國外氣力式精密播種機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

播種機(jī)具在保證糧食增產(chǎn)、推動種植業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步中，具有極其重要的歷史地位和作用。農(nóng)機(jī)科技工作者和機(jī)具操作人員，應(yīng)該對播種機(jī)具的現(xiàn)一狀和發(fā)展趨勢有所了解，以便從中吸取經(jīng)驗(yàn)，掌握其發(fā)展規(guī)律，用以指導(dǎo)農(nóng)機(jī)科技創(chuàng)新工作和新型播種機(jī)械的推廣工作。本文對農(nóng)機(jī)科研工作中積累的有關(guān)國外氣力式精密播種機(jī)的文獻(xiàn)資料進(jìn)行整理分析，介紹了國外氣力式播種機(jī)的最新動態(tài)和發(fā)展趨勢。

1 技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展趨勢

近年來，由于高速、免耕、精準(zhǔn)播種技術(shù)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)機(jī)械新材料、新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)與新工藝的廣泛應(yīng)用，氣力式精密播種機(jī)的科技水平越來越高，性能也越來越好。

1．1 技術(shù)特點(diǎn)

1)播種速度明顯提高，已由20世紀(jì)9O年代初的6～8km／h提高到現(xiàn)在的10～12km／h；

2)作業(yè)行數(shù)增多，幅寬增加，最多播種行數(shù)已達(dá)24行，幅寬18．6m，并多采用液壓折疊機(jī)架；

3)通過不同工作部件的變換組合，實(shí)現(xiàn)了耕整后播種和免耕覆蓋播種通用；

4)設(shè)計不同結(jié)構(gòu)、不同規(guī)格和不同材料的開溝器、覆土器或鎮(zhèn)壓輪，供用戶選擇，滿足不同作物和不同土壤條件的播種要求，具有良好的適用性；

5)播種單體上均設(shè)計和安裝了播深調(diào)控裝置，可以準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)控制，指示播種深度，保證了播種深度的一致性；

6)排種器體上普遍裝有可視窗口和光電傳感器，用來監(jiān)視吸排種情況，確保播種質(zhì)量；

7)排種器呆用完全封閉的傳動結(jié)構(gòu)，不用維修，在傳動中采用金屬與塑料偶聯(lián)配套，并安裝了過載保護(hù)裝置，保證了最佳的運(yùn)轉(zhuǎn)性能，防止排種器損壞；

8)播種單體與機(jī)架的聯(lián)接采用了結(jié)構(gòu)簡單的夾緊裝置，可以方便地進(jìn)行播種單體更換和行距調(diào)整；

9)排種器的主要零部件(如播種盤、殼體和密封環(huán)等)均采用鋁合金或高強(qiáng)塑料等材料，并采用壓鑄或模鍛等新工藝，確保排種器的質(zhì)量和使用壽命；

10)播種機(jī)開溝器采用高強(qiáng)錳鋼或白口鐵制作，不僅提高了使用壽命，而且大大降低了維修費(fèi)用；

1 1)大多數(shù)氣力播種機(jī)都采用了平行四桿仿形機(jī)構(gòu)和前仿形輪、后鎮(zhèn)壓輪或雙側(cè)橡膠輪限深，而四桿機(jī)構(gòu)的鉸聯(lián)點(diǎn)均采用了黃銅或塑料軸套，配合精密，確保了排種器位置的穩(wěn)定性、仿形限深的可靠性和準(zhǔn)確性；

12)氣吸式排種器的殼體、排種盤、吸道密封環(huán)、刮種器與清種刀均采用不同材料的偶聯(lián)技術(shù)，不僅確保了排種盤與吸道之間優(yōu)良的密封性能，同時也提高了耐磨性和使用壽命；

13)在排種器投種部位增設(shè)后推拋種器(清種刀)或氣吹清種裝置，保證了投種的可靠性和精確性，并防止了吸種孔堵塞與產(chǎn)生漏吸的問題；

14)設(shè)計了結(jié)構(gòu)緊湊、具有吸吹兩種功能的風(fēng)機(jī)，并采用液壓獨(dú)立驅(qū)動，顯著地提高了氣力式播種機(jī)的性能和工作可靠性，同時解決了在地頭易產(chǎn)生漏播的問題。

