水田平地机的研制

水田平地机的研制

吴家安张成亮许春林李明金崔波陈长海

（哈尔滨市农业科学院哈尔滨150029）

为了进一步提高水田平地的效率，设计了一种与水田搅浆机配套使用的水田挠性宽幅折叠平地机。该机可配置安装在目前大多数品牌搅浆机上进行搅浆平地作业，与搅浆机挠性连接，可自动实现水平，特有的单片式刮板可有效防止土壤拥堵，并对搅浆后的大土块进行挤压，利于碎土。工作过后平整精度能够达到节水灌溉，抑制杂草的目的，并满足机械插秧等农艺要求。本文阐述了其工作原理，研究了机构，分析了运动特性，对其做了简单的介绍。

0 引言

水稻由于其特殊的生长要求, 对水田的平整要求很高。平整的水田由于水平高度相差无几，所以同时漫过地表所需用水会大大减少，同时由于一般杂草不能能生长在被水覆盖的土壤。所以经过精细平整后的水田由于能全部被水掩盖, 可有效抑制杂草的生长。所以水田精细平整技术是在水稻生产过程中节约灌溉用水、抑制杂草生长, 进而提高水稻产量、减少生产成本的重要措施。

传统的耕作方式，对耕作区先进行耕作，再利用水耙轮多次碾压，多次进地，这样不仅效率很低，而且由于进地次数多，容易破坏土壤结构；后改进的水田搅浆机虽可以一次进地，可是却存在作业后水田不平整，沉浆厚度不一等问题，最近研制的激光平地机成本较高，作业过程不稳定，对外界环境要求高，并且不易与其他水田整地机械联合作业。本文按照水稻机插前的平整度要求，研制了一种与一般水田搅浆机配套使用的宽

幅折叠式水田平地机。该机与水田搅浆机联合作业，能够一次完成翻耕、碎土、搅浆、埋茬和平地等多项作业。

1水田平地机的结构和工作原理

1.1 水田平地机的结构

宽幅折叠式水田平地机主要由机架主梁、侧梁、前梁、挠性梁、连接梁、液压油缸、拉杆、拉筋、连接板、平地铲配合搅浆机等组成并使用。总体结构如图1所示：平地铲（1）焊接在机架（2、10）上，并随液压油缸（7）的伸缩而升降；两侧机架在升起过程中，在液压油缸（7）、拉杆（3）和重力的作用下绕着销轴转动，当到达上限位时，侧梁（2）上的拉筋扣会在弹簧的作用下将其自动锁住。平地机通过连接板（6）固定于水田搅浆（11）机梁上，搅浆机通过

1.平地铲

2.侧梁

3.拉杆

4.挠性梁

5.连接梁

6.连接板

7.液压油缸

8.拉筋

9.前梁10.机架主梁11.搅浆机

图1水田平地机总体结构简图

标准的三点悬挂与拖拉机连接。工作时，拖拉机悬挂水田平地搅浆机前进，拖拉机通过

动力输出轴带动水田搅浆机完成碎土、搅浆、埋茬作业，平地铲将泥浆拖压平整，并通过重力以及平衡作用将微小的地面坡度抹平。最终联合完成碎土、搅浆、埋茬及平地作业。

1.2 水田平地机的工作原理

该机工作时如图1所示：首先通过连接板（6）与搅浆机连接并通过转动连接板调整初始的角度和位置，然后将两边的侧梁通过扳动拉筋的方式放下。都调整好以后通过液压控制平地机的初始与工作位置。同时因为后面平底主梁与搅浆机连接梁之间设计成挠性机构，所以平地机始终是浮动的，不随搅浆机的倾斜而倾斜，并且在一定幅度内不随搅浆机的起伏而起伏，始终保持水平状态。将平地机角度调整合适以后，焊接在主梁侧梁上的特殊形状的单片式平地铲间隔排开，像是一把“梳子”将田面梳理平整，并对大土块进行挤压，使其细碎，从而达到平地，整地的作用。

2 关键部件设计

2.1 调整入土角度的机构设计

图2调整入土角度以的机构简图

首先如图所示当油缸长度为785mm 时机具位于上限位，为运输状态，当油缸伸长到1090mm 时机具的连接梁与连接板的下限位碰撞，然后如果在伸长油缸直至1190mm 时油缸出于工作状态，由此可以得出平地铲的工作偏角可以调整的范围在28°。

其次由本简图可以看出平地机与搅浆

机连接为四杆机构，所以属于浮动的，这样保证了，在搅浆机浮动的时候，平地机自身并不随之上下沉浮。 2.2 挠性梁设计

图3 挠性梁的设计

如图3所示：下梁中的主梁连接装置与主梁销连接保留一个转动的自由度，供调整入土角度用，上梁与连接梁刚性连接，上梁与下梁之间通过一根销轴和两个弹簧连接。这样在连接梁倾斜的时候，焊接有平地铲的主梁靠自身重力的因素便不随之倾斜了。 2.3 平地铲的设计

图4 平地铲的设计

如图4所示研制单片式平地铲结构，确定结构尺寸，研制平地部件结构形式，双层平地结构布置方法可有效防止土壤拥堵，并对搅浆后的大土块进行挤压，利于碎土。

3 试验情况，

2013年4月在哈尔滨市农业科学院水田示范区进行田间性能试验。试验区面积为2亩，土壤类型为黏质黑土，田内保留保留稻茬，并测定试验区内植被密度为0.49kg/m 2，土壤平均坚实度为246Kpa ，试验前对试验田进行灌水浸泡处理。泡田后第2天进行搅浆平地试验。通过实验，所得到

的性能指标为泥浆度 1.07g/cm 3

，平整度3.7cm 。完全符合插秧要求。