焦海坤　郭洪宇　楊作洲

[中圖分類號] S23 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2015）11-0232-02

水稻紙膜覆蓋插秧技術(shù)是一項高產(chǎn)，節(jié)水，環(huán)保的水稻生產(chǎn)新技術(shù)。根據(jù)現(xiàn)有快速插秧機，針對秧苗插植的運動特點，研究設(shè)計出快速插秧機用水稻覆膜機械裝置；該裝置集整地、放膜、展膜、壓膜、打孔、地膜收邊、扶泥等功能于一體的結(jié)構(gòu)總成；能夠高效、快速完成水稻覆膜，提高機械化程度，以適應(yīng)水稻覆膜技術(shù)的大力推廣要求。

前言

水稻覆膜栽培技術(shù)是將地膜鋪在稻田表面（已經(jīng)過整地及放水等程序），是新興的一項高效、節(jié)水栽培技術(shù)，此種技術(shù)具有以下優(yōu)點[1]：一是地膜覆蓋能夠保證地表種植溫度，為水稻生長發(fā)育提供有利的環(huán)境條件，尤其能夠抵抗近幾年東北地區(qū)水稻種植季所遭受的春寒；二是地膜覆蓋能夠有效降低水分棵間蒸發(fā)的作用，減少水稻生長期大量水分消耗，全年節(jié)水30%左右；三是地膜覆蓋內(nèi)能夠形成隔氧層，阻止水稻生長初期，草種的光合作用，除草率達90%以上；同時，通過地膜覆蓋可以保護土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減少水土流失，改善土壤環(huán)境，提高養(yǎng)分利用率，對作物根系生長明顯促進作用。當(dāng)前國內(nèi)水稻覆膜機械多為半機械化[2-5]，且制造成本較高，制約了此項技術(shù)推廣和應(yīng)用，本文針對這一現(xiàn)狀設(shè)計了一款安裝在日本生產(chǎn)的洋馬VP6快速插秧機用水稻覆膜裝置，具有極大提高勞動生產(chǎn)率，提高覆膜質(zhì)量，并降低勞動強度，降低覆膜裝置制造成本等優(yōu)點。

1 覆膜裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.1 覆膜裝置工作原理

此覆膜裝置是集整地、放膜、展膜、壓膜、打孔、地膜收邊、扶泥等功能于一體的結(jié)構(gòu)總成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。該機的工作原理如下：作業(yè)時，隨著插秧機前進，整地器3開始平整水田泥面；卷筒狀的地膜通過芯軸順時針旋轉(zhuǎn)持續(xù)提供地膜，先將地膜從掛膜輥1中拉出，在展膜輥2的彈簧壓力和重力作用下施加張緊力；并在分段式單軸壓模輥6作用下，使地膜覆蓋于水田淤泥表面，在垂直方向上壓實地膜；地膜打孔機構(gòu)5的開口刀布置在壓膜輥6分段處，根據(jù)秧苗的橫、縱等株距在地膜上打孔；兩側(cè)壓邊輪7總成將地膜邊緣壓入稻田泥土中，保證膜邊密封完好，以避免地膜被風(fēng)刮起，并使地膜平整。利用可調(diào)泥面仿形扶泥板8對膜邊覆泥，完善壓邊效果，降低地膜露邊率。同時，插秧機栽植部件在地膜上進行插秧作業(yè)。

1.2 覆膜輥結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)覆膜輥的設(shè)計要求，心軸具有堅實的、剛性的直通管，在膜卷內(nèi)不可斷裂，兩端應(yīng)整齊完好，并能提供足夠長度的懸掛點。覆膜輥結(jié)構(gòu)如圖2所示，采用筒狀圓柱體，筒體上用于安裝地膜，同時，筒體繞階梯短軸的右部分光軸順時針轉(zhuǎn)動；筒體的兩端采用定位套進行限位，防止其軸向過度移動影響覆膜質(zhì)量；利用階梯短軸的左部分螺紋固定安裝在機架立柱，螺紋的旋緊采用對頂雙螺母方式，且易拆卸，以便地膜隨時自由安裝。