1．2 發(fā)展趨勢

國外發(fā)達(dá)國家的氣力精密播種機(jī)已開始應(yīng)用，并采用衛(wèi)星定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、專家智能系統(tǒng)和遙感技術(shù)相融合的農(nóng)業(yè)高新技術(shù)，可根據(jù)地力變化實(shí)施變量播種，推廣面積已達(dá)10％ 以上。

2 國外最新氣力式精密播種機(jī)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

2．1 NGPLUS型號氣吸式精密播種機(jī)

該機(jī)是法國摩諾賽公司2O世紀(jì)9O年代末開發(fā)的產(chǎn)品，主要應(yīng)用于旱田作物的播種作業(yè)。其主要特點(diǎn)如下：

1)性能先進(jìn)，通用性好。該機(jī)采用單粒精密播種技術(shù)，作業(yè)速度可達(dá)10km／h，通過更換開溝、覆土、鎮(zhèn)壓部件以及改變排種器的安裝位置和不同型孔的排種盤，可進(jìn)行耕整后播種和免耕覆蓋播種，可播種10余種旱田作物，而且更換調(diào)整極為方便。

2)播種單體組件采用了除障一雙圓盤開溝一雙橡膠輪限深一橡膠輪壓種一V型橡膠輪覆土鎮(zhèn)壓的播種工藝路線，機(jī)具田間通過性能好，播深一致，抗旱保墑，確保了苗全、苗齊和苗壯。

3)核心工作部件(排種器)采用多種材料偶聯(lián)，技術(shù)工藝先進(jìn)，性能優(yōu)良。排種器殼體和排種器蓋均采用鋁合金精密壓鑄，具有外形美觀、質(zhì)量輕和剛性好的優(yōu)點(diǎn)；排種盤采用不銹鋼板和激光鉆孔新工藝，具有平面度精度高、耐磨性好和抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)；同時，在排種器上還采用了高強(qiáng)塑料減磨密封環(huán)、黃銅精鑄剔種刀、清種刀和攪種輪。這種由不同材料偶聯(lián)組裝的排種器，不僅確保了排種盤與吸道之間優(yōu)良的密封性，而且也提高了排種器的播種性能和使用壽命。

4)在吸氣式排種器上，設(shè)計了風(fēng)壓調(diào)節(jié)指針手柄和刮種刀，且采用同一偏心軸連接的連動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了既調(diào)節(jié)吸氣室內(nèi)風(fēng)壓又調(diào)節(jié)刮種刀相對于吸種孔間隙的目的，滿足了不同作物的播種要求，提高了排種器的通用性和適應(yīng)性。

5)在刮種刀和清種刀上裝有可調(diào)壓縮彈簧，并將其壓在播種盤上，使播種盤與密封減磨環(huán)緊密貼合，提高了吸氣室的密封性。

6)該機(jī)排種器接種口和排種器蓋采用分體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，排種器蓋拆裝方便，提高了更換排種盤的方便性。

7)在排種器蓋上方設(shè)有塑料透孔可視檢查窗，可以方便地觀察刮種刀調(diào)節(jié)間隙和吸種情況；在其下方，設(shè)有剩余種子倒空活門和高位(大粒)、低位(小粒)充種調(diào)節(jié)擋板，提高了調(diào)節(jié)使用的方便性，充分體現(xiàn)了設(shè)計的人性化理念。

8)該機(jī)上設(shè)計了結(jié)構(gòu)簡單、緊湊的株距調(diào)節(jié)變速箱，其上方有6個可左右滑動的鏈輪和下方的(A、B、C)3個定位鏈輪組成的鏈輪組，具有16個傳動比，再通過更換不同孔數(shù)的種盤，可選擇近百種規(guī)格的株距，滿足了多種作物播種株距要求。

9)該機(jī)采用了動力輸入轉(zhuǎn)速為540min、一級傳動為4 820r／rain的高壓渦輪風(fēng)機(jī)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動簡單、風(fēng)壓穩(wěn)定與工作可靠的優(yōu)點(diǎn)。

