大 蒜 播 種 機(jī) 單 粒 取 種 及 補(bǔ) 種 技 術(shù) 研 究 現(xiàn) 狀 劉 甲 振 1 , 耿 愛 軍 1,2 , 栗 曉 宇 2 , 侯 加 林 1 , 韓 緒 明 1 (1. 山 東 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 機(jī) 械 與 電 子 工 程 學(xué) 院, 山 東 泰 安 271018; 2. 山 東 省 園 藝 機(jī) 械 與 裝 備 重 點(diǎn) 實(shí) 驗(yàn) 室, 山 東 泰 安 271018) 摘 要: 我 國(guó) 大 蒜 的 種 植 面 積 和 產(chǎn) 量 在 全 球 范 圍 內(nèi) 居 于 首 位, 帶 來 的 經(jīng) 濟(jì) 效 益 也 十 分 可 觀。 在 科 技 進(jìn) 步 和 市 場(chǎng) 需 求 的 雙 重 推 動(dòng) 下, 大 蒜 機(jī) 械 化 種 植 應(yīng) 運(yùn) 而 生。 其 中, 大 蒜 蒜 瓣 單 粒 取 種、 補(bǔ) 種 的 是 大 蒜 播 種 機(jī) 研 究 過 程 中 的 核 心 內(nèi) 容, 也 是 提 升 大 蒜 的 播 種 質(zhì) 量, 使 大 蒜 出 苗 齊 壯, 進(jìn) 而 實(shí) 現(xiàn) 節(jié) 本 增 效 目 標(biāo) 的 重 要 保 障。 為 此, 介 紹 了 大 蒜 播 種 機(jī) 單 粒 取 種、 補(bǔ) 種 的 國(guó) 內(nèi) 外 研 究 現(xiàn) 狀 及 技 術(shù) 發(fā) 展 中 的 不 足, 并 對(duì) 其 發(fā) 展 進(jìn) 行 了 展 望。 關(guān) 鍵 詞: 大 蒜; 機(jī) 械 播 種; 單 粒 取 種; 補(bǔ) 種 中 圖 分 類 號(hào): S223.2 + 6 文 獻(xiàn) 標(biāo) 識(shí) 碼: A 文 章 編 號(hào):1003-188X(2019)02-0262-07 0 引 言 大 蒜 風(fēng) 味 獨(dú) 特, 是 生 活 中 不 可 或 缺 的 食 用 佐 料。 除 其 食 用 價(jià) 值 外, 大 蒜 還 在 保 健 醫(yī) 療 方 面 發(fā) 揮 著 滅 菌、 消 毒 等 多 種 作 用 1-2 。 我 國(guó)2015-2016 年 度 大 蒜 種 植 面 積 為78 萬hm 2 。 2016 年 大 蒜 單 產(chǎn) 約 為2164 kg/hm 2 , 總 產(chǎn) 量 為1701 萬t( 數(shù) 據(jù) 來 源:2017 年 農(nóng) 業(yè) 部 市 場(chǎng) 與 經(jīng) 濟(jì) 信 息 司)。 近 年 來, 隨 著 國(guó) 內(nèi) 外 市 場(chǎng) 需 求 的 不 斷 增 加, 大 蒜 的 生 產(chǎn) 和 銷 售 呈 現(xiàn) 直 線 上 升 態(tài) 勢(shì) 3 。 機(jī) 械 播 種 進(jìn) 程 中, 蒜 瓣 單 粒 取 種 精 確 度 和 蒜 瓣 補(bǔ) 種 技 術(shù) 的 提 高 是 大 蒜 播 種 機(jī) 研 發(fā) 的 核 心 內(nèi) 容。 只 有 為 大 蒜 播 種 機(jī) 設(shè) 計(jì) 一 種 合 適 的 蒜 瓣 單 粒 取 種、 補(bǔ) 種 方 式, 才 能 在 有 效 降 低 大 蒜 空 穴 率、 蒜 瓣 重 粒 率 的 同 時(shí) 提 高 大 蒜 的 出 苗 率。 1 國(guó) 外 大 蒜 播 種 機(jī) 單 粒 取 種 及 補(bǔ) 種 技 術(shù) 現(xiàn) 狀 國(guó) 外 大 蒜 播 種 機(jī) 中, 日 韓 兩 國(guó) 的 專 利 占 大 多 數(shù), 其 他 國(guó) 家 只 有 很 少 的 專 利。 日 本 和 韓 國(guó) 研 發(fā) 的 大 蒜 播 種 機(jī) 適 合 亞 洲 多 山 地、 丘 陵、 高 原 地 形, 歐 美 國(guó) 家 研 制 的 大 蒜 播 種 機(jī) 適 合 歐 美 多 平 原 地 形。 