2008年4月16日 星期三

6.2 Principle of Drills

6.2條播機原理

就農機具發展之過程而言,凡是人手難辦的工作,其所需之農機具就會優先發展。鋤頭、犁、耙等就是最好的例子。在播種過程中,處理種子之作業本來是最難機械化,反而人手之巧妙技能最容易辦到,故人類以人手播種有數千年之久。最初有簡單的竹筒輔助點播工具,可直接在地上掘一小洞,種子沿竹筒下落,掉入土中,然後以腳覆土,如此可以免除彎腰之苦。後來,以畜力為主之播種器如耬車亦開始發展,可一面行走,一面進行播種作業,這種方式且已使用數百年。在引擎動力應用後,這些器具的性能再度發揮,聯結整排之播種機一次可以播種十數行至數百行,十足展現其優異的速度與性能。

播種機之主要目的是在種植的期限內,以合適的速率,將種子依所需的深度及間隔,植入土壤中。一般之播種機依作物之種類及其栽培目的而分,有條播機(drill)、點播機及撒播機三種,依其動力別則可分為人力用、畜力用、中耕機及曳引機用等四種。這些播種機之型式中,其範圍從附裝於爪犁後面的簡單手動進給管子,延伸至可在地面上以高速率從皮帶送出一粒種子至土壤中的精確播種機。點播方式以人手最容易處理,故凡以人手者,多以點播為主,撒播次之。以機械出發者,則以條播為主,撒播次之,點播反而是最不容易克服的工作。

上述各種型式之播種機,其功能並非僅將種子播入土中就算數,因為在這過程中,仍有許多程序必須附帶完成。這些程序包括播種、開溝、覆土及鎮壓等工作。有時施肥、施殺草劑等工作亦必須配合進行。故播種的作業,實際上是一個小型的自動化作業系統。

條播機是將種子在地上播成線條狀,這種方式較為簡單,可控制行間距離和種植深度,但是不能明確地控制行裡的種子間隔,故種子發芽之後必須再進行間拔或疏株,使種苗成長時過程中,有較寬廣的發展空間。

條播機之重要機構除種子箱外,即為種子配出裝置,其目的在控制種子之下播流量。配出方式有擾動配出法及機械配出法兩種。前者利用流動剌激的作用,使種子能自種子箱中自然連續流下(圖6.1)。造成此種流動現象可用打擊、搖動、崩潰、攪拌等方式(圖5.2)。其設計之機構較簡單,惟由於此法影響因素很難掌握,故不容易獲得穩定的配出流量,是其缺點。




機械配出法則有多種型式,圖6.3為最簡單的型式利用迴轉星輪或葉片,在種子箱之出口處作攪動。圖6.3(b)之出口則利用一迴轉之調節孔控制其出量,並且可配合種子之大小調節所需之出孔徑。



星齒輪插出法則利用齒輪之間隙,容納進入之種子,並利用位置之轉換,使其移動至種子管之上部釋放(圖6.4)。一般星輪均橫放,故其軸垂直轉動,有時亦有傾斜放置情形,但以崩潰式為多。圖6.4a中,星輪一半曝露於箱子箱,以接受上方落下之種子。經轉動後,落在齒間之種子被帶至另一側,並利用種子本身之重力下落於種子管。圖6.4b則另有一可調式滑門,可以控制種子落於齒輪上之流量。



與圖6.4之星輪排種法類似,但採用圓盤之型式者則如圖5.5。圓盤內盛滿種子,兼作種子箱;其週圍下緣有斜齒,可由一蝸齒輪驅動。當種子被圓盤驅動時,會在盤上滑動,在進入導管之前,另一可調節之滑動門,可以阻擋其流動方向。調節門之開口由調節桿調節,其附近有跳動凸輪,可以振動滑門,使種子更易個體化。






外槽輪式排種器之作業原理則如圖6.6,其排種部位在種子箱下方,利用具有強迫性之迴轉機構進行配出作業。當槽輪轉動時,凹槽內之種子隨槽軸轉動,形成一種帶動層並經由導片隔離。其特點是各種大小種子均可適用,且其播種量穩定可適應不平地面,但種子行內之分佈有脈動現象,均勻性較差。其配出量則以迴轉之速率或開口之大小控制,因此流量穩定而精確。

這種配出裝置有刮出式、舀取式兩種,前者之強制作用更強,流量確實,配出率因而可不因機體振動所影響,但容易使種子受傷﹔後者則採用自然舀取式,種子配出時係自然流出,不受壓迫,但流量會因機體之振動而影響。但兩者皆有凹槽的原故,種子排出時會有脈動性,使種子在行內之分佈均勻性較差。

在流量方面,兩者皆採用採用軸向位移之量作為控制舀取量之控制(如圖6.7),其中有槽溝之部位,可以產生舀取量,而圓柱部位則不作用。由槽溝曝露之多寡決定種子種出量。


摩擦輪式排種器(圖6.8)則是利用具有磨紋的圓盤,當種子進入間隙後,由於離心力之作用將種子由中心往外推移。在推移過程中,種子可以連續掉入排種槽,多餘的種子則經由圓盤邊緣往上排出,回到種子箱內。由於利用摩擦輪上之導片驅使種子移動,其間隙須依種子大小調整。轉軸之速度亦受限制,以免傷及種皮。



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