基本信息
- 項目名稱：
- 半自動式人力插秧機
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本產(chǎn)品使用人力半自動插秧，采用鏈傳動，帶動四桿機構運動，而四桿結構連接著取秧機構和插秧機構，同步協(xié)調(diào)運動，巧妙配合，省力省時，效率高；采用船型托盤底座，便于在泥地中穿行，還能平整土地，使腳踩過的地方不至于漂秧，減少空穴率；鏈條松緊可調(diào)動，使得操作者根據(jù)發(fā)力的大小因人而異，取秧爪張口大小調(diào)節(jié)，可根據(jù)不同秧苗，不同田地每穴插秧株數(shù)自定，插秧爪整體位置調(diào)節(jié)可控制行距。
- 詳細介紹：
- 1 插秧機構 插秧爪軌跡為一橢圓狀，且在插秧過程中有一段急回運動，因此我們選擇曲柄搖桿機構，既能滿足預訂軌跡和急回運動，而且結構簡單，便于制作。 而曲柄搖桿機構的搖桿和連桿均能實現(xiàn)急回運動，但是，搖桿的運動軌跡為一段圓弧，考慮到插秧爪將秧插入泥土中有可能在返回的時候?qū)⒀韼С瞿嗤?，造成漂秧，而連桿上的點可滿足急插急回運動特性，故選擇連桿為最后執(zhí)行構件。 2 分秧機構 分秧機構要滿足的運動為：從秧盒中取出定量秧苗，將秧苗送往插秧爪，從結構上考慮，我們選擇分秧機構采用一個回轉(zhuǎn)機構。 3 ，傳動方案選取 1組成：手動曲柄輸入動力，鏈輪傳動，工作機構（分秧機構，插秧機構）執(zhí)行指定運動軌跡； 2特點：與摩擦型的帶傳動相比，鏈傳動無彈性滑動和整體打滑的現(xiàn)象，因而能保持準確的平均傳動比，確定分秧機構與插秧機構精確配合，傳動效率高，而且鏈傳動鏈條不需要張得很緊，所以作用在軸上的徑向壓力較小，而且鏈傳動適合在潮濕的環(huán)境中工作； 3確定傳動方案：考慮到插秧機構與分秧機構精確配合，故采用二級鏈傳動， 總傳動比設計 鏈條參數(shù) 鏈條型號 節(jié)距 （mm） 滾子軸承 D（mm） 排距 （mm） 抗拉載荷（KN） 單排 雙排 ISO 06B 9.525 6.35 10.24 8.9 16.9 鏈輪選?。? 確定最大軸凸緣直徑d_g=pcot〖180〗^°/z-1.04h_2-0.76 設成人身高為H（男：約1775mm，女：約1659mm）， 依據(jù)人機工程學，手搖曲柄高度h=6/7H； 人立姿工作托重物的工作范圍F=mgcos（π- ）≥f 立姿手臂拉力 90---10%mg（體重） 120---15%mg 150---25%mg 180---120%mg 即：男F 【168.75,675】 女F 【139.75,559】（N） 由此可選擇115度傾角，適宜拉力為12.3%mg，與人體距離為： 考慮產(chǎn)品總體協(xié)調(diào)，且有利于人體動力輸入. 分度圓直徑d= p/sin（〖180〗^°/z） 齒頂圓直徑d_a:{█(d_amin=d+p（1-1.6/z）-d_1@d_amax=d+1.25p-d_1 )┤ 齒根圓直徑d_f=d-d_1 齒高h_a:{█(h_amin=0.5(p-d_1)@h_amax=0.625p-0.5d_1+0.8p/z)┤ 綜合考慮，鏈輪尺寸定為如下表 名稱 符號 計算公式 結果 齒寬（單排） b_f1 12mm 齒側(cè)倒角 b_a公稱 b_a公稱=0.13p 73 齒側(cè)半徑 r_x公稱 r_x公稱=p 9.525 齒全寬 b_fn b_fn=（n-1） p_1+b_f1 12mm 分度圓直徑 d= p/sin（〖180〗^°/z） 28.31 齒頂圓直徑 d_a d-d_1 30 秧苗株距與行距，依照陜南本地，行距為25cm，株距為19cm（約）。 