遥控式小型插秧机的关键技术研究
小型水稻插秧机的研制
小型水稻插秧机的研制作者：罗春阳来源：《科技资讯》2015年第12期摘要：水稻插秧机是种植水稻不可缺少的工具。
小型水稻插秧机符合我国地形特点，可以提高插秧效率和质量，值得研制和推广。
该文论述了插秧机稀植分插机构、插秧机自动控制和监测技术以及小型水稻插秧机的研制现状，并指出了以后的发展方向。
关键词：小型水稻插秧机研制中图分类号：U523 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（c）-0081-01在我国，种植面积最大的粮食作物就是水稻，它的单产量和总产量都是最高的，其种植面积占我国粮食作物的28%，其总产量则占到了40%。
随着科学技术的发展，水稻的种植方式已经由原来的人工插秧逐渐转变为机械插秧，我国插秧机械虽然有了一定的发展，但是从整体上来看，总体水平不高，具体表现为机型单一，品种少，特别是缺少小型水稻插秧机。
从我国水稻种植地区的地形状况来看，广大农村（尤其是南方农村）都是以小地块和丘陵地块为主，但是，当前在我国只有一些大型宽幅的水稻插秧机，完全不符合农村实际地形情况。
只有加大小型水稻插秧机的研制力度，开发出更多的符合我国地块特点的小型水稻插秧机，才能够在水稻种植中大面积实现机械化插秧，才能够大大提高我国水稻种植的效率和质量，促进我国水稻种植现代化水平的进一步提升。
1 稀植分插机构分插机构是插秧机的核心关键部件之一，也一直是插秧机研制的重点和热点。
分插机构反映的性能就是机插性能，此项性能的优劣主要表现在以下三个方面。
一是栽秧质量怎样保证。
也就是怎样做到精确插秧，使插秧时的秧爪轨迹和态势跟人工插秧的轨迹差不多；怎样做到不伤害秧苗、不遗漏秧苗，使分插机构的部件在运转时不晃动，保持平稳状态，机器的震动幅度也要达到最小。
二是秧苗直立、紧凑。
秧苗直不直立主要取决于秧针和插植叉头部几何样子的设定，这对秧苗的姿态起着决定性的作用。
插前秧苗应该避免被干涉，这就要求在设计分插机构插植端的入水角度和回转时的运动路线要注意不要碰着插前秧苗。
插秧机的主要技术特点及提高机插秧增产增收的措施
插秧机的主要技术特点及提高机插秧增产增收的措施摘要阐述了插秧机的主要技术特点，并介绍了提高机插秧增产增收的措施。
关键词机插秧；技术特点；增产增收；措施机械化插秧技术就是采用高性能插秧机代替人工栽插秧苗的水稻移栽方式，主要包括高性能插秧机的操作使用、适宜机械栽插要求秧苗的培育、大田农艺管理措施的配套等内容。
1插秧机的主要技术特点1.1基本苗、栽插深度、株距等指标可以量化调节根据水稻群体质量栽培扩行减苗等要求，插秧机行距固定为30 cm，株距有多档或无级调整，栽插密度为15万～30万穴/hm2。
通过调节横向移动手柄与纵向送秧调节手柄来调整所取小秧块面积，达到适宜的基本苗。
同时栽插深度也可以通过手柄调节，能充分满足农艺技术要求。
1.2水田作业稳定性高插秧机可以随着大田表面及硬底层的起伏不断调整机器状态，保证机器平衡和插深一致。
同时因整田方式而造成的土质硬软不同，保持船板一定的接地压力，避免产生强烈的壅泥排水而影响已插秧苗。
1.3操作灵活自如高性能插秧机自动化控制和机电一体化程度高，充分保证了机具的可靠性、适应性和操作灵活性。
1.4作业效率高步行式插秧机的作业效率最高可达0.27hm2/h，乘坐式高速插秧机达0.47 hm2/h，远远高于人工栽插的效率。
2提高机插秧增产增收的措施2.1把好育苗关2.1.1选好秧田，备足床土。
