CN102893730B - 自走式农作物追肥微灌喷药套播多功能一体机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自走式农作物追肥微灌喷药套播多功能一体机，属于现代农业装备领域。本发明主要有自走式动力底盘部分、施肥部分、微灌部分、喷药部分和套播部分构成，各部分通过有机结合实现了机械机构的综合利用，可根据农事管理需要使用单种或多种功能组合作业，降低了农业机械投入和作业成本。本发明可实现变行距变高度作业，特别适用于高杆作物的中期作业，可减少机械操作导致的产量损失。使用本发明进行稻麦中期管理作业，对于减轻农民田间作业强度、降低农业种植管理成本，促进稻麦生产轻简化、提升稻麦生产水平，促进我国农业机械化具有十分重要的意义。

Description

自走式农作物追肥微灌喷药套播多功能一体机

技术领域：

本发明涉及一种可在小麦、水稻等农作物田间生长期间完成追肥与微量灌水、喷药、套播等作业的多功能机具，具体是一种自走式农作物追肥微灌喷药套播多功能一体机。该机具自带动力，轮距可调，以借用田间排水沟或畦背等无作物种植的位置行走，因而能最大程度地降低因机具行走对作物的碾压面积，减少机具操作导致的产量损失。还可以根据田间作业需求，方便地选择一种或多种作业工序进行组合，一次性完成作物生长期间所需的主要农事管理工序，提高工作效率和农业机械化水平。该机具适于大部分小麦、水稻、玉米等农作物种植区。

技术背景：

追肥和喷药是小麦、水稻、玉米等农作物除整地、播栽和收获外最为主要的农事操作环节，目前这些环节的机械化仅在大中型农场得以完全实现，即可以分别通过所谓的田间施肥机和喷药机械完成。但是，目前已有的施肥机和喷药机大多为牵引型机具，因牵引机具（大中型四轮拖拉机）的四个行走轮、以及施肥机或喷药机的载重支撑轮碾压作物（形成操作行），被碾压的区域无法形成产量，特别是在水稻和小麦等作物抽穗后运用传统机具喷药时，受碾压的作物很快死亡，不能形成产量；另因拖拉机底盘较低，在田间行走作业过程中，会对处于底盘下方生长的作物造成挤压损伤。因此，这种由于机械操作导致的产量损失也是非常巨大的。此外，目前有部分用于小农户（几亩田）或小规模（不足千余亩的种粮大户）种植条件下的小型撒肥机和喷药机，但这些三轮或四轮牵引或自带动力的机械，仍然直接在作物植株上面行走，存在对作物碾压导致严重的产量损失；在作物长高后，如水稻和小麦抽穗后，因机身过低，无法再进行喷药、套播等田间作业。

另外，就追肥而言，目前小农户或小规模经营农户经营条件下，稻麦等作物田间施肥多为人工操作，不仅负荷重，而且人工撒肥很难控制施肥量，均匀度更难保证。氮肥后移是小麦、水稻和玉米等很多作物最为关键的高产栽培技术之一，如高产小麦、玉米等作物追施的拔节肥、孕穗肥等。但很多地区在追施拔节肥、孕穗肥时一般无降雨发生，追肥的肥效不能发挥。如，江苏和安徽的沿淮沿江等区域，农民在追肥时无灌水习惯，加上田间灌溉设施缺乏，导致很多农民多趁雨追肥，不仅肥效差，更因追肥过早或时期不当，导致作物旺长，增大后期倒伏风险。

就田间植保机械而言，农户或小规模经营农户所用田间喷药机械多为人工背负式喷雾器，不仅喷药手负载重，而且药水携带量很少，喷药效率很低。此外，稻套麦和麦套稻已成为稻麦两熟区重要的栽培技术，但目前套种均多为人工操作，播量难以控制，播种均匀度更差。

