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花生是世界四大油料作物之一，廣泛用作醫(yī)藥和工業(yè)原料。作為一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的重要經(jīng)濟(jì)作物，花生已經(jīng)成為中國(guó)的優(yōu)勢(shì)作物和主要出口產(chǎn)品，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。播種種植是花生生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，花生播種季節(jié)性強(qiáng)，工序多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，實(shí)現(xiàn)花生播種機(jī)械化是提高播種效率、保證播種質(zhì)量的重要途徑。然而，分析花生機(jī)械化種植現(xiàn)狀，可以發(fā)現(xiàn)由于對(duì)花生種植機(jī)的研究滯后和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一，目前花生種植機(jī)械化運(yùn)行效率往往比較低。阻礙花生種植機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的因素有很多，如效率低，只能單株或雙株播種;拖拉機(jī)頻繁壓實(shí)造成土壤嚴(yán)重?fù)p壞;栽培植物質(zhì)量差、功能單一。因此，為提高花生種植機(jī)的播種效率和質(zhì)量，設(shè)計(jì)了新型智能花生種植機(jī)。

設(shè)計(jì)的智能花生種植機(jī)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)包括動(dòng)力傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、滑刀式開溝器、雙圓盤開溝器、外槽輪式排肥器、內(nèi)充式垂直排種器以及覆土滾筒。

（1）花生種植機(jī)所采用的動(dòng)力傳動(dòng)方式為鏈輪傳動(dòng)。工作時(shí)隨著地輪的滾動(dòng)帶動(dòng)排種軸和排肥軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)種肥分施。通過更換地輪軸和排種軸上不同齒數(shù)的鏈輪，可以調(diào)節(jié)花生的播種株距。

（2）滑刀式開溝器主要由滑刀、側(cè)板和開溝器柄構(gòu)成，用于施肥作業(yè)。滑刀式開溝器的主要工作參數(shù)是入土角α、入土隙角β和側(cè)板夾角Φ，工作時(shí)靠重力入土，具有溝深穩(wěn)定、溝形整齊、不亂土層、斷草能力強(qiáng)和工作阻力大的特點(diǎn)。

（3）雙圓盤開溝器主要由開溝器柄、擋土罩、刮土板、軸承座、開溝圓盤等構(gòu)成。雙圓盤開溝器的兩個(gè)圓盤在前進(jìn)方向有一個(gè)夾角，其工作原理就是利用兩個(gè)圓盤的外側(cè)將土推開，開出一條種溝。

（4）外槽輪式排肥器主要由卡箍、軸銷、排肥輪槽、排肥輪擋圈、阻塞套等構(gòu)成。其工作原理與槽輪相同，一般用于排施流動(dòng)性較好的顆粒狀化肥，其排肥穩(wěn)定性和均勻性都比較好，但缺點(diǎn)是不能用于排施流動(dòng)性差的化肥。

（5）內(nèi)充式垂直圓盤排種器主要由排鐘輪、排種器軸、排種器殼體、徑向護(hù)種板、進(jìn)種口等組成。排種盤在排種器內(nèi)腔，并在地輪的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)一圈完成一個(gè)排種周期，排種器的排種過程為充種、清種、護(hù)種和投種四個(gè)階段。

播種是花生生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，花生播種季節(jié)性強(qiáng)，工序多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，實(shí)現(xiàn)花生播種機(jī)械化是提高播種效率、保證播種質(zhì)量的重要途徑。我國(guó)地大物博，地形更是千變?nèi)f化，所以單一功能性的花生種植機(jī)并不能夠滿足各地的花生種植要求，故應(yīng)在原有的花生種植機(jī)上增添一些功能，而對(duì)于花生種植機(jī)，重點(diǎn)應(yīng)研究其動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)及性能參數(shù)，最終設(shè)計(jì)出花生種植機(jī)的結(jié)構(gòu)；通過分析影響其播種性能及效率的各結(jié)構(gòu)參數(shù)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)，對(duì)花生種植機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。經(jīng)過考察并分析設(shè)計(jì)一種一次播種兩行，且可實(shí)現(xiàn)開溝、施肥、播種、覆土、起壟一體化作業(yè)的智能花生種植機(jī)。

該智能花生種植機(jī)整機(jī)功能組成一共有三部分，分別為動(dòng)力系統(tǒng)，傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)。傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括所有傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)和鏈輪、鏈條傳送的設(shè)計(jì)，前者還涉及相關(guān)主從動(dòng)軸的選用。而執(zhí)行系統(tǒng)則包括排肥器設(shè)計(jì)、開溝器設(shè)計(jì)、排種器設(shè)計(jì)以及覆土滾筒的設(shè)計(jì)。

