花生自动断膜式电控播种机的设计与试验

河北唐山市丰南区农业农村局

□ 王翠娇

唐山市花生种植历史悠久。从上世纪八十年代初期开始，花生覆膜播种技术从人工覆膜、畜力半机械作业到花生全程机械化作业，发生了翻天覆的变化。进入新世纪后，唐山市花生播种机生产企业有10家之多，市场竞争异常激烈，也推进了花生播种技术的进步。花生自动断膜式电控播种机的研发与试验推广，就是其中一例。

一、研发背景

现阶段，花生播种机均与拖拉机配套使用。拖拉机提供牵引动力，同时利用拖拉机自身悬挂升降系统实现抬起和放下播种机，但是，在播种机转向或收起播种机播种覆膜作业后，均需人工切断地膜，存在一定技术“漏洞”。

1.机身较宽。花生播种过程有换行作业时，因播种机肥箱、种箱里有肥有种，不能抬起过高或过低，抬起过高与拖拉机相连的悬挂点（或机架）因受重力过大易发生机具损坏，抬起过低因有驱动地轮易刮、蹭作业好的地块造成返工，且在较窄地块因机身较宽不易掉头。

2.传动结构较复杂。现有花生播种机施肥、播种机构，其动力由驱动地轮提供，驱动地轮沿花生垄两侧垄沟行走，同时由动力传输机构将动力传输到施肥器、播种器，完成施肥、播种过程。

3.施肥、播种人工监控。花生播种机在作业过程，需辅助作业人员实时监控播种机的播种、施肥情况，防止空施肥、施种或施肥、播种系统堵塞，出现漏施、漏播现象。

4.人工断膜。作业结束后需辅助人员将花生地膜切断，如果机手与辅助人员配合不当容易造成农机事故或损坏播种好的花生地。

在上述背景下，有了花生自动断膜式电控播种机技术的形成。该机型在花生播种时，播种机肥、种排放器的机械动力改为电机动力；增加肥、种排放电子监控设备，增加自动断膜设备，既缩短机身宽度方便掉头，又实现了智能化控制施肥，在播种的同时实现了机械化自动断膜，减少了人工，保障了人员安全，使用更方便，结构更紧凑。

二、机械和逻辑结构

如图1、图2，该机机械结构包含：肥箱1，上部悬挂点2，传动轴3，圆盘式肥犁4，起垄器5，圆盘式种犁6，机架8，覆土压花辊9，切边器10，喷雾嘴11，地膜铺放架12，压膜器13，分土埋膜器14，膜上覆土器15，滴灌带铺放架16，药筒17，电动药泵18，种箱19，排种器20，清土器21，排肥器24，镇压式断膜器25，编码器26，播种监控传感器27，控肥电机28，控种电机29，控制器30，排肥监控传感器31，断膜器安装座32，切膜器安装柄33，切膜器上下调整支架34，充气镇压地轮35，切膜刀支架36，钉膜刀37，断膜刀38，镇压轮轴38，地轮轴39，下部悬挂轴40，连接轴41。

图1 花生自动断膜式电控播种机上部结构

该机逻辑结构，机架8上面设有肥料箱1，机架8的底部设有对称布置的两个圆盘式肥犁4，肥料箱1的施肥管位于两个圆盘式肥犁之间，肥料箱1后方的机架上设有种箱19，机架8底部设有对称布置的两个圆盘式种犁6，种箱19的播种管位于两个圆盘式种犁6之间，种箱19的播种管后面设有覆土压花辊9，种箱19后方的机架上设有药箱17和电动药泵18，机架8底部设有对称布置的两个喷药嘴11，药箱17及电动药泵18与两个喷药嘴11连接；药箱17后方的机架上设有滴灌带铺放架；所述喷药嘴11的后方设置地膜铺放架12，喷药嘴下方设有切边器10；所述滴灌带铺放架置于地膜铺放架12前方；地膜铺放架12后方左右分别布置压膜辊13，两个压膜辊13之间设置切膜机构。

