CN103609233A

CN103609233A - 一种电驱电控式草地切根施肥补播复式改良机

Info

Publication number: CN103609233A
Application number: CN201310659504.XA
Authority: CN
Inventors: 王德成; 梁方; 尤泳; 王光辉; 刘亮东; 余永; 张晓明; 白阳; 冯金奎; 吕豪
Original assignee: China Agricultural University
Current assignee: China Agricultural University
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2033-12-09
Also published as: CN103609233B

Abstract

本发明公开了一种电驱电控式草地切根施肥补播复式改良机，属于农业机械技术领域，具体涉及一种可以根据草场的退化程度（轻度、中度、重度）选择不同的复式改良方式（切根、切根补播、切根施肥补播）的多功能草地改良机械。其具体包括：机架、电控排种排肥装置、切根破土部件、覆土开沟装置、传动系统、限深轮、“V”型镇压轮、种箱、肥箱。该机采用分层交错式开沟覆土原理，以最低的土壤扰动率、最小的开沟功耗、最稳定的开沟效果与覆土效果克服了高强度草场的开沟问题；电驱电控式排种排肥装置，降低了草场凸凹不平对排量均匀性造成的影响，有效提高了排量控制精度，并提高了整机的自动化水平及精确控制水平。

Description

一种电驱电控式草地切根施肥补播复式改良机

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种电驱电控式草地切根施肥补播复式改良机，用于改良不同程度退化的羊草草场。

背景技术

据统计，我国草地面积约1.86×10⁸hm²，其中1.05×10⁸hm²已退化，占56.5%。退化草场中轻度退化的、中度退化的、重度退化的分别占53.8%、32.6%、13.6%，草地的改良具有重要的生态意义与经济效益。草地改良的工艺包括围栏封育、松土改良、补播、免耕播种、少耕播种、施肥、建立人工草地。目前基于上述工艺的改良机械有牧草补播机、牧草施肥机、施肥补播机、切根改良机、振动式松土机、点线式破土切根机等。单一改良工艺的改良效果与适应范围均有限，复式改良工艺能够适用于不同程度退化的草场，可以根据草场的退化程度（轻度、中度、重度）选择不同的复式改良方式（切根、切根补播、切根施肥补播），既最大程度的改良草场，又最大限度的降低了改良功耗与成本。羊草草地切根施肥补播的关键问题在于开沟与排量控制。羊草草地的土壤坚实度较大，给传统的开沟入土造成了困难，而草场生态植被的脆弱性要求开沟造成的土壤扰动率要尽可能的低，因此无法采用旋耕等方式解决开沟问题。另一方面，由于羊草的千粒重仅为1.9057，且羊草价格昂贵（平均60元/kg），要求实现羊草排量的精微量控制。目前已经出现了草地切根施肥补播复式作业机械（201210581050.4）和一种主动传动式切根施肥补播复式作业机（201310090311.7）两种切根施肥补播复式作业机。针对上述，“草地切根施肥补播复式作业机械”中提出的开沟原理容易形成拥堵，串联式动力传动原理增大了排种排肥的传递扭矩，“一种主动传动式切根施肥补播复式作业机”提出的开沟原理开沟器仍然难以入土，主动传动方式无法保证排量与机器前进速度同步。本发明提出的分层交错式开沟覆土方法与装置和电驱电控式排种排肥方法与装置有效克服了上述问题。

发明内容

本发明的目的是发明一种能够克服高强度草场的开沟问题和草场凸凹不平造成的地轮空转带来的滑移造成的排量不均的问题，能够提高小颗粒草种的排量控制精度，实现切根、切根施肥、切根施肥补播功能的切根施肥补播复式改良机。

所述的一种电驱电控式草地切根施肥补播复式改良机包括，机架、电控排种排肥装置、切根破土部件、覆土开沟装置、传动系统、限深轮（1）、“V”型镇压轮（8）、种箱（18）、肥箱（19）。

所述的机架，其由左右两块侧板（12）和6个横梁（11）组成，6个横梁（11）固接于两块侧板（12）之间。

所述的电控排种排肥装置，其由左右两个转速测量器（26）、驱种电机（13）、驱肥电机（21）、信号处理器（27）、转速控制器（10）组成，两个转速测量器（26）分别安装在左右两个限深轮（1）上，采集两个转速信号，信号处理器（27）能够辨识筛选出转速最大的信号；

所述的切根破土部件，其由破土刀齿（2）、切根刀盘（3）、切根刀（4）组成，破土刀齿（2）和切根刀（4）相邻交错的分别固定在切根刀盘（3）的两侧，且破土刀齿（2）和切根刀（4）成一定交错角度；

所述的覆土开沟装置，其由切根破土部件、种沟双圆盘开沟器（6）、肥沟双圆盘开沟器（7）组成，种沟双圆盘开沟器（6）与破土刀齿（2）在同一直线上，肥沟双圆盘开沟器（7）与切根刀（4）在同一直线上，种沟双圆盘开沟器（6）布置在肥沟双圆盘开沟器（7）的前方；

