第六章 栽植机械 第一节概述 苗期作物所需土壤较少，但抵御风、沙、霜、病虫的能力差。依据以上特点，常常在温室、塑料 棚或苗床中育苗，然后将其移栽到田间，这样不但便于苗期的管理，创造最佳温度、湿度的土壤 环境，容易培育出壮苗，且避开了作物生长前期田问的不利条件，延长了作物生长期，提高了作 物的复种指数(我国中部和南部地区)，使土地得到充分利用。 作物在育成秧苗后，将其移植到田问的机械称作栽植机械或者称为移栽机械。栽植机械以作业的 土地分为两类：旱地栽植机械和水田栽植机械。水田栽植机械主要是水稻插秧机，旱地栽植机械 栽植的作物主要包括甜菜、烟草、玉米、棉花、蔬菜等。栽植机械还可以按其栽植的秧苗形式分 为裸苗和带土苗两种。 水稻是我国主要的粮食作物之一，有悠久的历史。水稻种植分为直播和插秧。目前应用较多的直 播方法是芽播，即在种子被催芽后，马上播人田间，可以缓解直接播种后，在水田土壤中，发芽 阶段由于缺氧而带来的发芽率低的问题。日本则是采用水稻包衣种子直播。包衣中含有过氧化钙 (ca2O2)．遇水后分解出氧，供给种子发芽所需的氧气。 除了过氧化钙外，包衣中还含有发芽和苗期生长所需的肥料、激素和农药等。芽播和包衣种子直 播解决了传统直播倒伏、鸟害和发芽率低的问题。包衣种子直播更具有优越性，但是种子加工工 序和设备投资较大。在国内还没推广。 水稻移栽可分为两种形式：插秧和抛秧，插秧又分为带土和无土(裸苗)两种。抛秧是将秧苗培养 成土钵形式，用人工或机械抛到田里，秧苗在空中运行过程中受重力的作用根部朝下，扎入土壤 中。土钵形式分成两种：机械压制土钵自动播入种子和填充土壤、种子在带有凹孔塑料盒中。两 种土钵在秧苗生长过程中依靠根的连结，形成比较坚固的土块，在运输和抛扔过程中不会散开。 由于其根部没有损伤，秧苗入土后，返青早，分蘖快，有利于增产。目前人工和机械抛秧，都属 于漫撒型，给以后田问管理带来很大困难，也使人工收割增加难度，土钵自由落体于地表面，扎 根浅，后期容易倒伏；优点是无论人工或机械抛秧其效率很高，产量也不低于插秧，即便是机械 抛秧，一次性投入也低于插秧，工艺容易掌握。 水稻移栽是一项季节性强、劳动强度大、投放劳动力多的种植环节，实现水稻栽植机械化可改善 工作条件，减轻劳动强度，提高作业效率。 日本是水稻插秧机械化先进国家。60 年代之前处于探索阶段，60 年代初研制出曲柄摇杆式分插 机构作为栽植部件的插秧机。以后在栽植臂内安装了推秧装置，大大提高了栽植的可靠性。60 年代后期，在秧苗培育上采用了盘育秧，从而使插秧机很快推广。为了减少振动，延长机器寿命， 在分插机构的曲柄上又安装了配重，提高了单位时间插次。80 年代后期，日本又推出了高速插 秧机，并配以侧深施肥装置。高速插秧机采用偏心齿轮行星系分插机构。侧深施肥装置将肥料按 农艺要求施与根部附近位置，不但使施肥量减少到原来的 7／16，而且提高了产量和减少了下游 水域的污染。 我国从 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
第六章 栽植机械 第一节概述 苗期作物所需土壤较少，但抵御风、沙、霜、病虫的能力差。依据以上特点，常常在温室、塑料 棚或苗床中育苗，然后将其移栽到田间，这样不但便于苗期的管理，创造最佳温度、湿度的土壤 环境，容易培育出壮苗，且避开了作物生长前期田问的不利条件，延长了作物生长期，提高了作 物的复种指数(我国中部和南部地区)，使土地得到充分利用。 作物在育成秧苗后，将其移植到田问的机械称作栽植机械或者称为移栽机械。栽植机械以作业的 土地分为两类：旱地栽植机械和水田栽植机械。水田栽植机械主要是水稻插秧机，旱地栽植机械 栽植的作物主要包括甜菜、烟草、玉米、棉花、蔬菜等。栽植机械还可以按其栽植的秧苗形式分 为裸苗和带土苗两种。 水稻是我国主要的粮食作物之一，有悠久的历史。水稻种植分为直播和插秧。