玉米纸筒育苗墩土翻转机的研究和设计

张海滨+丁建伟+于晓波+具本弘+王春海+王秀珍+张范良

摘 要 为了实现玉米纸筒育苗的流水线作业，解决老式墩土机效率不高的问题，我院研究设计了一种新型墩土翻转机，该设备实现了墩土和翻转分离，工作互不干扰，能够与其他育苗设备匹配，形成完善的育苗生产线，提高了工作效率，为实现工厂化育苗奠定基础。

关键词 玉米育苗 墩土 翻转 生产线 全自动化

0 引言

随着黑龙江省玉米移栽技术的推广，对于玉米移栽全程机械化的需求越来越强烈。玉米移栽是一个系统工程，如果要想提高效率，必须从前期育苗、起苗、移栽、灌溉等多方面实现机械化，本文着重从玉米育苗方面来谈。

传统的育苗方式包括筛土、墩土、播种、覆土等，都是人工来完成的，这种育苗方式对纸册和土的质量要求不高，但是效率非常低，而且育苗后纸筒成型的质量也不好，基本上不能满足后期机械

移栽的要求，大部分需要人工移栽，这就增加了种植成本，起不到推广的作用。

1.脚踏开关 2.电源插销 3.机架 4.搬运手柄 5.防转臂 6.翻转支架 7.挡土槽 8.纸册 9.墩土板 10.穿条 11.翻转支杆 12.木板 13.翻转板把手 14.挡土槽放置台 15.侧板 16.振幅调整杆

图1 DT-2型玉米纸筒育苗墩土机

针对这种情况，黑龙江省农机研究院研究设计了DT-2型玉米纸筒育苗墩土机（图1），该墩土机实现了机械墩土，墩土效果良好，能够完全满足玉米移栽机的移栽要求,而且该墩土机一个工作周期可完成两册纸册，大大提高了工作效率，降低种植成本。但是实现流水线作业，该墩土机还有一些自身的缺陷，墩土和翻转同在一个平台，不能实现连续化操作，从而增加了单次墩土的时间；而且自身结构也限制了它与播种机、覆土机不能配套使用，不符合育苗生产线的需求等特点，因此，我们急需研发一种既能提高工作效率，又能配合其他机器使用的新型墩土机。

1 整体构想及工作原理

为了迎合市场的需要，黑龙江省农机研究院在改进原墩土机的基础上，设计完成了FZDT-3型玉米纸筒育苗墩土翻转机（图2），该机型包括墩土（图3）和翻转（图4）两部分，这两部分通过管配合联接，联接方式如图2放大部分所示。

工作原理：图3所示，主要为墩土部分，完成墩土工作。机器接电后，电机旋转，带动曲柄旋转，通过两个曲柄滑块机构转换成为墩土托板上下往复直线运动，实现墩土功能。当墩土完成后，将纸册四周的护板打开，通过调节平行四杆机构的位置，将墩土板和纸册同时顶起，将图4所示的翻转器开口调至图中所示位置，将纸册和墩土板一起推入翻转器开口内，旋转翻转器，将其开口旋转至反向，移出，至此完成整个墩土工作。将平行四杆机构复位，完成下一次的墩土工作。

2 关键部件研究

2.1 墩土板的研究与设计

针对老式墩土板设计的缺陷，如单次墩土纸册数量少、凸起粘土、不易脱模、底板容易变形等，我们重新设计了墩土板（图5），增加了单次墩土的纸册数量，由2册变为3册；凸起的加工方式由机械加工调整为注塑模加工，表面粗糙度明显降低；底板材料调整为硬质尼龙，提高其抗变形能力。

根据田间试验情况，墩土板的尺寸也做了一些修改，根据所用的纸册规格为16行×18列，设计该墩土板的突起尺寸为高度20 mm，底圆直径18 mm，顶圆直径8 mm，并倒圆角。相邻的两个突起的的横排间距217 mm，竖排间距188 mm。

