CN105723839B - 一种克服重茬障碍土壤的田间作业机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种克服重茬障碍土壤的田间作业机，包括通过输土皮带连接为一体的土壤深翻破碎收集装置、土壤动态微波消杀装置和土壤生态调节施肥装置；土壤深翻破碎收集装置和土壤生态调节施肥装置分别固定在土壤动态微波消杀装置的金属罩壳两端；金属罩壳后端设有液压支撑轮，液压支撑轮连接有尾轮调节液压缸，尾轮调节液压缸安装在金属罩壳后端两侧，液压支撑轮用于调节金属罩壳高度；液压支撑轮在尾轮调节液压缸作用下调节高度，在工作和运输过程中起支撑作用；金属罩壳下部设有两组承重轮。本发明可一次性完成土壤深松、杀菌消毒、土壤营养和生态改良的多功能农业作业机械，全方位克服重茬障碍，无污染无残留且高效地改善重茬土壤性能。

Description

一种克服重茬障碍土壤的田间作业机
一、技术领域
本发明涉及一种克服重茬障碍土壤的田间作业机，属于农业机械领域。
二、背景技术
重茬障碍即在同一地块连续种植同一作物或近缘作物时，随着栽培时间的延长，使用正常的栽培管理措施也会发生发育状况变差、产量降低、品质变劣的现象，重茬障碍普遍发生在园艺作物、大田经济作物和药用植物上。
很早之前，人们在农业生产上就认识到了重茬障碍问题，但一直没能解决这一土壤管理瓶颈问题。现在一般常采用轮作倒茬的耕作方式来避免或减轻这一现象的发生。但是随着人口增多，耕地有限，经济利益的驱动和生产栽培条件等因素的影响，重茬障碍具有加剧的趋势。重茬障碍在世界各地都很普遍，对农业生产造成了很大的损失。总结前人的研究，业界普遍认为四种主要原因导致重茬障碍发生：
1、土壤理化性状的恶化，土壤板结；
2、土壤养分不平衡，有机营养、微量元素亏缺和辅助菌群失衡；
3、植物本身根系分泌和分解产生的自毒多酚类物质；
4、土壤微生物变化，特别是有害真菌的滋生。
纠正土壤重茬障碍，四个方面缺一不可，需要巨大的人力物力。特别是劳动价格上涨、农村壮劳力匮乏的今天，为了纠正重茬障碍进行大规模的土工作业极为困难。而土壤消毒所使用的甲基溴、棉隆、威百亩等，虽然是国际上公认的土壤熏蒸效果最好的药剂，但其具对环境的破坏作用也不可小视。以上问题说明，急需发明一种全面的、环境友好型的农业机械解决重茬障碍。
综合上述分析，首先应该对重茬障碍土壤进行深翻破碎，然后进行消杀处理，然后增施生物有机肥，改良土壤营养和微生物环境，才能一次性完整克服重茬障碍。特别是其中的消杀环节，应该是无公害无污染的。有鉴于以上分析，我们形成了一种全面克服重茬障碍的土壤处理技术体系，特别是在关键步骤上采用微波消毒土壤的工艺方法，与当今的农机技术相融合形成一体化的农业机械，完全通过自动化机械作业纠正土壤重茬障碍。
三、发明内容
本发明将重茬障碍发生机理与当今农机技术相结合，设计了一种能够适应大田和规模性果园作业的自动化重茬土壤处理机。该机械可一次性完成土壤深松、杀菌消毒、土壤营养和生态改良的多功能农业作业机械，全方位克服重茬障碍，无污染无残留且高效地改善重茬土壤性能。适用面广，效率高，针对性强，功效全面，大大节约人力物力，有效的保护环境。
本发明所采用的技术方案是：