选择灌排方便，田面平坦，靠近大田，运秧方便的稻田作秧田，秧田与大田比为1：(60—70)。
秧板要求平、光、实。
床土要求细、松、肥、无草籽。
床土以旱地松土、稻田表土、河泥、秧沟泥为佳，经晒干捣细过筛(筛孔4—5 cm)后应用。
床土应早准备，每公顷大田备足3 000 kg，一般肥土不用拌肥，薄瘠土要拌肥，即每50 kg细土加碳酸氢铵100 g、过磷酸钙200 g，均匀拌和，堆闷待用。
播前应保证床土吸足水分，做到足墒出苗。
盖种土区别于种下床土，应选择粗细适中(筛孔6—8 cm)的旱地松土。
新型小型水稻插秧机结构设计
新型小型水稻插秧机结构设计1.外壳结构：外壳采用轻质铝合金材料，抗压、抗拉强度高，造型可靠，表面美观，实用性强，耐腐蚀，减少颜色的脱落或褪色的问题，也可有效地降低机器运行噪音。
2.驱动系统：使用PLC控制器，具有易于操作，稳定可靠，功能强大，安全可信任，能够在恶劣环境下安全运行！控制电源采用DC 24V，使用低压电源，可以有效避免非机械物理因素造成的印刷过程中的失误。
3.传输系统：采用全传动系统，电机、减速机、轴承，都是传动系统的基础组件。
齿轮采用剃耳落口齿轮磨削工艺，满足精密机械方面的要求。
4.抓取系统：首先采用机械结构抓取床秧苗，然后秧苗抓取牙瓣将秧苗抓取，将秧苗放入插秧模具内；再使用凹槽内注水模块，完成秧苗湿化，其次将湿化的秧苗抓取到插秧模具，实现水稻插秧。
5.控制系统：PLC控制系统是小型水稻插秧机的核心，负责对整机的控制。
它具有可靠性强，多步技术，程序易改动，能够满足插秧的自动控制要求，可以让用户更好的使用设备。
二、电路设计1.控制电路：采用PLC控制系统，由高压、中低压、开关技术组成，其中具有传感器、控制器、控制电磁开关和传动系统等，控制器用来控制传动系统，完成水稻插秧任务。
2.传动电路：调节高压（220V）调节开关，改变水稻插秧机的作业时间，改变插秧步进步进比，使插秧速度可以更好的适应水稻插秧机的运行环境。
3.液压电路：使用液压电磁换向阀控制液阀，实现水稻插秧机的启动、停止和反转等功能，确保水稻插秧机在各种运行环境下实现最佳性能。
4.加热电路：采用高压石英加热电热元件，UV辐射和热风吹打功能，保证秧苗发芽、生根、茁壮的大量水稻的插秧。
总之，小型水稻插秧机的设计重点是希望机器运行安全可靠，市场投入最小，结构简单，操作简单，投入的技术成本低，并且还可以安全而可靠的完成水稻插秧的功能。
水稻插秧机关键技术的研发
国内对步行 插秧 机分 插机 构 的设计 与研 究大 多采
用运 动学 建模 与优化 相结 合 的方法 ；对 日本 的旋转 式
分插 机构 进行 工作机 理 的研究 ，并 提 出了不 少改进 方
案 ，在运 动学特 性分 析研 究较 为充 分 ，在动 力学 分析
方 面 由于数学 建模 的复杂 性研 究较 少 。要解 决我 国水
稻种 植大 株距 、大 苗机插 秧 问题 ，需要农 机 与农 艺进
收 稿 日期 ：２ ｏ ｏ ９年 ２月 １ 日 ８ 朱 祖 良 ，男 ，ｌ５ ９ ３年 生 ，南 京 市 人 ，江 苏 省 农 机 鉴 定 站 高级 工 程 师 ；研 究 方 向 为机 械 设 计 。
状 的设 计 是立苗 姿态 主要 原 因之一 ，而 分插机 构插植
端 的 入水 角 、回转 时 的运 动轨 迹 应 防止 干 涉 插 前 秧
苗 ；浮 板 的 尺寸 、形 体 的设 计 对 立苗 姿 态影 响很 大 ， 如何 实现 浮板形 体小 、浮 力大 、行 走时 壅泥少 、对 邻
行秧 苗 的影 响小 是机 械设计 的关键 。