國(guó) 外 大 蒜 播 收 稿 日 期: 2017-09-27 基 金 項(xiàng) 目: 山 東 省 農(nóng) 機(jī) 裝 備 研 發(fā) 創(chuàng) 新 計(jì) 劃 項(xiàng) 目(2016YF009); 山 東 省 重 點(diǎn) 研 發(fā) 計(jì) 劃 項(xiàng) 目(2016GNC112004); 國(guó) 家 特 色 蔬 菜 產(chǎn) 業(yè) 技 術(shù) 體 系 項(xiàng) 目(CARS-24-D-01); 山 東 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué)“ 雙 一 流” 園 藝 機(jī) 械 裝 備 協(xié) 同 創(chuàng) 新 團(tuán) 隊(duì)(SYL2017XTTD07) 作 者 簡(jiǎn) 介: 劉 甲 振(1993-), 男, 濟(jì) 南 人, 碩 士 研 究 生, (E-mail) 1577194019qq.com。 通 訊 作 者: 耿 愛 軍(1973-), 女, 山 東 淄 博 人, 副 教 授, 碩 士 生 導(dǎo) 師,(E -mail)gengajsdau.edu.cn。 種 機(jī) 的 單 粒 取 種 方 式 主 要 為 機(jī) 械 式 取 種, 分 為 窩 眼 輪 式、 勺 帶 式、 夾 持 式、 勺 鏈 式、 轉(zhuǎn) 勺 式 及 振 動(dòng) 式 等。 大 蒜 的 補(bǔ) 種 還 主 要 停 留 在 人 工 補(bǔ) 種 或 者 依 靠 機(jī) 械 的 自 身 取 種 而 不 進(jìn) 行 補(bǔ) 種。 1.1 窩 眼 輪 式 取 種 美 國(guó) 研 制 的12 行 大 蒜 播 種 機(jī) 和 德 國(guó) 研 制 的Bee- herCG-6 型 播 種 機(jī) 搭 載 的 取 種 方 式 均 為 窩 眼 輪 式 取 種, 如 圖1 所 示。 圖1 窩 眼 輪 式 取 種 示 意 圖 Fig.1 Diagramofthesocket-rollertypeseed-filling 工 作 原 理: 在 圓 柱 型 滾 輪 上 垂 直 配 置 窩 眼, 窩 眼 輪 轉(zhuǎn) 過 種 箱 時(shí) 種 子 憑 自 重 落 入 窩 眼 內(nèi), 當(dāng) 窩 眼 輪 經(jīng) 過 刮 種 器 時(shí), 多 余 的 種 子 被 清 落, 以 保 證 窩 眼 內(nèi) 只 有1 粒 種 子; 然 后, 進(jìn) 入 護(hù) 種 區(qū) 后 轉(zhuǎn) 到 下 方 位 置, 種 子 憑 自 身 重 力 或 其 他 方 式 脫 離 窩 眼, 落 入 種 溝。 窩 眼 輪 上 窩 眼 的 形 狀、 尺 寸、 個(gè) 數(shù)、 排 數(shù) 按 照 大 蒜 播 種 的 農(nóng) 藝 要 求 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì)。 由 于 窩 眼 輪 式 取 種 在 護(hù) 種 過 程 中 大 蒜 極 · 2 6 2 · 2019 年2 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第2 期 易 受 損, 因 此 該 取 種 方 式 作 業(yè) 速 度 較 低 4-5 。 1.2 勺 帶 式 取 種 勺 帶 式 取 種 方 式 是 在 皮 帶 上 以 行 和 列 矩 陣 的 形 式 排 列 取 種 勺, 如 圖2 所 示。 2006 年, 韓 國(guó)YANGWI SEOK 發(fā) 明 了 勺 帶 式 取 種 方 式。 棘 輪 機(jī) 構(gòu) 的 操 作 將 種 子 容 納 部 分 逐 漸 收 縮, 大 蒜 種 子 上 升 將 種 子 聚 集 在 輸 送 帶 的 下 端 附 近, 使 得 待 播 大 蒜 可 以 容 易 地 被 取 種 勺 取 起。 當(dāng) 種 子 容 納 部 分 幾 乎 沒 有 種 子 時(shí), 再 通 過 棘 輪 機(jī) 構(gòu) 的 操 作 將 種 子 容 納 部 分 放 還 至 原 始 狀 態(tài), 以 便 人 工 續(xù) 種。 安 裝 取 種 勺 的 皮 帶 從 底 部 移 動(dòng) 到 頂 部( 約 60°) 進(jìn) 行 種 子 播 種, 與 沿 垂 直 方 向 移 動(dòng) 的 情 況 相 比, 大 蒜 種 子 更 容 易 取 起。 即 使 多 個(gè) 大 蒜 種 子 被 取 起, 但 當(dāng) 皮 帶 振 動(dòng) 時(shí), 取 種 勺 只 剩 下 單 粒 蒜 種, 多 余 的 大 蒜 落 回 種 子 容 納 部 分。 