插秧機

插秧機

插秧機是將稻苗植入稻田中的一種農業機械。進行種植時,首先以機械爪從苗床中取出數株稻苗植入田中的泥土,為了保持對苗床與地面的角度為直角,機械爪的前端移動時必須採取橢圓形的動作曲線。動作是靠著鏇轉式或變形齒輪的行星機構來完成,前進的引擎同時可以帶動這些動作機械。插秧機在泥土上行進必須有止滑的車輪及浮行設計。插苗若是成片,則是從特定的秧苗箱中取出稻苗,再以機械方式種植。

基本信息

基本參數

發展歷史

中國傳統的插秧工具──秧馬和蒔扶,已有近千年的使用歷史。宋代蘇軾曾作“秧馬歌”,敘說了湖北農民使用秧馬的情景。使用蒔扶可以代替手工分秧,並將秧苗梳入泥中定植,直至20世紀50年代,某些地區仍在使用。中國水稻插秧機的研製工作始於1953年。1956年在蒔扶分秧方式的啟發下,首次提出群體逐次分格取秧、直接栽插的秧苗分插原理,從而在水稻插秧機的研製上取得了突破,研製出水稻拔取苗移栽的第一代樣機。到1960年,各地推薦生產上使用的人力、畜力插秧機已達21種。1967年,第一台自走式機動插秧機“東風-2S”型通過鑑定定型並投入生產,每天可插秧15~20畝。

日本於1898年,發表第一個水稻插秧機專利;義大利於1915年開始研究拔秧苗的水稻插秧機,至50年代已有拖拉機配套的商品出售,但都由於結構複雜、造價高,作業時需用輔助勞力多而未能推廣。日本於60年代研製帶土小苗的栽植技術和相應的水稻插秧機。1966年後,工廠化水稻育秧設備研製成功,促進了插秧機械化的迅速發展。

具有包括前輪和後輪的機體和設定在機體上的動力部及插秧部,並且具有把機體的主平台和輔助平台一體成型的機體罩。並且還具有在車體上以靠近其1頂點處來支撐駕駛座重量負荷的在側視面上呈凸狀三角形的車體底盤。

開發

插秧機的開發從最早的人力推動前進型式發展到乘坐型,還有油壓式裝置以及四輪驅動(4WD),加上無段變速裝置也開發出來,插秧作業也因此發展為作業速度快又便利的機械化作業。

結構分類

插秧機通常按操作方式和插秧速度分類。按操作方式可分為步行式插秧機和乘坐式插秧機。按 插秧速度可分為普通插秧機和高速插秧機。步行式插秧機均為普通插 秧機;乘坐式插秧 機有普通插秧機 ,也有高速插秧機。

各種插秧機栽插部分的組成基本相同:人力插秧機由秧箱、分插秧機構、機架和浮體(船板)等組成,自走式機動插秧機還設有動力驅動、行走裝置、送秧機構等部分。

秧箱

主要功能是承載秧苗,並與送秧機構、分插秧機構配合,完成送秧和分秧作業。主要有箱體、箱架、秧門(包括秧簾)和秧刷等組成。在橫向移箱機構作用下,使秧箱橫向移動,從而使秧苗移向秧門,以配合取秧器有規律的取秧栽插。

分插秧機構

是水稻插秧機的主要工作部件,由取秧器及其驅動機構和軌跡控制機構組成。取秧器在驅動機構的驅動和軌跡控制機構的控制下,按照一定的軌跡從秧箱中分取一定數量的秧苗並將其插入土中,然後返回原始位置開始下一次循環動作。按分秧動作,有橫分和縱分兩種。①橫分取秧器有適於拔取苗栽插的秧夾和適於帶土苗栽插的切扒式秧爪,兩者根據需要可互換使用。秧夾由活動夾片和固定夾片構成,其張開度根據秧苗的粗細和秧苗數量進行調節;切扒式秧爪帶有脫秧片,使帶土秧苗從秧爪上順利脫出。②縱分取秧器有適於拔取苗栽插的梳式秧爪,適於帶土苗栽插的有裝上脫秧器的梳式秧爪,或採用筷子式秧爪。梳式秧爪在分秧過程中對秧苗有分理作用;筷子式秧爪在插入帶土秧苗中取秧時,由推秧片把帶土苗強制推出。

一定數量的秧夾或秧爪按規定行距配置在秧夾(或秧爪)排上。在滾動直插式插秧機上,一般有2~4個秧爪排與作圓周運動的分插輪轉臂鉸接相連;在擺動直插式插秧機上。一般是一個秧爪排同作往復擺動的搖臂鉸接相連,也可將一個取秧器直接裝在一組曲柄連桿機構的連桿上,進行分組驅動。在多數插秧機上,取秧器的運動軌跡除由驅動機構控制外,還受軌跡控制機構的控制。常用的軌跡控制機構有導槽、滑道、凸輪、行星齒輪和四桿機構等,與各種驅動機構配合組成各種類型的分插秧機構。

