CN101574031B - 水稻预分带土秧插秧机及排种板式高密度定距播种器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的水稻预分带土秧插秧机，机架上设置有送秧装置、插秧装置和传动装置，送秧装置上放置网格秧箱，送秧装置能够横向定距送秧和纵向定距送秧，并通过传动装置做到与插秧动作相互协调，使横向定距送秧以及纵向定距送秧的送秧距离与网格秧箱的网格尺寸相适配；在播种时用排种板式高密度定距播种器套在高密度网格秧箱上定距定量高密度播种，秧苗育成后自然处于秧块分秧状态，然后保持秧块分秧状态上机带土插秧；采用本发明，可以人力完成水稻播种育秧和插秧全过程的半机械化操作，不但节省种子和秧田，育秧和插秧质量良好，功效比人工手插提高5～7倍以上，能满足我国杂交水稻每穴插1～2本秧的需求，且价格低廉，操作轻便，维修方便。

Description

水稻预分带土秧插秧机及排种板式高密度定距播种器

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种水稻预分带土秧插秧机，还涉及该插秧机所采用的水稻排种板式高密度定距播种器。

背景技术

水稻育苗移栽技术是我国以及亚洲各地水稻精耕细作的传统栽培技术，具有集中育苗、便于管理，缓冲多熟栽培时本田中的季节矛盾等水稻本田直播技术不可替代的优点，但劳动强度大而辛苦，作业效率低。实现水稻插秧机械化不单是稻区农民的强烈愿望，而且也是水稻生产全程机械化的关键。

我国在上世纪50年代开始，研制了一些洗根秧插秧机，如50年代定型的南-103式和60年代定型的东风-2型插秧机，都是采用梳齿纵拉分秧、分插合一、滚动插秧的洗根秧机动插秧机。群众中也发明了一些手动简易洗根秧插秧机，大多也是采用分插合一技术路线。从上世纪70年代至今约40来年中，我国插秧机研究又有许多新的进展，主要表现在机械设计与育秧等农艺措施的改进结合得更加紧密，育秧、插秧方式更加多样化，如工厂化育秧、双膜育秧、软盘育带土秧、手工或机械抛秧等；插秧机的类型也更加多样化，如吉林延吉插秧机械有限公司生产的2ZT-9356B型机动水稻插秧机、中国一拖集团有限公司研制开发出的东方红系列水稻插秧机(2ZT-6/8普通型、2ZK-630快速型)、江苏省南通市柴油机股份有限公司和扬州大学工学院联合研制的富来威牌2Z-455手扶步进式插秧机、步步高农机有限责任公司研制的步步高DG-1型便携式手动(或电动)插秧机。其中特别值得注意的是在软盘小块育带土秧的启示下发展起来的水稻钵苗插秧机，如中国农业大学研制出2ZPY-H530型水稻钵苗行栽机、黑龙江八一农垦大学研制出的2BS-6型水稻钵秧行抛机、南京农业机械化研究所研制出的2ZU-6型水稻钵体秧苗插秧机，但主要由于育秧与机插结合不够妥当等原因，都未能得到推广应用。

日本高度重视农机与农艺相结合，先后采用过乳苗插秧技术、长毯状无土培育小苗插秧技术、稀植插秧和复合作业(带施肥装置)等技术，同时先后研制推广了多种类型的插秧机(包括摆秧机)，高效率和高精度的大型插秧机越来越普遍，甚至出现了无人驾驶的高精度水稻插秧机。日本主要稻区的自然条件和水稻生产特点与我国淮河以北稻区相似，但在高度工业化、农业生产高度社会化(农业协同组合)和科技的有力支撑下，加上日本农民的高购实力和高文化科技水平，在上世纪90年代就基本实现了水稻插秧(一季、粳稻、中小苗旱育秧、多本)的机械化，到目前为止，99％以上的稻田都是机械插秧。

从20世纪80年代起，我国一些地区(如江苏)先后从日本、韩国引进插秧机，如日本的久保田机动插秧机(NSU65、NSU87、SPU-48C)、关井PC-6步行插秧机、东洋PF455S型手扶式插秧机、东洋P600型乘座式高速插秧机，以及韩国的国际牌机动插秧机等，并推动了与机插配套的工厂化育秧研究，但由于机具笨重，价格昂贵，育秧成本偏高等原因，目前中国农民难以承受，因而在中国还未得到普遍推广。，

