基本信息
- 项目名称：
- 吸盘抛振式穴盘育苗半自动精量播种机
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 1．作品专利名称 吸盘抛振式半自动精量穴盘育苗播种机，专利号：2007201831262。 2．应用领域和技术原理 本作品可广泛用于各类温棚（220伏/50赫兹电源）棉花、番茄、辣椒等作物的穴盘（72穴或128穴）育苗精量播种。 该作品采用的是负压取种，正压投种的技术原理。工作时，真空设备将吸种盘气室抽成一定的负压，使吸种盘上的每个吸嘴产生足够的吸力。当吸种盘移至抛振式种子室上方时，牵引电线铁断电，弹簧伸张将种子盘及其里面的种子抛向吸种盘吸嘴，处于“悬浮”状态的种子在吸嘴负压作用下，吸到每个吸嘴上，实现精量取种；移动吸种盘到穴盘上，打开卸压阀，同时切换正气压，气室内的真空度消失，种子靠正气压吹入穴盘的穴孔内，实现快速准确投种和清孔。 3．主要性能指标 生产率 ≥ 600盘/h; 合格率（%）≥95（棉花每穴1粒； 加工番茄每穴1-2粒）; 空穴率(%): ≤3; 重播率(%)：≤2; 配套动力(KW)：1.2; 工作电压(V/HZ)：AC 220/50 4、创造性和先进性 （1）抛振式种子室，有效避免了种子分布不均，取种更可靠。 （2）孔式吸种盘定量取种精度高，互换性好。 （3）直滑轨机构运动简单，操作快捷，工作效率高。 （4）气吸取种，气吹投种清孔气动系统，解决了吸孔堵塞难题，空穴率明显降低。 (5）作品研究采用了理论分析、三维动态造型设计、虚拟数值模拟试验和物理实验等方法，整机能耗、结构、性能更合理。 5、主要技术特点 （1）结构简单，使用维护简便，造价低。 （2）效率高，性能稳定可靠。 （3）适应性强。
- 详细介绍：
- 1. 作品专利名称：吸盘抛振式半自动精量穴盘育苗播种机，专利号：2007201831262。 2．任务来源:2007年大学生训练研究计划项目(项目编号：SRP0709098) ； 3．应用领域和技术原理:本作品可广泛用于各类温棚（220伏/50赫兹电源）棉花、番茄、辣椒等作物的穴盘（72穴或128穴）育苗精量播种。 该作品采用的是负压取种，正压投种的技术原理。工作时，真空设备将吸种盘气室抽成一定的负压，使吸种盘上的每个吸嘴产生足够的吸力。当吸种盘移至抛振式种子室上方时，牵引电线铁断电，弹簧伸张将种子盘及其里面的种子抛向吸种盘吸嘴，处于“悬浮”状态的种子在吸嘴负压作用下，吸到每个吸嘴上，实现精量取种；移动吸种盘到穴盘上，打开卸压阀，同时切换正气压，气室内的真空度消失，种子靠正气压吹入穴盘的穴孔内，实现快速准确投种和清孔。 4．主要性能指标 生产率 ≥ 600盘/h 合格率（%）≥95（棉花每穴1粒；加工番茄每穴1-2粒） 空穴率(%): ≤3 重播率(%)：≤2 配套动力(KW)：1.2 工作电压(V/HZ)：AC 220/50 5. 创造性和先进性 （1）电衔铁与弹簧组成的抛振式种子室，减小取种时种子间的阻滞力和吸附力，有效避免种子分布不均，取种更可靠。 （2）孔式吸嘴与板式吸种盘组成的吸种盘与传统窝眼式吸种盘相比，定量取种精度高。通过更换吸种盘吸嘴可满足水稻、番茄、辣椒、烟草、花卉、蔬菜等多作物穴盘育苗要求。 （3）采用直滑轨机构取代传统拱形或四连杆机构，运动简单，操作快捷，与传统板式育苗播种机相比，工作效率更高。 （4）研究设计的气动系统实现了气吸取种，气吹投种清孔，解决了吸孔堵塞难题，空穴率明显降低。 （5）项目研究采用了理论分析、三维动态造型设计、虚拟数值模拟试验和物理实验等方法，对核心部件进行结构参数优化设计，与传统设计方式相比，设计所耗费的人力、物力、财力和时间减少，整机能耗、结构、性能更合理。 6. 主要技术特点 （1）结构简单、操控方便灵活，使用维护简便，造价低。 （2）效率高，性能稳定可靠。据测定：该机生产率＞600盘/h,单粒率＞95%，空穴率＜3%，重播率＜2%。