本產(chǎn)品為提高效率，依照人機工程學，采用人走一步，轉(zhuǎn)動手搖曲柄一圈，人走一步約 50cm，插秧2株，一級鏈傳動傳動比定為1:3.而分秧機構與插秧機構同步運行，周期相同，故二級傳動比為1:1. 由此可設定從動輪參數(shù) 鏈輪材料選取： 本產(chǎn)品鏈輪無劇烈震動及沖擊，從節(jié)省成本簡化工藝考慮選取材料為40鋼，采用淬火，回火的熱處理工藝，處理后的硬度為40—50HRC。 軸承強度校核： 一級傳動： 軸承型號：6202 內(nèi)徑15 基本額定動載荷Cr=5.58KN 基本額定靜載荷Cor=2.58KN P=Fv。T=9.55x 5：運動機構設計 本產(chǎn)品所需運動機構為插秧機構與分秧機構 1插秧機構選用曲柄搖桿機構，如圖所示 鑒于搖桿運動軌跡單一，所需空間范圍大，因此我們選擇選用連桿作為插秧機構的執(zhí)行構件，由 《四桿機構導向機構的設計與軌跡圖譜》一書選擇適宜軌跡由此確定曲搖機構各桿長尺寸比例為： 曲柄 1 連桿 3.88 搖桿 3.38 機架 1.75 其中橫桿與兩個插秧爪固連，為便于調(diào)整行距，橫桿與插秧爪可調(diào)范圍為20—30cm（即行距），而與之配合的曲搖機構比例定為1： 1 ， 各桿長尺寸為： 曲柄 50mm 連桿 193.75mm 搖桿 168.75mm 機架 87.5mm 插秧爪采用倒v型 為確保取秧數(shù)量不多不少，盡量避免傷秧，送秧時與插秧爪緊密配合，并且減少秧苗硬接觸。分秧上夾子設計為曲面1，在進入秧盒時與非插秧苗有較大接觸面，且受力分散于夾子圓弧面，起到保護秧苗作用，而下夾子采用水平面狀，與秧盒下表面平行，既保證不與秧苗直接接觸，減少損傷秧苗，又能保證不使不取的秧苗掉出秧盒；為了保證取秧數(shù)量，夾子的張角大小，最大張口設計為可調(diào)，可根據(jù)需要選擇取秧數(shù)量（1-4株），為避免在取秧過程中秧苗散落，在夾子設計中安裝彈簧，能確保將秧夾緊，在傳遞給插秧爪的過程中保持夾緊狀態(tài)，而在取秧瞬間與遞秧瞬間張開，其閉合有彈簧控制，而張開則由與機架相連的凸輪控制在夾子的回轉(zhuǎn)運動中，其回轉(zhuǎn)中心為二級鏈輪傳動的回轉(zhuǎn)中心，有利于減少徑向載荷，延長周轉(zhuǎn)副的使用壽命。 取秧夾子與回轉(zhuǎn)桿固接位置定在下夾子，可保證下夾子只與秧盒下表面相切，而無軸向攢動，進而保護秧苗 6:取秧機構與插秧機構的配合 其急回軌跡為彩色一段，為確保秧苗在銜接過程中位置準確，不使秧苗脫落，且對秧苗損傷較小，因此選擇在x點配合。此前一瞬間，取秧爪由觸發(fā)機構控制，爪子打開，插秧爪將秧取走7,機架的設計 機架采用角鐵和鋼管焊接而成，機架高度依據(jù)人機工程學相關知識確定，形狀結構簡單，便于攜帶，盡量減輕其重量。 機架尺寸如下： 總長度：120cm 總寬度：70cm 總高度:130cm 重量：17kg