2.2 平行四杆机构的设计

结合整机结构和工作原理，要求纸册在墩土完成后，由机器墩土部分移到翻转部分进行翻转。但是在墩土过程中，墩土板以及纸册与墩土托板紧密结合，因此在墩土完成后，需要设计一种装置，将墩土板和纸册一同顶起，然后移到翻转部分。

考虑到设备机架结构空间小，以及顶起装置操作要求简单等特点，本文研究设计了如下平行四杆机构（图6），该结构设计简单，占用空间小，操作简便。具体工作原理：该结构左右底座固定，以右底座1为摆动中心，转动手柄3沿图中所示弧形滑道转动，带动中间杆4摆动，从而带动顶杆5沿滑道6上下往复运动，实现该结构设计的功能，将墩土板顶起。

1.墩土部分2.翻转部分

图2 FZDT-3型玉米纸筒育苗墩土翻转机

1.墩土板装配 2.联接管 3.机架装配 4.振动驱动系统装配 5.平行四杆机构装配 6.墩土板托板装配

图3 FZDT-3型玉米纸筒育苗墩土翻转机墩土部分

1.托架装配2.翻转器装配

图4 FZDT-3型玉米纸筒育苗墩土翻转机翻转部分

2.3 翻转器的设计

为了符合育苗生产线的需求，提高生产效率，本次将翻转设计为单独的部分，结构参考图4，与老式墩土机（图1）相比较，在墩土完成后，只需将墩土板连同纸册一起推入翻转器，即可完成纸册翻转，翻转后纸册可接着通过托辊滑道进入其它设备。这种结构设计符合育苗生产线的需要，实现了流水化作业，提高了工作效率。

3 结论

1） 该装置将墩土和翻转分为两部分，两部分工作互不干扰；单次墩土的纸册数量增加，节省工作时间，提高工作效率。

2） 该装置的应用符合玉米生产线育苗的需求，符合流水线作业。

图5 墩土板

3） 该装置目前实现纸筒侧输出，但是可以结合播种机和覆土机的要求改变输出方向。

4） 目前与该装置配套的玉米线上播种机还没有研制成功，这是以后玉米育苗的重点研究方向。

1. 右底座2.左底座 3.手柄4.中间杆 5.顶杆 6.滑道

图6平行四杆机构

参考文献：

[1] 胡波，侯林山，乔泉欣，等.玉米移栽机械化的综合研究[J].中国农机化，1997,3（2）:41-42.

[2] 魏国江，潘冬梅，刘淑霞.浅谈黑龙江省玉米育苗移栽的优点和技术要点[J].黑龙江科学，2011,4（3）: 55-57.

[3] 宋小雨，张晋国，王学良，等.玉米移栽机自动送苗装置的研究[J].农机化研究，2013,2（4）:85-88.

[4] 于文，王波，丁春丽.玉米移栽试验研究[J].现代农业科技，2009,2（13）：17.

（04）

endprint

摘 要 为了实现玉米纸筒育苗的流水线作业，解决老式墩土机效率不高的问题，我院研究设计了一种新型墩土翻转机，该设备实现了墩土和翻转分离，工作互不干扰，能够与其他育苗设备匹配，形成完善的育苗生产线，提高了工作效率，为实现工厂化育苗奠定基础。

关键词 玉米育苗 墩土 翻转 生产线 全自动化

0 引言

随着黑龙江省玉米移栽技术的推广，对于玉米移栽全程机械化的需求越来越强烈。玉米移栽是一个系统工程，如果要想提高效率，必须从前期育苗、起苗、移栽、灌溉等多方面实现机械化，本文着重从玉米育苗方面来谈。

传统的育苗方式包括筛土、墩土、播种、覆土等，都是人工来完成的，这种育苗方式对纸册和土的质量要求不高，但是效率非常低，而且育苗后纸筒成型的质量也不好，基本上不能满足后期机械

移栽的要求，大部分需要人工移栽，这就增加了种植成本，起不到推广的作用。

1.脚踏开关 2.电源插销 3.机架 4.搬运手柄 5.防转臂 6.翻转支架 7.挡土槽 8.纸册 9.墩土板 10.穿条 11.翻转支杆 12.木板 13.翻转板把手 14.挡土槽放置台 15.侧板 16.振幅调整杆