目前应用较多的直 播方法是芽播，即在种子被催芽后，马上播人田间，可以缓解直接播种后，在水田土壤中，发芽 阶段由于缺氧而带来的发芽率低的问题。日本则是采用水稻包衣种子直播。包衣中含有过氧化钙 (ca2O2)．遇水后分解出氧，供给种子发芽所需的氧气。 除了过氧化钙外，包衣中还含有发芽和苗期生长所需的肥料、激素和农药等。芽播和包衣种子直 播解决了传统直播倒伏、鸟害和发芽率低的问题。包衣种子直播更具有优越性，但是种子加工工 序和设备投资较大。在国内还没推广。 水稻移栽可分为两种形式：插秧和抛秧，插秧又分为带土和无土(裸苗)两种。抛秧是将秧苗培养 成土钵形式，用人工或机械抛到田里，秧苗在空中运行过程中受重力的作用根部朝下，扎入土壤 中。土钵形式分成两种：机械压制土钵自动播入种子和填充土壤、种子在带有凹孔塑料盒中。两 种土钵在秧苗生长过程中依靠根的连结，形成比较坚固的土块，在运输和抛扔过程中不会散开。 由于其根部没有损伤，秧苗入土后，返青早，分蘖快，有利于增产。目前人工和机械抛秧，都属 于漫撒型，给以后田问管理带来很大困难，也使人工收割增加难度，土钵自由落体于地表面，扎 根浅，后期容易倒伏；优点是无论人工或机械抛秧其效率很高，产量也不低于插秧，即便是机械 抛秧，一次性投入也低于插秧，工艺容易掌握。 水稻移栽是一项季节性强、劳动强度大、投放劳动力多的种植环节，实现水稻栽植机械化可改善 工作条件，减轻劳动强度，提高作业效率。 日本是水稻插秧机械化先进国家。60 年代之前处于探索阶段，60 年代初研制出曲柄摇杆式分插 机构作为栽植部件的插秧机。以后在栽植臂内安装了推秧装置，大大提高了栽植的可靠性。60 年代后期，在秧苗培育上采用了盘育秧，从而使插秧机很快推广。为了减少振动，延长机器寿命， 在分插机构的曲柄上又安装了配重，提高了单位时间插次。80 年代后期，日本又推出了高速插 秧机，并配以侧深施肥装置。高速插秧机采用偏心齿轮行星系分插机构。侧深施肥装置将肥料按 农艺要求施与根部附近位置，不但使施肥量减少到原来的 7／16，而且提高了产量和减少了下游 水域的污染。 我国从 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。 插秧机工作质量与分插机构有直接关系，常用下列指标来衡量水稻机械插秧质量。 1．漏插率漏插率指无秧苗的穴数(包括漏插和漂秧)占总穴数的百分率。一般要求漏插率低于 2％。 2．勾伤秧率勾秧是指秧苗栽插后，叶鞘弯曲至 90°以上。伤秧是指秧苗叶鞘部有折伤、刺伤、 撕裂和切断等现象。秧苗栽插后，勾秧、伤秧的总数占秧苗总数的百分比称为勾伤秧率。一般要 求勾伤秧率在 5％以下。 3．均匀度合格率均匀度合格率指每穴苗数符合要求的穴数占总穴的百分比。一般要求均匀度合 格率在 85％以上。 4．直立度直立度指秧苗栽插后与铅垂成偏离的程度，与机器前进方向一致的倾斜称为前倾，用 正角表示，反之称为后倾。为避免刮风时出现“眠水秧”(即秧梢全部躺在水里)，该角的绝对_ 直应小于 25°为宜。 5．翻倒率翻倒率指带土苗倾翻于田中，使秧叶与泥土接触的穴数占总穴数百分比。一般要求不 大于 3％。 第二节水稻育秧设备 一、一般育秧过程和育秧设备 1．田间盘育秧田间盘育秧是利用稻茬田做床板，放上秧盘的框形模子，铺入有孔地膜，撒上调 制好的床土。然后将经过消毒、浸种、催芽后的稻种播入盘内，覆土后喷洒除草剂并盖上薄膜， 齐苗后揭去薄膜，让秧苗在自然环境中生长，一般 18～20 天后即可上机插秧。田间盘育秧的工 艺流程如下： 做床板用的稻茬田，冬前将稻茬平地面割掉，按 2m 一畦挖沟(床面宽 1．8m，沟宽 0．2m)，沟土 铺放在床面上。经过冬天风化后整平。秧盘的规格根据插秧机的行距决定，7 寸行距用 580×215mm 秧盘。9 寸行距用 580×275mm 秧盘。床土来源一般是结合表田排水、开沟取土，在田问堆积过 冬，经冻融作用，风干后用 0．6～0．8cm 筛孔过筛，然后拌入一定数量的草木灰、硫酸钾、硫 酸铵、过磷酸钙等。床土放入秧盘后。应喷洒一定数量的工业硫酸与敌克松混合液，使床土的 pH 值降到 4．5～5．5 左右，并可防止立枯病发生。混合液由 50kg 清水，10ml 工业硫酸和 10g 敌克松混合而成，每盘喷洒混合液约 1．25kg。注意苗期管理，白天天气晴好气温高时，要揭膜 散温，保持床土湿润状态