中国插秧机研究和推广了近50年，但至2005年底，我国南方15省、市、自治区仍只有水稻种植机械3.4万台，其中插秧机1.61万台、直播机0.25万台、摆秧机和抛秧机1.54万台，水稻机插、机播、机抛秧面积合计只占水稻种植面积的3.27％(全国为7.14％)。2006年全国插秧机产销量约3.2万台，其中步行式插秧机约1.8万台，独轮乘坐式插秧机约1.4万台，还有少量的高速插秧机。江苏省是我国目前插秧机推广最好的省，如该省常州、无锡两个市水稻种植(直播和插秧)机械化水平分别达到88.7％和88.1％，成为全国率先基本实现水稻种植机械化的地级市，苏北如东县目前拥有插秧机2000多台，机插水稻面积达30多万亩，是江苏省拥有插秧机台数最多和机插稻面积最大的县。

中国的以及从日、韩引进的插秧机之所以在我国大多数稻区难以得到应用，插秧机械化之所以成为我国水稻生产全程机械化的瓶颈，究其原因主要有：(1)从研究设计技术路线上看，目前，我国或引进的日、韩大型洗根秧机动插秧机，多数都仍然沿用上世纪的分插合一的基本技术路线，育秧的农艺措施与插秧机械的设计之间仍结合得不够密切，因而插秧速度虽快，但插秧质量难以保证。(2)机身笨重，一般重200～300kg左右，甚至超过500kg，目前在我国多数稻区尤其是山丘区，田间机耕道少，因而不便运作，稀软的稻田田泥也难以承重。(3)售价高昂，大型机动插秧机一般每台1万多元至近20万元，目前中国农民一般都买不起。(4)全国各稻区由于品种、种植制度、栽培技术等不同，要求不同性能的插秧机，但目前插秧机的类型较少，还不能满足这种多样化的需求。例如，我国杂交水稻种植面积已占水稻种植总面积的一半以上，要求能插1～2本秧苗的插秧机，但目前上市的大型插秧机几乎都是插多本秧的；而珠江三角洲地区常规优质米品种占70～80％，则要求能插多本秧苗的插秧机。

机械插秧的主要关键是分秧，目前我国绝大多数洗根秧插秧机或毯状无土秧机动或人力插秧机都没有单独的分秧机构，而是从秧箱或秧块中直接取秧同时插秧，即采用传统的分插合一的设计思路。按照这一设计思路，对秧苗的要求较高，插秧时伤、钩、漏秧和苗数不匀等问题较难解决，特别是很难解决杂交水稻匀插1～2本秧的难题。

发明内容

本发明目的是克服背景技术的不足，满足我国杂交水稻播种、育秧和每穴插1～2本秧的要求，把播种、育秧和插秧三个环节有机结合起来，提供一种小型轻便、手动、廉价的水稻预分带土秧插秧机，还提供一种该插秧机所采用的排种板式高密度定距播种器。

本发明的技术方案：一种水稻预分带土秧插秧机，机架上设置有送秧装置、插秧装置和传动装置，送秧装置上放置网格秧箱，送秧装置能够横向定距送秧和纵向定距送秧，并通过传动装置做到与插秧动作相互协调，使横向定距送秧以及纵向定距送秧的送秧距离与网格秧箱的秧格尺寸以及插秧杆所处位置相适配。

作为优选，所述送秧装置包括上秧箱承载架和下秧箱承载架，上秧箱承载架和下秧箱承载架活动连接，上秧箱承载架可以带动下秧箱承载架作纵向移动，上秧箱承载架可以在下秧箱承载架上作横向定距移动；网格秧箱放置在上秧箱承载架上，下秧箱承载架可以在机架左右两侧设置的纵向定距移动齿条上作纵向定距滑动；上秧箱承载架上设置有横向定距移动齿条和纵向定距移动插齿，纵向定距移动插齿与纵向定距移动齿条相适配；所述插秧装置包括插秧杆和驱动杆，插秧杆和驱动杆活动连接，驱动杆的前端连接有驱动插杆，驱动插杆由设置在机架上的驱动插杆导向套导向，插秧杆由设置在机架上的插秧杆导向套进行导向，驱动杆中部有设置在机架上的支点；所述传动装置包括传动轴，传动轴上设置有齿轮和主动棘轮，齿轮与横向定距移动齿条啮合，驱动插杆与主动棘轮相适配，从而拨动主动棘轮；横向定距移动齿条以及纵向定距移动齿条的齿距与网格秧箱的秧格尺寸相适配。

