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        中藥材移栽機(jī)電控系統(tǒng)的研究

        發(fā)布時(shí)間:2019-08-29 來(lái)源: 散文精選 點(diǎn)擊:

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          摘 要:中藥材種植業(yè)是我國(guó)重要的特色經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)之一。在產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速發(fā)展的同時(shí),種植方式落后,缺少專(zhuān)業(yè)機(jī)械化設(shè)備的問(wèn)題日益突出。為解決這一問(wèn)題,本文作者自主研發(fā)了中藥材移栽機(jī)電控系統(tǒng),該系統(tǒng)通過(guò)控制器、接近開(kāi)關(guān)(傳感器)、電磁離合器與行程開(kāi)關(guān)的配合使用,使移栽機(jī)實(shí)現(xiàn)了間歇式的工作方式,最大限度保證移栽時(shí)橫排的整齊度,并消除了漏栽缺苗現(xiàn)象的發(fā)生。
          關(guān)鍵詞:中藥材;移栽機(jī);電控系統(tǒng);控制器
          中圖分類(lèi)號(hào): R282 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20150632020
          引言
          中藥材種植在我國(guó)有著數(shù)千年的悠久歷史,現(xiàn)已成為我國(guó)重要的特色經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)之一。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)與中藥相關(guān)的產(chǎn)業(yè)每年的產(chǎn)值規(guī)模已超過(guò)4000億元。但與產(chǎn)業(yè)規(guī)�?焖侔l(fā)展相對(duì)應(yīng)的卻是我國(guó)中藥材的種植方式十分落后,絕大部分作業(yè)環(huán)節(jié)仍以手工作業(yè)為主,機(jī)械化程度相當(dāng)?shù)�。其中人參、三七等多年生的草本中藥材移栽設(shè)備的研究在我國(guó)仍屬空白,藥農(nóng)們迫切要求使用高質(zhì)、高效的中藥材移栽設(shè)備來(lái)提高作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)效率,降低工作強(qiáng)度和作業(yè)成本。
          研究中藥材移栽機(jī)最先要解決的問(wèn)題就是滿(mǎn)足農(nóng)藝要求。中藥材移栽有著自已特殊的要求:藥苗栽種行距和株距都相對(duì)較密,行距一般為150~200mm,株距160~220mm;中藥材移栽的畦床寬度較大,一般為1200~1600 mm,每排栽種6~10株;藥苗一般需要平放在土面上,并且橫排和縱行要求非常整齊,以便收獲時(shí)根系不至于互相纏繞;藥苗栽好后需要用30~50mm厚的土壤完全覆蓋。
          傳統(tǒng)的果蔬移栽機(jī)采用連續(xù)作業(yè)方式,栽種行數(shù)多為2~4行,行距400mm以上,對(duì)橫排的整齊程度要求不高,種苗為直立式栽種,根部以上露出地表。從以上的描述中可以看出傳統(tǒng)移栽機(jī)只能滿(mǎn)足普通水果和疏菜移栽農(nóng)藝要求,無(wú)法滿(mǎn)足根莖類(lèi)中藥材移栽的需要。因此,研制專(zhuān)用的中藥材移栽機(jī)是解決中藥材機(jī)械化移栽這一困難的關(guān)鍵。
          1 基本功能和要求
          經(jīng)過(guò)對(duì)比,課題組制定中藥材移栽機(jī)的技術(shù)方案,主要工作部件包括機(jī)架、發(fā)動(dòng)機(jī)、行走部件、開(kāi)溝部件、取苗栽苗部件、鎮(zhèn)壓部件、苗盒、電控系統(tǒng)和傳動(dòng)部件等。
          除各工作部件性能要滿(mǎn)足中藥材的移栽農(nóng)藝要求外,中藥材移栽機(jī)的作業(yè)方式為間歇式。即工作時(shí)當(dāng)每個(gè)種苗盒內(nèi)都裝入種苗后,機(jī)器開(kāi)始行進(jìn)和運(yùn)轉(zhuǎn),并完成開(kāi)溝、取苗、栽苗、覆土、震壓等一個(gè)移栽過(guò)程的全部環(huán)節(jié)。然后機(jī)器停止行進(jìn)和運(yùn)轉(zhuǎn)。這時(shí)重新向每個(gè)種苗盒內(nèi)裝入種苗,并重新運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)器重復(fù)前一次動(dòng)作。這種作業(yè)方式的好處在于有足夠的時(shí)間保證每個(gè)苗盒內(nèi)均能放入藥苗,并到達(dá)指定位置,再由工作部件同時(shí)完成各個(gè)苗行所對(duì)應(yīng)的下續(xù)工序。這樣就能最大限度保證移栽時(shí)橫排的整齊度。
          為了滿(mǎn)足中藥材移栽機(jī)的這種性能要求,課題組研制了電控系統(tǒng),該系統(tǒng)由發(fā)電與電磁離合器部件、電控裝置、接近傳感器和行程開(kāi)關(guān)構(gòu)成,通過(guò)與機(jī)械部件配合使用,可實(shí)現(xiàn)移栽機(jī)間歇式工作,能夠保證根莖類(lèi)中藥材移栽橫排的整齊程度要求,并且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、制作成本和運(yùn)營(yíng)成本低的特點(diǎn)。