生产期间无任何机械电气各种故障。 （3）适应性强。该机可通过调整主要核心部件的结构和工作参数或更换零部件尺寸型号实现水稻、番茄、辣椒等多作物穴盘育苗精量播种要求。具体调整或更换如下：1）真空压力可调；2）吹投清孔压力可调；3）种子室上下形程可调；4）弹簧软硬可换；5）吸种盘工作高度可调；6）吸种盘吸嘴尺寸型号可换。 7. 应用及性能检测情况 2008年初在新湖农场进行样机性能试验，用户反映良好。2008年5月参加自治区农机新技术新机具博览会，受到自治区领导和农机技术人员的好评；2009年3-5月加大推广力度，在屯河股份沙湾分公司152团3连育苗基地和145团1分场进行生产示范，累计播种10万盘以上，创直接产值4万元以上。 2009年3月通过兵团农机性能检测中心的质量检测，结果表明：1）该机方案选择合理,取种精准可靠，投种清空迅速彻底,作业效率高。2）在3名工作人员的辅助下，该机生产率＞600盘/h,单粒率＞95%，空穴率＜3%，重播率＜2%。完全满足棉花、番茄等作物育苗精量播种的技术要求。 8. 存在问题及建议 存在问题：生产操作时仍需多名操作员负责上盘、覆土、镇压、喷淋、下盘等工序，尚未实现育苗生产机械化。 建议：完善育苗装置的各项功能，研究开发全自动育苗精量播种装备。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 1、目的 替代穴盘育苗人工播种，实现机械化精量播种，提高生产效率，降低劳动强度。 2、基本思路 （1）利用气泵工作原理，实现负压吸附力取种，正向压力投种清孔。（2）价格低，性能好，效率高，且适应不同作物种子的精量播种。（3）将板式播种机吸盘和针式播种机的吸嘴组合装配，提高机具的工作效率和取种精度（4）针对板式播种机吸种盘拱形移动轨迹长，运动不灵活，影响作业效率，提出吸种盘水平移动，种子室配合吸种盘上下运动的新思路。（5）适应基层条件差、规模小的个体农户需求，电源应采用220v/50赫兹。 3、创新点 （1）电衔铁与弹簧组成的抛振式种子室，有效避免种子分布不均，取种更可靠。（2）吸孔式吸种盘，定量取种精度高。通过更换吸孔可满足不同作物播种要求。（3）采用直滑轨机构取代传统拱形或四连杆机构，运动简单，操作快捷。（4）气吸取种和气吹投种清孔系统解决了吸孔堵塞难题，空穴率明显降低。 4、技术关键 （1）气动核心件结构及工作参数的优化及其性能调试，系统解决小粒种子精量取种和吸嘴孔径吸附堵塞等问题。（2）吸盘、吸嘴等核心工作件的结构设计与加工，满足不同作物种子的定量取种。 5、主要技术指标 生产率 ≥ 600盘/h；合格率（%）≥95（棉花每穴1粒；加工番茄每穴1-2粒）；空穴率(%): ≤3；重播率(%)：≤2；配套动力(KW)：1.2；工作电压(V/HZ)：AC 220/50。
科学性、先进性
- 目前国内应用最普遍的是板式穴盘育苗播种机，其技术特征为:1）吸种盘采用窝眼（孔）式，2）吸种盘运动机构¬采用四连杆机构或拱形滑轨机构，3）种子室振动为激振式。 本作品的科学性和先进性如下：1）依据针式播种机取种精度高和板式播种机结构简单的特点，研究开发了嘴式吸种盘，将吸嘴与吸种盘有机组合，并应用CFD软件对真空吸种盘流场均匀性、吸嘴吸附性等进行了虚拟数值模拟试验研究，优化了真空吸种盘和定量吸嘴结构，提高了吸种盘取种精度，解决了传统吸种盘排种器互换性和通用性差问题，实现了一机多用的功能。2）研究开发了电衔铁-弹簧-种子室组成的抛振式种子室，取代传统电磁振动式种子室，实现吸种盘吸嘴取种瞬间将种子抛起处于悬浮状态，提高了吸嘴取种的可靠性。3）设计了气吹投种清堵控制系统，避免因吸嘴堵塞漏取种，同时实现快速精确投种，为提高生产效率和降低空穴率创造条件。4）直滑轨机构与传统拱形或四连杆机构相比，运动简单，操作快捷。5）结构简单，价格便宜，使用维护转移方便。
获奖情况及鉴定结果
