CN101595817A - 稻田作业系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种稻田作业系统包括若干个基础桩、至少两根导轨、承载架、机械安装平台和作业机械；若干个基础桩用于依次埋置于稻田的田埂中；至少两根导轨分别沿着田埂的长度方向固定设置在基础桩上；承载架的两端分别与稻田两侧的导轨相配合并可沿导轨移动；机械安装平台设置在承载架上并可沿承载架的长度方向移动；作业机械设置在机械安装平台上。本发明的作业机械在稻田工作范围内移动时，其行走机构不接触水下的淤泥层，作业过程中不会损伤水稻秧苗，并可保持水下淤泥层的平整性；此外，由于其承载部件为刚性的基础桩，从而可有效保证行走操作的机动灵活性，大大提高了各种作业的工作稳定性，具有较好的可操作性。本发明还公开一种稻田作业系统，其具有自带轨的承载架。

Description

稻田作业系统

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种稻田作业系统。

背景技术

“面朝黄土背朝天，双脚勤跑烂泥田”，是传统稻田的旋耕、插秧、中耕以及收割等田间作业的真实写照。目前，随着农业机械化的发展，旋耕机、插秧机、中耕机及收割机等农机设备在水稻耕种作业中得以应用，作业时，各种农机按照农艺的顺序先后进入稻田的泥水中完成作业，从而有效降低稻田作业的劳动强度，提高了农业生产效率。

众所周知，水稻生长在由水覆盖的淤泥中，稻田中各处的蓄水深度不能相差太多，因此，在地表土层平整度无法满足水平要求时，需要用田埂将农田围栏分割成若干块相对“水平”的稻田。显然，基于稻田的实际状况，采用性能单一的机具作业还存在许多不足之处，首先，由于稻田的底部是淤泥层，因此现有的稻田机械的行走装置的机动灵活性、工作稳定性及可操纵性较差；其次，由于稻田机械在田中行走，作业过程中常发生损伤水稻秧苗的问题；第三，作业完成后，稻田机械将破坏水下的淤泥层的平整性；第四，现有的稻田机械在相邻的田间转场移动时，翻越田埂会破坏部分田埂，需要要专人修补，费工费时。

有鉴于此，亟待研制开发出一种可完成稻田各项作业的机械，以有效解决现有技术存在的问题，适应绿色、环保、高效的农业生产要求。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种稻田作业系统，以克服现有稻田机械的行走机动灵活性、工作稳定性较差的问题，作业过程中不会损伤水稻秧苗，并可确保淤泥层平整性。

本发明提供的一种稻田作业系统，包括若干个基础桩、至少两根导轨、承载架、机械安装平台和作业机械；其中，所述若干个基础桩用于依次埋置于稻田的田埂中；所述至少两根导轨分别沿着田埂的长度方向固定设置在基础桩上；所述承载架的两端分别与稻田两侧的导轨相配合并可沿导轨移动；所述机械安装平台设置在承载架上并可沿承载架的长度方向移动；所述作业机械设置在机械安装平台上。

优选地，所述导轨包括纵向导轨和横向导轨；所述纵向导轨沿纵向田埂设置，以便于所述承载架沿着同列稻田纵向移动；所述横向导轨沿横向田埂设置，以便于所述承载架沿着同行稻田横向移动；且横向导轨与纵向导轨相交，以便于所述承载架沿纵向导轨或者横向导轨移动至两者相交位置时，承载架移动至横向导轨或者纵向导轨。

优选地，所述承载架通过行走轮与所述导轨配合，该行走轮的支架与所述承载架相连；且所述支架可相对于承载架在水平面内转动，以便于所述行走轮位于横向导轨与纵向导轨相交的位置时改变行走方向。