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。 插秧机工作质量与分插机构有直接关系，常用下列指标来衡量水稻机械插秧质量。 1．漏插率漏插率指无秧苗的穴数(包括漏插和漂秧)占总穴数的百分率。一般要求漏插率低于 2％。 2．勾伤秧率勾秧是指秧苗栽插后，叶鞘弯曲至 90°以上。伤秧是指秧苗叶鞘部有折伤、刺伤、 撕裂和切断等现象。秧苗栽插后，勾秧、伤秧的总数占秧苗总数的百分比称为勾伤秧率。一般要 求勾伤秧率在 5％以下。 3．均匀度合格率均匀度合格率指每穴苗数符合要求的穴数占总穴的百分比。一般要求均匀度合 格率在 85％以上。 4．直立度直立度指秧苗栽插后与铅垂成偏离的程度，与机器前进方向一致的倾斜称为前倾，用 正角表示，反之称为后倾。为避免刮风时出现“眠水秧”(即秧梢全部躺在水里)，该角的绝对_ 直应小于 25°为宜。 5．翻倒率翻倒率指带土苗倾翻于田中，使秧叶与泥土接触的穴数占总穴数百分比。一般要求不 大于 3％。 第二节水稻育秧设备 一、一般育秧过程和育秧设备 1．田间盘育秧田间盘育秧是利用稻茬田做床板，放上秧盘的框形模子，铺入有孔地膜，撒上调 制好的床土。然后将经过消毒、浸种、催芽后的稻种播入盘内，覆土后喷洒除草剂并盖上薄膜， 齐苗后揭去薄膜，让秧苗在自然环境中生长，一般 18～20 天后即可上机插秧。田间盘育秧的工 艺流程如下： 做床板用的稻茬田，冬前将稻茬平地面割掉，按 2m 一畦挖沟(床面宽 1．8m，沟宽 0．2m)，沟土 铺放在床面上。经过冬天风化后整平。秧盘的规格根据插秧机的行距决定，7 寸行距用 580×215mm 秧盘。9 寸行距用 580×275mm 秧盘。床土来源一般是结合表田排水、开沟取土，在田问堆积过 冬，经冻融作用，风干后用 0．6～0．8cm 筛孔过筛，然后拌入一定数量的草木灰、硫酸钾、硫 酸铵、过磷酸钙等。床土放入秧盘后。应喷洒一定数量的工业硫酸与敌克松混合液，使床土的 pH 值降到 4．5～5．5 左右，并可防止立枯病发生。混合液由 50kg 清水，10ml 工业硫酸和 10g 敌克松混合而成，每盘喷洒混合液约 1．25kg。注意苗期管理，白天天气晴好气温高时，要揭膜 散温，保持床土湿润状态
2．工厂化育秧带土苗工厂化育秧一般是在育秧盘内播种来进行育秧的，其过程及使用的设备如 图 6-l 所示。 稻种要经过选种、消毒、浸种和催芽。苗床土经过碎土、消毒、干燥、筛土和混合肥料，因此要 配备碎土机、筛土机和肥料混合机。往育秧盘内装土、洒水、播种和覆土，均由盘秧播种机一次 完成。为了播种后种子的出芽，要有育秧器或育秧房。秧苗绿化和硬化要在绿化室和硬化室内配 备加温设备、控制装置和供水装置等。 在育秧盘的使用上与日本工厂化育秧不同之处是：我国多采用硬盘(俗称母盘)和软盘(俗称子盘) 配合使用。在播种时，将硬盘内衬软盘，充土、播种、覆土后，软盘连同土壤和种子从硬盘中端 出。育秧硬盘只用于播种，可以重复使用。这样，在维持能够连续作业情况下，硬盘数量不需太 多，大大降低了成本