作为优选，所述主动棘轮包括正转棘轮和反转棘轮，两棘轮可以实现旋向转换；主动棘轮的棘齿有一个径向齿面，即该齿面延长线通过主动棘轮的圆心；齿轮和主动棘轮的齿数相同。

作为优选，所述驱动插杆由连接在驱动杆上的主插杆、棘轮左插杆、棘轮右插杆和棘轮转向摇臂组成，棘轮转向摇臂通过销轴与主插杆铰接，棘轮左插杆、棘轮右插杆分别与棘轮转向摇臂连接，棘轮转向摇臂上设置有定位卡条。

作为优选，所述横向定距移动齿条、齿轮和主动棘轮的齿数为13个齿，纵向定距移动齿条的齿数为20个齿；横向定距移动齿条、纵向定距移动齿条和齿轮的齿距为2cm。

作为优选，所述网格秧箱上秧格区域的长为104cm、宽为40cm，有20×52＝1040个秧格，每个秧格长20mm、宽20mm、厚15mm，每个秧格的四壁上均开有小孔。

所述水稻预分带土秧插秧机所采用的排种板式高密度定距播种器，由排种板和漏种板叠加构成，排种板叠放在漏种板的上方，排种板可在漏种板上前后滑动；排种板上具有排种孔，漏种板上具有漏种孔；向后滑动排种板时，排种孔与漏种孔错开，种子只能进入排种孔，但不能落到网格秧箱上；向前滑动排种板时，排种孔与漏种孔对正，进入排种孔的种子能通过漏种板上的漏种孔下落到网格秧箱上。

作为优选，所述排种板的四周设置有挡板，其内宽40cm，内长52cm；排种板上设置有种子槽，每2×2cm上设置一个排种孔；漏种板上每2×2cm上设一个漏种孔；排种板和漏种板各有20×26＝520个孔；排种板在漏种板上可前后滑动1cm。

作为优选，播杂交水稻的排种板上排种孔的大小为长10mm、宽3.5mm、厚2.5mm；播常规稻的排种板排种孔的大小为长10mm、宽8mm、厚2.5mm。漏种版上的漏种孔长10mm、宽10mm、厚4mm，大于排种孔。

本发明的有益效果：本插秧机采用播种预分的原理，不走分插合一的技术路线而另辟蹊徑，在播种时用排种板式高密度定距播种器套在高密度网格秧箱上定距定量高密度播种，秧苗育成后自然处于秧块分秧状态，然后保持秧块分秧状态上机带土插秧，实质上是将复杂的育成秧分秧难题简化为播种时种子分播。

附图说明

图1水稻预分带土秧插秧机的结构示意图；

图2网格秧箱的俯视图；

图3水稻排种板式高密度定距播种器的结构示意图；

图4排种板的俯视图；

图5漏种板的俯视图；

图6正转棘轮的主视图；

图7反转棘轮的主视图；

图8排种板的局部放大图；

图9漏种板的局部放大图；

图10图8中的断面图；

图11图9中的断面图；

图12网格秧箱的局部放大图；

图13网格秧箱的局部立体图；

图14图12中的断面图；

图15驱动插杆的结构示意图。

图中：1-机架  2-驱动杆  3-插秧杆  4-支点  5-支架杆  6-弹簧7-插秧横杆  8-横向定距移动齿条  9-插秧杆导向套  10-下秧箱承载架  11-上秧箱承载架  12-主插杆  13-纵向定距移动齿条  14-棘轮转向摇臂  15-传动轴  16-秧箱搁板  17-拖泥船  18-齿轮  19-正转棘轮  20-拖杆  21-反转棘轮  22-驱动插杆导向套  23-驱动插杆  24-驱动杆手柄25-拨片  26-定位卡条  27-网格秧箱  28-秧格  29-小孔  30-插秧头31-排种板  32-漏种板  33-种子槽  34-排种孔  35-漏种孔  36-纵向定距移动插齿  37-播种器框  38-挡板  39-销轴  40-棘轮左插杆  41-棘轮右插杆  42-拉线  43-纵向滑槽  44-径向齿面  45-非径向齿面

