基本信息
- 项目名称：
- 经济实用型高效大蒜自动播种机
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 项目简介： 本项目涉及一种农用播种机，可广泛应用于中、东、西部平原和丘陵地区的大蒜规模化、机械化播种，可以单独动力使用，也可以与农户普遍使用的中小型农用拖拉机配套使用。通过对大蒜的成功掉头，实现一次性宽范围的连续点种，可以实现大蒜种植的规模化、机械化。 本项目的成功开发和推广应用对于提高我国农业生产效率和农业生产自动化水平，农民增收等均具有重要意义。
- 详细介绍：
- 解决的技术问题： 本项目是用集成创新的方法，采用机械、电子和光电一体化技术而设计的新型农业机械，解决目前农业生产中存在的以下难点问题： （1）快速调整大蒜蒜头朝上的播种方向，解决大蒜在种植过程中蒜头朝上，蒜根朝下的机械结构实现技术，保证大蒜一次调头成功率不小于90%。当大蒜装入料斗，通过取料链轮带动的毛刷进入承接料盒，承接料盒出口进入输料管，再由输料管进入排序栅栏和导向盒，通过导向盒使大蒜根部朝下，头部朝上，实现了大蒜种植过程中的有效调头，大大提高了大蒜发芽成活率。 （2）采用寄存管、点种管和点种嘴弹簧拉管式结构，将进入寄存管与点种管的头部朝上的大蒜按照点种频率间歇寄存，保证加料点种频率不小于3次/秒，然后通过拨轮的转动实现7～9个点种嘴的往复同时点种，可以提高播种效率，实现大蒜播种的机械化、精确化、高效化。 （3）单动力源输出供给整机以及相关传动部件的有效运行，通过采用拨刷、拨轮，行走抓地轮以及链轮传动，实现了整机的高效传动和能量的有效利用。 （4）通过采用单独动力或与农户普遍使用的中小型农用拖拉机配套使用的方式，成本低廉，结构简单，便于规模化作业。 技术特点： （1）应用创新： 通过机械作业代替人工劳动，降低了劳动强度，提高了种植效率，为农民创收增益提供了保障。 通过改变盛蒜料合底部空挡尺寸和波刷径向分度角的大小，控制波刷轴每个行程范围内取蒜的数目。 通过调整抓地轮拨杆径向分度角的大小，控制点种频率和大蒜在行方向上的种植疏密程度。 通过增加或减少点种嘴的数目，调整每行大蒜种植株距大小。 通过调整点种套管的位置，实现对大蒜点种深度的控制。 通过播后震压技术的改进，改善土壤结构，保墒增效。 （2）技术创新： 大蒜调头方式创新：快速调整大蒜蒜头朝上的播种方向，当大蒜装入料斗，通过取料链轮带动的毛刷进入承接料盒，承接料合出口进入弹簧管，再由输料管进入排序栅栏和导向料盒，使大蒜根部朝下，头部朝上，实现一次调头成功率在90%以上。 点种作业方式创新：精确点种、作业高效，采用寄存管、点种管和点种嘴弹簧拉管式结构，将进入寄存管与点种管的头部朝上的大蒜按照点种频率间歇寄存，然后通过拨轮的转动实现7～9个点种嘴的往复式同时点种，可以提高播种效率，实现大蒜播种的机械化，实现点种频率不小于3次/s，点种深度合格率大于85%。 动力实现过程创新：采用单独动力或与农户普遍使用的中小型农用拖拉机配套使用的方式，成本低廉，结构简单，便于规模化作业。 （3）结构创新： 传动结构创新：传动部分由变速箱、驱动链轮、过桥大连轮、过桥中链轮、过桥小链轮、取料链轮等组成，可以实现电机轴、拨刷轴、拨轮轴和车轮轴之间的链轮传动，只需要一个动力输入就可以实现四个州的同时运转，节省了能源，提高了能量利用效率。 大蒜调头机构创新：调头机构由取料轴组件、盛料盒、弹簧管、输料管和调序栅栏组成，料斗下部设有设有出料口，出料口大小保证大蒜只能沿长度方向掉落，掉落的大蒜沿弹簧管、U形管与安装在穿过U形轴中部轴环端部的调序栅栏发生碰撞，在中立冲击作用下调序栅栏开启，将大蒜调整为头部朝上。 点种机构创新：点种机构由导向料盒、寄存管、点种管和点种嘴等组成，寄存管处在排序栅栏的斜下方，其中部设有轴环，下部插入点种管内，点种管下端安装有点种嘴，其上安装的档杆被返程弹簧提携，点种管下部装有开关轴，在自然状态下，回转弹簧松弛，点种开关处于竖直位置。点种嘴分成两瓣，分别穿过点种管两侧的通孔，可以绕螺栓灵活转动，通过拨轮的连续旋转，使返程弹簧往复运动，实现大蒜的精确连续点种过程。