當(dāng) 大 蒜 被 帶 至 最 高 點(diǎn) 時(shí), 從 取 種 勺 自 由 落 下, 并 沿 著 導(dǎo) 管 向 地 面 落 下, 實(shí) 現(xiàn) 播 種 6 。 這 種 勺 帶 式 取 種 方 式 可 以 直 觀 確 認(rèn) 大 蒜 種 子 是 否 落 在 取 種 勺 中, 從 而 能 夠 在 種 子 落 下 之 前 實(shí) 現(xiàn) 人 工 補(bǔ) 種。 因 此, 雖 然 該 方 式 實(shí) 現(xiàn) 了 快 速 的 播 種 操 作 也 在 一 定 程 度 上 降 低 了 大 蒜 的 重 種 率, 但 大 蒜 的 空 穴 率 問 題 沒 有 很 好 地 解 決。 1. 傳 送 帶 2. 取 種 勺 3. 種 子 容 納 部 分 4. 棘 輪 機(jī) 構(gòu) 圖2 勺 帶 式 取 種 示 意 圖 Fig.2 Diagramofthescoop-belttypeseed-filling 1.3 夾 持 式 取 種 我 國(guó) 江 蘇 省 徐 州 市 引 進(jìn) 的 由 日 本 洋 馬 公 司 研 制 的PH4R 型 乘 坐 式 大 蒜 播 種 機(jī) 采 用 的 就 是 夾 持 式 取 種 方 式。 工 作 時(shí), 蒜 種 由 蒜 農(nóng) 預(yù) 先 按 豎 直 方 向 放 在 夾 持 器 內(nèi), 隨 著 夾 持 器 由 鏈 板 帶 動(dòng) 至 位 置 最 低 處, 開 孔 器 將 薄 膜 開 口, 然 后 由 推 蒜 桿 完 成 蒜 種 的 栽 植, 設(shè) 計(jì) 栽 植 合 格 率 在95% 以 上 7-8 。 2006 年, 日 本MITOHI- ROKI 等 人 發(fā) 明 了 一 種 夾 持 式 取 蒜 技 術(shù), 如 圖3 所 示。 操 作 者 將1 個(gè) 大 蒜 裝 載 到 夾 持 器 中, 由 于 組 成 夾 持 器 的4 個(gè) 夾 持 版 狀 體 的 前 端 都 設(shè) 計(jì) 成 了 錐 形, 所 以 大 蒜 可 以 平 穩(wěn) 地 從 發(fā) 芽 側(cè) 被 向 下 按 下。 當(dāng)1 個(gè) 蒜 瓣 全 部 按 入 夾 持 器 中 時(shí), 蒜 瓣 的 全 部 或 一 部 分 夾 在 夾 持 板 狀 體 中 間 凹 曲 面 處。 此 時(shí), 凹 曲 面 夾 持 部 沿 向 外 方 向 按 壓, 但 是4 個(gè) 板 狀 體 的 基 部 都 安 裝 在 環(huán) 狀 構(gòu) 件 上 且 被 彈 簧 包 圍, 所 以 在 凹 曲 面 夾 持 部 沿 向 外 方 向 按 壓 時(shí) 通 過 彈 簧 的 作 用 力 將 其 推 向 中 心 側(cè), 進(jìn) 而 完 成 大 蒜 的 夾 持 9 。 由 于 夾 持 式 取 種 方 式 存 在 大 蒜 補(bǔ) 種 耗 費(fèi) 人 工、 裝 夾 易 損 傷 大 蒜 的 缺 陷, 因 此 應(yīng) 用 不 太 廣 泛。 1. 大 蒜 2. 彈 簧 3. 夾 持 板 狀 體 圖3 夾 持 式 取 種 示 意 圖 Fig.3 Diagramoftheholdertypeseed-filling 1.4 轉(zhuǎn) 勺 式 取 種 法 國(guó)Erme 公 司 研 制 的5 行 牽 引 式 大 蒜 播 種 機(jī) 和 西 班 牙Borch 公 司 研 制 的BUL-5 型 大 蒜 播 種 機(jī) 均 搭 載 了 轉(zhuǎn) 勺 式 取 種 方 式 10-11 。 該 方 式 在 轉(zhuǎn) 盤 上 安 裝 多 個(gè) 取 種 勺, 如 圖4 所 示。 當(dāng) 轉(zhuǎn) 盤 通 過 充 種 區(qū) 時(shí), 取 種 勺 取 種, 勺 內(nèi) 舀 入 種 子, 隨 著 轉(zhuǎn) 盤 的 轉(zhuǎn) 動(dòng), 多 余 的 種 子 憑 借 自 身 重 力 滑 落, 實(shí) 現(xiàn) 清 種; 隨 后, 勺 內(nèi) 的 蒜 種 經(jīng) 過 導(dǎo) 種 管 時(shí) 落 入 導(dǎo) 種 管, 最 后 通 過 底 座 排 出 口 落 入 種 溝 12 。 