因此，能完成水稻、小麦、玉米等农作物田间生长期间上述作业的机具需求很大，相关机具应能满足如下条件：（1）尽可能以田间排水沟或畦背等不种植作物的区域做为机具田间行走道路，以减少或基本无操作行，或利用玉米等行距较大作物种植行的行间行走。（2）因现阶段农田地形、农户地块大小等的差异，各地块间田间排水沟或畦背间的距离明显不同，要求机具轮距可调。目前旱地小麦、稻茬小麦和水稻田间可利用的排水沟或畦背一般间距为2-4米。（2）在追肥（特别是追拔节肥和孕穗肥）时能携带足量的水，与肥料同时施用，以溶解化肥，促进肥效释放。（3）喷药时，药水携带量大，喷雾均匀，喷雾作业范围大（翼展宽），在严重干热风发生年份，还可用该机具喷水防干热风。（4）集成联动播种机具，能将小麦或水稻种子分别准确均匀播撒于稻颗或麦株间。（5）该机具应有一定的操作高度，对小麦或水稻损伤小。（6）应具有多级行走速度，以满足不同生产工序的要求。

这种农作物追肥喷药套播多功能一体机可实现除整地、播栽和收获以外几乎所有田间作业的机械化，从而贯穿农作物从播种至收获期间田间管理的全过程，真正实现农作物生产的全程机械化。对于减轻农民田间作业强度、降低农业种植管理成本，促进稻麦生产轻简化、提升稻麦生产水平具有十分重要的意义。

发明内容：

本发明的目的是提供一种水稻、小麦、玉米等农作物田间中期综合管理的自走式农作物追肥微灌喷药套播多功能一体机。能够一次性完成追肥、微灌、喷药、套播等一种或多种组合工序，特别适用于作物茎杆高度较高条件下的作业，并以田间排水沟或畦背为行走道路，能最大程度地避免机具行走和承重轮对农作物的碾压损伤，降低由于机具操作导致的产量损失。

本发明的技术方案如下：

一种自走式农作物追肥微灌喷药套播多功能一体机，包括发动机1、药箱4、种肥箱5、排种轴6、发动机输出轴7、喷药支架8、行走轮11、车架12、万向传动轴14、中央传动装置15、传动链条16、驱动轮17、喷头18、输种管19和排种器21，所述发动机1设置在车架12上，发动机1的发动机输出轴7连接万向传动轴14，万向传动轴14连接中央传动装置15，中央传动装置15通过传动链条16连接驱动轮17，车架12上还设有行走轮11，中央传动装置15上方架设有药箱4，驱动轮17上方架设有种肥箱5，种肥箱5内部有排种轴6，排种轴6下方设有输种管19，车架12尾部设有喷药支架8，喷药支架8下方设有喷头18。

所述行走轮11通过悬挂支架10连接在车架12上。

所述车架12上还设有转向器2，转向器2通过转向轴9连接悬挂支架10。

所述一体机还包括与排种器21联动的后桥传动半轴23。

所述发动机1上连接有三缸柱塞泵32和传动延长轴33。

所述一体机还包括压力传动装置，所述压力传动装置包括油泵41、单向阀42、溢流阀43、耐震压力表44、压力表开关45、油标46、空气滤清器47、手动比例复合溢流阀3、液压马达13和吸油虑410，所述液压马达13连接在万向传动轴14上，液压马达13与设置在车架12前方的手动比例复合溢流阀3油路连接，手动比例复合溢流阀3与油泵41、单向阀42、溢流阀43、耐震压力表44、压力表开关45、油标46、空气滤清器47和吸油虑410连接。

整套机具有以下部分构成：动力部分；传动、转向、行走、制动部分；排种施肥装置；微灌装置；喷药装置；开沟套播装置、底盘、监控装置等。

动力部分采用双缸柴油内燃机作为整个机具的机械动力来源；为简化传动机构降低成本，采用液压传动方式，在内燃机的飞轮上安装高压齿轮泵产生液压动力。

传动部分采用高压油路、手动比例液压阀、中央传动装置差速器、后桥和链条完成动力的传递、控制和分配。对机车的行走速度可以实现无级调整。转向部分采用前轮转向方式，通过减速器、纵向和横向拉杆完成两前轮的转向轴节偏转。行走部分采用后轮驱动方式，为适应作业行间距变化的要求，其前后轮轮距均可独立调整。制动部分采用盘式制动方式，实施后轮制动。