图1 DT-2型玉米纸筒育苗墩土机

针对这种情况，黑龙江省农机研究院研究设计了DT-2型玉米纸筒育苗墩土机（图1），该墩土机实现了机械墩土，墩土效果良好，能够完全满足玉米移栽机的移栽要求,而且该墩土机一个工作周期可完成两册纸册，大大提高了工作效率，降低种植成本。但是实现流水线作业，该墩土机还有一些自身的缺陷，墩土和翻转同在一个平台，不能实现连续化操作，从而增加了单次墩土的时间；而且自身结构也限制了它与播种机、覆土机不能配套使用，不符合育苗生产线的需求等特点，因此，我们急需研发一种既能提高工作效率，又能配合其他机器使用的新型墩土机。

1 整体构想及工作原理

为了迎合市场的需要，黑龙江省农机研究院在改进原墩土机的基础上，设计完成了FZDT-3型玉米纸筒育苗墩土翻转机（图2），该机型包括墩土（图3）和翻转（图4）两部分，这两部分通过管配合联接，联接方式如图2放大部分所示。

工作原理：图3所示，主要为墩土部分，完成墩土工作。机器接电后，电机旋转，带动曲柄旋转，通过两个曲柄滑块机构转换成为墩土托板上下往复直线运动，实现墩土功能。当墩土完成后，将纸册四周的护板打开，通过调节平行四杆机构的位置，将墩土板和纸册同时顶起，将图4所示的翻转器开口调至图中所示位置，将纸册和墩土板一起推入翻转器开口内，旋转翻转器，将其开口旋转至反向，移出，至此完成整个墩土工作。将平行四杆机构复位，完成下一次的墩土工作。

2 关键部件研究

2.1 墩土板的研究与设计

针对老式墩土板设计的缺陷，如单次墩土纸册数量少、凸起粘土、不易脱模、底板容易变形等，我们重新设计了墩土板（图5），增加了单次墩土的纸册数量，由2册变为3册；凸起的加工方式由机械加工调整为注塑模加工，表面粗糙度明显降低；底板材料调整为硬质尼龙，提高其抗变形能力。

根据田间试验情况，墩土板的尺寸也做了一些修改，根据所用的纸册规格为16行×18列，设计该墩土板的突起尺寸为高度20 mm，底圆直径18 mm，顶圆直径8 mm，并倒圆角。相邻的两个突起的的横排间距217 mm，竖排间距188 mm。

2.2 平行四杆机构的设计

结合整机结构和工作原理，要求纸册在墩土完成后，由机器墩土部分移到翻转部分进行翻转。但是在墩土过程中，墩土板以及纸册与墩土托板紧密结合，因此在墩土完成后，需要设计一种装置，将墩土板和纸册一同顶起，然后移到翻转部分。

考虑到设备机架结构空间小，以及顶起装置操作要求简单等特点，本文研究设计了如下平行四杆机构（图6），该结构设计简单，占用空间小，操作简便。具体工作原理：该结构左右底座固定，以右底座1为摆动中心，转动手柄3沿图中所示弧形滑道转动，带动中间杆4摆动，从而带动顶杆5沿滑道6上下往复运动，实现该结构设计的功能，将墩土板顶起。

1.墩土部分2.翻转部分

图2 FZDT-3型玉米纸筒育苗墩土翻转机

1.墩土板装配 2.联接管 3.机架装配 4.振动驱动系统装配 5.平行四杆机构装配 6.墩土板托板装配

图3 FZDT-3型玉米纸筒育苗墩土翻转机墩土部分

1.托架装配2.翻转器装配

图4 FZDT-3型玉米纸筒育苗墩土翻转机翻转部分

2.3 翻转器的设计

为了符合育苗生产线的需求，提高生产效率，本次将翻转设计为单独的部分，结构参考图4，与老式墩土机（图1）相比较，在墩土完成后，只需将墩土板连同纸册一起推入翻转器，即可完成纸册翻转，翻转后纸册可接着通过托辊滑道进入其它设备。这种结构设计符合育苗生产线的需要，实现了流水化作业，提高了工作效率。