由 于 農(nóng) 用 機(jī) 器 田 間 振 動(dòng) 會(huì) 對(duì) 轉(zhuǎn) 勺 式 取 種 方 式 的 精 度 產(chǎn) 生 較 大 影 響, 導(dǎo) 致 出 現(xiàn) 空 穴, 因 此 該 排 種 器 不 適 宜 高 速 作 業(yè)。 1.5 勺 鏈 式 取 種 圖5 為 常 見 的 勺 鏈 式 取 種。 由 韓 國(guó) 永 東 機(jī) 械 廠 研 發(fā) 的YD-1550 型 大 蒜 播 種 機(jī) 搭 載 了 勺 鏈 式 取 種 方 式, 配 置 動(dòng) 力 為11kW 的 拖 拉 機(jī), 播 幅70cm, 行 數(shù)5 行, 株 距14cm, 每 小 時(shí) 可 播 種 大 蒜0.1hm 2 左 右。 這 種 取 種 方 式 和 勺 帶 式 取 種 類 似, 即 在 運(yùn) 動(dòng) 鏈 上 安 裝 多 個(gè) 取 種 勺, 當(dāng) 取 種 勺 經(jīng) 過 充 種 區(qū) 時(shí) 蒜 種 被 取 起 隨 運(yùn) 動(dòng) 鏈 · 3 6 2 · 2019 年2 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第2 期 上 升, 在 上 升 過 程 中 由 運(yùn) 動(dòng) 鏈 的 振 動(dòng) 去 掉 取 種 勺 中 多 余 的 種 子, 同 時(shí) 對(duì) 空 勺 進(jìn) 行 人 工 補(bǔ) 種。 勺 鏈 式 取 種 在 取 種 過 程 中 因 其 運(yùn) 動(dòng) 鏈 為 直 立 上 升, 所 以 蒜 種 不 易 被 取 起, 導(dǎo) 致 空 勺 較 多, 要 占 用 人 工 進(jìn) 行 補(bǔ) 種。 勺 鏈 式 取 種 方 式 因 其 制 造 簡(jiǎn) 單、 操 作 方 便 而 被 普 遍 引 用 13-16 。 1. 取 種 勺 2. 轉(zhuǎn) 盤 圖4 轉(zhuǎn) 勺 式 取 種 示 意 圖 Fig.4 Diagramoftherotaryspoontypeseed-filling 圖5 勺 鏈 式 取 種 示 意 圖 Fig.5 Diagramofthescoop-chaintypeseed-filling 1.6 振 動(dòng) 式 取 種 振 動(dòng) 式 取 種 通 過 振 動(dòng) 裝 置 使 裝 有 蒜 瓣 的 容 器 振 動(dòng), 進(jìn) 而 使 蒜 瓣 單 粒 順 次 通 過 排 種 管, 完 成 單 粒 取 種, 如 圖6 所 示。 目 前, 此 方 式 已 被 韓 國(guó)LEE、KILMI 改 成 機(jī) 械 式 凸 輪 機(jī) 構(gòu) 振 動(dòng) 取 種 17-18 。 圖6 振 動(dòng) 式 取 種 示 意 圖 Fig.6 Diagramofthevibrationtypeseed-filling 2 國(guó) 內(nèi) 大 蒜 播 種 機(jī) 單 粒 取 種 及 補(bǔ) 種 技 術(shù) 現(xiàn) 狀 大 蒜 播 種 類 屬 于 精 量 播 種 范 疇, 我 國(guó) 精 密 取 種 的 研 究 始 于20 世 紀(jì)70 年 代, 經(jīng) 過40 年 多 的 發(fā) 展, 我 國(guó) 單 粒 取 種 技 術(shù) 從 當(dāng) 初 的 仿 制 和 跟 隨 已 逐 漸 變 為 獨(dú) 立 創(chuàng) 新, 并 擁 有 自 主 知 識(shí) 產(chǎn) 權(quán)。 通 過Espacenet 檢 索, 我 國(guó) 的 大 蒜 播 種 機(jī) 專 利 數(shù) 量 占 總 數(shù) 的74%。 我 國(guó) 大 蒜 播 種 機(jī) 單 粒 取 種 主 要 分 為 機(jī) 械 式 和 氣 力 式。 機(jī) 械 式 取 種 除 上 述 國(guó) 外 的 取 種 方 式 外, 還 有 錐 盤 式、 旋 轉(zhuǎn) 式、 轉(zhuǎn) 筒 式 及 鏈 勺 式 等, 氣 力 式 取 種 主 要 為 氣 吸 式。 我 國(guó) 大 蒜 取 種 過 程 中 的 補(bǔ) 種 為 人 工 式 和 機(jī) 械 式。 2.1 錐 盤 式 取 種 錐 盤 式 取 種( 見 圖7) 是 由 韓 效 孟 設(shè) 計(jì) 的 錐 面 型 孔 盤, 中 心 為 圓 錐 面, 周 圍 為 平 面, 平 面 上 設(shè) 長(zhǎng) 圓 形 型 孔, 且 沿 圓 周 線 方 向 均 勻 排 列, 型 孔 由 大 蒜 尺 寸 決 定。 