孙东昌 刘勇 王中磊 黄成波 赵艳伟 徐京涛（山东临沂烟草有限公司沂水分公司，山东临沂 276400）



后驱型自动展臂高地隙喷药机的研究

孙东昌 刘勇 王中磊 黄成波 赵艳伟 徐京涛
（山东临沂烟草有限公司沂水分公司，山东临沂 276400）

【摘要】针对当前喷杆式喷雾作业机械底盘矮、通过性差、喷雾不均匀、操作不灵活等问题，对烟田喷杆式喷雾机械进行了整机设计，研制出通过率高、易驱动、操作灵活、喷雾均匀性好的烟田后驱型自动展臂高地隙喷雾机。该机械由发动机提供动力，采用液压系统实现喷杆自动收缩、高度自动调整、药剂量自动控制等功能的转换，喷雾幅度宽，作业效率高，提高药液利用率，达到减工降本，提质增效的目的。

【关键词】自动展臂 高地隙 喷药机

1 概述

目前，临沂市烟叶种植呈现农场式、大户式和适度规模化种植方式，烟田地块较为集中，成方连片面积进一步扩大，为进一步推广机械化作业奠定了基础。而在当前烟田使用的病虫害防治植保机械类型较为单一，基本上是背负式喷雾作业，作业幅度窄，面积小，成本作业较高，即凡是当前市场上销售的大型喷杆式喷药机，还存在着底盘矮、通过性差、喷雾不均匀、操作不灵活等方面的问题。

因此，本着降低烟农烟田植保作业成本，提高作业效率，提升烟叶品质的目的，研制开发适用的、通过率高、易驱动、操作灵活、喷雾均匀性好的烟田后驱型自动展臂高地隙喷雾机。通过采用液压自动装置，实现喷杆的自动伸展和收缩，以及喷药杆的自动升降，药箱内农药与水的混合实现高压液流自动搅拌，基本实现全自动化。该机械由后轮驱动，杜绝使用前轮独轮驱动，避免烟田土壤潮湿松软时，前轮易陷入泥土问题，后轮驱动易操作，便于田间作业；根据烟田烟株长势提高底盘高度，可以在烟株生长较高时，车辆不易损坏烟棵；驾驶室高度增高后，进行顺风作业时，避免药剂对人体的伤害，还利于观察喷药杆对烟株作业状态，进行精准喷药，减少药剂浪费，达到减工降本，提质增效的目的，因此具有十分重要的推广应用价值。

2 国内外同类研究现状与发展趋势

随着烟叶生产种植规模的不断扩大，机械化、集约化、专业化的生产模式已经成为烟叶发展的内在需求。烟叶植保工作主要包括两个方面：一是保障烟叶生产安全，避免各种有害生物对烟草生产的不利影响。二是保障烟叶质量安全，降低严重影响烟叶品质的有害化学成分，改善提高烟叶品质。

目前国外发达国家在植保机械方面，普遍采用喷杆式喷雾机，以提高设备的可靠性、安全性及方便性。国外对于喷杆式喷雾机整体机构的研究已经相对成熟，应用到实际植保作业的喷杆式喷雾机中，效率较高、宽幅以及作业速度较快的自走式与牵引式喷杆喷雾机占大部分。总体来说，国外对于这类喷雾机的独立研究很多，但是国外机械笨重，主要适用平原地块，并且价格昂贵。

图1　总体设计示意图

相比国外发达国家的大型植保喷雾机械，我国当前的技术都还比较落后，对其研究的投入少，机械化、自动化与智能化程度低。尽管我国研究机构开展了一系列农药机械化使用技术的研究，但我国目前推广使用的植保机具技术水平和科技含量尚不高。国内自主生产的一些如大型喷杆式喷雾机相比发达国家的喷雾机械，还存在诸如机构不稳定、喷洒调节不均匀等方面的不足，同时国产喷雾机械目前普遍存在的问题还包括喷洒质量不高、农药利用率低等问题，这样很难满足科学施药的要求。所以学习国外先进的植保机械及喷药技术，开发适合国内农业现状的喷药机械及技术成为一项重要的工作。

烤烟作为叶用的经济作物，病虫害是影响我国烟草生产的重要因素之一。烟叶种植过程中，病虫害的防治从团棵期到旺长期、打顶期以及采收期，对于农药的使用始终贯穿其中。农药高效、精量、高利用率、低飘失率的合理使用对于保证烤烟的产量、降低农药残留、降低生产成本、提高烤烟品质、降低环境污染至关重要。

3 结构原理

（1）总体设计。后驱型自动展臂高地隙喷药机主要由支架、悬挂装置、动力装置、液压装置、储药罐、驱动轮、喷药杆等部分组成（如图1所示）。整机采用后轮驱动高地隙喷药通用底盘设计，喷药杆自动升降、展开和收缩全采用液压系统控制。机械作业半径小、质量轻、操作方便、保养维修简单安全，非常适合较集中的烟田地块。

（2）液压系统设计。该机采用全液压系统设计，其中药剂搅拌、转向、喷药杆的全部动作由液压系统完成。

（3）驱动轮结构设计。在保持发动机功率不变的情况下，要想提高发动机牵引力，就必须增加配重和增加驱动轮接触地面面积来实现。因此，为保证作业机械行走时的稳定性和、可靠性、安全性，采取前一轮，后两轮驱动方式设计，作业时，后两轮驱动增大接触地面面积，提升作业牵引动力。

（4）喷杆自动展臂收缩设计。由于烟株不同生长期的高度、叶面大小不同，喷药杆由液压系统控制，设计为高度自动升降和伸缩，设计喷头20个，每次可作业10-12垄，出药量可调节，达到精准化喷药。

（5）垂直喷药杆设计。根据垄宽，在主喷药杆上留孔，针对留孔设计可拆卸安装、灵活、软式垂直喷药杆，解决固定式喷药杆损坏烟叶问题，在垂直喷药杆上打孔，安装喷嘴，可向周围喷药。安装该垂直喷药杆，可对烟株中间发病的烟叶喷液作业，可解决主喷药杆只能打上面烟叶的问题，中间烟叶受药均匀。

4 结语

该机具在其他外部条件不变的情况下，通过对驱动结构的优化设计，牵引力能得到很大提升，稳定性更强，便于操作；通用底盘的增高，提高了机械作业的通过性和实用性；喷药杆自动升降和伸缩，以及通过安装垂直喷药杆，可解决了烟株进入成熟期后烟株过高带来的喷药施肥困难、喷药不均匀等难题。