所述的传动系统，切根的动力由拖拉机后端的后输出轴输入，经变速箱（9）传递到切根刀轴（5），从而带动固接于切根刀轴（5）的切根刀盘（3）旋转；排种排肥的动力由拖拉机前端的铅蓄电池输入，经转速控制器（10）的控制，带动驱种电机（13）和驱肥电机（21）运动，驱种电机（13）固定在左侧板（12）上，驱种电机（13）通过链传动将动力传递到种轴链轮（16），种轴链轮（16）带动种轴（17），种轴（17）驱动其上排种器（15）转动排种，驱肥电机（21）固定在右侧板（12）上，驱肥电机（21）通过链传动将动力传递到肥轴链轮（25），肥轴链轮（25）带动肥轴（24），肥轴（24）驱动其上的排肥器（20）转动排肥；

所述的“V”型镇压轮（8）的中心在种沟双圆盘开沟器（6）与肥沟双圆盘开沟器（7）中间，“V”型镇压轮（8）的一侧对种沟进行镇压，“V”型镇压轮（8）的另一侧对肥沟进行镇压；

所述的种箱（18）和肥箱（19）固接于左右两块侧板（12）之间。

所述的一种电驱电控式草地切根施肥补播复式改良机，一个驱种电机（13）带动一个种轴（17），一个种轴（17）安装有多个排种器（15），一个驱肥电机（21）带动一个肥轴（24），一个肥轴（24）上安装有多个排肥器（20）。

本发明的有益效果在于：一种电驱电控式草地切根施肥补播复式改良机不仅能同时实现切根施肥补播三种功能，还能分别实现切根施肥、切根补播两种功能。达到松土深度：100～200mm（可调）；播种深度：0～50mm（可调）；施肥深度：5～55mm的作业效果。实际工作中，还可以根据草场的退化程度、草场的肥力的因素合理方便快捷的选择上述三种功能的一种。该发明集成低扰动、无翻垡、不扬尘的切根耕作技术与扰动浅开沟、覆土深开沟的低扰动低功耗的开沟技术以及自动化水平与精确控制水平高的电驱电控式排种排肥技术。分层交错式开沟覆土方法与装置，实际上并未开肥沟，而只是通过覆土方式形成了肥沟，以最低的土壤扰动率（土壤扰动率仅为14%）、最小的开沟功耗实现了最稳定的开沟效果，与该开沟原理与装置配套使用的“V”型镇压轮（8）能够达到一个镇压轮同时完成种沟与肥沟的镇压。电驱电控式排种排肥方法与装置，有效解决了由于草场环境恶劣造成传统地轮传动播种机中地轮架空空转以致于无法排种、排肥，或者排量不均的问题，并提高了了小颗粒牧草草种播种的排量控制精度。

附图说明

图1是本发明的一种电驱电控式草地切根施肥补播复式改良机的三维结构视图；

图2是本发明一种电驱电控式草地切根施肥补播复式改良机的分层交错式开沟覆土原理图；

图3是本发明一种电驱电控式草地切根施肥补播复式改良机的电驱电控式排种排肥原理图；

附图标记

1 限深轮 2 破土刀齿

3 切根刀盘 4 切根刀

5 切根刀轴 6 种沟双圆盘开沟器

7 肥沟双圆盘开沟器 8 “V”型镇压轮

9 变速箱 10 转速控制器

11 梁 12 侧板

13 驱种电机 14 驱种链轮

15 排种器 16 种轴链轮

17 种轴 18 种箱

19 肥箱 20 排肥器

21 驱肥电机 22 驱肥链轮

23 排量调节器 24 肥轴

25 肥轴链轮 26 转速测量器

27 信号处理器

实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

请参考图1，一种电驱电控式草地切根施肥补播复式改良机包括，机架、电控排种排肥装置、切根破土部件、覆土开沟装置、传动系统、限深轮（1）、“V”型镇压轮（8）、种箱（18）、肥箱（19）。

机架由左右两块侧板（12）和6个横梁（11）组成，6个横梁（11）固接于两块侧板（12）之间。覆土开沟装置，其由切根破土部件、种沟双圆盘开沟器（6）、肥沟双圆盘开沟器（7）组成。6个种沟双圆盘开沟器（6）固定在一个横梁（11）上，6个肥沟双圆盘开沟器（7）固定在一个横梁（11）上，6个“V”型镇压轮（8）固定在一个横梁（11）上，另两个横梁（11）与拖拉机后输出轴的三点悬挂装置相连接。种箱（18）、肥箱（19）与左右侧板（12）固接。两个限深轮（1）固接于左右两块侧板（12）上。