10)該機(jī)采用了雙地輪驅(qū)動和棘輪單向傳動機(jī)構(gòu)(超越離合器)，確保了傳動的可靠性，克服了傳統(tǒng)播種機(jī)由于地輪打滑而產(chǎn)生的漏播問題。

2.2 ED系列氣吸式單粒精密播種機(jī)

該機(jī)是德國阿瑪松公司進(jìn)入21世紀(jì)后最新研制生產(chǎn)的氣吸式精密播種機(jī)。其主要技術(shù)特點(diǎn)如下：

1)該機(jī)在各種工況條件下都能保證理想的工作質(zhì)量，較高的生產(chǎn)率及可靠性，可用于耕整后和免耕覆蓋條件下的精密播種作業(yè)，并可通過更換播種盤播種多種作物。在作業(yè)速度9km／h時播種玉米，粒距合格率達(dá)99．3％，重播指數(shù)0．4％ ，漏播指數(shù)0．2％ 。

2)該機(jī)具有廣泛的動力配套范圍和良好的道路

通過性能。設(shè)計了4，6和8行系列機(jī)型，其結(jié)構(gòu)緊湊，具有新穎、靈巧的折疊系統(tǒng)。8行和l2行機(jī)型采用了平等四連桿折疊技術(shù)，使機(jī)具在播種過程中遇到窄幅地塊或障礙物時能自行折疊，并同時停止有關(guān)播種器的工作，適合于各種田間通道。

3)技術(shù)先進(jìn)與結(jié)構(gòu)新穎的播種器(播種單體總成)實(shí)現(xiàn)了高水平的播種質(zhì)量。其結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點(diǎn)：

一是播種器上的排種盤采用了結(jié)構(gòu)獨(dú)特的凸孔盤，提高了投種的精確性；二是播種器殼體、吸風(fēng)道和排種盤分別采用鋁合金、高值的塑料構(gòu)件及優(yōu)化的密封設(shè)計；三是刮種器技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于調(diào)整容易，僅5個擋次就足以使各種種子獲得滿意的效果；四是在投種下落后設(shè)有一后推拋種器，能可靠地使凸孔上的種子掉下；五是排種器上設(shè)有可視窗口或在其內(nèi)布置的光電儀，用來監(jiān)視種子是否被排種盤吸住，保證了播種質(zhì)量的可靠性。

4)排種器采用齒輪封閉傳動，不用維修。排種盤外環(huán)為塑料齒輪，并由一個小金屬齒輪驅(qū)動，結(jié)構(gòu)緊湊且密封性能，這種由金屬與塑料偶聯(lián)的結(jié)構(gòu)保證了最佳的傳動性能。

5)播種器單體的開與關(guān)用一個操作手柄來實(shí)現(xiàn)，內(nèi)裝的過載保護(hù)裝置可防止排種器損壞，保證了工作的安全。

6)平行四桿仿形機(jī)構(gòu)鉸鏈點(diǎn)均采用了黃銅或塑料軸套，配合精密，仿形靈活；同時，免耕播種機(jī)的四桿機(jī)構(gòu)上安裝了拉力可調(diào)整的拉伸彈簧，提高了入土開溝的能力。

7)與大幅寬播種機(jī)配套拖拉機(jī)的前方懸掛有肥料或種子前置箱，同時借助在機(jī)具上布置的反射頭分配器，把肥料或種子吹送到開溝器或種箱。

8)阿瑪松播種機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)先進(jìn)可靠。整機(jī)傳動時，最多可有4個帶超越離合器的地輪來驅(qū)動播種軸，軸與軸之間采用萬向軸動力連接，從而絕對確保整個工作幅寬中的平穩(wěn)傳動和均勻播種，并降低傳動滑移率。

9)該播種機(jī)上的吸風(fēng)機(jī)除了用動力輸出軸驅(qū)動外，還可用液壓馬達(dá)驅(qū)動。

10)不同結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和規(guī)格的工作部件，滿足了不同土壤條件、不同作物和不同農(nóng)藝要求的播種作業(yè)的可靠性。