2．工厂化育秧带土苗工厂化育秧一般是在育秧盘内播种来进行育秧的，其过程及使用的设备如 图 6-l 所示。 稻种要经过选种、消毒、浸种和催芽。苗床土经过碎土、消毒、干燥、筛土和混合肥料，因此要 配备碎土机、筛土机和肥料混合机。往育秧盘内装土、洒水、播种和覆土，均由盘秧播种机一次 完成。为了播种后种子的出芽，要有育秧器或育秧房。秧苗绿化和硬化要在绿化室和硬化室内配 备加温设备、控制装置和供水装置等。 在育秧盘的使用上与日本工厂化育秧不同之处是：我国多采用硬盘(俗称母盘)和软盘(俗称子盘) 配合使用。在播种时，将硬盘内衬软盘，充土、播种、覆土后，软盘连同土壤和种子从硬盘中端 出。育秧硬盘只用于播种，可以重复使用。这样，在维持能够连续作业情况下，硬盘数量不需太 多，大大降低了成本
图 6—1 工厂化育秧一般过程 二、盘育秧播种机 为了保证机动插机插秧的均匀度，采用播种比较均匀的盘育秧播种机是很必要的。 盘育秧播种机(图 6 一 2)由机架、育秧盘、移动机构、充土机构、洒水装置、播种机构、覆土机 构等组成。盘育秧播种机工作过程如下： 人工放盘→充土→洒水→播种→覆土→人工取盘 由于人工放盘后，充土、洒水、播种、覆土四个工艺过程机器上一次完成，所以称该机作业为盘 育秧播种流水线。 人工放盘：将内衬软盘的硬盘连续放置于一端输送带上。输送带是盘育秧移动装置的一部分，由 三角带轮驱动，主动三角带轮依靠链条驱动，它们与其它各机构是同步联动的
图 6—1 工厂化育秧一般过程 二、盘育秧播种机 为了保证机动插机插秧的均匀度，采用播种比较均匀的盘育秧播种机是很必要的。 盘育秧播种机(图 6 一 2)由机架、育秧盘、移动机构、充土机构、洒水装置、播种机构、覆土机 构等组成。盘育秧播种机工作过程如下： 人工放盘→充土→洒水→播种→覆土→人工取盘 由于人工放盘后，充土、洒水、播种、覆土四个工艺过程机器上一次完成，所以称该机作业为盘 育秧播种流水线。 人工放盘：将内衬软盘的硬盘连续放置于一端输送带上。输送带是盘育秧移动装置的一部分，由 三角带轮驱动，主动三角带轮依靠链条驱动，它们与其它各机构是同步联动的
充土：由充土机构完成(图 6—3)，充土皮带自动将床土箱的土壤送出，落入育秧盘，用经过人 字型旋转毛刷，压实和平整盘内土壤，一般充土层为 2cm 厚。可通过调节皮带与上方刮土板的问 隙来调整充土厚度。 洒水：由抽水泵将水箱内水抽到喷水管子里，然后均匀喷洒在充土后的秧盘内。 播种：由播种机构完成(图 6—4)，播种轮转动，轮表面的凹槽或凹孔将种子均匀排出，落入秧 盘内湿土上。转动调整手柄，联动齿轮带动齿条改变排种间隙，调整排种量。 覆土：由覆土机构完成(图 6—4)，覆土轮转动，将土壤均匀地抛洒在种子上，一般为 1cm 厚。 取盘：在一端将完成播种作业的育秧盘取下。 图 6—3 育秧盘充土机构 1．输送皮带 2．旋转毛刷 3．充土皮带 4．床土箱 图 6-4 播种机构和覆上饥构 1．播种轮 2．输送皮带 3．种子箱 4．土箱 5．覆土轮 第三节水稻插秧机的一般构造 插秧机用于水田移栽秧苗，包括带土移栽和无土移栽(水洗苗移栽)两种机械。日本旱育稀植带土 苗技术引进后，无土移栽插秧机已较少使用。本节主要介绍带土苗移栽插秧机的一般构造(图 6
充土：由充土机构完成(图 6—3)，充土皮带自动将床土箱的土壤送出，落入育秧盘，用经过人 字型旋转毛刷，压实和平整盘内土壤，一般充土层为 2cm 厚。可通过调节皮带与上方刮土板的问 隙来调整充土厚度。 洒水：由抽水泵将水箱内水抽到喷水管子里，然后均匀喷洒在充土后的秧盘内。 播种：由播种机构完成(图 6—4)，播种轮转动，轮表面的凹槽或凹孔将种子均匀排出，落入秧 盘内湿土上。转动调整手柄，联动齿轮带动齿条改变排种间隙，调整排种量。 覆土：由覆土机构完成(图 6—4)，覆土轮转动，将土壤均匀地抛洒在种子上，一般为 1cm 厚。 取盘：在一端将完成播种作业的育秧盘取下。 图 6—3 育秧盘充土机构 1．输送皮带 2．旋转毛刷 3．充土皮带 4．床土箱 图 6-4 播种机构和覆上饥构 1．播种轮 2．输送皮带 3．种子箱 4．土箱 5．覆土轮 第三节水稻插秧机的一般构造 插秧机用于水田移栽秧苗，包括带土移栽和无土移栽(水洗苗移栽)两种机械。日本旱育稀植带土 苗技术引进后，无土移栽插秧机已较少使用。本节主要介绍带土苗移栽插秧机的一般构造(图 6