把 精 選 的 蒜 種 加 入 種 箱 內(nèi), 在 播 種 過 程 中, 地 輪 滾 動(dòng) 的 同 時(shí) 通 過 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 驅(qū) 動(dòng) 取 種 器 沿 順 時(shí) 針 方 向 轉(zhuǎn) 動(dòng); 蒜 種 箱 內(nèi) 的 大 蒜 在 錐 面 型 孔 盤 旋 轉(zhuǎn) 帶 動(dòng) 下, 做 相 同 方 向 的 圓 周 運(yùn) 動(dòng), 圓 錐 斜 面 上 的 種 子 分 流 下 滑 到 四 周 平 面 上, 滑 至 平 面 上 的 蒜 種 落 入 型 孔 內(nèi), 隨 錐 面 型 孔 盤 一 起 轉(zhuǎn) 動(dòng); 當(dāng) 落 入 型 孔 內(nèi) 的 蒜 種 經(jīng) 過 取 種 器 底 座 上 的 投 種 孔 上 空 時(shí), 蒜 種 下 墜, 掉 入 輸 種 管, 完 成 播 種 過 程 19 。 這 種 取 種 方 式 操 作 方 便、 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單, 因 沒 有 補(bǔ) 種 操 作 致 使 播 種 會(huì) 出 現(xiàn) 空 穴, 播 種 質(zhì) 量 不 易 保 證。 2.2 旋 轉(zhuǎn) 式 取 種 旋 轉(zhuǎn) 式 取 種 的 取 種 盤 結(jié) 構(gòu) 形 式 如 圖8 所 示。 該 設(shè) 計(jì) 是 考 慮 了 大 蒜 單 粒 精 密 取 種 和 鱗 芽 朝 上 入 土 的 要 求。 取 種 盤 蒜 瓣 種 穴 的 形 狀 和 尺 寸 根 據(jù) 蒜 瓣 的 外 形 和 尺 寸 設(shè) 計(jì), 取 種 盤 上 的 種 穴 經(jīng) 過 充 種 區(qū) 時(shí), 每 次 定 向 取 得1 粒 蒜 種; 當(dāng) 取 種 盤 轉(zhuǎn) 動(dòng) 到 下 方 時(shí), 蒜 瓣 鱗 · 4 6 2 · 2019 年2 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第2 期 芽 朝 上 直 立 入 土, 實(shí) 現(xiàn) 大 蒜 播 種“ 尖 上 根 下” 的 農(nóng) 藝 要 求 20-23 。 單 個(gè) 種 穴 長(zhǎng) 度 要 能 容 納1 粒 不 同 長(zhǎng) 度 的 蒜 種, 種 勺 長(zhǎng) 度 為 蒜 種 平 均 長(zhǎng) 度 的1.6 倍, 種 勺 高 度 約 等 于 蒜 種 平 均 高 度 的1.3 倍。 種 勺 寬 度 約 等 于 蒜 種 平 均 寬 度 的1.3 倍。 將 所 測(cè) 量 蒜 種 曲 率 描 繪 并 掃 描 繪 制 蒜 瓣 立 體 圖, 從 而 獲 得 種 勺 曲 率。 旋 轉(zhuǎn) 式 取 種 單 粒 取 種 的 成 功 率 超 過90%, 但 是 大 蒜 品 種 不 同 種 穴 設(shè) 計(jì) 不 同, 所 以 單 個(gè) 取 種 器 對(duì) 多 品 種 蒜 種 適 應(yīng) 性 差, 且 來 考 慮 取 種 空 穴 問 題, 沒 有 進(jìn) 行 補(bǔ) 種 24 。 1. 錐 面 型 孔 盤 2. 型 孔 圖7 錐 盤 式 取 種 示 意 圖 Fig.7 Diagramofthebevel-typeseed-filling 圖8 旋 轉(zhuǎn) 式 取 種 示 意 圖 Fig.8 Diagramoftherotarytypeseed-filling 2.3 轉(zhuǎn) 筒 式 取 種 由 南 通 大 學(xué) 魏 玉 珍 等 人 研 制 的 一 種 大 蒜 取 種 方 式 和 由 山 東 五 征 集 團(tuán) 研 制 的WZ-4 型 大 蒜 種 植 機(jī) 所 搭 載 的 單 粒 取 種 方 式 都 是 轉(zhuǎn) 筒 式 取 種, 如 圖9 所 示。 轉(zhuǎn) 筒 式 取 種 采 用 扇 形 開 合 式 結(jié) 構(gòu), 避 免 了 取 種 過 程 中 的 漏 種 和 傷 種 問 題。 