3 结论

1） 该装置将墩土和翻转分为两部分，两部分工作互不干扰；单次墩土的纸册数量增加，节省工作时间，提高工作效率。

2） 该装置的应用符合玉米生产线育苗的需求，符合流水线作业。

图5 墩土板

3） 该装置目前实现纸筒侧输出，但是可以结合播种机和覆土机的要求改变输出方向。

4） 目前与该装置配套的玉米线上播种机还没有研制成功，这是以后玉米育苗的重点研究方向。

1. 右底座2.左底座 3.手柄4.中间杆 5.顶杆 6.滑道

图6平行四杆机构

参考文献：

[1] 胡波，侯林山，乔泉欣，等.玉米移栽机械化的综合研究[J].中国农机化，1997,3（2）:41-42.

[2] 魏国江，潘冬梅，刘淑霞.浅谈黑龙江省玉米育苗移栽的优点和技术要点[J].黑龙江科学，2011,4（3）: 55-57.

[3] 宋小雨，张晋国，王学良，等.玉米移栽机自动送苗装置的研究[J].农机化研究，2013,2（4）:85-88.

[4] 于文，王波，丁春丽.玉米移栽试验研究[J].现代农业科技，2009,2（13）：17.

（04）

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摘 要 为了实现玉米纸筒育苗的流水线作业，解决老式墩土机效率不高的问题，我院研究设计了一种新型墩土翻转机，该设备实现了墩土和翻转分离，工作互不干扰，能够与其他育苗设备匹配，形成完善的育苗生产线，提高了工作效率，为实现工厂化育苗奠定基础。

关键词 玉米育苗 墩土 翻转 生产线 全自动化

0 引言

随着黑龙江省玉米移栽技术的推广，对于玉米移栽全程机械化的需求越来越强烈。玉米移栽是一个系统工程，如果要想提高效率，必须从前期育苗、起苗、移栽、灌溉等多方面实现机械化，本文着重从玉米育苗方面来谈。

传统的育苗方式包括筛土、墩土、播种、覆土等，都是人工来完成的，这种育苗方式对纸册和土的质量要求不高，但是效率非常低，而且育苗后纸筒成型的质量也不好，基本上不能满足后期机械

移栽的要求，大部分需要人工移栽，这就增加了种植成本，起不到推广的作用。

1.脚踏开关 2.电源插销 3.机架 4.搬运手柄 5.防转臂 6.翻转支架 7.挡土槽 8.纸册 9.墩土板 10.穿条 11.翻转支杆 12.木板 13.翻转板把手 14.挡土槽放置台 15.侧板 16.振幅调整杆

图1 DT-2型玉米纸筒育苗墩土机

针对这种情况，黑龙江省农机研究院研究设计了DT-2型玉米纸筒育苗墩土机（图1），该墩土机实现了机械墩土，墩土效果良好，能够完全满足玉米移栽机的移栽要求,而且该墩土机一个工作周期可完成两册纸册，大大提高了工作效率，降低种植成本。但是实现流水线作业，该墩土机还有一些自身的缺陷，墩土和翻转同在一个平台，不能实现连续化操作，从而增加了单次墩土的时间；而且自身结构也限制了它与播种机、覆土机不能配套使用，不符合育苗生产线的需求等特点，因此，我们急需研发一种既能提高工作效率，又能配合其他机器使用的新型墩土机。

1 整体构想及工作原理

为了迎合市场的需要，黑龙江省农机研究院在改进原墩土机的基础上，设计完成了FZDT-3型玉米纸筒育苗墩土翻转机（图2），该机型包括墩土（图3）和翻转（图4）两部分，这两部分通过管配合联接，联接方式如图2放大部分所示。

