專利名稱：匍匐挪步栽種機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一用于農作物栽種作業的機型，稱作匍匐挪步栽種機，其性能大至概括為挪步掘窩、錐盤自落、管旋裹埋、種肥量控、一機多能、主司移栽。
目前已有技術中有本人的一項專利申請00102520.1所稱的“一種廣為適用的農作物栽植機”。該機機身高，易造成載苗營養缽(以后簡稱秧缽或苗缽)落地時摔壞。由于秧缽從秧盤向導管移動而后下落時，秧缽不同部分有先有后離開秧盤，重力、支持力形成力偶矩引起傾倒翻滾，以至形成秧缽落在坑中姿勢不正，影響栽種質量。
本發明的目的是提出一種改進方法，解決機身高秧缽傾倒問題；改革行進方式和掘窩、封窩辦法，使栽種質量更有保證，又使機構設計更趨簡單，為“農業的根本出路在于機械化”做貢獻。
匍匐挪步栽種機有一個棱框形機架[1]，上層兩棱之上用作馭手騎坐及安裝盛器儲放待栽苗缽，下層兩棱所決定的平面之上安裝供苗盤[3]，之下安裝以連桿[9]傳動的曲軸[6]和擺腿[8]。供苗盤與00102520.1的供秧盤相比主要不同是苗缽經對開的底門[27]自落到窩，這可保證落姿端正。底門對稱開閉是由可在套筒[29]內上下滑動的立桿[26]通過連動臂或繩[4]的牽動實現。由于曲軸[6]偏心距的存在和連桿[9]定長的限制，曲軸的轉動使前后地輪[18][12]跨距周期性撐大拉小。只要限定地輪單向滾動就可得到一種類似爬行的運動型式。這可滿足前進、掘窩、栽種、培土等環節對運動特定變換的要求。這里自然順勢而止，比以有技術中生硬強制中止優越。
曲軸帶動由連桿反向延長而成的刨窩镢[14]動作開挖坑窩，免去已有技術中的立式導軌和掘穴筒、止動腿等，這就降低了機身高度，而坑窩質量也有保證。因為連桿是做上下前后運動，所以可將镢片切入土壤而使土出成窩。機身矮可防止苗缽下落時被摔壞，因下落用時省就使偶然因素引起的力作用未造成顯著的翻滾，苗缽已能落地進窩。刨窩镢構造簡單，所以不易損壞，它還可被利用實現供肥。
短的幾乎可省去的導秧管[24]，移在機身一側，這使被供苗缽無速自由下落，可防落地時慣性原因傾倒。這是因為供苗盤向行進方向的旁側供苗時，苗缽的行進速度被隨盤的轉動速度抵消的緣故。另外導秧管在機身一側還帶來好處是田地可被靠邊種植，不留死角。此舉也把工作部位移在明處便于監視工作情形。導秧管能繞管心線旋轉，動力來自曲軸錐齒輪[21]的傳動。導秧管下段是由與管壁相切的反向平行伸出的二刮片[11]構成，管的轉動使刮片具有裹土埋窩的功能。導秧管的這一功能使之可完全省去培土輪。此法培土封窩使土移動速度和緩不發生飛濺。土從坑口四周被裹約流入坑內不擊打莖葉，不掩埋莖葉。導秧管旋轉，使它的功能增多，因之它成為本機的重要部件。在旋轉一周的過程中它的工作有用上口緣由低而高變化形成的螺旋斜面頂高立桿[26]使底門[27]關閉；以后繼的斷續的較陡螺旋斜面推立桿[26]下端使供苗盤扭擺和顛簸，克服苗缽運動遇到的摩擦和卡阻；以管外壁垂直壁面平伸的輥輪[10](或斜面)頂起定位卡[2]，解放供苗盤，容其定向轉動一格。以管外壁另一位置一個凸起[7]推開阻落爪[28]讓立桿[26]下沉從而敞開底門[27]，釋放苗缽；以下口緣展出的刮片裹約坑口土入坑，固埋苗缽；以及供秧供肥等。導秧管和曲軸轉動同步，導秧管上各個工作構造分布在360度的不同的度分秒區和不同半徑的圓周上各得其所互不干擾，也與其它部分協同配合有條不紊。