—5)。无论是步行式、乘坐式或者高速插秧机，其主要由以下几个部分组成：动力机、传动系统、 送秧机构、栽植机构和行走装置，下面将分别介绍。 一、动力机 动力机有汽油发动机和柴油发动机两种。日本生产的各种型式插秧机均采用汽油发动机，其优点 为：重量轻(同样马力是柴油机重量的 1／3)、启动方便。缺点是油料价格高 (相同功率消耗下)。插秧机所用的小马力汽油发动机，制造工艺要求较高，国内产品使用可靠性 差(近几年通过引进技术生产的汽油发动机质量有大幅度提高)，国产 2ZT 系列插秧机当时采用了 柴油发动机。 图 6—5 2ZT 一 9356 型水稻插秧机 1．压秧杆 2．秧箱 3．操向盘 4．发动机‘5．行走传动箱 6．水田轮 7．挂链 8．秧船 9．尾轮 10．链箱 n．栽植臂 12．摇杆 注：传动箱在秧箱下面 二、传动系统 将发动机动力传递到各工作部件，主要有两个方向：传向驱动地轮和由万向节传送到传动箱。传 动箱又将动力传递到送秧机构和分插机构。分插机构前级传动配有安全离合器，防止秧针取秧卡 住时，损坏工作部件。传动箱是传动系统中间环节，又是送秧机构的主要工作部件。传动箱中主 动轴上有螺旋线槽(凸轮滑道)，从动轴上固定着滑块，当主动轴转动时，滑块在螺旋线槽作用下 横向送动，将主动轴的转动变成滑块和从动轴的移动，该轴的移动即是横向送秧的动力来源。 三、送秧机构
—5)。无论是步行式、乘坐式或者高速插秧机，其主要由以下几个部分组成：动力机、传动系统、 送秧机构、栽植机构和行走装置，下面将分别介绍。 一、动力机 动力机有汽油发动机和柴油发动机两种。日本生产的各种型式插秧机均采用汽油发动机，其优点 为：重量轻(同样马力是柴油机重量的 1／3)、启动方便。缺点是油料价格高 (相同功率消耗下)。插秧机所用的小马力汽油发动机，制造工艺要求较高，国内产品使用可靠性 差(近几年通过引进技术生产的汽油发动机质量有大幅度提高)，国产 2ZT 系列插秧机当时采用了 柴油发动机。 图 6—5 2ZT 一 9356 型水稻插秧机 1．压秧杆 2．秧箱 3．操向盘 4．发动机‘5．行走传动箱 6．水田轮 7．挂链 8．秧船 9．尾轮 10．链箱 n．栽植臂 12．摇杆 注：传动箱在秧箱下面 二、传动系统 将发动机动力传递到各工作部件，主要有两个方向：传向驱动地轮和由万向节传送到传动箱。传 动箱又将动力传递到送秧机构和分插机构。分插机构前级传动配有安全离合器，防止秧针取秧卡 住时，损坏工作部件。传动箱是传动系统中间环节，又是送秧机构的主要工作部件。传动箱中主 动轴上有螺旋线槽(凸轮滑道)，从动轴上固定着滑块，当主动轴转动时，滑块在螺旋线槽作用下 横向送动，将主动轴的转动变成滑块和从动轴的移动，该轴的移动即是横向送秧的动力来源。 三、送秧机构
在每次分插机构取秧后，秧苗移动，秧块填补已取秧位置，为下一次取秧做准备。送秧分横向和 纵向两种，每横向取完一排秧苗，纵向送秧一次，将秧苗推向下方，为取下一排秧做准备。横向 送秧分为连续式和间歇式。间歇式是在每次横向送秧结束后取秧。此时，秧块处于静止位置。从 理论上讲，切下秧块比较平整，但是随着单位时间插次提高，间歇式横向送秧振动太大，目前大 多已被连续式送秧机构替代。送秧机构与分插机构同步联动，对于曲柄摇杆式分插机构是，曲柄 旋转一周，移动一个取秧宽度距离；对于偏心齿轮行星系分插机构，则旋转一周，移动两个取秧 宽度距离。 四、栽植机构 栽植机构(或称移栽机构)在插秧机上统称分插机构，是插秧机的主要工作部件之一。目前市场上 最常见的分插机构是曲柄摇杆式分插机构和偏心齿轮行星系分插机构(配置高速插秧机上)，其栽 植臂的结构、功能和原理大致相同。取秧前，凸轮的作用使推秧杆回收，秧针(秧爪)前部腾出 2cm 左右位置取秧，当秧针随同秧苗插入土壤中时，凸轮转到缺口处，拨叉在弹簧作用下，推动 推秧杆将秧苗推离秧针，直立于土壤中。 