三是 定位 、定量 准确 ，取 秧精 度高 。 即机插 时保
持秧 苗姿态 ，正 确输送 、精确插 秧 ；实现 取 苗量调 节 手柄 与送 秧 皮带 （ 轮） 构连 动 ，随取 苗量 的变化 自 齿 结 动调 节纵 向送秧 量等 。
有别 于常规 稻 ，以致 于 目前 所应 用 的机插 技术 尚不 能
械化 中的耕 作机 械和 收获机 械 ，与我 国经 济社 会 的发 展状况不 协 调 ．严 重制 约 了我 国水稻 生产 的发 展 ．成 为制约 水稻 生产全 程机 械化 的瓶 颈 ，也 限制 了我 国水
水稻机械插秧高产栽培关键技术分析
水稻机械插秧高产栽培关键技术分析水稻机械插秧是指利用机械设备进行水稻插秧作业，旨在提高插秧效率、降低人力成本、减少劳动强度，从而实现水稻高产栽培。
随着农业技术的不断进步，机械插秧技术已经成为现代水稻生产中的重要环节。
本文将对水稻机械插秧高产栽培的关键技术进行分析，探讨其在实践中的具体应用。
水稻机械插秧的关键技术包括机械设备、作业管理和技术培训等方面。
机械设备是实现机械插秧的物质基础，包括插秧机、整地机、植保机等多种设备。
插秧机是机械插秧作业中的关键装备，其性能直接影响着插秧的效率和质量。
目前市场上普遍采用的插秧机有旋转刀盘式插秧机、行走式插秧机等。
与传统的人工插秧相比，机械插秧机具有作业效率高、成本低、劳动强度小等优势，因此受到了广泛的关注和应用。
作业管理是机械插秧的关键环节。
在进行机械插秧作业时，应注意合理安排作业时间、选择合适的田间操作条件、统筹插秧机具的调整等。
对于机械设备的维护保养工作也至关重要，只有做好设备的保养工作，才能保证设备的正常运转和插秧作业的顺利进行。
作业管理还包括人员的培训和技术指导工作，只有进行了系统的培训和技术指导，才能确保作业人员正确操作插秧机、提高作业的效率和质量。
技术培训是机械插秧的关键环节之一。
在机械插秧作业中，操作人员的技术水平对作业效率和质量有直接影响。
进行专业的技术培训是必不可少的。
对插秧机的操作、调整、故障排除等方面进行系统的培训，能够帮助作业人员更好地掌握插秧技术，提高作业效率和质量。
还需要对作业人员进行安全操作的培训，确保作业时安全可靠。
在实际应用中，水稻机械插秧技术已经取得了一定的成果和经验。
通过机械插秧，可以实现水稻的高密度种植，提高单株产量。
机械插秧还可以有效减少人工劳动强度，降低插秧成本，提高插秧效率。
机械插秧技术已经成为现代水稻生产的重要保障之一，得到了广泛的应用和推广。
要实现水稻机械插秧高产栽培，还需要解决一些关键技术问题。
首先是机械插秧作业的适应性问题，包括不同地区、不同水稻品种的适应性问题。
扬州大学科技成果——行距无级快调钵苗栽秧机及其制造关键技术研究与开发
扬州大学科技成果——行距无级快调缽苗栽秧机及其制造关键技术研究与开发成果简介本项目针对我国插秧机械长期照搬日、韩栽植参数体制导致我国水稻种植体制未能按照我国国情发展这一基本事实。
创新研制一种分秧与放秧分离的行距可快调的新型缽苗栽秧机。
解决我国多少年一贯制的不论品种、不论土壤肥水条件、不分地域、千篇一律的固定行距机械种植模式问题，形成原创技术。
创新点1、快速无级调节行距的钵苗栽秧机。
（1）抓秧、放秧分离式栽秧机构；该机构从秧箱抓取秧苗后放入集秧斗，由集秧斗下滑至放秧器，由放秧器将秧苗栽入田中。
（2）无级快速可调放秧装置。
（3）智能化高频伸缩振动强制输秧装置。
（4）推送式缽苗抓取分苗装置。
（5）智能化对于地面绝对速度为零的纵向伸缩控制式放秧系统。
（6）电-液压组合控制自动换行起落系统。