工作中，通过拆卸种沟双圆盘开沟器（6）和肥沟双圆盘开沟器（7）并调节转速控制器（10）的两个输出通道的开关，就可以实现切根施肥补播、切根、切根补播功能的切换。将种沟双圆盘开沟器（6）和肥沟双圆盘开沟器（7）安装上，并将转速控制器（10）的两个输出通道都打开，可同时实现切根施肥补播功能；当只要实现切根功能时，可将种沟双圆盘开沟器（6）和肥沟双圆盘开沟器（7）拆下，并将转速控制器（10）的两个输出通道都关闭；当只要实现切根补播功能时，可将肥沟双圆盘开沟器（7）拆下，并将转速控制器（10）与驱种电机（13）相连的输出通道打开，与驱肥电机（21）相连的输出通道关闭。可以通过调节限深轮（1）与侧板（12）的相对安装高度，调节切根的深度；通过调整种沟双圆盘开沟器（6）和肥沟双圆盘开沟器（7）的安装高度可以调节播种施肥的深度。“V”型镇压轮（8）的中心在种沟双圆盘开沟器（6）与肥沟双圆盘开沟器（7）中间，“V”型镇压轮（8）的一侧完成对种沟的镇压，“V”型镇压轮（8）的另一侧完成对肥沟的镇压，使得一个镇压轮既能同时完成对种沟与肥沟的镇压，又能实现覆土功能。

请参考图1、图3，传动系统为：切根的动力由拖拉机后端的后输出轴输入，经变速箱（9）传递到切根刀轴（5），从而带动固接于切根刀轴（5）的切根刀盘（3）旋转；排种排肥的动力由拖拉机前端的铅蓄电池输入，经转速控制器（10）的传递与控制带动驱种电机（13）和驱肥电机（21）运动；驱种电机（13）固定在左侧板（12）上，驱种电机（13）通过链传动将动力传递到种轴链轮（16），种轴链轮（16）带动种轴（17），种轴（17）驱动其上的六个排种器（15）转动排种；驱肥电机（21）固定在右侧板（12）上，驱肥电机（21）通过链传动将动力传递到肥轴链轮（25），肥轴链轮（25）带动肥轴（24），肥轴（24）驱动其上的六个排肥器（20）转动排肥。

请参考图2，覆土开沟装置的工作原理与过程为：破土刀齿（2）和切根刀（4）相邻交错的分别固定在切根刀盘（3）的两侧，且破土刀齿（2）和切根刀（4）成一定交错角度（这样有利于防止破土刀齿（2）和切根刀（4）由于相距过近而将土垡整块掀起，破坏草场植被）。切根刀盘（3）随切根刀轴（5）一同旋转，驱动切根刀（4）在草地上切出宽6-12mm、深10-20cm的深窄沟，切根刀（4）在切根过程中，会使得切根刀（4）附近（20-30mm内）的土壤由于扰动而强度下降，于是驱动破土刀齿（2）以主动方式和以较小的功耗划破草皮（30-50mm）。为后续种沟双圆盘开沟器（6）入土创造有利条件。种沟双圆盘开沟器（6）与破土刀齿（2）在同一条直线，种沟双圆盘开沟器（6）沿破土刀齿（2）划出的沟缝，开出较浅种沟（10-20mm）。种沟双圆盘开沟器（6）开沟过程中会将土壤回填致切根刀（4）切根产生的窄缝中，肥沟双圆盘开沟器（7）与切根刀（4）切根产生的窄缝在同一条直线上，在机器行进过程中，将由种沟双圆盘开沟器（6）回填致切根刀（4）切根产生的窄缝中的土壤压致指定的深度（50mm），形成肥沟。肥沟双圆盘开沟器（7）将土壤压致一定深度的过程中将部分土壤回填致种沟，保证了种子萌发所需的足够的覆土量。这种覆土开沟方式中实际上种沟是通过覆土形成的，而不是开出来的，大大降低了功耗以及对草场植被的扰动与破坏。

请参考图3，电驱电控的方法为：两个转速测量器（26）分别采集左右两个限深轮（1）的转速信号，并将这一信号传递给信号处理器（27），信号处理器（27）对这一信号先进行筛选，筛选出转速最高的信号，并将这一信号传递给转速控制器（10），转速控制器（10）的输入端接拖拉机前端的铅蓄电池，输出端接驱种电机（13）和驱肥电机（21），转速控制器（10）通过转速最高的信号控制驱种电机（13）和驱肥电机（21）的转动与转速。这种多信号输入电驱电控方式与单信号输入的电驱电控方式和传统的地轮传动方式相比能够有效的克服地轮空转造成的地轮滑移对排量均匀性带来的影响。假设单一地轮的滑移率为δ，则在上述电驱电控原理下的实际滑移率为δ²，播种率Ｐ为：在取δ为5%时的播种率为99.75%，地轮滑移的影响几乎可以忽略。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims

1.一种电驱电控式草地切根施肥补播复式改良机，其特征在于：

所述的一种电驱电控式草地切根施肥补播复式改良机包括，机架、电控排种排肥装置、切根破土部件、覆土开沟装置、传动系统、限深轮（1）、“V”型镇压轮（8）、种箱（18）、肥箱（19）；

所述的机架，其由左右两块侧板（12）和6个横梁（11）组成，6个横梁（11）固接于两块侧板（12）之间；

2.根据权利要求1所述的一种电驱电控式草地切根施肥补播复式改良机，其特征在于，一个驱种电机（13）带动一个种轴（17），一个种轴（17）安装有多个排种器（15），一个驱肥电机（21）带动一个肥轴（24），一个肥轴（24）上安装有多个排肥器（20）。