gòu)簡單、使用維護方便，造價低。（2）效率高，性能穩(wěn)定可靠。（3）適應(yīng)性強。該機可通過調(diào)整或更換核心部件的結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)滿足不同作物精量播種要求。具體如下：1）真空壓力可調(diào)；2）吹投清孔壓力可調(diào)；3）種子室上下形程可調(diào)；4）彈簧軟硬可換；5）吸種盤工作高度可調(diào)；6）吸種盤吸嘴尺寸型號可換。 3、適應(yīng)范圍 可廣泛用于各類溫棚（220伏/50赫茲電源）棉花、番茄、辣椒等作物的穴盤（72穴或128穴）育苗精量播種。 4、前景效益分析 本作品是育苗移栽的核心技術(shù)裝備。以棉花育苗為例，每臺播種機每天可播種4.8萬盤，如每盤0.4元，則每臺播種機1天可創(chuàng)產(chǎn)值0.2萬元。為保證新疆棉花、番茄、辣椒等作物育苗移栽，每年需播種機3000臺以上，市場空間廣闊。如本作品在全國棉花、甜菜、番茄、辣椒等作物上得到運用推廣，效益更加顯著。本作品對環(huán)境與資源無危害。
同類課題研究水平概述
- 隨著我國經(jīng)濟發(fā)展，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟模式及種植結(jié)構(gòu)都有較大調(diào)整，綠化苗木、園林花卉等產(chǎn)業(yè)開始出現(xiàn)統(tǒng)一供種、統(tǒng)一育秧的模式，最終將實現(xiàn)種苗的工廠化生產(chǎn)、商品化供應(yīng)。我國實現(xiàn)工廠化育苗播種主要有兩種基本途徑：1）通過購買國外整套自動化流水線或者單一播種設(shè)備；2）依靠人工點播或撒播。 工廠化育苗技術(shù)及其裝備是育苗移栽技術(shù)的重要組成部分，在發(fā)達國家己經(jīng)比較成熟(主要為蔬菜和花卉的穴盤育苗而設(shè)計)，如美國、荷蘭、日本、韓國等。其工廠化育苗技術(shù)及其設(shè)備較為成熟先進，機型多、功能全，自動化程度高。但多為復(fù)合一體機，價格昂貴，難于為廣大農(nóng)民所接受。國內(nèi)工廠化育苗技術(shù)起步較晚，多為仿制國外機型。 國內(nèi)外的溫室育苗精密播種機按其結(jié)構(gòu)形式可分為針管式播種機、板式播種機和滾筒式播種機：按自動化程度可分為手動、半自動和全自動播種機。手動播種機有點播機、手持振動式播種機；半自動播種機有手持管式播種機、板式播種機：全自動播種機有針式精量播種機、滾筒式播種機。針式播種機播種精度雖較高，但速度慢、效率低，100～200盤/小時，針頭對種子有傷害；滾筒式播種速度較快，可達800-1200盤／h，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在高速作業(yè)時漏播率較高；板式播種機結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，價格低，但播種速度低于120-150盤／h，且取種精度低、空穴率較高。 目前國內(nèi)外應(yīng)用最普遍的是板式穴盤育苗播種機，如2006年新疆兵團棉花育苗試點單位使用了重慶北卡農(nóng)業(yè)公司生產(chǎn)的“半自動精量播種機”。其技術(shù)特征為：1）吸種盤一般采用窩眼（孔）式，即在吸種板上直接壓制凸形窩孔。這種結(jié)構(gòu)的吸種盤吸附能力較弱，定量取種精度差；2）吸種盤運動機構(gòu)?采用四連桿機構(gòu)或拱形滑軌機構(gòu)，工作臺與種子室不在一個平面上。工作時，先在低位的種子室取種，拉動吸種盤水平向上移動到高位（工作臺上方）投種，工作軌跡呈拱弧形，運動行程周期長，工人操作不便，作業(yè)效率低；3）種子室??振動為激振式，即固定的種子室與電磁振動器相連，通過一定頻率的振動器振動使種子室內(nèi)的種子沸騰。研究表明：連續(xù)振動下種子會向種子室中心聚集，使種子室內(nèi)種子分布不均勻，易造成吸種盤邊角處漏吸；4）整機固定安裝不能任意移動、搬遷。