优选地，所述承载架的两端分别设置有至少两个行走轮且两端的行走轮分别对称设置；沿横向田埂设置的横向导轨与承载架上的行走轮对应设置为至少两条。

优选地，所述承载架通过纵向行走轮和横向行走轮分别与纵向导轨和横向导轨配合，且纵向行走轮和横向行走轮均可相对于承载架向下伸出、向上收回；所述承载架沿纵向导轨移动至两者相交位置时，横向行走轮向下伸出后纵向行走轮向上收回，以便于承载架可移动至横向导轨；所述承载架沿横向导轨移动至两者相交位置时，纵向行走轮向下伸出后横向行走轮向上收回，以便于承载架可移动至纵向导轨。

优选地，所述作业机械可沿机械安装平台上、下移动。

优选地，所述机械安装平台上具有竖向设置的齿条，所述作业机械的固定支架上设置有与所述齿条啮合的齿轮。

优选地，所述作业机械具体为旋耕机械、插秧机械、中耕机械或者收割机械。

优选地，所述承载架具有长度调节机构，以便于根据稻田的宽度调节承载架的长度。

本发明提供的另一种稻田作业系统，包括若干个基础桩、承载架、机械安装平台和作业机械；其中，所述若干个基础桩用于依次埋置于稻田的田埂中；所述承载架的两端分别设置有沿所述基础桩移动的履带轨行走机构；所述机械安装平台设置在承载架上并可沿承载架的长度方向移动；所述作业机械设置在机械安装平台上。

本发明提供的两种稻田作业系统的作业机械，均设置在可沿承载架的长度方向移动的机械安装平台上；在作业机械相对于稻田作纵向或者横向位移的过程中，其承载部件为埋置于田埂中的基础桩。这样，承载架可沿着固定设置在基础桩上的导轨或者通过置于承载架端部的可沿基础桩移动的履带轨行走机构，完成相对于稻田的纵向位移；同时，机械安装平台沿承载架的长度方向移动，完成相对于稻田的横向位移。上述分析可知，作业机械在稻田工作范围内移动时，其行走机构不接触水下的淤泥层，因此，作业过程中不会损伤水稻秧苗，并可保持水下淤泥层的平整性；此外，由于其承载部件为刚性的基础桩，从而可有效保证行走操作的机动灵活性，大大提高了各种作业的工作稳定性，具有较好的可操作性。

在本发明的优选方案中，导轨具体为相交的纵向导轨和横向导轨，其中，纵向导轨沿纵向田埂设置，横向导轨沿横向田埂设置；以便于所述承载架沿纵向导轨或者横向导轨移动至两者相交位置时，承载架可移动至横向导轨或者纵向导轨；从而实现承受架在各稻田块之间可靠地进行转场作业。

在本发明的另一优选方案中，作业机械可沿着机械安装平台上、下移动，以便于转场作业时升起所述作业机械；如此设计，作业机械在每块稻田内进行旋耕、插秧、中耕或者收割等有效作业的基础上，可进一步避免作业机械转场时出现破坏部分田埂的问题，进而降低维护成本。

在本发明的又一优选方案中，承载架具有长度调节机构，这样，根据稻田的宽度来调节承载架的长度，从而有效提高本发明的适应性。

附图说明

图1是实施方式中所述稻田作业系统的应用状态示意图；

图2是实施方式中所述若干基础桩沿竖向、横向田埂布置的平面示意图；

图3是第一种实施例所述稻田作业系统的俯视图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是第一种实施例中所述作业机械、机械安装平台和承载架与导轨之间的位置关系示意图；

图6是图5的B向视图；

图7是图5的C向视图；

图8是第二种实施例中所述两组行走机构的结构示意图；

图9是第三种实施例中所述可调节长度承载架的结构示意图。

图中：

基础桩1、导轨2、纵向导轨21、横向导轨22、承载架3、3′、3″、行走轮31、纵向行走轮31a、横向行走轮31b、支架32、齿轮传动机构33、长度调节机构34、液压伸缩缸35、机械安装平台4、小车行走轮41、齿条42、作业机械5、齿轮51、机房或者仓库6。

具体实施方式

本发明提供的稻田作业系统，包括若干个基础桩、至少两根导轨、承载架、机械安装平台和作业机械；其中，若干个基础桩用于依次埋置于稻田的田埂中；至少两根导轨分别沿着田埂的长度方向固定设置在基础桩上；承载架的两端分别与稻田两侧的导轨相配合并可沿导轨移动；机械安装平台设置在承载架上并可沿承载架的长度方向移动；作业机械设置在机械安装平台上。