排种施肥装置采用外槽轮式排种器和排肥器，采用塑料软管作为排种肥管。排肥时直接施与作物根部地表，结合排水装置完成肥料的溶解入土。排种时结合套播开沟装置完成种植的开沟、入土和覆盖。

微灌装置由650～1500升体积的圆柱形塑料桶或自制容器、高压喷射泵和水管构成，水管安装在排肥管出口处，可方便的实现水肥共施作业效果。也可通过喷头完成雾状喷水作业。

喷药装置和微灌装置共用药液桶和药泵，配备专用的药液喷洒喷头和喷头支撑架，另外喷头支撑架可左右水平上可折叠，高度可上下调整，以满足作物喷洒高度的需要。

开沟套播装置安装在后桥底盘上，通过输种管和排种器连接，安装有圆盘式开沟器和覆土部件。

底盘采用可升降车架方式，通过调整车架高度来满足不同高度作物作业的需要，使得不管是底盘还是车轮都可以很好的避开作物，降低产量损失。另为保证机车在轮距调整或各项作业情况下的重心稳定性能，在机车底盘的中部设置有配重安装位置。

监控装置采用传感器和嵌入式微处理器完成各装置运行关键参数的监测和实时判断，确保机车可靠完全工作。

本发明的有益效果是：

1、本发明以田间排水沟或畦背为行走道路，能最大程度地避免机具行走和承重轮对农作物的碾压损伤，降低由于机具操作导致的产量损失。

2、本发明能有效克服传统农田作业拖拉机底盘低、轮距固定的局限性，能方便的进入高于作物高度的环境中作业，使得田间中期管理作业对作物的损伤最小，解决小农户或小规模经营单位田间管理机械化问题。

3、一机多用，可根据田间作业需求完成农作物的追肥、微灌、喷药等功能，还能实现稻麦等作物的套播功能，大大提高了的工作效率和机械设备利用效率，减轻了农民的劳动强度和投入成本，起到了节本增效的效果。

3、使用本机车追肥时，可实现肥水共施，可基本解决施肥时无降雨发生，追肥的肥效不能发挥的问题。

4、采用液压驱动，操控方便灵活，机械的使用可靠性大幅提高，故障率也大大降低，确保生产可靠性。

附图说明：

图1是本发明的多功能一体机左侧视图。

图2是本发明的多功能一体机后视图。

图3是本发明的多功能一体机前视图。

图4是本发明的液压传动图。

图1中：1为发动机、2为转向器、3为手动比例复合溢流阀、4为药箱、5为种肥箱、6为排种轴、7为发动机输出轴、8为喷药支架、9为转向轴、10为悬挂支架、11为行走轮、12为车架、13为液压马达、14为万向传动轴、15为中央传动装置、16为传动链条、17为驱动轮、18为喷头、19为输种管。

图2中：21为排种器、5为种肥箱、23为后桥传动半轴、8为喷药支架、18为喷头。

图3中：6为排种器传动轴、32为三缸柱塞泵、33为传动延长轴、15为中央传动装置、12为车架、1为发动机。

图4中：41为油泵、42为单向阀、43为溢流阀、44为耐震压力表、45为压力表开关、46为油标、47为空气滤清器、3为手动比例复合溢流阀、13为液压马达、410为吸油虑。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至3，一种自走式农作物追肥微灌喷药套播多功能一体机，包括发动机1、药箱4、种肥箱5、排种轴6、发动机输出轴7、喷药支架8、行走轮11、车架12、万向传动轴14、中央传动装置15、传动链条16、驱动轮17、喷头18、输种管19和排种器21，所述发动机1设置在车架12上，发动机1的发动机输出轴7连接万向传动轴14，万向传动轴14连接中央传动装置15，中央传动装置15通过传动链条16连接驱动轮17，车架12上还设有行走轮11，中央传动装置15上方架设有药箱4，驱动轮17上方架设有种肥箱5，种肥箱5内部有排种轴6，排种轴6下方设有输种管19，车架12尾部设有喷药支架8，喷药支架8下方设有喷头18。