          2 發(fā)電與電磁離合器部件結(jié)構(gòu)
          電控系統(tǒng)的發(fā)電與電磁離合器部件由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、中間軸Ⅰ、中間軸Ⅱ和電磁離合器構(gòu)成。
          其中柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)安裝在移栽機(jī)的機(jī)架上,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸上安裝的四槽皮帶輪通過(guò)皮帶輪分別與發(fā)電機(jī)和中間軸I上的皮帶輪相聯(lián)。電磁離合器安裝在中間軸Ⅰ和中間軸Ⅱ之間。發(fā)電機(jī)通過(guò)電線(xiàn)與電磁離合器、接近開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)頭和控制器等相連。
          3 控制器結(jié)構(gòu)
          電控系統(tǒng)的控置器由繼電器Ⅰ、繼電器Ⅱ、繼電器Ⅲ和多個(gè)中間繼電器(數(shù)量與接近開(kāi)關(guān)數(shù)量相同),具體接線(xiàn)方式如圖2所示�?刂破鞣謩e用導(dǎo)線(xiàn)與發(fā)電機(jī)、接近式傳感器、電磁離合器、行程開(kāi)關(guān)連接。電控系統(tǒng)的接近開(kāi)關(guān)安裝在苗盒側(cè)壁上,每個(gè)苗盒上安裝一個(gè),通過(guò)接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)作用可以探測(cè)苗盒內(nèi)是否有藥苗投入。
          4 電控系統(tǒng)工作原理
          移栽機(jī)工作時(shí),首先啟動(dòng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī),柴油發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)皮帶帶動(dòng)發(fā)電機(jī)和中間軸Ⅰ開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn),發(fā)電機(jī)發(fā)電并為各電子元器件供電。這時(shí)將藥苗分別投入各個(gè)苗盒內(nèi),當(dāng)每個(gè)苗盒內(nèi)都裝入藥苗并被接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)到后,控制電路Ⅰ中的全部中間繼電器均接通,控制電路Ⅰ導(dǎo)通,繼電器Ⅰ接通并自鎖,電磁離合器回路通電,電磁離合器吸合。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞給中間軸Ⅰ的動(dòng)力經(jīng)電磁離合器傳遞給中間軸Ⅱ,并驅(qū)動(dòng)機(jī)器的行走部件和工作部件運(yùn)轉(zhuǎn),依次完成開(kāi)溝、取苗、栽苗、覆土、震壓等作業(yè)環(huán)節(jié)。這時(shí),工作部件上安裝的壓塊運(yùn)動(dòng)到行程開(kāi)關(guān)上方,并將行程開(kāi)關(guān)壓下,控制電路Ⅲ導(dǎo)通,繼電器Ⅲ接通并自鎖。當(dāng)壓塊越過(guò)行程開(kāi)關(guān)后,行程開(kāi)關(guān)彈起復(fù)位,由于這時(shí)的繼電器Ⅰ和繼電器Ⅲ均處于接通狀態(tài),因此控制電路Ⅱ?qū)�,繼電器Ⅱ接通并自鎖。而控制電路Ⅰ和控制電路Ⅲ中的繼電器Ⅱ通電后均為斷開(kāi)狀態(tài)后,因此控制電路Ⅰ和控制電路Ⅲ斷開(kāi),進(jìn)而控制電路Ⅱ也斷開(kāi),電磁離合器脫開(kāi),控制器又恢復(fù)到原始狀態(tài),一個(gè)作業(yè)循環(huán)結(jié)束。若想使機(jī)具再次運(yùn)轉(zhuǎn),需要重新向苗盒內(nèi)投放藥苗。
          5結(jié)論
          田間試驗(yàn)表明:本課題組自主研制的中藥材移栽機(jī)由于安裝了電控系統(tǒng),通過(guò)控制器、接近開(kāi)關(guān)(傳感器)、電磁離合器與行程開(kāi)關(guān)的配合使用,使移栽機(jī)實(shí)現(xiàn)了間歇式的工作方式,最大限度保證移栽時(shí)橫排的整齊度,并消除了漏栽缺苗現(xiàn)象的發(fā)生。并且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠性高,制作成本及運(yùn)營(yíng)成本低特點(diǎn)。
          參考文獻(xiàn)
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          作者簡(jiǎn)介:范志華(1973-),女,吉林省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院高級(jí)工程師,主要從事農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)研究。

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