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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、发明的基本思路 现有的大蒜种植机械动力来源主要是人畜力和柴油机，主要的技术难点大蒜的自动调头问题并没有得到切实的解决，大都是人工或人工辅助完成，劳动强度仍然很大，无法真正实现大蒜的规模化作业。本项目产品重点解决了大蒜的快速调头和精确连续点种过程，可以与农用拖拉机配套使用，减少了农民的二次投入，同时大幅度提高了规模化作业的效率。本项目产品可以节约种植成本120元/亩，是每亩增产5%以上，同时可以减少劳动成本的投入，一台机器只需一个人就可以完成整个种植过程。 2、创新点： ⒈ 快速调整大蒜蒜头朝上的播种方向，使大蒜根部朝下，头部朝上。 ⒉ 精确点种、作业高效，可以提高播种效率，实现大蒜播种的机械化。 ⒊ 采用单独动力或与农户普遍使用的中小型农用拖拉机配套使用，成本低廉，结构简单，便于规模化作业。 3、技术关键： ⒈ 整机的有效合理配置，保证作业过程稳定、可靠、高效。 ⒉ 蒜头方向快速调整，使之蒜头朝上，保证种植的成活率。 ⒊ 间歇连续精确点种，保证种植行株距和点钟频率。 ⒋ 种植的疏密程度和播种均匀系数。 4、技术指标： ⒈ 各行种植一致系数%：≤3.8 ⒉ 总排播种稳定性变异系数%：≤1.2 ⒊ 一次调头成功率%：≥92% ⒊ 点种深度合格率%：≥90% ⒋ 整机行进直线偏移量：≤50mm ⒌ 虚供料次数：≤50次/h ⒍ 震动导致表层大蒜跳动高度：≤10mm ⒎ 节约种植成本120元/亩
科学性、先进性
- 技术先进性： 现有的大蒜种植机械动力来源主要是人畜力和柴油机，主要的技术难点大蒜的自动调头问题并没有得到切实的解决，大都是人工或人工辅助完成，劳动强度仍然很大，无法真正实现大蒜的规模化作业，本项目产品重点解决了两个技术难点问题：大蒜的快速调头和精确连续点种过程，可以与农用拖拉机配套使用，减少了农民的二次投入，同时大幅度提高了规模化作业的效率。本项目产品可以节约种植成本120元/亩，是每亩增产5%以上，同时可以减少劳动成本的投入，一台机器只需一个人就可以完成整个种植过程。 技术成熟性： 本项目目前已完成技术方案的论证、产品样机的制造于调试以及用户测试工作，涉及到的主要技术问题已经得到解决，经国家科技部认定的国家一级查新咨询单位甘肃省科学技术情报研究查新结论表明（见附件）：关于蒜芽朝上，一次可完播种6行大蒜的播种机的研制，国内已有文献报道。而本查新项目的结构特征在于：快速调整大蒜蒜头朝上的播种方向，装有7～9个点种嘴，通过点种嘴播种。国内未见相同文献报道。
获奖情况及鉴定结果
- 1、2010年，经肃省产品质量监督检验中心检验进行质量检验：产品按各项性能指标均达到设计要求，符合国家相关标准。 2、2010年8月23日至2010年10月23，产品已成功地在兰州宏发农机公司进行了两月的试用：经过我公司产品检验室参照国标GBT 6973-2005 《单粒(精密)播种机试验方法》和 JB/T 10293－2001《单粒（精密）播种机技术条件》检测合格，符合我公司对此产品的技术要求。 3、经国家科技部认定的国家一级查新咨询单位甘肃省科学技术情报研究查新结论表明： 国内未见相同文献报道。