其中，作业机械为可更换部件，即，根据稻田的不同农艺阶段选用不同的作业机械，比如，可选用旋耕机械、插秧机械、中耕机械或者收割机械等作业机械。需要说明的是，前述各种作业机械的作用原理与现有技术基本一致，故本文不再一一赘述。

下面结合说明书附图具体说明各实施例。

请参见图1，该图是所述稻田作业系统的应用状态示意图。图中所示以三行四列稻田为例；应当理解，本文中所用行、列等方位词并不限制本申请请求保护的范围。

该系统的安装顺序依次为：埋设基础桩→铺设导轨→安装承载架、机械安装平台。其中，机械安装平台可以与承载架组装后一并安装在导轨上，也可以在承载架安装完成后再安装机械安装平台。

参见图2，该图为若干基础桩沿竖向、横向田埂布置的示意图。

如图2所示，若干基础桩1依次沿竖向田埂和横向田埂设置，以便于支撑相应的导轨。当然，基础桩1的横截面积、埋置深度以及相邻两个基础桩1之间的距离等参数，需要根据稻田面积、田埂的坚实程度等因素具体设计，只要满足承载的强度需要即可。

请一并参见图3和图4，其中，图3是本实施例所述稻田作业系统的俯视图，图4是图3的A-A剖视图。

导轨2包括纵向导轨21和横向导轨22。

纵向导轨21沿纵向田埂设置，图中所示，同列稻田的宽度一致，每根纵向导轨21均沿着同列稻田的纵向田埂成一直线设置，以便于承载架3沿着同列稻田纵向移动。

横向导轨22沿横向田埂设置，图中所示，同行稻田的长度一致，每根横向导轨22均沿着同行稻田的横向田埂成一直线设置，以便于承载架3沿着同行稻田横向移动。

横向导轨22与纵向导轨21相交，这样，承载架3沿纵向导轨21或者横向导轨22移动至两者相交位置时，承载架3可移动至横向导轨22或者纵向导轨21。如图3所示，图中虚线所示为承载架3的几个关键位置(3a、3b和3c)，具体转换过程为：首先，承载架3沿纵向导轨21移动至如3a所示的该列纵向导轨与横向导轨相交的位置；其后，承载架沿横向导轨移动至3b所示的下一列纵向导轨与横向导轨相交的位置；最后，承载架如3c所示沿下一列纵向导轨移动，至此完成在稻田之间的转场操作。

具体地，请参见图5，该图示出了作业机械、机械安装平台和承载架与导轨之间的位置关系示意图。

承载架3通过行走轮31与导轨2配合，该行走轮31的支架32与承载架的端部相连，所述支架32可相对于承载架3在水平面内转动。这样，当行走轮31位于横向导轨22与纵向导轨21相交的位置时，转动行走轮31改变其行走方向，即，采用一组行走轮实现承载架3及其上相关部件的纵向位移、横向位移。请一并参见图6，该图是图5的B向视图。

基于现有机械传动技术，本领域的技术人员可以作出多种实现行走轮31相对于承载架3转动的设计方案，比如，如图6中所示，在承载架3与支架32之间设置齿轮传动机构33，齿轮传动机构33与支架32之间可啮合或者分离。需要转向操作时，齿轮传动机构33与支架32啮合即可驱动其水平转动90°；正常行走工作状态时，齿轮传动机构33与支架32之间脱离即可。

同理，行走轮与导轨之间的配合关系可以采用多种方式实现。比如，铁路列车车轮与铁轨或者桥架起重机与导轨之间的配合关系，等等。

请一并参见图7，该图是图5的C向视图。

承载架3的两端分别设置有两个行走轮31，且两端的行走轮31分别对称设置；同时，沿横向田埂设置的横向导轨22与承载架3上的行走轮31对应设置为两条，应当理解，两条横向导轨22之间的距离应当与承载架3端部两个行走轮31之间的距离相等，确保行走轮31转向后可靠地进入横向导轨22。当然，根据具体应用场合的需要，承载架3一侧端部的行走轮31的数量也可以为三个或者三个以上，只要满足使用需要均在本申请请求保护的范围内。