供肥采用本人的一項專利申請00102085.4所稱的方法。將儲肥筒[22]架在刨窩镢頭[14]上方，儲肥筒的底盤被導秧管用V帶驅動轉動。用紗布透氣布料縫制的輸肥管[17]連接集束漏斗和雞嘴喉部(這里提到的雞嘴即本人專利申請00107149.1和00118265.X中播種施肥新法就相同功能的構造所用的名稱)。取刨窩镢頭片[14]為雞嘴上頦，在其后面銷連一鐵瓦作為雞嘴下頜[14′]二者組合為一個雞嘴。镢頭片深入地下自下頜銷套管[16]垂直伸出的力臂一旦碰及自機架向下伸出的砧臺[15]，彈簧彈力便被克服，雞嘴下頜張開，將所含化肥吐入正在刨出的坑內。用作播種時取下供苗盤，再在導秧管上口安置口蓋。口蓋有一偏離中心(約2/3半徑處)的透孔，孔徑比種子直徑大。口蓋厚度稍大于種子的直徑，導秧管口蓋以從中心垂直伸下的軸柱借用橫梁固定在管壁，口蓋高于管口以留縫。使種筒在底面以上平行底面開逢，叫底縫，縫寬等于導秧管口蓋厚。將種筒偏對口安置在導秧管上方，讓底縫容導秧管口蓋切入其內。當導秧管口蓋隨導秧管轉動時，它從種筒內的種子底下擦過，因此導秧管口蓋孔中就陷入了一粒種子(或2粒)并帶這粒種子鉆出種筒底縫而從孔下口掉在導秧管內，順管掉落于地面上的坑窩。因為口蓋上只一個孔，所以導秧管每轉一周只落入管內一粒種子。同時每轉一周管的刮片也只封埋一個窩，所以導秧管口蓋上的孔只要相位調節正確種子落位是很準確的。特別適合點播玉米。可同時點播兩行，如果工作部分對稱設置的話。
下面結合實施例就表述欠詳部分作進一步說明。盛儲載苗營養缽的供苗盤[3]盤面是矮而闊的圓錐面，盤面用光滑材料制造或復蓋或用輻射的撐桿上排放玻璃珠子串環排成。盤緣豎起一圈圍壁約束苗缽外出，垂直圍壁的小隔板與圍壁三面分隔出可容苗缽獨占的小空間叫廂格，把盤緣環形區域等分，其特征是廂格的底由向下對開的兩扇門充當，此門叫底門[27]。底門的充當轉動中心的棱邊兩頭分別固結有一長一短二臂，長的叫欄桿與門面成120°角；短的叫力臂與門面成20°角或與門面合而為一。每扇底門都借助連動臂(繩)[4]被立桿[26]控制開閉。連動臂上頭連立桿上頭，下頭連底門力臂受力頭。立桿被約束在固結于圍壁外表面的套筒[29]內只容許上下滑動，以開閉底門。立桿下端的小滾輪[25]被斜面推動時，立桿被迫順套筒上升，待底門關閉時立桿下端的滾輪軸上升到位，自立桿套筒外伸一軸上垂下的阻落爪[28]可容滾輪軸頭嵌入其缺口并由彈力鎖定，維持底門關閉不開。圍壁上分布有小缺口，與廂隔一一對應。定位卡嵌入缺口確保廂格與下面的導秧管對位正確。定位卡的基礎在機架。
供秧盤的重要任務，是利用重力和斜面支持力加之扭擺動動作產生慣性離心力，迫使苗缽向盤緣移動，充實廂格，以對導秧管供應秧苗。導秧管轉動時迫使供苗盤做的扭擺和顛簸利于苗缽克服摩擦和卡阻。供苗盤中心軸安置在機架[1]上，與曲軸[6]共處于同一豎直面內。曲軸工作端的軸座是錐齒輪[21]傳動的垂直兩軸的連體軸座[20]，其中豎軸座口闊，其內安裝的空心軸就是導秧管[24]，它能容苗缽自由墜落。在豎軸座外壁固定著直向上伸出的連成一塊的二鋼片[23]，二鋼片夾縫[23]可容鋼片做的定位卡[2]做小幅度上下滑動，以使定位卡[2]彎頭嵌在圍壁缺口中或自其中退出。導秧管自軸座向下，大部分不再是管狀，而是相當于把管壁劈作兩半，每半又被展直而反向平行伸出，此叫刮片[11]。當旋轉的導秧管與下面坑窩對口時作為圓管切面的刮片對坑口土有推力，其切向分力被環坑阻力抵消，徑向分力便推土入窩。此稱旋轉裹土入窩法。坑口外以兩刮片伸出端連線為直徑的大圓圈內的土被刮片向里裹約聚攏在導秧管這樣小的圓圈內埋起苗缽。為使土只沿徑向移動不作切向移動，刮片換以能夠回轉的撓性帶充當。即在原刮片位置焊接同樣形狀大小的矩形框，在豎向兩細軸裝套輥筒，在每對不粗的輥筒外繞皮帶，于是而得撓性刮片。這親處理還有減小阻力的功效，也可防止或減小土粘附刮片。