具体实施例

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

如图1-图15所示，水稻预分带土秧插秧机的机架1的左右两侧设置有纵向定距移动齿条13，纵向定距移动齿条13上有纵向滑槽43。下秧箱承载架10可以沿着纵向滑槽43作纵向滑动。上秧箱承载架11与下秧箱承载架10活动连接，上秧箱承载架11可以在下秧箱承载架10上作横向滑动，当上秧箱承载架11作纵向滑动时可以带动下秧箱承载架10作纵向移动，上秧箱承载架11和下秧箱承载架10都通过滚珠进行滑动，以减少下秧箱承载架10移动时的摩擦。上秧箱承载架11上放置网格秧箱，上秧箱承载架11上设置有纵向定距移动插齿和横向定距移动齿条8，当纵向定距移动插齿插入纵向定距移动齿条13时，上秧箱承载架11作纵向移动。传动轴15上设置有可以轴向滑动的齿轮18和主动棘轮，主动棘轮由安装在一起的可滑动的正转棘轮19和反转棘轮21组成；主动棘轮的棘齿有一个径向齿面44和一个非径向齿面45，径向齿面44的延长线通过主动棘轮的圆心，非径向齿面45的延长线不通过主动棘轮的圆心。齿轮18与横向定距移动齿条8啮合，横向定距移动齿条8处设置有齿轮拨片25，上秧箱承载架11带动网格秧箱27作纵向移动时，拨片25带动齿轮18沿轴向滑动。机架1下方设置有拖泥船17和秧箱搁板16。机架1上方设置有驱动杆2，驱动杆2中部与支架杆5铰接，驱动杆2的前端设置有驱动插杆23，后端设置有插秧横杆7，插秧横杆7上连接有四根插秧杆3，插秧杆3的下端有插秧头30，插秧头30为一中空锥状体，着力面积为1cm²，小于每网格面积4cm²，用以在捅插秧块时保护秧苗。机架1上设置有插秧杆导向套9和驱动插杆导向套22。向下摇动驱动杆手柄24时，驱动插杆23拨动主动棘轮转动，主动棘轮带动传动轴2转动，传动轴2带动齿轮18转动，齿轮18再拨动上秧箱承载架11下的横向定距移动齿条8(该齿条有13个齿，齿距为2cm)进行横向定距(每次送2cm)送秧，齿轮18和主动棘轮的齿数相同，都为13个齿。驱动插杆23由连接在驱动杆2上的主插杆12、棘轮左插杆40、棘轮右插杆41和棘轮转向摇臂14组成，棘轮转向摇臂14通过销轴39与主插杆12铰接，棘轮左插杆40和棘轮右插杆41与棘轮转向摇臂14连接，棘轮转向摇臂14上设置有定位卡条26。棘轮转向摇臂14一端设置有回位弹簧6，另一端设置有拉线42。主动棘轮每转动27.7°，送秧2cm。向左送秧13次之后再转为向右送秧13次，转向由插秧人操纵棘轮转向摇臂14(即拉紧或放松拉线42)，交替操作两个旋向相反的正转棘轮19和反转棘轮21来完成。齿轮18半径4.14cm，周长26cm，主动棘轮与齿轮18的半径比为2∶1。在每往左或往右送秧至第13次时，上秧箱承载架11上的纵向定距移动插齿36插入纵向定距移动齿条13，从而使上秧箱承载架11和网格秧箱27进行纵向移动2cm。向上摇动驱动杆手柄24时，四根插秧杆3通过插秧杆导向套9控制垂直向下运动，插秧头30将四个秧块捅出秧格28，插秧头30的上下运动距离为25mm，插秧头30在将秧块捅出秧格28后还可对秧块给以冲力，类似以手丢秧。秧箱承载架12和网格秧箱27向前间歇定距移动20次后，即插完1箱秧，再将秧箱承载架12后移至起点装秧，继续插秧。机架1上还设置有拖杆20，插秧人员拉动拖杆20后退移动插秧机，凭技术熟练程度控制株距。插秧功效约为每人每机每天5～7亩，不需扯秧，插秧质量良好。