送秧機構

包括縱向送秧機構和橫向送秧機構,其作用是按時、定量地把秧苗送到秧門處,使秧爪每次獲得需要的秧苗。①縱向送秧機構的送秧方向同機器行進方向一致,有重力送秧和強制送秧兩種。重力送秧是利用壓秧板和秧苗自身的重量,使秧苗隨時貼靠在秧門處,常用於人力插秧機,其送秧能力隨秧箱形式及秧箱內秧苗數量多少而變化,因而送秧均勻度較差。強制送秧是由縱向送秧機構定期推送秧苗,其送秧能力強,又分整體送秧和對準送秧兩種。前者主要用於帶土苗。當秧箱橫向移動至兩端極限位置時,將整體秧苗往秧門推送一次;後者主要用於拔取苗,取秧器每取秧一次,即相應的送秧一次,送秧寬度等於取秧器的取秧寬度。②橫向送秧機構的送秧方向同機器行進方向垂直,都採用移動秧箱法,因而又稱移箱機構。按其移動方式又分為間歇移箱和連續移箱:間歇移箱機構用於拔取苗和帶土苗,其特點是在秧爪分取秧苗時停止移箱,以利於秧爪梳理分秧。連續式移箱機構是在作業中使秧箱作橫向連續等速運動,移至兩端極限位置後自動換向,因而在分秧階段,秧爪和秧箱相對移動,適用於帶土苗。

機架

是插秧機各部件和機構安裝的基礎,要求剛性好、重量輕。按機架與船板連線方式可分為整體式和鉸接式兩種:整體式是用插深調節器調整插深後,把機架和船板鎖定;鉸接式是機架和船板僅靠插鎖連線,在作業過程中插秧深度隨泥腳深淺而變化。

行走裝置和承載浮體

人力插秧機以船板為承載浮體,支承機器的全部重量,一般不設行走裝置,作業時由人力牽引,使船板在泥面滑行。自走式機動插秧機的行走裝置包括驅動輪、導向輪和陸地運輸輪等。驅動輪多採用葉片式鐵輪,並有獨輪驅動、兩輪驅動和四輪驅動等類型,其承載浮體有整式船板和間隔配置的浮板兩種類型,支承機器的部分重量。中國的乘坐自走式機動插秧機多採用前面一個驅動輪、後面為整體式船板的獨輪驅動方式,陸地運輸時加裝2個尾輪,具有結構簡單、行駛阻力小、操縱輕便、行駛直線性和轉彎靠行性能好等特點。日本則採用前面兩個導向輪、後面兩個驅動輪加3~4塊浮板的驅動方式,或前、後4個驅動輪加浮板的驅動方式。日本的手扶自走式機動插秧機多採用兩個驅動輪加浮板的驅動方式。 動力驅動部分及其他  自走式機動插秧機的動力驅動部分包括發動機、 變速傳動裝置,以及轉向、換檔、離合等操縱機構。此外還有各種調節裝置、監測訊號裝置、牽引架、插秧手座位、秧籃及遮陽裝置等輔助部分。

用途套用

國內現狀

隨著國內插秧機市場需求的啟動,未來發展前景廣闊。我國很多企業都介入插秧機的開發和生產,國外的插秧機企業也改變過去單一的產品出口方式,紛紛在我國建立獨資或合資企業進行插秧機生產。國內插秧機市場已經形成國際化的競爭局面。國內生產插秧機的企業主要有延吉插秧機製造有限公司、現代農裝湖州聯合收割機有限公司和南通富來威農業裝備有限公司等。

在我國投資生產插秧機的外資企業有韓國東洋、日本久保田、洋馬和井關等公司。這些企業在中國成立的企業為江蘇東洋機械有限公司、久保田農業機械(蘇州)有限公司、洋馬農機(中國)有限公司和井關農機(常州)有限公司,已經占據了我國插秧機市場的主導地位,但由於進入中國市場的時間和產品的側重點不同,市場發展情況差別很大。國外資本和技術的引進,加速了我國插秧機市場發展,產銷量增長很快。

我國插秧機產銷量的不完全統計,2007年全國插秧機產銷量約3.2萬台,其中手扶步進式插秧機約18000台、獨輪乘坐式插秧機約14000台,還有少量的高速插秧機;2008年4行手扶步進插秧機約25000多台,4行以上乘坐插秧機約1000多台,獨輪乘坐式及高速插秧機等約15000多台。主要市場還是在江蘇省和東北三省,但南方水稻產區2008—2009年有較快發展。