五、行走装置 插秧机的行走装置由行走轮和船体两部分组成。常用的行走装置(除船体外)分为四轮、二轮和独 轮三种，所用的行走轮都具备以下三个性质： (1)泥水中有较好的驱动性，轮圈上附加加力板； (2)轮圈和加力板不易挂泥； (3)具有良好的转向性能。插秧机到地头要转向 180。，因此要求有较好的转向功能。四轮行走 装置的转向是由前轮引导的，二轮行走装置由每个轮子的离合制动作用来完成转向，国产 2ZT 系列插秧机(乘坐式)是依靠独轮转向来完成整机转向。而日本产独轮步行机，是依靠操作者提升 浮子摆动扶手完成。 日本插秧机，无论是乘坐式还是步行式插秧机，其船体部分均为分体液力自动控制浮子式，其优 点是承重能力强，防陷，消除水浪和防壅泥等性能均较船板式优越，但其液压件加工精度要求高， 成本也较船板式高。国产插秧机配置的船板基本上仅适应东北三省水稻种植工作要求，但在泥脚 较深和含沙量较少的土壤中，仍然会产生下陷、壅泥、壅水推倒已插秧苗的问题，特别是在南方 双季稻地区，春季稻收获后，不可能在平整土地后有两、三天作为土壤沉淀的时间，船板式壅水 壅泥的现象十分严重，也曾在结构上采取一些改进措施，但在部分地区仍然不能根本解决壅水壅 泥带来的漂秧、埋秧等问题。 第四节分插机构 分插机构是水稻插秧机的主要工作部件，包括分插器和轨迹控制机构，在供秧机构(秧箱和送秧 机构)的配合下，完成取秧、分秧和插秧的动作，其工作性能对插秧质量有十分重要的影响。 分插器又称秧针，是直接进行分秧和插秧的零件，有钢针式(分离针)和梳齿式两种。钢针式分插 器上还带有推秧器，用于秧苗插入泥土后，把秧迅速送出分离针，使秧苗插牢。轨迹控制机构的
在每次分插机构取秧后，秧苗移动，秧块填补已取秧位置，为下一次取秧做准备。送秧分横向和 纵向两种，每横向取完一排秧苗，纵向送秧一次，将秧苗推向下方，为取下一排秧做准备。横向 送秧分为连续式和间歇式。间歇式是在每次横向送秧结束后取秧。此时，秧块处于静止位置。从 理论上讲，切下秧块比较平整，但是随着单位时间插次提高，间歇式横向送秧振动太大，目前大 多已被连续式送秧机构替代。送秧机构与分插机构同步联动，对于曲柄摇杆式分插机构是，曲柄 旋转一周，移动一个取秧宽度距离；对于偏心齿轮行星系分插机构，则旋转一周，移动两个取秧 宽度距离。 四、栽植机构 栽植机构(或称移栽机构)在插秧机上统称分插机构，是插秧机的主要工作部件之一。目前市场上 最常见的分插机构是曲柄摇杆式分插机构和偏心齿轮行星系分插机构(配置高速插秧机上)，其栽 植臂的结构、功能和原理大致相同。取秧前，凸轮的作用使推秧杆回收，秧针(秧爪)前部腾出 2cm 左右位置取秧，当秧针随同秧苗插入土壤中时，凸轮转到缺口处，拨叉在弹簧作用下，推动 推秧杆将秧苗推离秧针，直立于土壤中。 五、行走装置 插秧机的行走装置由行走轮和船体两部分组成。常用的行走装置(除船体外)分为四轮、二轮和独 轮三种，所用的行走轮都具备以下三个性质： (1)泥水中有较好的驱动性，轮圈上附加加力板； (2)轮圈和加力板不易挂泥； (3)具有良好的转向性能。插秧机到地头要转向 180。，因此要求有较好的转向功能。四轮行走 装置的转向是由前轮引导的，二轮行走装置由每个轮子的离合制动作用来完成转向，国产 2ZT 系列插秧机(乘坐式)是依靠独轮转向来完成整机转向。而日本产独轮步行机，是依靠操作者提升 浮子摆动扶手完成。 日本插秧机，无论是乘坐式还是步行式插秧机，其船体部分均为分体液力自动控制浮子式，其优 点是承重能力强，防陷，消除水浪和防壅泥等性能均较船板式优越，但其液压件加工精度要求高， 成本也较船板式高。