如图2、图12-图14所示，水稻排种板式高密度定距播种器用钙塑板制成，主要由排种板31和漏种板32上下无缝叠加而成。排种板31可在漏种板32上前后滑动1cm，漏种板32则固定在播种器框37上。排种板31上设置有种子槽33和排种孔34，四周具有挡板38，其内宽40cm，内长52cm，每2×2cm上设一个排种孔34，用于播种前种子入孔排序；漏种板32上每2×2cm上设一个漏种孔35，用于漏种到网格秧箱27上。排种板31和漏种板32各有20×26＝520个孔。排种板31往后滑动时，两板的孔错开，种子只能进入排种孔34，但不能通过漏种板32下落到网格秧箱27上；排种板31往前滑动时，两板的孔重合，进入排种孔31的种子通过漏种板32上的漏种孔35下落到网格秧箱27上。播杂交水稻的排种板31上的排种孔34的大小为长10mm、宽3.5mm、厚2.5mm，每孔可排1～2粒种子；播常规稻的排种板31上的排种孔34的大小为长10mm、宽8mm、厚2.5mm，每孔约可排4～5粒种子。漏种版上的漏种孔长10mm、宽10mm、厚4mm，大于排种孔。播种用手工操作，每箱分两次播种。每播1箱种约需1分钟。

如图3-图5、图8-图11所示，水稻高密度网格秧箱27用钙塑材料制成，净重约1.5～2kg，其内宽40cm，内长104cm，有20×52＝1040个秧格28；每个秧格28的长20mm、宽20mm、厚15mm，每格秧块体积为6.0cm³，每格秧块重量约为7～7.5g，因泥土含水量而异。每个秧格28四壁上均开有直径2mm的小孔29，秧格与秧格相通，有助于搬动秧箱时防止秧块掉落。播种时，先在秧格28内装泥，再将排种板式高密度定距播种器对应套在网格秧箱27上播种，然后育秧。插秧时，将网格秧箱27放在上秧箱承架11上，然后作横向和纵向定距移动，进行插秧。若按26cm×17cm的密度(每亩约15000穴)插植，则每亩约需15个网格箱秧的秧块。

在大田进行育秧的方法：(1)秧田平整和秧箱泥土准备。前一年秋季按每亩本田用10m²秧田的比例准备秧田。先平整秧田，然后排水放干，再按厢宽1.67m宽分厢开沟，沟宽30cm，沟土置于厢面上过冬，经干冻风化和人为加工成细土，用作秧箱泥土。也可从田外取肥细土作秧箱泥土。(2)秧箱装泥(或干细土)。先在秧厢上平铺薄膜作隔离层，然后在上面依次横排网格秧箱，先在泥(或干细土)中拌入适量肥料，再用网格秧箱27装泥(或干细土)。泥的含水量以泥易塑且有一定流动性为度。若用干细土，在装入网格秧箱27后随即浇水湿透成泥。(3)催芽播种。催芽至破胸(露白)为止，破胸后阴干种谷，不能播芽谷。用排种板式高密度定距播种器套在网格秧箱27上定距定量高密度播种，播种后再浇撒复盖薄层稀泥或细土。(4)育秧和秧龄。按复膜带土秧常规育秧技术进行管理。秧龄20天左右(春季)～25天左右(夏季)，苗高20cm左右，4叶期移栽。每箱秧重(包括泥土、秧苗和秧箱自重)约10kg，有秧块1040个。插秧时，将带土秧网格秧箱套装在带土秧插秧机的上秧箱承载架11上，通过秧箱左右往复定距移动和向前定距移动带土插秧。插完1箱秧后，停机手工更换秧箱。每次插4行，行距26cm，株距由插秧人退步控制。若按26cm×17cm的密度(每亩约15000穴)插植，则每亩约需15箱秧。插秧机在田间运作时，最大重量(本机重加1～2箱秧重)约30～40kg，最小重量约20kg，在拖泥船支撑下，经人力拉动拖杆，在田面滑动。

Claims (8)