三、播种原理

作业原理，机架前方上部悬挂点与拖拉机对应悬挂点连接，左右两个下部悬挂轴分别与拖拉机对应的悬挂升降系统挂点连接；通过编码进行肥量设置和种量设置；将水与药配比好后放入药箱；调试电动药泵；将滴灌盘整盘放入滴灌带铺放架上，将整卷地膜装入地膜铺放架，地膜压住滴灌带，压膜器压在地膜上；由拖拉机牵引播种机在事先旋耕好的地块进行播种作业，或播种机加挂在拖拉机配合好的旋耕机后方完成播种作业。

作业过程中，首先由起垄器完成起垄作业；后由控肥电机和控种电机将动力传输给排肥器与排种器；排肥器与施肥管之间安装排肥监控传感器监控施肥量，排种器与播种管之间安装排种监控传感器监控播种量；同时圆盘式肥犁开沟施肥作业，圆盘式种犁开沟播种作业；然后由覆土压花辊完成覆土镇压作业；再后来由药筒、电动药泵和喷雾嘴进行喷药作业；同时由切边器完成垄型切边作业；滴灌带铺放架和地膜铺放架完成滴灌与覆膜作业；最后由压膜辊压膜，分土埋膜器分土埋膜，膜上覆土器进行膜上覆土；整个作业过程中，切膜机构跟随播种机行走，钉膜刀和断膜刀始终抬起，离开地面。

作业结束后，利用拖拉机自身的悬挂升降系统向上抬起播种机，机架升高10厘米，固定在机架后部的切膜器安装柄随之抬高，切膜器上下调整支架及连接轴也升高，由于杠杆机构的作用，切膜刀支架连接轴连接的一端抬起，切膜刀支架另一端的钉膜刀和断膜刀落下，钉膜刀按住地膜，断膜刀下自动切断地膜；断膜后，通过拖拉机自身的悬挂升降系统回到正常的动输高度使断膜刀抬起，离开地面。断膜刀泥土覆盖在地膜上，防止切断后的地膜被风吹起。

四、实地试验

在试验前，将拖拉机与播种机悬挂点挂接，通过药箱侧下方的编码器进行肥量设置、种量设置；将水与药配比好后放入药箱；调试电动药泵；将滴灌盘整盘放入滴灌带支架上，滴灌带一头超过地膜支架，且让整卷地膜压住滴灌带一头尺余；将整卷地膜装入地膜支架，并将一头压在压膜器下。

所有准备工作完成后，由拖拉机牵引在事先旋耕好的地块（或将花生播种机加挂在拖拉机配合好的旋耕后方）完成播种作业。作业过程中，首先由起垄器完成起垄作业；后由播种机控肥电机、控种电机将动力传输排肥器与排种器，排肥器与施肥管之间安装排肥监控传感器，排种器与播种管之间安装排种监控传感器，同时圆盘式肥犁开沟施肥作业，圆盘式种犁开沟播种作业；由覆土压花辊完成覆土振压作业，接着喷药设备（药筒、电动药泵、喷雾嘴）进行喷药作业，同时由垄型切边器完成垄型切边作业，滴灌设备、地膜设备完成滴灌与覆膜作业；最后由压膜辊压膜，分土埋膜器分土、埋膜，膜上覆土器进行膜上覆土。

如果土壤墒情较高，为了防止土壤粘膜上覆土器，由清土器完成膜上覆土器的清土工作保障作业效果。作业结束后，由镇压式断膜器进行自动断膜作业，同时断膜刀带起的土与膜上覆土器上的余土自由下落将所覆地膜口压好。

五、效益情况

试验推广表明，该机效果效益明显。一是降低成本，常规播种机作业费85元/亩（作业辅助人员工资150元/天），该机一亩地70元，无需作业辅助人员，每亩可省作业费15元；该机作业比常规花生种植技术省油65%，每亩可省油0.6升。二是作业效率高，一次性可完成起垄、施肥、播种、喷药、铺滴灌管、铺膜、覆上、镇压、膜上压土、自断膜等多项作业，减少机具入地次数，提高效率50%以上。三是节水性能好，特别对沙壤土或旱田地块，该机播种机作业能够节省水资源，尤其是在水源不足时可保障花生产量。四是防上漏种、肥，新增肥、种排放电子监控设备，能够确保播种效率。