行走轮11通过悬挂支架10连接在车架12上。

车架12上还设有转向器2，转向器2通过转向轴9连接悬挂支架10。

一体机还包括与排种器21联动的后桥传动半轴23。

发动机1上连接有三缸柱塞泵32和传动延长轴33。

如图4，一体机还包括压力传动装置，所述压力传动装置包括油泵41、单向阀42、溢流阀43、耐震压力表44、压力表开关45、油标46、空气滤清器47、手动比例复合溢流阀3、液压马达13和吸油虑410，所述液压马达13连接在万向传动轴14上，液压马达13与设置在车架12前方的手动比例复合溢流阀3油路连接，手动比例复合溢流阀3与油泵41、单向阀42、溢流阀43、耐震压力表44、压力表开关45、油标46、空气滤清器47和吸油虑410连接。

1、动力部分设计和组装

动力采用双缸柴油内燃机带动高压油泵工作，产生压力油，该压力油通过高压油管输送给手动压力比例阀，通过操作手动压力比例阀的手柄可实现无级调控液压油的分配，通过比例阀的控制作用，部分压力油向随后的液压马达供给，驱动液压马达旋转工作。液压马达带动后桥的输入轴旋转，传递动力至差速器和后桥中央传动装置，最后通过左右半轴将驱动力分配给左右后轮，驱动其行使。

2、追肥微灌装置的设计和组装

采用一体式种肥箱，结合外槽轮式排种器、排肥器，通过手柄调节可实现单播种、单排肥和种肥齐排三种作业类型。整个种肥箱宽度4.6米，单排排肥排种口30个、双排60个，单排追肥播种作业宽度6米、双排12米。设计播种施肥能力每小时80～90亩。排种轴由驱动轮通过皮带轮驱动。肥料从排肥口利用重力洒落于作物根部的土地上。紧靠着每个排肥口后方，安装有微灌出水口。在机器进行施肥作业时，可打开水阀选择水肥共施方式，将肥料利用水溶解稀释后浸入土壤，提高肥料利用效率。

3、喷药装置的设计和组装

喷药装置主要有药箱、搅拌机构、药泵构成。药箱采用650～1500升PVC材料塑料桶或自制容器，设有注水口、放水口和出液口；药泵吸药液口通过橡胶软管和出液口相连接，完成药液的吸取；药泵采用LS-22C/30台湾产高压柱塞泵，完成药液加压调压功能；令利用药液泵的回水功能驱动安装在药箱内的叶轮旋转，完成药液的搅拌，使得在喷药过程中药液浓度均匀一致。药泵动力来源于柴油内燃机的皮带轮输出，并设计有独立的离合装置，在不使用药泵时可将药泵驱动轮和内燃机带轮分离，节省动力。单程喷药作业幅宽10～12米，设计作业效率75～90亩/小时。

4、套播装置的设计和组装

需要套播时，将开沟覆土装置通过其机架安装在后桥车架上。采用一体式种肥箱，将排种管连接至圆盘式开沟器的输种入口处并加以固定。播不同种植采用更换排种轮实现，可通过排种器播量调整手柄调节作物的播量。设计作业效率同追肥效率相同。

5、技术参数设计

设计机车最大行驶速度5km/小时；输出最大功率25kw。设计作业宽度6～12米、施肥或套播作业效率80～90亩/小时、喷药作业效率75～90亩/小时；机车自重（不含肥料或种子、药水重）1200kg。