工作原理：图3所示，主要为墩土部分，完成墩土工作。机器接电后，电机旋转，带动曲柄旋转，通过两个曲柄滑块机构转换成为墩土托板上下往复直线运动，实现墩土功能。当墩土完成后，将纸册四周的护板打开，通过调节平行四杆机构的位置，将墩土板和纸册同时顶起，将图4所示的翻转器开口调至图中所示位置，将纸册和墩土板一起推入翻转器开口内，旋转翻转器，将其开口旋转至反向，移出，至此完成整个墩土工作。将平行四杆机构复位，完成下一次的墩土工作。

2 关键部件研究

2.1 墩土板的研究与设计

针对老式墩土板设计的缺陷，如单次墩土纸册数量少、凸起粘土、不易脱模、底板容易变形等，我们重新设计了墩土板（图5），增加了单次墩土的纸册数量，由2册变为3册；凸起的加工方式由机械加工调整为注塑模加工，表面粗糙度明显降低；底板材料调整为硬质尼龙，提高其抗变形能力。

根据田间试验情况，墩土板的尺寸也做了一些修改，根据所用的纸册规格为16行×18列，设计该墩土板的突起尺寸为高度20 mm，底圆直径18 mm，顶圆直径8 mm，并倒圆角。相邻的两个突起的的横排间距217 mm，竖排间距188 mm。

2.2 平行四杆机构的设计

结合整机结构和工作原理，要求纸册在墩土完成后，由机器墩土部分移到翻转部分进行翻转。但是在墩土过程中，墩土板以及纸册与墩土托板紧密结合，因此在墩土完成后，需要设计一种装置，将墩土板和纸册一同顶起，然后移到翻转部分。

考虑到设备机架结构空间小，以及顶起装置操作要求简单等特点，本文研究设计了如下平行四杆机构（图6），该结构设计简单，占用空间小，操作简便。具体工作原理：该结构左右底座固定，以右底座1为摆动中心，转动手柄3沿图中所示弧形滑道转动，带动中间杆4摆动，从而带动顶杆5沿滑道6上下往复运动，实现该结构设计的功能，将墩土板顶起。

1.墩土部分2.翻转部分

图2 FZDT-3型玉米纸筒育苗墩土翻转机

1.墩土板装配 2.联接管 3.机架装配 4.振动驱动系统装配 5.平行四杆机构装配 6.墩土板托板装配

图3 FZDT-3型玉米纸筒育苗墩土翻转机墩土部分

1.托架装配2.翻转器装配

图4 FZDT-3型玉米纸筒育苗墩土翻转机翻转部分

2.3 翻转器的设计

为了符合育苗生产线的需求，提高生产效率，本次将翻转设计为单独的部分，结构参考图4，与老式墩土机（图1）相比较，在墩土完成后，只需将墩土板连同纸册一起推入翻转器，即可完成纸册翻转，翻转后纸册可接着通过托辊滑道进入其它设备。这种结构设计符合育苗生产线的需要，实现了流水化作业，提高了工作效率。

3 结论

1） 该装置将墩土和翻转分为两部分，两部分工作互不干扰；单次墩土的纸册数量增加，节省工作时间，提高工作效率。

2） 该装置的应用符合玉米生产线育苗的需求，符合流水线作业。

图5 墩土板

3） 该装置目前实现纸筒侧输出，但是可以结合播种机和覆土机的要求改变输出方向。

4） 目前与该装置配套的玉米线上播种机还没有研制成功，这是以后玉米育苗的重点研究方向。

1. 右底座2.左底座 3.手柄4.中间杆 5.顶杆 6.滑道

图6平行四杆机构

参考文献：

[1] 胡波，侯林山，乔泉欣，等.玉米移栽机械化的综合研究[J].中国农机化，1997,3（2）:41-42.

[2] 魏国江，潘冬梅，刘淑霞.浅谈黑龙江省玉米育苗移栽的优点和技术要点[J].黑龙江科学，2011,4（3）: 55-57.

[3] 宋小雨，张晋国，王学良，等.玉米移栽机自动送苗装置的研究[J].农机化研究，2013,2（4）:85-88.

[4] 于文，王波，丁春丽.玉米移栽试验研究[J].现代农业科技，2009,2（13）：17.

（04）

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