國外現狀

世界上水稻生產機械化水平較高的國家有日本、韓國、美國、義大利和澳大利亞等。日本、韓國以育苗移栽機械為主,以日本為代表。歐美國家以直播機械化為主,以美國為代表,這些國家的水稻生產水平代表了世界水平。

日本插秧機產品已經形成標準化、系列化和多樣化的格局。乘坐式有4—10行、步行式有l、2,4、6行。每種產品各具特色,適應於不同的環境條件和生產規模,滿足不同用戶的需要。日本種植單季水稻,普遍採用中、小苗旱育稀植技術,插秧機行距為300mm和330mm。

日本插秧機的主要特點:一是機型系列化,步行式兩輪驅動;二是作業效率高,插速高達300—500次/min,最高作業速度為1.4m/s;三是自動化程度高,廣泛採用液壓技術、自動控制和安全裝置;四是整機質量小,廣泛採用高強度輕金屬,塑膠制板和型材等,零件精密、輕巧。日本農業技術綜合研究中心開發出一種新型無人插秧機,既可節省人力,又可提高生產效率。這種無人插秧機插秧時通過全球衛星定位系統確定位置,精確度可達2cm,遠遠超過插秧要求的10cm精確度。如果秧苗行列不整齊,插秧機會自動調整位置。新型無人插秧機內的秧苗由一個6m長的帶狀墊子承載,與過去使用的苗箱相比,裝苗量多出lO倍,無需頻繁補裝秧苗,更便於無人作業。

韓國插秧機主要是從日本引進技術生產,機型和結構與日本插秧機類似。韓國規模較大的生產插秧機的企業有4家,這4家公司早期都從日本全面引進技術。其中,國際株式會社採用的是日本洋馬公司的技術,東洋株式會社採用的是日本井關的技術,大同工業株式會社採用的是日本久保田技術,LG採用的是日本三菱株式會社的技術。韓國企業在引進日本技術後,逐步致力於關鍵技術的國產化,努力降低成本和價格,產品的質量和性能已基本接近日本同類產品水平。但由於受日本技術母公司的制約,產品一般比日本落後一兩代,並且在市場分配上也受到日方的控制。為改變這種狀況,韓國企業在努力開發自主產品。

水稻插秧機的主要技術特點

可調性

水稻插秧機中所具備的液壓裝置決定了其在插秧操作的過程中, 可以依據水稻栽植區域的表層土硬度情況, 對插秧機械的運行狀態進行調整, 使其平穩性和插秧操作頻率一致, 保證大田水稻種植的質量。除此之外, 針對整地方式不同的地塊, 土壤的硬度也存在較大的差異, 水稻插秧機的底板接地壓力的有效調節, 何以保證秧苗的插秧質量。

量化調節苗插深度

在實際插秧操作之前, 需要依據當地的種植環境以及水稻品種生長特性, 對水稻插秧的密度進行有效確定, 進而保證插秧機械的有效調節。通常來講, 插秧機的行距多為30厘米, 而株距則是按照大田種植的需求進行調節, 確保種植密度能夠滿足水稻產量需求。

性能優越

水稻插秧機在水稻種植中的套用越來越多, 在不斷發展的過程中, 水稻插秧機的技術水平和自動化程度也在不斷提升。水稻插秧機的有效套用不僅可以提升水稻種植的效率, 還能解放大量的勞動力, 最佳化農村產業結構。實際發展的過程中, 機械插秧技術的工作效率要明顯高於人工插秧。為此, 在今後的農業生產中, 可以將農業機械作為第一生產力。

安裝調試

整機安裝

插秧機的基本構造是由發動機、變速箱、轉向離合器、驅動輪、操縱與調節機構、取秧量調節機構、移箱器等組成。用戶安裝時一定要在技術人員的指導下, 按插秧機說明書的具體要求正確安裝。

安裝後的檢查

為了保證插秧機在投入使用之後的運行狀態良好, 在插秧機整體安裝完成之後, 需要對相應的元件進行全面檢查。按照說明書的相應操作步驟, 首先對運動類的元件的靈活程度進行檢查, 對於存在卡阻現象的安裝部分, 需要及時加注潤滑油。在針對插秧機的操作桿部分的回響程度進行檢查時, 觀察手柄在轉動的過程中離合器、油門以及發動機的轉速是否運行良好。對於固定元件, 在使用之前需要再次進行擰緊操作。各類構件的安裝經過安全檢測之後, 再對插秧機的整體運行狀態進行檢測, 對於其中存在的安全操作問題及時找出, 並且採取有效的措施進行處理, 確保插秧機的整體運行質量滿足水稻種植標準。