（7）分秧针金刚石涂层工艺及技术。
（8）凸轮、丝杆仿形快速挤压成型及TD扩散超硬化处理工艺及技术。
（9）壳体件表面处理抗疲劳强化工艺及技术。
2、水稻无公差准确粒数播种盘式缽苗育秧装备。
（1）振动式矩阵排列微管气吸充种气吹放种装置。
（2）图像处理智能化机械手去重、补缺系统。
关键技术1、快速无级调节行距的钵苗栽秧机。
（1）采用抓秧、放秧分离的方法实现调行距不必改变往复行程、栽植的作业及秧箱秧盘变质的突破。
（2）采用电-液压组合控制技术，实现起落系统自动换行。
（3）采用智能化控制技术，实现放秧系统对于地面绝对速度为零的纵向伸缩智能化控制。
（4）采用金刚石涂层工艺，对插秧机分秧针进行金刚石涂层，提高分秧针的耐磨性能。
（5）采用快速仿形挤压与表面超硬化处理技术，对插秧机凸轮、丝杆进行仿形挤压加工及表面超硬化处理，提高凸轮、丝杆的强度及耐磨性能。
（6）采用抗疲劳加工技术，对插秧机壳体件表面进行抗疲劳强化处理，提高壳体件的表面性能。
2、水稻无公差准确粒数播种盘式缽苗育秧装备。
（1）采用电磁振动式矩阵排列微管气吸充种气吹放种装置实现精量播种（1粒/穴）、少伤种的技术要求。
水稻机械插秧高产栽培关键技术分析
水稻机械插秧高产栽培关键技术分析水稻机械插秧是一种高效快捷的水稻栽培技术。
由于其操作简单、劳动强度小、效率高等优势，逐渐得到农民的广泛认可和应用。
要实现水稻机械插秧的高产栽培，还需要掌握一些关键技术。
本文将对水稻机械插秧高产栽培的关键技术进行分析。
合理选择机械插秧机。
机械插秧机的选择直接关系到插秧效果和生产效率。
要选择符合自身需求的机械插秧机，可以根据以下几个方面进行评估：首先要考虑机械插秧机的适应性，包括适应不同土壤类型、不同水田条件和不同水稻品种的能力。
其次要考虑插秧机的插秧质量，插秧机应具备插秧均匀、插秧深度一致的能力。
还要考虑机械插秧机的可操作性和易维修性。
控制插秧密度。
插秧密度是水稻机械插秧高产栽培中的一个重要因素。
过高的插秧密度会导致水稻植株竞争过大，影响光合作用和养分供应，从而影响产量。
而过低的插秧密度则会导致水稻缺乏竞争力，产量也会受到影响。
在机械插秧时要根据土壤肥力、品种特性和农民的经验，合理控制插秧密度，以达到最佳的产量效益。
注意插秧深度。
插秧深度的合理控制对水稻的生长发育和产量有着重要影响。
插秧深度过浅会导致水稻根系不发达，易被风吹倒，且根部容易暴露在空气中，受到氧气供应不足而造成根系透明化，最终影响产量。
而插秧深度过深则会抑制幼苗的萌芽、生长和营养物质的吸收。
在机械插秧时要根据土壤湿度、土壤性质和水稻品种的特性等因素，合理控制插秧深度，保证幼苗良好生长。
注意田间管理。
机械插秧后，要及时进行田间管理，包括保持田间湿度、除草、病虫害防治等。
保持田间湿度是水稻生长的基础，要根据水稻生长和土壤条件，采取相应的灌溉措施。
除草是保证水稻光合作用和养分供应的重要措施，要及时、有效地进行除草工作。
要根据水稻生长阶段和田间病虫害的发生情况，采取相应的预防措施和防治措施，及时减少病虫害对水稻的危害。
合理施肥。
机械插秧后的水稻需要适量的养分供应，以保证良好的生长和高产。
在种植水稻前要进行土壤肥力分析，确定土壤缺乏的养分和相应的施肥措施。
水稻插秧机关键技术探讨
种植领域 当中，高速水稻插秧机的应用，在一定程度上改变了过去人 工插秧的缓慢方式。使水稻种植 的效率得到 了良好的提高。 不过在我国，水稻种植产品有着劳动强度 大、地域差别 大、产量高、品种 多等特点，给高速 水稻插秧机提 出了更高的要求。对此，
