刘艳艳 纪鸿波
近年来,在稻、麦两熟制种植地区,常规的种植方式普遍存在着水稻收获期推迟、小麦种植时间较晚的问题,大多数小麦种植错过最佳播种期,严重影响了小麦高产栽培技术的推广应用。为了抢抓小麦种植农时,目前已有相当一部分地区采取了稻田套种小麦的种植方式,但一般都是人工撒播。由于稻田人工撒麦作业条件差,播种量、作业幅宽和人员行走速度都无法控制,从而出现了稻田撒麦不均匀的问题,造成小麦出苗均匀性差,直接影响到小麦产量。为此,研究开发一种电动撒播机,可以提高稻田撒播小麦的均匀性,减轻劳动强度,提高作业效率,增加小麦种植产量。
电动小麦撒播机主要由种子箱、电池、电动机、传动装置、排种器、排种调整装置、撒种装置和电气控制系统等部分组成(见图 1)。电池采用12V电压,可用220 V电源充电,充足一次电可供撒播机作业8 h左右。电动机采用变速低压电机,电机功率为25 W,通过控制线路转变为无级变速,转速在500~1 300 r/min之间可调。排种量采用轴向手轮控制,通过调整排种轮有效工作长度,播种量可在150~450 kg/hm2之间调整。
如图 1所示,在塑料种子箱下部安装了电压为12 V的电池及微型变速电机与塑料排种盒,电机轴上连接了齿形尼龙质小皮带轮、同步皮带、齿形尼龙质大皮带轮和立轴,立轴下端连接了下轴承、圆形罩板和圆弧形甩盘,立轴上端连接了尼龙质小锥齿轮和尼龙质大锥齿轮,大锥齿轮连接着排种轴,排种轴上连接着播量调节手轮、塑料排种盒和塑料外槽轮式排种轮,排种盒下部连接了塑料锥形排种接口。
图 1 电动撒播机结构示意图
当按下电源开关后,电动机开始转动,电动机上小皮带轮通过同步皮带驱动大皮带轮和立轴转动,立轴下面驱动甩盘转动,同时驱动小锥齿轮转动,通过小锥齿轮带动大锥齿轮转动,大锥齿轮驱动排种轴转动,排种轴带动排种轮转动,在排种轮转动作用下,种子通过排种盒流到排种接口,然后再流到甩盘上。在高速运转过程中,甩盘上的螺旋叶片将种子均匀抛出,抛种宽幅可达8 m左右,通过调整电机转速,可改变抛撒宽度和播种量。
由于电动撒播机是由人背着在水稻田间作业的,所以在电动撒播机技术方案中,对撒播机的零部件设计尽量选取重量轻的材料和部件。如种子箱材料采用工程塑料,电动机采用微型变速电机,电池采用低压电瓶,皮带轮和齿轮采用尼龙材料,从而大大降低了撒播机的制造重量,种子箱装满种子时,整机控制在15 kg之内,基本能满足一个普通劳动力的背负作业要求。
电动撒播机的播种量调整主要是通过调整排种轮的有效工作长度来实现的,通过调节手轮将排种轮在排种盒中拉出或推进,可改变排种轮在排种盒内的工作长度,从而实现增加或减少排种量的大小。按照操作人员的一般前进速度作业,排种量可调整到符合当地农艺要求。
采用电动撒播机作业,当播种量调整时,操作人员根据田间作业条件,有规律地控制行走速度,排种器可将适量的种子均匀排出,并送至甩盘上,高速运转的甩盘将种子均匀撒到一定幅宽的水稻田间,从而提高了小麦种子撒播的均匀性。
电动撒播机在作业时,通过一组皮带轮和同步皮带,电动机驱动立轴转动,立轴的下面直接驱动甩盘转动,将小麦种子均匀撒出。立轴的上面通过一组尼龙锥齿轮驱动排种轴转动,带动排种轮转动,可将种子箱的种子均匀排出。当电机转速提高时,排种轮转速同步提高,排种量随之增大;同时甩盘转速同步提高,撒种幅宽随之增大。从而实现了排种、播种量、撒种转速及作业幅宽同步运行。
在使用电动撒播机作业时,操作人员不需人工撒种,只需背负着撒播机在水稻田间行走,行走的速度可比人工撒种提高一倍。按每小时田间撒播行走1 500 m来计算,作业幅宽为8 m,每小时可作业1.2 hm2,比人工水稻田间撒播小麦提高效率一倍。
电动小麦撒播机结构简单、重量轻、作业效率高、撒播均匀。研究开发电动小麦撒播机,有利于促进全省稻套麦机械化栽培技术的发展,有利于农业增产、农民增收。