2．3 Maxemerge planters系列高速氣吸式精密播種機(jī)

該機(jī)是美國迪爾公司在20世紀(jì)90年代末最新生產(chǎn)的氣吸式精密播種機(jī)，其主要技術(shù)性能如下：

1)該機(jī)具有較高的通用性和適用性，通過不同工作部件的變換組合，可以用于各種土壤條件和多種作物的精密播種作業(yè)，并能保證理想的工作質(zhì)量。它既可用于耕整后地塊的精密播種作業(yè)，又可以用于免耕和覆蓋條件下的精密播種作業(yè)；通過更換播種盤和開溝、覆土與鎮(zhèn)壓等部件，L乎實(shí)現(xiàn)所有田間作物的播種作業(yè)，可以說是當(dāng)今世界上技術(shù)最先進(jìn)、性能最優(yōu)良、應(yīng)用最廣泛與使用最可靠的播種機(jī)。

2)型號多樣，系列完整，配套廣泛。為滿足不同種植規(guī)格和不同功率拖拉機(jī)的配套需要，設(shè)計了1700～1780型8種型號和4，6，8，12，16，24行系列機(jī)型，實(shí)現(xiàn)了拖拉機(jī)與農(nóng)具的理想配套。

3)播種機(jī)與拖拉機(jī)采用了多種掛接型式。為保證不同系列配套機(jī)型田間作業(yè)和道路運(yùn)輸?shù)目煽啃浴⒎€(wěn)定性及方便性，該機(jī)設(shè)計了懸掛式4行和6行、半懸掛式8行和12行、牽引式16行和24行等3種掛接型式。同時，為保證道路運(yùn)輸?shù)耐ㄟ^性能，設(shè)計了結(jié)構(gòu)新穎、使用操作方便的水平液壓折疊和垂直液壓折疊機(jī)構(gòu)，以及寬幅機(jī)組道路運(yùn)輸裝置。

4)采用了機(jī)架分段鉸接整體仿形機(jī)構(gòu)，可在地表±20。的坡度范圍內(nèi)進(jìn)行整體仿形播種作業(yè)，保證了寬幅機(jī)組對田間地表不平度的適應(yīng)性和各行播種深度的一致性

5)設(shè)計了后置掛接式集中種肥箱(其容積為3 000L)。在播種作業(yè)過程中，集中種肥箱可根據(jù)每行種肥箱存量監(jiān)視裝置提供的信息，自動向各行種肥箱吹送種子和肥料。機(jī)組可連續(xù)作業(yè)1h以上，減少了機(jī)組添加種肥次數(shù)和時間，從而提高了勞動生產(chǎn)率，降低了作業(yè)成本。

6)該機(jī)裝備了“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”高新技術(shù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)將衛(wèi)星定位、地理信息、專家智能和遙感技術(shù)相融合，可根據(jù)土壤肥力和含水量等條件的變化，實(shí)施變量播種和施肥，達(dá)到節(jié)約種肥、優(yōu)化生態(tài)環(huán)境和降低成本的目的。

7)該機(jī)采用了高性能、低噪音和液壓驅(qū)動的風(fēng)機(jī)，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、制造精密和外形美觀的特點(diǎn)，并設(shè)有壓力和風(fēng)量顯示儀表。風(fēng)機(jī)由可調(diào)轉(zhuǎn)速的液壓馬達(dá)驅(qū)動，可適應(yīng)不同作物與不同風(fēng)壓的播種要求，提高了排種器的吸排種性能。

8)該機(jī)的核心部件(氣力式排種器)結(jié)構(gòu)緊湊，性能優(yōu)良。其的結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點(diǎn)：一是排種器殼體與排種器蓋采用鉸聯(lián)結(jié)構(gòu)，安裝與調(diào)整極為方便；二是設(shè)計了高密度窩孔播種盤，具有漏吸率低與作業(yè)速度高的優(yōu)點(diǎn)，最高作業(yè)速度可達(dá)12km／h；三是播種盤規(guī)格型號多，有近80種規(guī)格型號的播種盤可供用戶任意選擇，能滿足多種作物的播種要求，同時還可滿足單粒精播、半精密穴播和精量條播等不同播種型式的要求；四是排種器零部件均采用新材料與新工藝制造，確保了排種器的加工精度和使用壽命。