作品所处阶段
- 已制造完成项目产品样机，并申报专利，正处于中试阶段。
技术转让方式
- 一次性专利所有权买断或技术入股进行合作
作品可展示的形式
- 图片、三维模型、视频、项目产品样机实物
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、技术特点： 本项目重点解决了两个技术难点问题：大蒜的快速调头和精确连续点种过程，可以与农用拖拉机配套使用，减少了农民的二次投入，同时大幅度提高了规模化作业的效率。 2、适用范围： 项目产品可广泛应用于中、东、西部平原和丘陵地区的大蒜规模化、机械化播种，可以单独动力使用，也可以与农户普遍使用的中小型农用拖拉机配套使用，目标市场为规模化大蒜种植的农民。 3、经济分析： 我国大蒜种植还是已手工栽种为主，劳动强度大，生产效率低，每个成年劳动力每天仅能播种133.3m2，每播种1亩的大蒜需要付费150元，成本很高，而且在农忙季节经常出现无雇工可用的现象。 近年来，大蒜价格持续走高，激发了农民种植的积极性，大蒜种植面积不断增加，完全的手工劳动显然无法满足规模化的种植需求，同时也提高了种植成本，也将进一步导致大蒜价格继续上扬。据相关部门统计，我国农业机械销售量每年至少以25%的速度递增，这也为项目产品的市场销售提供了机遇。
同类课题研究水平概述
- 我国大蒜种植机械化长期以来发展滞后，种植机械的研究与开发未得到充分重视，大蒜种植劳动强度大，占用农忙时的大量劳力，广大蒜农迫切需要大蒜生产机械化。目前针对大蒜自动播种的技术，尚无成熟产品面市，大多都停留在理论和试验研究阶段，主要是由于大蒜在种植过程中有两个技术问题很难解决，一是大蒜的自动调头，使蒜头朝上，二是点种过程的连续精确化。 我国大蒜种植还是已手工栽种为主，劳动强度大，生产效率低，每个成年劳动力每天仅能播种133.3m2，每播种1亩的大蒜需要付费150元，成本很高，而且在农忙季节经常出现无雇工可用的现象。因此，是此实现大蒜播种的机械化作业已经迫在眉睫，目前国内已有研究所和企业着手开发大蒜播种机械，而且取得了一些成就，根据查阅的相关文献来看，国内已有8种以上的理论机型，但在设计上大都存在一些问题，并未在市场实现推广。 除了人工播种外，目前已有的大蒜播种机械主要有两类：一类是人畜提供动力，代表产品为印度旁遮普大学的人力单行播种机工作效率3人每天可播种2～3亩；新疆克孜勒苏克尔克孜自治州农机推广展研制的2DBQ--2型手携式大蒜播种器，辅助人工完成大蒜播种，总体来讲两者效率太低，无法实现规模化作业。另一类是机械动力的播种机，代表产品有荷兰Dutch vally公司的12行大蒜播种机，采用半悬挂系统，抓地轮提供动力，工作效率较高，但价格昂贵，可以实现单粒播种，但仍然无法保证蒜头朝上的直立播种方式；中国农业科学研究院及相关单位联合研制的2ZDS—5型自走式大蒜播种机，实现了种植过程的自动喂料和防堵的问题，两者都难以实现大蒜的快速调头和精确连续点种过程。 其他国内相关文献和技术检索表明，国内对大蒜的播种技术已有相关报道，而能够同时实现大蒜的自动调头和连续精确点种的的大蒜自动播种机国内尚无文献报道，且并无相关产品面市。专利“ZL200820140757.0”提出了一种以农用拖拉机为动力的大蒜种植机，虽然能够实现大蒜的有效种植，但其结构相对复杂，成本也较高，在实际生产生活中难以真正得到应用推广。 项目产品经过大力推广，除在大蒜自动播种作业方式、耕作凡是等方面实现重大突破外，还可填补国内农机行业的空白。同时对节约农业种植成本，促进农业增产增效，较少农业环境污染等方面具有重要作用。