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 由于近幾年國內(nèi)對農(nóng)業(yè)的大力支持，田間機動化作業(yè)逐漸普及，以節(jié)省大量勞動成本，我國廣大平原地區(qū)已采用大型田間插秧機，但在丘陵、山區(qū)農(nóng)業(yè)耕作區(qū)域，仍處在手工插秧階段，隨著勞動力價值的提升，插秧已成為影響農(nóng)民增收的一個瓶頸，每年的人力花費占糧食總收入的比重超過10%，而現(xiàn)有的手動插秧機存在以下幾點缺陷（一 拔苗、分苗、洗苗特別費工麻煩,失去了機械化的意義.二 不能適合水稻生長的農(nóng)藝要求,插的淺了容易漂苗,深了不利于秧苗的生長，三 對于秧苗的整齊對無法控制），導致推廣困難。而本作品針對上述缺陷作出了改進，采用一次性分秧，可調(diào)性控制秧苗深度等特點，簡化農(nóng)田小面積插秧，大大節(jié)省人力成本
科學性、先進性
- 針對丘陵、山區(qū)農(nóng)田面積小，平整度差的特點，本作品以船板為承載浮體，支承機器的全部重量,一般不設行走裝置,作業(yè)時由人力牽引，使船板在泥面滑行，分秧機構采用秧苗以群體狀態(tài)整齊放入秧箱，隨秧箱作橫向移動，使取秧器逐次分格取走一定數(shù)量的秧苗，在插秧軌跡控制機構作用下，按農(nóng)藝要求將秧苗插入泥土中，取秧器再按一定軌跡回至秧箱取秧。為了克服漏插、漂秧和鉤傷秧等缺陷,今后將通過對送秧、分秧、插秧等工作機構的改進與創(chuàng)新，繼續(xù)提高插秧質(zhì)量和對各種秧苗的適應性。解決了現(xiàn)有的手動式插秧機所達不到的小田作業(yè)方式。
獲獎情況及鑒定結果
- 1在陜西理工學院挑戰(zhàn)杯院系比賽中順利過關，進入校內(nèi)比賽 2在陜西理工學院挑戰(zhàn)杯校內(nèi)比賽中獲得陜西理工學院特等獎
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉(zhuǎn)讓方式
- 暫無
作品可展示的形式
- 實物，圖片，說明書
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 在我國大部分丘陵山區(qū)農(nóng)田作業(yè)中，手工插秧占很普遍，隨著日益增長的勞動力成本，這已經(jīng)成為影響農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個重要因素，本作品針對目前已有的手動式插秧機，在分秧、送秧以及插秧深度控制方面作出改進，使其更便于操作化，增加其效率，降低其成本，使得產(chǎn)品在廣大丘陵山區(qū)地帶推廣，必將會受到廣大農(nóng)民的親睞！
同類課題研究水平概述
- 目前年國內(nèi)插秧機一般分兩種機型：手扶步進式和高速乘坐式，手扶步進式的價格較高速乘坐式會有較大的價格差別．高速乘坐式有一次插4行、6行、8行的機型，在南方地區(qū)一般適用4行、6行，而丘陵地區(qū)適用4行；而北方地區(qū)一般適用8行。 4行高速乘坐式洋馬VP4C估計價格在5.8-6.5之間,6行高速乘坐式洋馬VP6價格大約在11萬左右,但由于《全國水稻生產(chǎn)機械化十年發(fā)展規(guī)劃（2006-2015年） 》要求大力推廣插秧機，我們安徽宣城地區(qū)購機戶享有總價款50%的購機補貼優(yōu)惠政策。所以到購機戶手中也就會成為4行的需3萬元左右，6行的在6萬元左右，手扶步進式的在1-2萬元之間了。 水田是可以育田的，但機插秧是軟盤育秧，用營養(yǎng)土作基土，秧齡一般在18天左右。營養(yǎng)土要腐熟之后才能用。軟盤育秧有便于管理、節(jié)種、水、肥、藥的好處，機插秧育秧環(huán)節(jié)很重要，插秧后大田管理要施好分蘗肥、定苗肥及做好病蟲害防治，一般來說機插秧會較傳統(tǒng)方式種植水稻有15%左右的增收率。而且解決了農(nóng)民“三彎腰”的勞動強度。