試運轉

為了保障插秧機在裝配完成之後能夠在水稻種植中發揮出自身的運行性能, 需要在實際投入使用之前對插秧機的整體運行狀態進行檢測。一旦發現運行狀態不佳的現象, 需要及時查找原因, 在構件安裝不當的情況下, 插秧機的運行性能必定會受到一定影響。為此, 在安裝的過程中就需要依據安裝說明執行相應的安裝操作。全部安裝完成之後, 啟動發動機, 使其持續15秒左右的空轉, 在此期間, 對各個部件的轉動效果進行觀察, 及時查出其中存在的安全運行問題, 並且及時採取有效措施進行處理, 保證插秧機的最佳運行效果。

維護保養及注意事項

在插秧作業中需要確保插秧機板的乾淨整潔, 避免雜物進入插秧機內部對內部元件的運行狀態和整體運行性能造成影響;在每次插秧操作完成之後要對插秧機進行全面清理, 對各類固件的擰緊程度進行檢查, 避免出現固件鬆動的現象對插秧機的運行性能產生影響;根據大田種植的需要對插秧機的作業效果進行調整, 確保插秧操作的順利開展。

水稻機械化插秧技術特點

當前我國機械化插秧技術是指在單位時間內, 提高其勞動效率的基本保障。然而當前形勢下, 水稻機械化插秧技術是利用插秧機將預先培育好的水稻秧苗, 按照相關的規範以及要求進行移植到實際的農田當中。其機械化插秧技術的投入使用, 不僅在一定程度上有效的提高了單位時間內的勞動效率, 而且還大大提高了插秧的質量, 當前我國採用機械化代替傳統的人工化插秧, 不但有效的減輕了勞動強度, 還有助於提高水稻的成本功效。

機械化插秧的作業基本要求

機械插秧前的準備

當前形勢下, 水稻機械化插秧在我國得到了普及的發展。因此在水稻插秧前, 負責插秧機的操作人員應該提前對插秧機進行全面的檢查與調試, 主要針對各運行零部件之間的轉動是否靈活以及其各零部件之間是否存在卡帶的情況出現。待一切檢查工作結束後, 要及時的給轉動部件適當的加注潤滑油, 從而保證插秧機能夠正常的進行運行, 保證整個插秧工作的順利進行。

秧苗的裝置工作

在進行秧苗的裝運過程中, 需要提前將空秧苗的箱子移動到導軌的另一端, 然後在對秧苗進行裝運, 這樣能夠在一定程度上有效的防止秧苗漏插的情況發生。在實際的裝箱過程中, 要充分注意秧塊要保持與秧箱緊緊的貼在一起, 但是不能夠出現秧苗拱起的現象並且兩個秧塊的接頭處要保持對齊, 但是不能夠出現空隙。在必須要的時候, 秧塊要與秧箱要進行相應的灑水, 從而仍在一定程度上保證其下滑通暢無阻, 順利的進行插秧。此外要嚴格的按照農藝的標準要求, 確定具體的株距以及每穴秧苗的株數, 並且及時的調節相應的好株距以及取秧量, 從而充分保證大田秧苗的具體數量。

插秧機的深度調整

首先要根據大田的泥腳的深度, 進而設定插秧機的相對應的深度。此外還要充分的注意到土壤的軟硬度問題, 土壤的軟硬度是通過對插秧機中的仿形機構的靈敏度, 進而來控制插秧機的深度的一致性, 從而充分的保證秧苗在水條中不漂不倒, 並且其插秧的深淺度相對較為適宜。

選擇適宜的插秧路線

在插秧路線的選擇方面, 要根據當前具體的實際情況而設定其適宜的插秧路線。在實際的路線選擇中, 要正確的使用劃印器以及測對行器, 從而保障插秧機按照直線行走, 保證插秧的直線度以及臨接的行間距離。

插秧作業的質量要求

眾所周知, 機械化插秧的作業質量問題對於水稻的高產, 以及穩產在一定程度上具有決定性作用。因此在實際的插秧工作中, 必須高度重視插秧的質量問題。然而對於插秧的作業質量具有嚴格的要求, 具體表現以下結構方面的內容:第一所謂的漏插是指插秧機在實際的插秧過程中, 插秧的穴內沒有秧苗的情況。並且要將漏插率控制到小於百分之五, 才能滿足插秧質量要求。第二, 傷害秧苗主要是指當秧苗插入後, 其秧苗的莖基部存在著折傷、刺傷以及切斷現象, 其傷秧率必須小於百分之四。第三, 漂秧主要是指秧苗插入後, 漂浮在水面的現象其秧苗的片秧率要控制到小於百分之三。第四勾秧。主要是指秧苗插入到泥土中, 漏出的秧苗莖部百分之九十以上的彎曲部分, 其勾秧率為小於百分之四。第五, 倒秧。主要是指秧苗插入後倒在稻田中, 其葉稍部於泥面接觸的現象, 其倒秧率要控制到小於百分之四。第六, 均勻度主要是指各穴秧苗株數與其平均株數的接近程度。均勻度的合格率要控制到大於百分之八十五。

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