1.3 展膜輥結(jié)構(gòu)設(shè)計

展膜輥是地膜鋪設(shè)機構(gòu)的重要組成部件之一，其功能好壞直接影響地膜鋪設(shè)效果。其結(jié)構(gòu)如圖3所示，采用扭力彈簧施加在機架立柱和曲軸上，聯(lián)合展膜輥重力形成逆時針向下張緊力，從而使地膜展平拉直。通過檔位銷釘調(diào)整展膜滾筒距離泥土表面的高低。另外，在復(fù)雜地面作業(yè)時，此裝置亦可以解決插秧機波動或瞬間慣性拉力可能將地膜（掛膜機構(gòu)不能及時旋轉(zhuǎn)提供）拉斷問題；最大程度避免地膜產(chǎn)生雍膜、疊膜等現(xiàn)象。

1.4 壓膜輥設(shè)計

壓膜輥是水稻覆膜裝置關(guān)鍵工作部件之一，其功能好壞直接決定了整機的性能。鑒于水田表面凹凸不平處較多較大，傳統(tǒng)農(nóng)機用一根通管貫穿式鎮(zhèn)壓，如每遇到一處泥面凸起，整根膜輥隨之彈起，其他平整表面鎮(zhèn)壓效果不明顯，但本設(shè)計要充分考慮機構(gòu)的使用條件，采用單軸分段式壓膜輥，如圖4所示，根據(jù)水稻秧苗的栽植的條件，確定每段壓膜輥的總體寬度尺寸略小于橫向株距，預(yù)留膜輥之間的距離便于打孔機構(gòu)進行打孔作業(yè)。為保證秧苗栽植垂直仿形效果，選擇具有垂直面內(nèi)彈性壓力的圓柱形壓膜輥。彈簧壓力的大小影響鎮(zhèn)壓泥土表面的下陷量，其彈力調(diào)整根據(jù)M.G.Bekker提出的

1.5 地膜打孔機構(gòu)設(shè)計

打孔機構(gòu)設(shè)計是覆膜裝置設(shè)計的一個創(chuàng)新點，如圖5所示，基于曲柄搖桿機構(gòu)的運動原理，并結(jié)合前插偏心齒輪旋轉(zhuǎn)式分插機構(gòu)的傳動和運動特性設(shè)計而成。由偏心輪、連桿和開口刀組成曲柄搖桿機構(gòu)，且四桿長均可調(diào)整，以適應(yīng)不同株距的秧苗插植，偏心輪動力輸入由插植傳動軸提供。插植傳動軸對分插機構(gòu)的動力傳遞采用1：2的鏈傳動，以保證插植軸傳動旋轉(zhuǎn)一周，地膜打孔一次，分插機構(gòu)插秧一次，實現(xiàn)運動同步，保證秧苗準(zhǔn)確栽植在地膜孔內(nèi)。

2 結(jié)論

綜上所述，設(shè)計的快速插秧機用水稻覆膜裝置，結(jié)構(gòu)合理、簡單、緊湊、調(diào)整簡便，便于在原有插秧機上改裝，實現(xiàn)覆膜與插秧一體化工作，如圖6所示。覆膜機械裝置布置于插秧機行走部分與插秧部分之間。此裝置后懸掛架與插秧機浮板安裝架螺栓連接，前懸掛桿與插秧機延長安裝架鉸鏈連接，且通過U形螺栓連接上下可調(diào)覆膜裝置前端高度，滿足水稻覆膜插秧技術(shù)要求，生產(chǎn)效率高，覆膜質(zhì)量好，省工省膜。

參考文獻

[1]劉洋，張玉燭，王學(xué)華等，水稻覆膜栽培研究現(xiàn)狀與展望[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（2）：63～66.

[2]邵璽文，廉洪，張洪江等，水稻節(jié)水自動覆膜裝置 [P]：中國，CN102379227A.2012-04-11.

[3]周福君，張勝利，董廣林等，水稻覆膜播種及其配套機具的研究[J].農(nóng)業(yè)機械化，2007（12）：42～44.

[4]于瀟澤，車莊，劉金波.水稻覆膜栽培機械化工藝分析與研究[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2011（06）：76～78.

[5]趙立軍，周福君，2BF-1400 型水稻覆膜播種機整地覆膜機構(gòu)設(shè)計[J].農(nóng)機化研究，2010（09）：124～127.