1.一种水稻预分带土秧插秧机，机架(1)上设置有送秧装置、插秧装置和传动装置，送秧装置上放置网格秧箱(27)，其特征在于：所述送秧装置包括上秧箱承载架(11)和下秧箱承载架(10)，上秧箱承载架(11)和下秧箱承载架(10)活动连接，网格秧箱(27)放置在上秧箱承载架(11)上，下秧箱承载架(10)可以在机架(1)左右两侧设置的纵向定距移动齿条(13)上作纵向定距滑动；上秧箱承载架(11)上设置有横向定距移动齿条(8)和纵向定距移动插齿(36)，纵向定距移动插齿(36)与纵向定距移动齿条(13)相适配；所述插秧装置包括插秧杆(3)和驱动杆(2)，插秧杆(3)和驱动杆(2)活动连接，驱动杆(2)的前端连接有驱动插杆(23)，驱动插杆(23)由设置在机架(1)上的驱动插杆导向套(9)导向，插秧杆(3)由设置在机架(1)上的插秧杆导向套(22)进行导向，驱动杆(2)中部有设置在机架(1)上的支点(4)；所述传动装置包括传动轴(15)，传动轴(15)上设置有齿轮(18)和主动棘轮(19)，齿轮(18)与横向定距移动齿条(8)啮合，驱动插杆(23)与主动棘轮(19)相适配；横向定距移动齿条(8)以及纵向定距移动齿条(13)的齿距与网格秧箱(27)的秧格(28)尺寸相适配。

2.根据权利要求1所述的水稻预分带土秧插秧机，其特征在于：所述主动棘轮包括正转棘轮(19)和反转棘轮(21)，主动棘轮的棘齿有一个径向齿面(44)，即该齿面延长线通过主动棘轮的圆心；齿轮(18)和主动棘轮的齿数相同。

3.根据权利要求1所述的水稻预分带土秧插秧机，其特征在于：所述驱动插杆(23)由连接在驱动杆(2)上的主插杆(12)、棘轮左插杆(41)、棘轮右插杆(42)和棘轮转向摇臂(14)组成，棘轮转向摇臂(14)通过销轴(39)与主插杆(12)铰接，棘轮左插杆(41)、棘轮右插杆(42)分别与棘轮转向摇臂(14)连接，棘轮转向摇臂(14)上设置有定位卡条(26)。

4.根据权利要求2所述的水稻预分带土秧插秧机，其特征在于：所述横向定距移动齿条(8)、齿轮(18)和主动棘轮的齿数为13个齿，纵向定距移动齿条(13)的齿数为20个齿；横向定距移动齿条(8)、纵向定距移动齿条(13)和齿轮(18)的齿距为2cm。

5.根据权利要求1所述的水稻预分带土秧插秧机，其特征在于：所述网格秧箱(27)上秧格区域的长为104cm、宽为40cm，有20×52＝1040个秧格(28)，每个秧格(28)长20mm、宽20mm、厚15mm，每个秧格(28)的四壁上均开有小孔(29)。

6.一种水稻预分带土秧插秧机的排种板式高密度定距播种器，其特征在于：由排种板(31)和漏种板(32)叠加构成，排种板(31)叠放在漏种板(32)的上方，排种板(31)上具有排种孔(34)，漏种板(32)上具有漏种孔(35)；向后滑动排种板(31)时，排种孔(34)与漏种孔(35)错开；向前滑动排种板(31)时，排种孔(34)与漏种孔(35)对正；所述排种孔(34)和漏种孔(35)与网格秧箱(27)的秧格(28)相适配。

7.根据权利要求6所述水稻预分带土秧插秧机的排种板式高密度定距播种器，其特征在于：所述排种板(31)的四周设置有挡板(38)，排种板(31)的内宽40cm，内长52cm；排种板(31)上设置有种子槽(33)，每2×2cm上设置一个排种孔(34)；漏种板(32)上每2×2cm上设一个漏种孔(35)；排种板(31)和漏种板(32)各有20×26＝520个孔，排种板(31)在漏种板(32)上前后滑动的距离为1cm。

8.根据权利要求7所述水稻预分带土秧插秧机的排种板式高密度定距播种器，其特征在于：播杂交水稻的排种板上排种孔的大小为长10mm、宽3.5mm、厚2.5mm；播常规稻的排种板排种孔的大小为长10mm、宽8mm、厚2.5mm；漏种板上的漏种孔长10mm、宽10mm、厚4mm，大于排种孔。

Images