应 当对 其运 行 当 中的 关键 技 术进 行 探 讨 ，掌握 和 提 升 其 工作 性 能 ， 从 而更 好 的 满 足 不 同水 稻产 品种 植 的 要求 。
关键词 ：高速 ：水稻插秧机 ：关键技术
中图分类号 ： Ｓ ２ ２ ３ ． ９ １
文献标识码 ：Ａ
文章编码：１ ６ ７ ２ － ３ ８ ７ ２（ ２ ０ １ ５ ）０ ９ － ０ ０ １ ６ － ０ ２
水稻是我国最为主要的粮食作物之一，也是我 国重 要 的粮食产品来源 。目前 ，水稻种植 的方式仍然 以人工 插秧为主。虽然我国早在上个世纪 中后期就 已经开始进 行水稻插秧机 的研究，但是 由于受到相关技术的限制 ，
长条件 ， 是水稻籽粒饱满 ， 同时降低发生病虫害 的几率 ， 确保水稻的稳产和高产 。高速水稻插秧机 的优势在 于 能够实现 良好 的浅插，同时确保插秧深度 的一致性。因
此 ，在设计过程中，对 于仿形装置 的设计 ，应当确保插 植部件水平技术能够 良好 的适应实际土壤条件。但是我
小形体的浮板上形成较大的浮力，在行走过程 中尽量少
定的复杂性 ，因此，对于动力学分析方面，相 关的研
能做到充分掌握 ， 对高速水稻插秧机的发展和推广较为
不利。
究还 比较薄弱 。 而对于我 国大苗 、 大株距 的机插秧 问题 ，
还应当充分 的融合应用农艺和农机 。 在稀植分插机构 的 设计和应用 当中，应 当结合机构工作机理来进行考虑， 从而对分插机构处理大苗移栽、大株距插秧等种植杂交
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遥控式小型插秧机的关键技术研究
摘要:本论文针对山地农业机械智能化小型化日益迫切的市场需求,利用现代自动控制技术,在传统插秧机的基础上进行改良,使其人机分离、智能作业,开发适合山地农业使用的遥控式小型插秧机。
着力解决智能控制与传统机型的有机结合技术,以及针对山地作业的特点,将现代智能机器人技术应用于传统机械生产中,实现低成本、高智能、轻量型改造。
关键词:遥控智能化插秧机山地作业
水稻在我国谷物产量中占据半壁江山,始终保持在总量的40%左右,总产和种植面积分居世界第一、二位。
水稻生产具有季节性强、劳动强度大、生产环节多、作业条件艰苦等特点。
改变水稻生产方式,一直是广大农民群众的迫切愿望。
农业是国民经济的基础,农业机械技术与水平标志着一个国家的现代化程度。
我国从20世纪50年代开始研究插秧机,60年代初研制出转臂滑道式分插机构的水稻插秧机,用于裸苗插秧。
1967年鉴定了第一台该形式的插秧机,1979年统一了机型但发展缓慢。
80年代初引进日本工厂化育秧技术,由吉林省四平市农机研究所研制出曲柄摇杆式分插机构为栽植部件的插秧机,在东北三省大量推广,并逐渐在全国取代转臂滑道式分插机构的插秧机。
多年以来,我国农机的发展一直停留在纯机械阶段,而国外的先进
农机技术中,机电、信息控制等得到了充分的应用。
如美国,已经可以通过电脑、卫星控制野外拖拉机作业。
日本成功开发的无人驾驶插秧机,插秧偏差仅2～3 cm。
无线遥控拖拉机操作装置的发明人之一韦增成说,我国农业机械技术要进一步提高,有赖于电子、信息技术的介入,走符合我国国情的机械电子、信息相结合的农机产品开发推广的道路。
因此,针对山地设计遥控式小型插秧机将具有较强的实际意义,更符合地方需要。
1 插秧机的选型及改良
插秧机主要由发动机、传动系统、行走系统、液压仿形及插深控制系统、插秧系统等组成。
其典型结构主要是插植部分及液压防形部分。