其 依 據(jù) 大 蒜 形 狀 和 尺 寸 設(shè) 計(jì) 了 半 球 面 夾 緊 式 取 蒜 勺, 均 布 在 轉(zhuǎn) 筒 上, 取 種 后 經(jīng) 毛 刷 清 種、 刮 種 板 清 種 及 離 心 力 清 種 三 級(jí) 清 種 清 除 多 余 蒜 種, 并 使 其 落 入 清 種 斗, 以 保 證 單 粒 取 種 的 實(shí) 現(xiàn)。 轉(zhuǎn) 筒 式 取 種 一 定 程 度 上 解 決 了 蒜 種 的 漏 取、 重 取、 多 取 及 損 傷 問 題, 但 也 沒 有 涉 及 取 種 過 程 中 空 勺 補(bǔ) 種 問 題 25-26 。 圖9 轉(zhuǎn) 筒 式 取 種 示 意 圖 Fig.9 Diagramofthedrumtypeseed-filling 2.4 氣 力 式 取 種 氣 力 式 取 種 是 通 過 氣 流 實(shí) 現(xiàn) 蒜 種 的 吸 附 和 吹 送, 因 其 剛 性 小 對(duì) 蒜 種 損 傷 低 而 越 來 越 受 研 究 人 員 和 使 用 者 的 青 睞 27-29 。 2016 年, 梁 開 星 等 人 研 制 的 一 種 氣 力 式 大 蒜 單 粒 取 種 裝 置, 如 圖10 所 示。 1. 通 孔 2. 單 粒 取 種 軸 3. 輸 氣 管 4. 氣 體 換 向 裝 置 圖10 氣 力 式 取 種 示 意 圖 Fig.10 Diagramofthegas-assistedtypeseed-filling 將 單 粒 取 種 軸 設(shè) 計(jì) 成 中 空、 兩 頭 密 閉 的 管 狀 形 式, 且 內(nèi) 部 被 重 合 于 中 心 軸 線 的 隔 板 劃 分 成 兩 個(gè) 不 連 通 的 內(nèi) 腔; 單 粒 取 種 軸 的 表 面 對(duì) 稱 布 置 兩 組 通 孔, 通 孔 個(gè) 數(shù) 和 間 距 依 據(jù) 播 種 要 求 布 置; 氣 體 換 向 裝 置 通 過 輸 氣 管 分 別 與 兩 個(gè) 內(nèi) 腔 連 接; 單 粒 取 種 軸 在 風(fēng) 機(jī) 和 外 部 動(dòng) 力 裝 置 驅(qū) 動(dòng) 旋 轉(zhuǎn)1 周 的 過 程 中, 兩 組 通 孔 順 次 完 成 吸 氣( 取 種) 和 噴 氣( 送 種) 兩 個(gè) 動(dòng) 作 30 。 氣 力 式 單 · 5 6 2 · 2019 年2 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第2 期 粒 取 種 精 確 度 超 過98% 幾 乎 不 用 補(bǔ) 種, 且 取 種 效 率 也 得 到 大 幅 度 提 高, 適 合 快 速 作 業(yè), 對(duì) 蒜 種 的 損 傷 低 于 其 他 取 種 方 式, 但 存 在 不 易 維 修 的 缺 點(diǎn)。 2.5 鏈 勺 式 取 種 我 國(guó) 鏈 勺 式 取 種 與 國(guó) 外 同 類 型 取 種 方 式 相 比 有 其 獨(dú) 創(chuàng) 性。 由 濟(jì) 南 華 慶 鑄 造 有 限 公 司 研 制 的 一 種 大 蒜 播 種 機(jī) 如 圖11(a) 所 示。 該 機(jī) 器 取 種 的 設(shè) 計(jì) 是 把 傳 統(tǒng) 的 傳 動(dòng) 鏈 改 成 傳 動(dòng) 鏈 板, 在 每 塊 鏈 板 上 根 據(jù) 播 種 要 求 安 裝 取 種 勺, 避 免 了 因 機(jī) 器 振 動(dòng) 而 導(dǎo) 致 蒜 種 從 兩 傳 動(dòng) 鏈 之 間 掉 落 現(xiàn) 象 的 發(fā) 生, 從 而 使 大 蒜 取 種 率 達(dá) 到 95%。 由 臨 沂 建 領(lǐng) 模 具 機(jī) 械 有 限 公 司 研 制 的 一 種 全 自 動(dòng) 大 蒜 播 種 機(jī) 所 搭 載 的 取 種 方 式 如 圖11(b) 所 示。 該 取 種 方 式 是 對(duì) 取 種 勺 進(jìn) 行 了 改 進(jìn), 取 種 勺 由3 塊 爪 形 板 組 成, 兩 側(cè) 板 長(zhǎng) 度 和 弧 形 凹 槽 深 度 均 比 中 間 板 的 小, 從 而 使 取 種 精 確 度 和 工 作 效 率 大 幅 提 高。 