机械安装平台4的主体结构为框架式结构，套装在承载架3的外侧，并且通过小车行走轮41与承载架3配合，以实现机械安装平台4沿着承载架3的长度方向移动。小车行走轮41与承载架3之间的配合关系可以采用多种方式实现，比如，两者之间采用滚动摩擦或者齿轮齿条(图中未示出)方式。实际上，机械安装平台4与承载架3之间的相对运动关系也可以不采用小车行走轮41，比如，采用液压伸缩缸来实现。

作业机械5可以沿机械安装平台4上、下移动，以便于转场作业时升起作业机械5；可避免作业机械5转场时破坏部分田埂，进而降低维护成本。同样，作业机械5与机械安装平台4之间的相对运动关系也可以采用多种方式实现。具体地，请一并参见图6和图7，机械安装平台4上具有竖向设置的齿条42，作业机械5的固定支架上设置有与该齿条42啮合的齿轮51。图中所示，在作业机械5的两侧均设置有前述齿轮齿条传动部件；可以理解的是，机械安装平台4上、下移动时只需驱动一侧齿轮即可。

如前所述，作业机械5可以根据稻田的不同农艺阶段选用不同的作业机械：旋耕机械、插秧机械、中耕机械或者收割机械等，具有联合作业的功能特点。实际上，基于本方案的主体结构，还可以应用运输(秧苗、肥料、稻谷、稻草等)机械，挖沟(排水沟、鱼沟等)机械，捕鱼及其他经济水生物机械，花粉采集、传授机械等等。

前述实施例中，承载架采用一组行走机构实现横向、纵向位移。请参见图8，该图示出了第二种实施例的结构示意图，该方案采用两组行走机构分别进行横向、纵向位移的实施例。

如图8所示，承载架3′通过纵向行走轮31a和横向行走轮31b分别与纵向导轨21和横向导轨22配合，且纵向行走轮31a和横向行走轮31b均可相对于承载架向下伸出、向上收回；图中所示，纵向行走轮31a处于伸出状态，横向行走轮31b处于收回状态。

工作过程中，承载架3′沿纵向导轨移动至两者相交位置时，横向行走轮31b向下伸出后纵向行走轮31a向上收回，以便于承载架3′移动至横向导轨；承载架3′沿横向导轨移动至两者相交位置时，纵向行走轮31a向下伸出后横向行走轮31b向上收回，以便于承载架3′移动至纵向导轨。

上述说明可知，第一种实施例和第二种实施例均是基于宽度完全一致的稻田作出的方案设计，对于稻田宽度不同的应用场合来说，还需要对前述两种实施例作进一步的优化设计。请参见图9，该图为第三种实施例的结构示意图。

如图9所示，承载架3″具有长度调节机构34，以便于根据稻田的宽度调节承载架3″的长度，提高设备的适应性。

需要说明的是，长度调节机构34可以通过齿轮齿条的方式提供动力，也可以如图9中所示采用液压伸缩缸35。同理，基于现有机械设计原理，长度调节机构34的具体实现也可以多种方式，故本文中不再详细说明。

显然，采用前述两种方案适用于新建的、规格一致的稻田。理论上来说，纵向导轨的长度不限，最优方案是每隔一段距离设置横向导轨，以便于作业机械在不同列稻田之间灵活转换。第三种方案适用于已有的、规格不一致的稻田，以避免在系统建设过程中迁移田埂，增加制造成本。

另外，对于大面积稻田农场来说，导轨的铺设需要大量的原料成本。为此，第四种稻田作业系统实施例(图中未示出)，包括若干个基础桩、承载架、机械安装平台和作业机械；其中，若干个基础桩、机械安装平台和作业机械的设计与前述三种实施例相同，不同点在于承载架的两端分别设置有沿所述基础桩移动的履带轨行走机构，其与现有履带式工程机械的行走机械的工作原理相同，即，一边铺轨一边行走。