目前,国内外较为成熟并普遍使用的插秧机,其工作原理大体相同。
发动机分别将动力传递给插秧机构和送秧机构,在两大机构的相互配合下,插秧机构的秧针插入秧块抓取秧苗,并将其取出下移,当移到设定的插秧深度时,由插秧机构中的插植叉将秧苗从秧针上压下,完成一个插秧过程。
同时,通过浮板和液压系统,控制行走轮与机体的相对位置和浮板与秧针的相对位置,使得插秧深度基本一致。
根据山地的实际情况和目前市场的走向,从众多的插秧机型中选择了江苏东洋机械有限公司的“PF455S水稻插秧机”,以此作为改良的基础。
如图1所示。
PF455S水稻插秧机具有以下优点。
(1)通过插秧深度调节手柄可以在0～5 cm内进行10个档位的调整,完全满足农艺要求。
(2)采用工程塑料浮板、橡胶轮胎确保整机重量170 kg,体积小,机动性好,更适合小田块作业(图1）。
(3)分体式浮板及液压仿形装置,能根据不同土质,通过液压机构自动调节,保证插秧深度一致性,确保机插质量稳定,达到浅栽、稳定、高产的目的。
(4)插秧机作业过程中,碰到石子等硬性异物时,安全离合器自动作用,停止插秧作业,保护机器,降低用户使用成本。
这为解决碰撞控制奠定了一定基础。
如图2所示。
(5)设计有倒档,这为解决智能转弯奠定了一定基础。
2 遥控装置设计
遥控装置由发射器、接收器、电瓶、发电机、控制电路、电机、机械传动机构等构成,由操作人员操作发射器发出控制信号,接收器接收信号送给控制电路处理,控制电路根据信号内容和行程开关位置控制电机的正反转和停止,通过机械传动机构控制插秧机发动机的离
合、转向和油门,达到遥控操作插秧作业的目的。
有了这种遥控装置,操作人员可在距插秧机一定范围内控制插秧,避免了烈日暴晒、寒冷风雨、泥浆浸泡,从而降低了劳动强度。
同时,由于遥控式插秧机对操作员的体力要求低,因而男女老少都可以操作。
根据分析插秧机的特点,需要控制的动作有:前进、插秧、倒退、左转弯、右转弯、停止等。
首先要对每个动作进行力量的测试,为了能更好地设计出合理并实用的遥控装置,我们参照了FUTABA 6EX 2.4 GHz六通道遥控器。
它具有“同频干扰”的概率极小、响应速度快、细腻的控制精度、易于使用和安装的发射机和接收机天线以及低功耗等的特点。
如图3所示。
在设计摇控装置时应注意解决以下问题。
(1)遥控装置应设计安全保障系统,在遥控式小型插秧机超出控制范围、发射器损坏或电压不正常而影响安全生产时,遥控装置会自动执行分离离合器和停止供油两个动作使遥控式小型插秧机停止行走,确保安全生产。
(2)通信差错控制和用抗干扰设计。
3 遥控装置与插秧机的连接
最后阶段需要设计相应的机械装置对遥控装置与插秧机进行连
接。
在设计时要注意以下几点。
(1)插秧机原有的转弯是将一边的车轮制动来实现转向的,也就是说将左边车轮制动实现左转弯,将右边车轮制动实现右转弯。
(2)要注意机械装置的轻量化、小型化设计。
(3)插秧机原有的插秧是设计有两档。
4 结语
遥控式小型插秧机采用国内成熟的电子信息技术及机电一体化技术和现有的插秧机技术,技术成熟可靠,适应性较高。
它既保留传统的插秧机操作方式,又具有遥控操作的功能。
与国外一些先进国家研制的无人驾驶拖拉机等相比,虽然还有一定的距离,但其价格低廉,性能可靠,更适应山地农业生产规模和耕作方式,容易推广使用,市场前景广阔。
今后打算在现有插秧机的基础上,对系统装置的结构、工艺进行优化设计,实现整机轻量化、小型化,使之更能适应山地农业。
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