本发明提供一种水稻、小麦、玉米等农作物的田间中期综合管理的自走式多功能一体机，其特征是能够一次性完成追肥、微灌、喷药等工序，还具备套播功能。

本发明的多种管理工序可单种独立工作或任意多种进行组合工作，即可独立的控制各功能装置的动力传输和分配。

本发明的前轮轮距和后轮轮距可独立调整，采用中间轴进行调整幅度，可在2－3米的范围内任意调整，以满足不同行宽作业的需求。

本发明的机车底盘高度可高于稻麦等作物中期苗生长高度，离地间隙1.00米－1.50米范围内可调整。满足水稻、小麦、玉米等农作物田间生长期间的追肥、微灌、喷药等作业。

本发明的追肥、微灌、喷药、套播等功能部件构成安排合理，可任意拆卸和组装，简单方便。

本发明的施肥和排种、微灌和喷药等共用某些装置，使得整体结构紧凑，降低了成本。

本发明采用液压方式传动，通过手动比例阀完成机车的无级速度调整，简单方便。

本发明的排肥出口和微灌出水口紧靠在一起，方便地实现肥料从排肥口落下后，得到微灌水的喷淋，使得肥料溶解入土，提高肥料施用效率。

本发明的多行排肥口和微灌出水口的位置可任意调节，满足稻麦等作物行间距不同的需求，使得肥料可以使用作物的根部。

本发明的喷药装置中的喷头安装支架采用左右两侧安装，均可独立折叠收起；也可从机车上方便拆卸。

在本发明的机车的尾部安装有可供作业人员站立的云台，方便更换种子或肥料等操作。

本发明的药箱具有专门的搅拌机构，可满足喷药时的药液均匀。也可施用液体肥料。

本发明的排肥排种、微灌喷药等装置上安装有必要的电子监控装置，监控系统的工作可靠和安全。

在本发明的机车的中部安装有配重，以平衡机车在进行不同作业时的重心稳定。

Claims (2)

1.一种自走式农作物追肥微灌喷药套播多功能一体机，其特征是包括发动机（1）、药箱（4）、种肥箱（5）、排种轴（6）、发动机输出轴（7）、喷药支架（8）、行走轮（11）、车架（12）、万向传动轴（14）、中央传动装置（15）、传动链条（16）、驱动轮（17）、喷头（18）、输种管（19）和排种器（21），所述发动机（1）设置在车架（12）上，发动机（1）的发动机输出轴（7）连接万向传动轴（14），万向传动轴（14）连接中央传动装置（15），中央传动装置（15）通过传动链条（16）连接驱动轮（17），车架（12）上还设有行走轮（11），中央传动装置（15）上方架设有药箱（4），驱动轮（17）上方架设有种肥箱（5），种肥箱（5）内部有排种轴（6），排种轴（6）下方设有输种管（19），车架（12）尾部设有喷药支架（8），喷药支架（8）下方设有喷头（18）；所述行走轮（11）通过悬挂支架（10）连接在车架（12）上；所述车架（12）上还设有转向器（2），转向器（2）通过转向轴（9）连接悬挂支架（10）；所述一体机还包括与排种器（21）联动的后桥传动半轴（23）；所述发动机（1）上连接有三缸柱塞泵（32）和传动延长轴（33）。

2.根据权利要求1所述的自走式农作物追肥微灌喷药套播多功能一体机，其特征是所述一体机还包括压力传动装置，所述压力传动装置包括油泵（41）、单向阀（42）、溢流阀（43）、耐震压力表（44）、压力表开关（45）、油标（46）、空气滤清器（47）、手动比例复合溢流阀（3）、液压马达（13）和吸油虑（410），所述液压马达（13）连接在万向传动轴（14）上，液压马达（13）与设置在车架（12）前方的手动比例复合溢流阀（3）油路连接，手动比例复合溢流阀（3）与油泵（41）、单向阀（42）、溢流阀（43）、耐震压力表（44）、压力表开关（45）、油标（46）、空气滤清器（47）和吸油虑（410）连接。