本发明技术方案可选用液压控制或者电控制操作，各运动部件可以分别采用独立的动力源驱动，也可以共用一个动力源驱动。基于自动控制技术，可以对每一个作业点进行精确的定点插秧、中耕等操作。如图1所示，在稻田外侧配套建设机房或者仓库6，以配合实现自动化无人操作。

综上，本发明所述作业机械在稻田工作范围内移动时，其行走机构不接触水下的淤泥层，其承载部件为刚性的基础桩，大大提高了行走作业效率；相对来说，进一步可增加水稻生长期，提高水稻质量、产量。

此外，应用本发明所述稻田作业系统，可在以下几方面促进稻田养殖业的发展：

1、用于养鱼，养蟹，养虾及其他水产的作业机械可以安装在本系统的机械安装平台上，提高养殖稻田水产的机械化程度。

2、适当抬高田埂，多蓄水，增加养殖量及水产作物的多样性。

3、能解决浮秧问题后，稻田中就可长期蓄水，利于水产作物的生长。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1、稻田作业系统，其特征在于，包括：

若干个基础桩，用于依次埋置于稻田的田埂中；

至少两根导轨，分别沿着田埂的长度方向固定设置在基础桩上；

承载架，其两端分别与稻田两侧的导轨相配合并可沿导轨移动；

机械安装平台，设置在承载架上并可沿承载架的长度方向移动；和

作业机械，设置在机械安装平台上。

2、根据权利要求1所述的稻田作业系统，其特征在于，所述导轨包括：

纵向导轨，沿纵向田埂设置，以便于所述承载架沿着同列稻田纵向移动；和

横向导轨，沿横向田埂设置，以便于所述承载架沿着同行稻田横向移动；且

横向导轨与纵向导轨相交，以便于所述承载架沿纵向导轨或者横向导轨移动至两者相交位置时，承载架移动至横向导轨或者纵向导轨。

3、根据权利要求2所述的稻田作业系统，其特征在于，所述承载架通过行走轮与所述导轨配合，该行走轮的支架与所述承载架相连；且所述支架可相对于承载架在水平面内转动，以便于所述行走轮位于横向导轨与纵向导轨相交的位置时改变行走方向。

4、根据权利要求3所述的稻田作业系统，其特征在于，所述承载架的两端分别设置有至少两个行走轮且两端的行走轮分别对称设置；沿横向田埂设置的横向导轨与承载架上的行走轮对应设置为至少两条。

5、根据权利要求2所述的稻田作业系统，其特征在于，所述承载架通过纵向行走轮和横向行走轮分别与纵向导轨和横向导轨配合，且纵向行走轮和横向行走轮均可相对于承载架向下伸出、向上收回；所述承载架沿纵向导轨移动至两者相交位置时，横向行走轮向下伸出后纵向行走轮向上收回，以便于承载架移动至横向导轨；所述承载架沿横向导轨移动至两者相交位置时，纵向行走轮向下伸出后横向行走轮向上收回，以便于承载架移动至纵向导轨。

6、根据权利要求1所述的稻田作业系统，其特征在于，所述作业机械可沿机械安装平台上、下移动。

7、根据权利要求6所述的稻田作业系统，其特征在于，所述机械安装平台上具有竖向设置的齿条，所述作业机械的固定支架上设置有与所述齿条啮合的齿轮。

8、根据权利要求7所述的稻田作业系统，其特征在于，所述作业机械具体为旋耕机械、插秧机械、中耕机械或者收割机械。

9、根据权利要求1至8中任一项所述的稻田作业系统，其特征在于，所述承载架具有长度调节机构，以便于根据稻田的宽度调节承载架的长度。

10、稻田作业系统，其特征在于，包括：

若干个基础桩，用于依次埋置于稻田的田埂中；

承载架，其两端分别设置有沿所述基础桩移动的履带轨行走机构；

机械安装平台，设置在承载架上并可沿承载架的长度方向移动；和

作业机械，设置在机械安装平台上。

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