9)主要工作部件結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格的多樣性，理想地滿足了工況條件多樣性的要求。

10)該機(jī)所有調(diào)整部件(如機(jī)架高度、入土能力和播種深度等)均采用了液壓自動控制調(diào)節(jié)技術(shù)，實(shí)施可變量調(diào)節(jié)作業(yè)，極大地提高了調(diào)整的方便性和機(jī)具的工作性能。

2．4 MF543型通用機(jī)架式播種機(jī)

該機(jī)是由英國福格森公司生產(chǎn)的，主要用于在耕整后或覆蓋率低于30％ 的未耕地上進(jìn)行精密播種作業(yè)，其主要特點(diǎn)如下：

1)該機(jī)采用了T形單梁牽引式機(jī)架，整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，通用性好，同時通過4個支承輪和18cmX 18cm單作用油缸隨意調(diào)節(jié)機(jī)架高度，以滿足不同土壤條件、施肥深度及道路運(yùn)輸?shù)囊蟆?/span>

2)播種單體上安裝了直徑為38cm的雙圓盤開溝器、1 1om x~40cm的雙橡膠限深輪和V型實(shí)心橡膠覆土鎮(zhèn)壓輪，具有田間通過性能好、播深一致和鎮(zhèn)壓緊實(shí)等優(yōu)點(diǎn)。

3)該機(jī)設(shè)計了機(jī)械式與氣力式相結(jié)合的獨(dú)特排種器，其工作原理是：機(jī)械式側(cè)充型孔輪在室內(nèi)轉(zhuǎn)動時，種子被囊入型孔中，當(dāng)型孔轉(zhuǎn)到種室上方時，低壓氣流將型孔內(nèi)多余的種子吹落到種室內(nèi)，在型孔內(nèi)只保留一粒種子；當(dāng)型孑L轉(zhuǎn)到下方時，種子靠自重和氣流吹送作用經(jīng)過導(dǎo)種管落人種溝內(nèi)，完成播種過程。

通過更換不同規(guī)格型號的型孔輪，實(shí)現(xiàn)多種作物的播種。同時，由于其為無真空吹送，不需安裝密封圈。

4)采用了液壓馬達(dá)驅(qū)動中央吹送和集流腔式風(fēng)機(jī)，為滿足不同作物與不同行數(shù)的播種要求，風(fēng)機(jī)上安裝了流量控制閥及空氣壓力表。

5)導(dǎo)種管上安裝了高流量傳感器，用以監(jiān)控種子播量。當(dāng)播量發(fā)生變化時 可在駕駛室內(nèi)發(fā)出信號，以保證播種質(zhì)量。

6)設(shè)計了重型平行四桿仿形機(jī)構(gòu)，以足夠的強(qiáng)度滿足了安裝多種工作附件的要求。

7)采用了雙圓盤式施肥開溝器，具有良好的通過性能，并保證不堵肥。

8)150L大容積肥箱和70L大容積種箱，可保證播種機(jī)連續(xù)工作30min以上，提高了工作效率。

3 結(jié)語

綜上所述，國外氣力式精密播種機(jī)技術(shù)水平和專業(yè)化水平都較國內(nèi)高出許多，主要在播種機(jī)的作業(yè)速度、播種精密度與制造工藝水平上有長足的進(jìn)步，但國外氣力式精密播種機(jī)制造成本高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我國農(nóng)民的購買能力，不適合大量進(jìn)口推廣。因此，國內(nèi)氣力式播種機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該吸取國外的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，提高自己的技術(shù)水平和工藝水平，設(shè)計制造出適合我國國情的高性能的氣力式播種機(jī)，盡快縮小我國農(nóng)業(yè)與西方發(fā)達(dá)國家的差距，這對于保證糧食增產(chǎn)、推動農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步具有極其重要的作用。