- 1、2008年10月在全国第三届“机械创新设计科技作品大赛”兵团赛区获一等奖； 2、2009年5月大学举办的第十一届大学生“挑战杯”决赛获第一名； 3、2009年在全国第十一届大学生“挑战杯”新疆赛区获一等奖； 4、2008年11月12日获得专利批准； 5、兵团农机检测中心测定：本作品（专利号：200720183126.2）生产率＞600盘/h,合格率＞95%（棉花1穴1粒，番茄等小种子1-2粒），空穴率＜3%，重播率＜2%，播种性能稳定可靠，达到国内先进水平。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 一次性转让
作品可展示的形式
- 实物、产品 、图纸 、磁盘 、图片、录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 1、使用说明 吸种盘水平移动前，应接通电源，按下启动开关，启动风机。 2、主要技术特点 （1）结构简单、使用维护方便，造价低。（2）效率高，性能稳定可靠。（3）适应性强。该机可通过调整或更换核心部件的结构和工作参数满足不同作物精量播种要求。具体如下：1）真空压力可调；2）吹投清孔压力可调；3）种子室上下形程可调；4）弹簧软硬可换；5）吸种盘工作高度可调；6）吸种盘吸嘴尺寸型号可换。 3、适应范围 可广泛用于各类温棚（220伏/50赫兹电源）棉花、番茄、辣椒等作物的穴盘（72穴或128穴）育苗精量播种。 4、前景效益分析 本作品是育苗移栽的核心技术装备。以棉花育苗为例，每台播种机每天可播种4.8万盘，如每盘0.4元，则每台播种机1天可创产值0.2万元。为保证新疆棉花、番茄、辣椒等作物育苗移栽，每年需播种机3000台以上，市场空间广阔。如本作品在全国棉花、甜菜、番茄、辣椒等作物上得到运用推广，效益更加显著。本作品对环境与资源无危害。
同类课题研究水平概述
- 随着我国经济发展，农业经济模式及种植结构都有较大调整，绿化苗木、园林花卉等产业开始出现统一供种、统一育秧的模式，最终将实现种苗的工厂化生产、商品化供应。我国实现工厂化育苗播种主要有两种基本途径：1）通过购买国外整套自动化流水线或者单一播种设备；2）依靠人工点播或撒播。 工厂化育苗技术及其装备是育苗移栽技术的重要组成部分，在发达国家己经比较成熟(主要为蔬菜和花卉的穴盘育苗而设计)，如美国、荷兰、日本、韩国等。其工厂化育苗技术及其设备较为成熟先进，机型多、功能全，自动化程度高。但多为复合一体机，价格昂贵，难于为广大农民所接受。国内工厂化育苗技术起步较晚，多为仿制国外机型。 国内外的温室育苗精密播种机按其结构形式可分为针管式播种机、板式播种机和滚筒式播种机：按自动化程度可分为手动、半自动和全自动播种机。手动播种机有点播机、手持振动式播种机；半自动播种机有手持管式播种机、板式播种机：全自动播种机有针式精量播种机、滚筒式播种机。针式播种机播种精度虽较高，但速度慢、效率低，100～200盘/小时，针头对种子有伤害；滚筒式播种速度较快，可达800-1200盘／h，但结构复杂，在高速作业时漏播率较高；板式播种机结构简单，操作方便，价格低，但播种速度低于120-150盘／h，且取种精度低、空穴率较高。 目前国内外应用最普遍的是板式穴盘育苗播种机，如2006年新疆兵团棉花育苗试点单位使用了重庆北卡农业公司生产的“半自动精量播种机”。其技术特征为：1）吸种盘一般采用窝眼（孔）式，即在吸种板上直接压制凸形窝孔。这种结构的吸种盘吸附能力较弱，定量取种精度差；2）吸种盘运动机构¬采用四连杆机构或拱形滑轨机构，工作台与种子室不在一个平面上。工作时，先在低位的种子室取种，拉动吸种盘水平向上移动到高位（工作台上方）投种，工作轨迹呈拱弧形，运动行程周期长，工人操作不便，作业效率低；3）种子室¬¬振动为激振式，即固定的种子室与电磁振动器相连，通过一定频率的振动器振动使种子室内的种子沸腾。研究表明：连续振动下种子会向种子室中心聚集，使种子室内种子分布不均匀，易造成吸种盘边角处漏吸；4）整机固定安装不能任意移动、搬迁。