如圖1所示，智能花生種植機(jī)作業(yè)時(shí)，集土鏟(7)和筑土鏟(12)筑出壟，滑刀式開溝器(8)開出化肥溝，雙圓盤開溝器(9)開出種溝；地輪(10)通過鏈輪傳動(dòng)，帶動(dòng)外槽輪式排肥器(16)和內(nèi)充種式排種器(4)轉(zhuǎn)動(dòng)；外槽輪式排肥器(16)將化肥排出，通過導(dǎo)管將化肥施于化肥溝內(nèi)；內(nèi)側(cè)充種式排種器(4)將花生排出，均勻地播入兩行種溝內(nèi)，實(shí)現(xiàn)種肥分施，覆土板(11)將化肥和種子覆土蓋嚴(yán)，并將壟面刮平；松弛度可調(diào)的展膜輥(18)將地膜均勻地平展在壟面，壓膜輥(13)隨后將地膜壓平；覆土圓盤(14)將土壤推進(jìn)覆土滾筒(19)，隨著滾筒在壟面上的滾動(dòng)，依靠呈螺旋狀的導(dǎo)土板的作用，將土壤輸送到漏土縫隙處，使土壤撒落在種帶上；在地膜表面筑出兩條土帶，花生的種芽可自行鉆透地膜破土而出，不需要人工打孔、掏苗和壓土。根據(jù)土壤質(zhì)地的不同，可通過調(diào)整集土鏟(7)和筑土鏟(12)的左右位置來調(diào)節(jié)壟的寬度和高度；通過調(diào)整滑刀式開溝器(8)和雙圓盤開溝器(9)的上下高度，來調(diào)節(jié)施肥與播種深度；通過調(diào)節(jié)調(diào)量器(2)，可以調(diào)整施肥量的大小。

智能花生種植機(jī)采用鏈輪傳動(dòng)，動(dòng)力全部來自行走輪的帶動(dòng)以及拖拉機(jī)的牽引。隨著地輪的滾動(dòng)帶動(dòng)排種軸和排肥軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)種肥分施。通過更換地輪軸和排種軸上不同齒數(shù)的鏈輪，可以調(diào)節(jié)花生的播種株距。

智能花生種植機(jī)共設(shè)計(jì)了兩種開溝器，分別為滑刀式和雙圓盤式。施肥作業(yè)時(shí)采用滑刀式開溝器，播種作業(yè)采用雙圓盤式開溝器。滑刀式開溝器主要有滑刀、側(cè)板和開溝器柄構(gòu)成。滑刀式開溝器的主要工作參數(shù)是入土角α、入土隙角β和側(cè)板夾角Φ。入土角α的大小影響到開溝器的入土性能和前進(jìn)阻力。入土角過小，滑刀的滑切作用減弱，容易纏繞雜草，造成堵塞；入土角過大，滑刀的滑切效果較好，不易造成雜草纏繞，但開溝器的結(jié)構(gòu)會(huì)加大。開溝器入土角α的變化范圍為125°～130°時(shí)開溝器的入土性能良好，前進(jìn)阻力小。β角的存在，有利于開溝器的入土。β角越大，開溝器的入土性能越好；β角越小，開溝器的入土性能越差。一般滑刀式開溝器的入土隙角取30°～ 45°。根據(jù)該智能花生種植機(jī)設(shè)計(jì)情況，取β=35°。兩側(cè)板夾角Φ是保證滑刀式開溝器工作性能穩(wěn)定的一個(gè)關(guān)鍵因素。Φ角越大，開溝器工作阻力也越大，開出的溝寬就越大；Φ角越小，開溝器工作阻力也越小，開出的溝寬就越小。經(jīng)大量研究證明，Φ角取10°～15°較適宜，該智能花生種植機(jī)取Φ=10°。

雙圓盤開溝器的兩個(gè)圓盤在前進(jìn)方向有一個(gè)夾角，其工作原理就是利用兩個(gè)圓盤的外側(cè)將土推開，開出一條種溝。影響雙圓盤開溝器工作性能的主要因素是聚點(diǎn)m的位置和兩圓盤夾角Φ的大小。聚點(diǎn)m的位置越高，開出溝寬越大；聚點(diǎn)位置越低，開出溝寬越小，但聚點(diǎn)位置過低會(huì)使土壤從聚點(diǎn)上方進(jìn)入雙圓盤之間，造成圓盤夾土和堵塞。一般m點(diǎn)的高度應(yīng)等于最大開溝深度為宜。兩圓盤夾角Φ越小，開出的溝寬就越小，工作阻力也小，投種點(diǎn)也較精確。但是和滑刀式開溝器相同，如果Φ角過小，會(huì)使雙圓盤之間的空間無(wú)法容納輸種管。經(jīng)試驗(yàn)證明，Φ角取10°～15°較適宜。

智能花生種植機(jī)的覆土裝置由覆土圓盤和覆土滾筒組成，機(jī)械作業(yè)時(shí)，利用覆土圓盤將土推進(jìn)覆土滾筒，隨著滾筒在壟面上的滾動(dòng)，依靠滾筒內(nèi)壁上導(dǎo)土板的作用，將土輸送到漏土縫隙處，使土覆蓋在種帶上。由于本智能花生種植機(jī)覆土滾筒的長(zhǎng)度較小，為了加工方便及節(jié)約成本，導(dǎo)土板采用平面薄板。覆土滾筒的主要參數(shù)有導(dǎo)土板的安裝角度、滾筒直徑和導(dǎo)土板片數(shù)等。經(jīng)試驗(yàn)證明，當(dāng)導(dǎo)土板安裝角α= 45°時(shí)，其導(dǎo)土效果較好。導(dǎo)土板的邊緣曲線L為覆土滾筒圓柱面與導(dǎo)土板平面截交形成的橢圓線。覆土滾筒內(nèi)一般均勻地焊接多片導(dǎo)土板，以增大覆土滾筒的輸土能力。但導(dǎo)土板片數(shù)過多，殘茬或較大的土塊常會(huì)卡在兩相鄰導(dǎo)土板之間，而且在水分較大的田間作業(yè)時(shí)，土壤也容易粘附在導(dǎo)土板之間，影響覆土滾筒的正常工作，同時(shí)加大了滾筒的質(zhì)量和制造成本。故該智能花生種植機(jī)覆土滾筒的導(dǎo)土板為3片。