曲軸[6]的曲柄在曲軸的中段上，曲柄的偏心距與被栽坑窩的半徑相當。曲柄[6′]由連桿[9]跟擺腿[8]中段上的受力軸連接，受力軸到擺腿兩頭之長的比例由曲柄偏心距和所栽作物的株距決定，公式為-上段長∶下段長=2r∶(1-2r)。r為偏心距，1為株距。曲軸的轉動變換為擺腿的擺動。擺腿的支點軸在機架后端豎棱上。擺腿下有地輪[12]，它與機架上的地輪[18]一樣只容單向滾動，為此在地輪側固裝棘輪，在機架上和擺腿上裝制動爪。也可在地輪后裝拖地登腳[13]，拖地登腳是銷連于機架和擺腿上的鐵頁或矩形框。當地輪有后退趨勢時，登腳受銷軸推擁，腳尖陷入地下阻礙地輪后退，前進時登腳受銷軸提拉，前進不受阻礙。前后輪交替向前滾動，形成一種匍匐挪步運動。
刨窩镢[14]是將連桿[9]自曲柄套筒[9′]處反向延長，再向下彎出有切刃的镢頭[14]而得。要使刨得的窩正適于導秧管的工作，就得將延長段作適當彎曲，使刨得的窩正處在導秧管前進的軌跡上，距導秧管恰一個株距。
當曲軸[6]和擺腿[8]距離撐大時，制動件使擺腿地輪不后退，機架上地輪[18]支持著機體向前滾動，同時導秧管被曲軸帶動轉動半周完成狀態準備。曲軸和擺腿距離拉小時，制動件使機架上的地輪不后退，保持機體不動，只擺腿下的地輪向前滾動，這時導秧管[24]和刨窩镢[14]原地各自工作。導秧管凌駕在前一周期刨成的窩上，籠罩剛從供苗盤一廂格經管腔落入坑窩的苗缽作半周期旋轉以刮片裹土入窩，栽種培土完成。
刨窩镢完成工作是由于這半周期曲柄做下半圓周旋轉的緣故，曲柄[6]將镢刃[14]壓入地面下并向前掘土，進而斜向上將土刮出形成凹坑。因為曲軸的轉動方向與地輪的轉動方向相反，故刨窩镢樣子像镢，但它是在掘土而不是刨土。曲軸反轉的目的是利用地輪的單向制動機構，防止掘窩時土壤的反作用力使機器后退，而土掘而不出。另外，曲柄在轉至最高位置時，以連桿上的曲柄套筒處摩擦供苗盤轉動，以獲得與行進速度方向相反的抵消速度，從而使苗缽無速自由下落。
上述兩個半周期街接時刻，導秧管恰運動到位，即行程終點前一周期镢好的窩上方，轉動的導秧管以外壁側向伸出的凸起[7]推阻落爪[28]的向下延伸段，使之向后擺動，脫開軸頭(或缺口)，釋放立桿[26]，立桿下沉，底門敞開，苗缽經導秧管腔落在坑窩中。調整導秧管相位使導秧管進入工作位置(坑窩上方)和退出工作位置，都是在刮片[11]與前進方向近于平行時到位，這可避免坑口土和栽好的秧苗與刮片相碰。
導秧管[24]在封窩的同時及以后時間也做下列工作先以上口緣由紙而高變化形成的螺旋斜面頂扛立桿[26]上升，使空廂格的底門關閉，以準備接納此后進入的苗缽；接著口緣突然下凹，立桿受的推力突然撤銷，原來平衡水平分力的抵抗力是定位卡提供的彈力，此刻依然存在，所以口緣突然下凹時，此力使供苗盤發生小幅度扭動擺動及向下顛簸。導秧管上口緣后繼的斷續的較陡螺旋斜面也是為引起供苗盤做此類振動設置的。受迫振動有利于苗缽克服卡阻現象。扭擺振動也可以以下述方式實現在曲軸上固定裝置兩個芒輪(軸毅上輻射出芒桿)，使兩芒輪關于供苗盤中心軸左右對稱，其上的芒桿位相相錯，在供秧盤底裝置輻射的肋筋。曲軸轉動時兩個芒輪轉動同向，它們對稱分居在供苗盤轉軸兩側，就使芒桿撥動肋筋的力矩方向相反，芒桿的位相相錯使撥動力矩不是互相抵消，而是先后作用迫使供苗盤發生扭動擺動。