張 芳

（淄博職業(yè)學(xué)院機電工程學(xué)院，山東 淄博 255000）

我國大蒜資源豐富，是世界上最大種蒜國，但是由于蒜瓣的不規(guī)則外型且要求每個種穴只有單粒蒜瓣及種植后蒜尖朝上的問題，故大蒜的種植都采用人工種植，勞動強度大，效率低，農(nóng)民越來越需要大蒜種植的機械化與自動化，因此開發(fā)大蒜種植機械也越來越迫切。

國外的大蒜種植機以美國、意大利、韓國為代輕表，特點是開溝之后散播，實現(xiàn)大面積機械種植，基本可實現(xiàn)單粒排種。但控制不了蒜瓣種植后的蒜尖朝上問題。

國內(nèi)也正在研究大蒜種植機蒜瓣的單粒排種及蒜瓣種植后的定向問題。具有代表性的是我國農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院及有關(guān)單位聯(lián)合研制開發(fā)的自走式五行大蒜種植機，采用轉(zhuǎn)勺式排種、螺旋管式定向裝置，先打孔后投蒜的異步種植方式，特點是可實現(xiàn)種植時的自動喂料。雖取得了一些成果，但也存在一定的問題，影響大蒜的種植質(zhì)量與效率，需要進(jìn)一步改進(jìn)和完善。

1 總體設(shè)計方案

機器運行過程中，拖拉機的動力傳遞到槽輪機構(gòu)，再通過皮帶或鏈輪機構(gòu)，傳遞給大蒜取種機構(gòu)，排種機構(gòu)通過非平行式取蒜爪取出蒜種箱中的蒜種，落入矯正漏斗。矯正器壓片通過凸輪機構(gòu)傳遞動力對蒜種前端進(jìn)行壓緊，然后另一凸輪機構(gòu)控制的矯正漏斗下部打開，此時蒜種根部會低于芽端位置，然后第一凸輪機構(gòu)繼續(xù)轉(zhuǎn)動，矯正器壓片抬起，蒜種根部朝下平穩(wěn)的落入接蒜漏斗，第二凸輪機構(gòu)下部連接桿上的彈簧通過彈力，使漏斗再閉合，通過管道落入種植機構(gòu)，種植機構(gòu)頂部帶有凸輪機構(gòu)可以將連接種植斗的管道和種植爪都同時壓入土里，種植爪內(nèi)有彈簧，當(dāng)離開種植管道外面的圓筒后，種植斗內(nèi)的彈簧會使種植斗打開，使得蒜種直立平穩(wěn)的落入土壤中，而后靠種植管道和圓筒之間的凸輪和彈簧機構(gòu)，使種植管道和種植斗回到初始位置。如圖1所示。

圖1 總體設(shè)計方案

2 主要零部件設(shè)計及功能

2.1 機器間歇和種植部分的分步作業(yè)

該大蒜種植機在原有手扶拖拉機的動力源的基礎(chǔ)上加入了2個槽輪機構(gòu)，撥桿繞軸心旋轉(zhuǎn)180°，兩槽輪各轉(zhuǎn)90°，實現(xiàn)了機器行進(jìn)中的間歇和種植部分的分步作業(yè)，如圖2所示。

2.2 單粒取蒜裝置

通過帶輪（或鏈輪）傳動，取蒜勺沿傳送帶運動，實現(xiàn)從蒜種箱中取蒜，由于兩滾輪的中心連線與蒜種箱側(cè)壁成一定角度，并不平行，所以可以實現(xiàn)每次只取單粒蒜，多余蒜種會在傳送帶上升運動中滾落。如圖3所示。

圖2 槽輪機構(gòu)

圖3 取蒜裝置

2.3 蒜頭矯正機構(gòu)

如何實現(xiàn)蒜種的頭部朝下，根尖部位朝上，是本文研究的重點，我們設(shè)計了以下機構(gòu)，第一種情況如果蒜尖朝下，矯正器壓片通過凸輪機構(gòu)傳遞動力對蒜種前端進(jìn)行壓緊，然后另一凸輪機構(gòu)控制的矯正漏斗下部打開，此時蒜種根部會低于芽端位置，然后第一凸輪機構(gòu)繼續(xù)轉(zhuǎn)動，矯正器壓片抬起，蒜種根部朝下平穩(wěn)的落入接蒜漏斗；如果滑入矯正漏斗的原本就是大端朝下，那壓桿和矯正器壓片將不會對他們起作用，當(dāng)動漏矯正漏斗下部打開時，還是大端朝下落下，保證了蒜芽的朝向。

圖4 蒜瓣矯正機構(gòu)

圖5 插蒜機構(gòu)

2.4 開合播種機構(gòu)

種植機構(gòu)頂部帶有凸輪機構(gòu)可以將連接種植斗的管道和種植爪都同時壓入土里，種植爪內(nèi)有彈簧，當(dāng)離開種植管道外面的圓筒后，種植斗內(nèi)的彈簧會使分瓣種植斗打開，使得蒜種直立平穩(wěn)的落入土壤中，而后靠種植管道和圓筒之間的凸輪和彈簧機構(gòu)使種植管道和種植斗回到初始位置。

3 創(chuàng)新點

（1）利用非平衡取蒜爪和蒜箱的不平行配合，保證單粒取種，解決了單粒種植的要求。

（2）利用矯正器漏斗與矯正器壓片的間隙分步配合，能使種子平穩(wěn)地保持根尖向上掉落到種植管道內(nèi)。

（3）傳送過程中和種植時保持直立插入到土壤中，極大地提高了蒜瓣的發(fā)芽率和栽種質(zhì)量。

（4）開穴的同時放入蒜種，極大的提高了效率，還保證了發(fā)芽率。

4 應(yīng)用前景

到目前為止，我國大蒜定向播種的專利有十幾項，但還沒有成熟的、能夠推廣應(yīng)用的大蒜播種機械，仍然依靠傳統(tǒng)的人工方式進(jìn)行種植，即先開溝，芽朝上直立插于溝中，強度大，效率低，影響了大蒜生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。該設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)單粒取蒜、直立播種、播深穩(wěn)定、播種效率高，降低成本、降低勞動強度、增加農(nóng)民收入。