国产插秧机配置的船板基本上仅适应东北三省水稻种植工作要求，但在泥脚 较深和含沙量较少的土壤中，仍然会产生下陷、壅泥、壅水推倒已插秧苗的问题，特别是在南方 双季稻地区，春季稻收获后，不可能在平整土地后有两、三天作为土壤沉淀的时间，船板式壅水 壅泥的现象十分严重，也曾在结构上采取一些改进措施，但在部分地区仍然不能根本解决壅水壅 泥带来的漂秧、埋秧等问题。 第四节分插机构 分插机构是水稻插秧机的主要工作部件，包括分插器和轨迹控制机构，在供秧机构(秧箱和送秧 机构)的配合下，完成取秧、分秧和插秧的动作，其工作性能对插秧质量有十分重要的影响。 分插器又称秧针，是直接进行分秧和插秧的零件，有钢针式(分离针)和梳齿式两种。钢针式分插 器上还带有推秧器，用于秧苗插入泥土后，把秧迅速送出分离针，使秧苗插牢。轨迹控制机构的
作用是控制分秧器，使其按一定的轨迹运动，完成所要求的分、插秧工作，目前多用曲柄摇杆机 构，此外还有偏心齿轮行星系机构。 一、曲柄摇杆式分插机构 1．结构曲柄摇杆机构主要由曲柄、摇杆和栽植臂组成(图 6-6)，曲柄安装在与机架固定铰接的 传动轴上，把传动轴的动力传给栽植臂。摇杆一端连接栽植臂，另一端固定在机架上。栽植臂是 一连杆体零件，前端安装分离针。由于摇杆的控制作用，栽植臂把曲柄的圆周运动变为分插秧的 特定的曲线运动，带动秧针完成分秧、运秧、插秧和回程等动作。曲柄摇杆式分插机构的工作过 程由曲柄、栽植臂、摇杆和机架组成的四连杆机构控制。当曲柄随传动轴旋转时，栽植臂被驱使 绕传动轴作偏心转动，但其后端又受摇杆的控制，从而使秧针形成特定的运动轨迹(图 6-7)，保 证秧针以适当的角度进入秧门分取秧苗，并近似于垂直方向把秧苗插入土中。秧苗入土后，栽植 臂中的曲轮卸去对推秧弹簧的压力．于是弹簧推动拨叉使推秧器迅速推出分离针。 图 6 一 6 前插式曲柄摇杆分插机沟 l.摇杆 2．推秧弹簧 3．栽植臂盖 4．拨叉 5．分离针 6．推秧器 7．凸轮 8．传动轴 9．曲柄 10．戡 植臂 曲柄摇杆式分插机构根据配置方式的不同可分为前插式(又称卧式．图 6 一 6)和后插式(又称立 式，图 6—8)两种。沿插秧机前进方向，前插式分插机构配置在秧箱的后方，其摇杆与机架铰接 点位于曲柄传动轴的后上方，我国 2ZT 系列插秧机和日本产的乘坐式插秧机基本上采用前插式。 后插式分插机构配置在秧箱的前方，其摇杆与机架铰接点位于曲柄传动轴的下方，日本产的一些 步行式插秧机采用后插式。 前插式和后插式曲柄摇杆机构，其构造和工作原理基本相同，但秧针的运动轨迹有所不同。图 6 —7 是这两种分插机构秧针运动轨迹示意图，实线部分是秧针相对于插秧机的运动轨迹(相当于 插秧机不行驶时秧针的轨迹)，它是一条封闭的环线；虚线部分是秧针的绝对运动轨迹，即插秧 机前进和秧针相对于插秧机运动的合成运动轨迹。对于大苗移栽，特别是双季稻的后季稻插秧， 由于秧苗较长，前插式容易发生“连桥”现象，即把前面已插秧苗的秧尖，又插到下一株秧苗的 根部(图 6—7a)，后插式则可避免这种情况
作用是控制分秧器，使其按一定的轨迹运动，完成所要求的分、插秧工作，目前多用曲柄摇杆机 构，此外还有偏心齿轮行星系机构。 一、曲柄摇杆式分插机构 1．结构曲柄摇杆机构主要由曲柄、摇杆和栽植臂组成(图 6-6)，曲柄安装在与机架固定铰接的 传动轴上，把传动轴的动力传给栽植臂。摇杆一端连接栽植臂，另一端固定在机架上。栽植臂是 一连杆体零件，前端安装分离针。由于摇杆的控制作用，栽植臂把曲柄的圆周运动变为分插秧的 特定的曲线运动，带动秧针完成分秧、运秧、插秧和回程等动作。曲柄摇杆式分插机构的工作过 程由曲柄、栽植臂、摇杆和机架组成的四连杆机构控制。当曲柄随传动轴旋转时，栽植臂被驱使 绕传动轴作偏心转动，但其后端又受摇杆的控制，从而使秧针形成特定的运动轨迹(图 6-7)，保 证秧针以适当的角度进入秧门分取秧苗，并近似于垂直方向把秧苗插入土中。秧苗入土后，栽植 臂中的曲轮卸去对推秧弹簧的压力．于是弹簧推动拨叉使推秧器迅速推出分离针。 图 6 一 6 前插式曲柄摇杆分插机沟 l.摇杆 2．