在封窩完成又導秧管隨機前進一半行程時，自不停轉動的導秧管外壁外伸的輥輪[10](或斜面)轉至鋼片夾縫[23]中的定位卡[2]下，而將定位卡頂起，使供苗盤自由，因曲柄此刻轉到最高位置，所以連桿的曲柄套筒上面直伸上來的拂掌[5]彈性地觸摸在供苗盤下，曲柄繼續轉動時拂掌的摩擦力形成使供苗盤轉動的力矩，使供苗盤轉動一格。這一措施可省去已有技術中的鋸齒筒緣輪、勾桿等專用機構。導秧管口緣的最后一段較陡螺旋斜面在供苗盤撥轉一格中也起部分作用。直到定位卡又嵌在圍壁另一缺口中，完成新的定位。兩半周期交接即廂格對坑供苗時，廂格入口處的苗缽可能受內圈相挨苗缽推擁不請自入落到坑中，為避免此類重復現象發生，自底門軸端與門面保持120°伸出的欄桿會起阻攔拒絕作用。底門關閉時欄桿隱入隔板上開出的縫豁中，不妨礙苗缽進入廂格，底門向下打開時，欄桿隨門面轉動90°會攔在廂格中。不請自入現象也可用供苗盤中心軸與曲軸不垂直安置解決，如果二者夾角小于90°，則廂格轉動到供苗位置時，所在處的部分盤面近乎水平，這就使廂格外的苗缽無力進入廂格。而與此處有對稱關系的部分盤面卻變陡，而使苗缽容易克服摩擦阻力。
栽種機與管理機(手扶拖拉機)連接，但不要使發動機的動力傳給管理機的地輪，而是全部傳給栽種機的曲軸。把管理機的地輪看成是栽種機的前輪(栽種機原有前輪卸去)。事實上管理機不是拖拉栽種機，而是被栽種機推動，隨從匍匐行進。機架水平四棱的前伸端各有銷孔并各與管理機(手扶拖拉機)后伸的四搖臂之一銷接。四搖臂長度相等，如此形成兩個活動平行四邊形。屆時利用杠桿或滑輪或液壓機構加力，四搖臂作等角度上擺，栽種機各部即可等高垂直升起，于是可隨意拐彎行走。栽種機如此被提升時，傳動帶變松，所以傳動自行中斷。控制栽種機升起的高度可進行垅脊栽種作業。
可在栽種機上單獨安裝小功率發動機而自成一機，也可裝置踏板人力腳踏工作。為適應人力腳踏工作時，手能夠到一側的前輪，以便以改變一個前輪轉速的方法調整整機走向，所以使用的前輪直徑較大。人力腳踏工作時，連桿可充作一塊踏板，為方便計應使連桿自镢頭處再度延長并向左側伸出一拐，作為腳踏施力點[19]。仿此在曲軸上加添一曲柄與原有曲柄相位相差180°，而在機架上原有擺腿的支承軸上加添一不觸地的擺桿[8′]，并將其用連桿與附加曲柄連接。連桿上向右伸出一凸拐作為腳踏位置[19′]。
現在還都是手工移栽，然而以移栽種植的作物已經不少，市場出售的大多蔬菜如黃瓜、茄子、辣椒、西紅柿、蕓豆、甘藍、白菜、萵苣、西瓜、葫蘆都是這樣生產的，如果移栽實現機械化，各種作物也許都將時興移栽。現在的生物技術可以不用種子繁育幼株，移栽就是唯一可行的播種方式。
各種糧食作物的粕殼、芒屑如麥糠、谷糠以前農民用之做培養基育苗，秸桿粉碎后作為人造土壤加放添加劑用來育苗更將大有可為，只要PH值合適，適應根系生命活動所需的水、空氣、無機鹽、微量元素、微生物活動都滿足，一定可以代替自然土壤。這樣生產人造土壤營養缽一定可以發展成為一門新興工業，家家都可成為一生產廠。解決閑散勞力就業，也是一條新路。
移栽將來會形成潮流，是因為它是土地進一步提高年產量的可行方法。它可以人工延長無霜期，它可以縮短作物占田時間，改一年一熟兩熟為多熟。如黃瓜、西紅柿等蔬菜作物，甚至可以不等它的自然生長期到期就可換茬，總是讓結果率最強的一代獲準占據田地。果實采摘和營養缽育苗是隨時可見的農事內容。這將減少太陽光能的無為散失，增強土地集斂太陽光能化為糧食的能力。由于以作物秸桿為原料的人造土壤輕，它可用于在建筑物頂和禿嶺荒坡上架空開辟良田。這解決了工業用地和農業用地的矛盾。一般耕地可考慮用架高法開展層樓式農業。科學在進步，文明在發展，這也許不是夢想。