圖11 鏈 勺 式 取 種 示 意 圖 Fig.11 Diagramofthechain-scooptypeseed-filling 2.6 大 蒜 補(bǔ) 種 方 式 現(xiàn) 有 大 蒜 補(bǔ) 種 方 式 類 似 于 圖12(a) 所 示 的 人 工 補(bǔ) 種 方 式, 即 在 取 種 過 程 中 對(duì) 取 種 裝 置 的 空 勺 進(jìn) 行 人 工 放 種, 以 降 低 大 蒜 播 種 的 空 穴 率。 這 種 補(bǔ) 種 方 式 不 僅 耗 費(fèi) 人 力, 且 補(bǔ) 種 人 的 手 部 易 受 傷。 2014 年, 劉 新 田 等 人 發(fā) 明 了 一 種 如 圖12(b) 所 示 的 機(jī) 械 式 補(bǔ) 種 方 式。 在 播 種 機(jī) 工 作 過 程 中, 當(dāng) 大 蒜 漏 種 發(fā) 生 時(shí), 紅 外 傳 感 器 將 信 號(hào) 傳 遞 給 控 制 器, 控 制 器 啟 動(dòng) 驅(qū) 動(dòng) 電 機(jī), 電 機(jī) 運(yùn) 轉(zhuǎn) 則 抓 種 器 抓 取 蒜 種 進(jìn) 行 補(bǔ) 種; 當(dāng) 抓 種 器 沒 有 成 功 抓 取 種 子 時(shí), 控 制 器 再 次 啟 動(dòng) 驅(qū) 動(dòng) 電 機(jī) 重 復(fù) 操 作, 直 至 補(bǔ) 種 成 功。 這 種 補(bǔ) 種 方 式 雖 然 降 低 了 人 力, 但 其 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜、 維 修 難 度 大。 1. 驅(qū) 動(dòng) 電 機(jī) 2. 抓 種 器 圖12 兩 種 補(bǔ) 種 方 式 Fig.12 Diagramofthetwowaysforresow 3 結(jié) 論 1) 大 蒜 播 種 機(jī) 的 單 粒 取 種 技 術(shù) 雖 然 已 經(jīng) 基 本 成 · 6 6 2 · 2019 年2 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第2 期 型 且 取 種 方 式 多 樣, 但 限 于 蒜 種 的 尺 寸 不 一、 形 態(tài) 各 異, 導(dǎo) 致 取 種 過 程 中 漏 種 等 現(xiàn) 象 頻 生, 尚 無 很 好 的 解 決 方 案。 2) 大 蒜 播 種 機(jī) 補(bǔ) 種 技 術(shù) 較 單 粒 取 種 技 術(shù) 而 言 相 對(duì) 滯 后, 主 要 停 留 在 人 工 補(bǔ) 種 階 段。 補(bǔ) 種 技 術(shù) 得 不 到 突 破, 大 蒜 機(jī) 械 化 播 種 的 空 穴 率 問 題 就 很 難 解 決。 3) 單 一 化 技 術(shù) 研 究 既 浪 費(fèi) 人 力 又 浪 費(fèi) 物 力, 所 以 大 蒜 機(jī) 械 化 播 種 過 程 中 大 蒜 單 粒 取 種 及 補(bǔ) 種 技 術(shù) 的 研 究 應(yīng) 趨 向 通 用 型, 即 能 適 合 平 原、 山 地 等 多 種 地 形 的 播 種 需 求。 4) 大 蒜 單 粒 取 種 及 補(bǔ) 種 技 術(shù) 應(yīng) 標(biāo) 準(zhǔn) 化、 規(guī) 范 化, 才 能 得 到 推 廣 和 發(fā) 展。 隨 著 科 技 的 進(jìn) 步, 大 蒜 機(jī) 械 化 種 植 中 的 單 粒 取 種 及 補(bǔ) 種 也 應(yīng) 朝 自 動(dòng) 化 和 智 能 化 方 向 發(fā) 展, 以 便 更 大 程 度 地 釋 放 人 力, 提 高 生 產(chǎn) 速 度, 降 低 成 本。 參 考 文 獻(xiàn): 1 呂 玉 花, 張 留 偉. 中 國(guó) 大 蒜 出 口 貿(mào) 易 現(xiàn) 狀 研 究J. 農(nóng) 業(yè) 經(jīng) 濟(jì),2011(2):92-93. 2 YiG,ZuliZ,LiyingY,etal.ThePresentSituationofthe GarlicPlantingMachineJ.JournalofAgriculturalMecha- nizationResearch,2009(6):221-223. 3 陳 斯. 高 效 精 準(zhǔn) 大 蒜 播 種 機(jī) 研 發(fā) 成 功N. 農(nóng) 資 導(dǎo) 報(bào),2017 -07-25(C01). 4 林 靜, 宮 元 娟, 李 國(guó) 臣. 