推秧弹簧 3．栽植臂盖 4．拨叉 5．分离针 6．推秧器 7．凸轮 8．传动轴 9．曲柄 10．戡 植臂 曲柄摇杆式分插机构根据配置方式的不同可分为前插式(又称卧式．图 6 一 6)和后插式(又称立 式，图 6—8)两种。沿插秧机前进方向，前插式分插机构配置在秧箱的后方，其摇杆与机架铰接 点位于曲柄传动轴的后上方，我国 2ZT 系列插秧机和日本产的乘坐式插秧机基本上采用前插式。 后插式分插机构配置在秧箱的前方，其摇杆与机架铰接点位于曲柄传动轴的下方，日本产的一些 步行式插秧机采用后插式。 前插式和后插式曲柄摇杆机构，其构造和工作原理基本相同，但秧针的运动轨迹有所不同。图 6 —7 是这两种分插机构秧针运动轨迹示意图，实线部分是秧针相对于插秧机的运动轨迹(相当于 插秧机不行驶时秧针的轨迹)，它是一条封闭的环线；虚线部分是秧针的绝对运动轨迹，即插秧 机前进和秧针相对于插秧机运动的合成运动轨迹。对于大苗移栽，特别是双季稻的后季稻插秧， 由于秧苗较长，前插式容易发生“连桥”现象，即把前面已插秧苗的秧尖，又插到下一株秧苗的 根部(图 6—7a)，后插式则可避免这种情况
图 6—7 曲柄摇杆分插机构 (a)前插式(b)后插式 曲柄摇杆机构插秧频率一般为 200～220r／min，加平衡块后，插秧频率可达 250～270 r/min。 这种分插机构运动平稳、结构简单、密封耐用。其各铰接点均为滚动轴承．以保证转动层灵活和 运动轨迹准确。传动轴上安装有牙嵌式安全离合器，在分秧和插秧阻力过大时(如秧针碰到石块、 树根等)，可以通过牙嵌斜面压缩弹簧自动切断动力，使栽植臂停止工作，起到保护分插机构的 安全作用。 2．分插机构的运动分析两种形式分插机构所建立的运动学和动力学数学模型是相同的，下面以 前插式分插机构为例进行分析．在动力学分析中，应注意：驱动力(平衡力)不是假设为力偶矩， 而是以实际链条力来分析；铰链点摩擦矩由于凸轮(图 6—9 中 A 点)密封圈作用而较大，计入动 力学方程；推秧装置在推秧和碰撞过程计入动力学方程，而不是简化为曲柄摇杆机构。 图 6—8 后插式曲柄摇杆分插机构
图 6—7 曲柄摇杆分插机构 (a)前插式(b)后插式 曲柄摇杆机构插秧频率一般为 200～220r／min，加平衡块后，插秧频率可达 250～270 r/min。 这种分插机构运动平稳、结构简单、密封耐用。其各铰接点均为滚动轴承．以保证转动层灵活和 运动轨迹准确。传动轴上安装有牙嵌式安全离合器，在分秧和插秧阻力过大时(如秧针碰到石块、 树根等)，可以通过牙嵌斜面压缩弹簧自动切断动力，使栽植臂停止工作，起到保护分插机构的 安全作用。 2．分插机构的运动分析两种形式分插机构所建立的运动学和动力学数学模型是相同的，下面以 前插式分插机构为例进行分析．在动力学分析中，应注意：驱动力(平衡力)不是假设为力偶矩， 而是以实际链条力来分析；铰链点摩擦矩由于凸轮(图 6—9 中 A 点)密封圈作用而较大，计入动 力学方程；推秧装置在推秧和碰撞过程计入动力学方程，而不是简化为曲柄摇杆机构。 图 6—8 后插式曲柄摇杆分插机构
1．摇杆 2．曲柄 3．凸轮 4．推秧弹簧 5．栽植臂盖 6．栽植臂 7．拨叉 8．分离针 9．推秧器 矢量方程： 位移方程： 将两式联立，得到 (6—4) 其中， 可求 由于 所以由式 6-4 可求α3。 XB，YB，α2 以及 X2，Y2，X3，Y3，XD，YD 可求。XD，YD 方程为： 对式(6-2)、(6—3)求导后联立得到
1．摇杆 2．曲柄 3．凸轮 4．推秧弹簧 5．栽植臂盖 6．栽植臂 7．拨叉 8．分离针 9．推秧器 矢量方程： 位移方程： 将两式联立，得到 (6—4) 其中， 可求 由于 所以由式 6-4 可求α3。 XB，YB，α2 以及 X2，Y2，X3，Y3，XD，YD 可求。XD，YD 方程为： 对式(6-2)、(6—3)求导后联立得到