附圖
為用腳踏驅動時該機的主要機構配置圖主視圖
權利要求
1.匍匐挪步栽種機，在一個四棱框形機架之中安裝供苗盤，之下安裝以連桿傳動的曲軸和擺腿，曲軸的轉動變換為擺腿的擺動，由此得機體的匍匐挪步運動；利用連桿的上下前后的往復運動，使其上加裝的镢頭掘土出窩；曲軸等速帶動導秧管轉動，導秧管兼有振動疏導苗缽、控制通管落窩、旋轉裹土封窩等功能、曲柄轉至最高點，連桿的曲柄套處觸及供苗盤，摩擦供苗盤使之步進間歇轉動；曲軸的轉動也可被用作撥動供苗盤扭擺振動；供苗盤低闊圓錐面以重力、斜面支持力、慣性離心力自動供秧。
2.根據權利要求1所述的栽種機供苗盤面為低闊圓錐面，盤面用光滑材料制造或覆蓋，或用輻射的撐桿上排放玻璃珠子串環排成；盤緣樹起一圈圍壁，垂直圍壁的小隔板與圍壁三面分隔出可容苗缽獨占的小空間，叫廂格，把盤緣環形區等分，其特征是廂格底由向下對開的兩扇門充當，此門叫底門；底門有力臂有欄桿，用約束做上下滑動的立桿牽勸力臂控制開閉，敞開時欄桿擋在廂格處，阻遏不請自入的苗缽，預防重復供秧也可用供苗盤軸傾斜安置解決。
3.根據權利要求1所述的栽種機，地輪有單向制動裝置，以配合擺腿擺動形成匍匐挪步運動。
4.根據權利要求1所述的栽種機，連桿反向延長形成的刨窩镢兼用于供肥，為此在镢頭片后銷連鐵瓦叫雞嘴下頷，二者組合為一個雞嘴，當镢頭切入土壤中時，雞嘴下頷的力臂碰在不動的砧臺上，下頷擺動，雞嘴張開，吐肥進窩；雞嘴喉部有紗布做成的導肥管與上方的供肥裝置連接，供肥采用00102085.4提出的方法，轉動底盤的力矩來自導秧管，以V帶傳入。
5.根據權利要求1所述的栽種機，導秧管的上口緣高低變化形成螺旋斜面，頂扛能牽動底門關閉的立桿上升，自立桿套筒垂下的阻落爪以彈力與立桿下段凸凹相嵌結構維持底門關閉，使廂格接納苗缽；定位卡是自軸座側特設的夾縫中伸上來的彈性鋼片，它的彎頭嵌入供苗盤圍壁缺口中，彈性限制供苗盤轉動；導秧管以垂直管壁外伸的輥輪(或斜面)頂托定位卡脫離缺口，使供苗盤自由，導秧管壁另一位置垂直壁面伸出的凸起，可碰開阻落爪，允許底門敞開，苗缽落窩。
6.根據權利要求1所述的栽種機，可與管理機(手扶拖拉機)結合，發動機的動力全部傳給栽種機的曲軸，管理機的地輪充做栽種機的前輪，以做挪步行進，栽種機也可獨立安裝發動機，或人力腳踏工作；利用銷連平行四邊形，平行起落栽種機，以改變栽種高度和拐彎行走。
7.根據權利要求1所述的栽種機，用作播種使用時，首先卸下供苗盤，再在導秧管上口安裝口蓋，口蓋離口留縫；口蓋之上偏對口安置種筒，使導秧管上口蓋切入種筒的筒底上面的縫豁中；口蓋上有一個偏心孔，當導秧管轉動時，偏心孔鉆進鉆出種筒，即使孔中陷入的種子移到導秧管中跌落坑窩。
全文摘要
匍匐挪步栽種機。有一個四棱框形機架,其內裝有錐面供苗盤,其下裝有利用連桿保持連動的曲軸和擺腿,連桿反向延長形成刨窩镢,導秧管由曲軸傳動,以旋轉刮片裹土封窩,它開閉底門操縱苗缽落窩,頂扛供苗盤振動,克服苗缽卡阻。曲軸轉動使曲柄轉至最高點時,以連桿的曲柄套處,接觸摩擦供苗盤底,使之轉動,種肥量控,一機多能,主司移栽。
文檔編號A01C11/02GK1311979SQ0013304
公開日2001年9月12日 申請日期2000年11月17日 優先權日2000年11月17日
發明者馮天厚, 馮萬明 申請人:馮萬明