淺 談 精 密 播 種 機(jī) 的 發(fā) 展 優(yōu) 勢(shì) 與 前 景J. 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械,2004(4):43-44. 5 李 立 新, 李 小 忠, 錢 志 兵. 大 蒜 播 種 機(jī) 械 現(xiàn) 狀 與 發(fā) 展 方 向 J. 現(xiàn) 代 農(nóng) 業(yè) 科 技,2012(21):220-221. 6 YangWiSeok,ChoDongLae.SeedingMachineWithaRe- ducedBreakageRateofSeed,WhichisProperforSeeding an Angulated Seed Such as a Garlic Seed: 韓 國(guó), KR1020060028193P.2006-03-29. 7 張 鐘 毓. 蘇 北 地 區(qū) 大 蒜 機(jī) 械 化 栽 植 技 術(shù) 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 與 展 望 J. 農(nóng) 業(yè) 開 發(fā) 與 裝 備,2012(6):102-103. 8 張 鐘 毓. 徐 州 成 功 引 進(jìn) 洋 馬 乘 坐 式 大 蒜 種 植 機(jī)J. 農(nóng) 機(jī) 科 技 推 廣,2013(8):53-55. 9 Mito Hiroki, Higuchi Takeo, Matsuhashi Norio. 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Ama,Agricultural Mechanization in Asia,Africa 2. ShandongProvincialKeyLaboratoryofHorticulturalMachineryandEquipment,Taian271018,China) A b s t r a c t:TheplantingareaandtheyieldofChinaoccupythefirstplaceintheworld,whiletheeconomicbenefitsis considerable.Themechanizationofgarlicplantingcameintobeingunderthediplexforceofadvancedtechnologyand marketdemand.Thecoretechnologyofgarlicplantingmachineinthecourseofresearchissingleseed-fillingandseed- resow,anditistheguaranteetoensurethequalityofgarlicseedingandrealizethegoalofsavingcostandincreasingeffi- ciency.Thus,thispaperintroducedthepresentstateofsingleseed-fillingandresowtechnologyathomeandabroad,and theinadequacyandprospectsintheprocessoftechnologicaldevelopment. K e y w o r d s:garlic;mechanicalseeding;singleseed-filling;resow 撤 稿 聲 明 劉 雙 紅、 馬 小 雨 發(fā) 表 于 本 刊2017 年 第6 期 第154-157 頁 的 文 章 蘋 果 采 摘 機(jī) 器 人 末 端 執(zhí) 行 器 的 設(shè) 計(jì) 與 試 驗(yàn) 研 究 文 章 編 號(hào):1003-188X(2017)06-0154-04, 由 于 個(gè) 人 原 因 導(dǎo) 致 論 文 中 內(nèi) 容 及 數(shù) 據(jù) 存 在 嚴(yán) 重 錯(cuò) 誤, 現(xiàn) 對(duì) 此 文 進(jìn) 行 撤 稿 處 理, 中 國(guó) 知 網(wǎng)、 萬 方 數(shù) 據(jù) 庫、 維 普 網(wǎng) 也 同 時(shí) 撤 稿。 特 此 聲 明。劉 雙 紅, 馬 小 雨 · 8 6 2 · 2019 年2 月 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 第2 期