一种克服重茬障碍土壤的田间作业机，包括通过输土皮带连接为一体的土壤深翻破碎收集装置、土壤动态微波消杀装置和土壤生态调节施肥装置；土壤深翻破碎收集装置和土壤生态调节施肥装置分别固定在土壤动态微波消杀装置的金属罩壳两端(即输土皮带的出口和入口)；金属罩壳后端(以输土皮带入口处为前方)设有液压支撑轮，液压支撑轮连接有尾轮调节液压缸，尾轮调节液压缸安装在金属罩壳后端两侧，液压支撑轮用于调节金属罩壳高度；液压支撑轮在尾轮调节液压缸作用下调节高度，在工作和运输过程中起支撑作用；金属罩壳下部设有两组承重轮，主要在工作过程中起支撑作用。
所述的土壤深翻破碎收集装置包括深松铲、多输出轴变速箱、旋耕刀、拨土轮和导土罩；多输出轴变速箱与拖拉机动力输出轴连接，拖拉机为多输出轴变速箱提供动力；两只深松铲可活动的对称安装于土壤动态微波消杀装置后端，深松铲之间的间距可调。旋耕刀安装在深松铲后方；两个拨土轮对称安装在旋耕刀后方输土皮带的出口处两侧；旋耕刀和两个拨土轮均与多输出轴变速箱通过齿轮和链连接；旋耕刀上方设有导土罩，确保翻起的土壤能够顺利由拨土轮引导进入输土皮带。在拖拉机牵引驱动下机体向前运动，深松铲划破土层，旋耕刀进而粉碎疏松土壤，在播土轮拨土轮和导土罩的作用下，疏松的土壤进入输土皮带的始端。
所述土壤动态微波消杀装置包括微波发射器、输土皮带和金属罩壳和汽油发电机。微波发射器安装在金属罩壳内部，防止微波外泄对人体造成伤害。汽油发电机和微波控制装置固定在金属罩壳上方。汽油发电机与微波发射器连接，为其提供电源。微波发射器并联安装在金属罩壳内部顶端；金属罩壳与输土皮带之间为输土空腔，即对土壤进行消毒杀菌的工作空间；输土皮带长度等于金属罩壳的长度；输土皮带通过皮带轮与多输出轴变速箱连接，通过皮带轮传输动力。金属罩壳内壁呈鳞状凸起，可加强对微波的反射作用，该凸起呈四棱锥，锥角为160°，金属罩壳内壁上设置凸起的密度为256个/平方米，该凸起可增强金属罩壳内壁对微波的反射作用，从而将大部分微波能量汇聚反射到底部的传送带上，提高微波作用效果。
土壤生态调节施肥装置包括肥料箱、拨肥轴、步进电机、导肥管和开沟器。肥料箱底部设有拨肥轴，拨肥轴的下端与导肥管连接，导肥管的底端连接开沟器；步进电机固定在肥料箱外侧，通过链传动与拨肥轴连接；汽油发电机给步进电机提供电力。肥料箱中的肥料在步进电机的带动下通过拨肥轴转动拨出，经过导肥管输至开沟器施入土中。拨肥量可以通过步进电机进行调节，根据具体土壤状况，以达到最优的施肥量。
本发明的有益效果是：将微波杀毒技术与当今农机技术相结合，设计了一种能够适应大田和规模性果园作业的设备。该机械可一次性完成土地耕整、微波消毒和施肥等作业，无污染无残留且高效地改善果园土壤性能。
四、附图说明
图1、本发明整体结构图
图2、本发明左视图(以与拖拉机连接处为正前方)
图3、本发明右视图
图4是土壤破碎收集装置结构图
图5是金属罩壳内壁图
图中：1整机三点悬挂装置、2拖拉机PTO动力输入轴、3多输出轴变速箱、4拨土轮换向器、5微波发射器、6金属罩壳、7汽油发电机、8排肥装置、9开沟器、10尾部支撑轮、11尾轮调节液压缸、12输土皮带、13承重轮、14液压管道、15微波控制装置、16输土皮带传动装置、17传动皮带轮、18导土罩、19旋耕刀、20深松铲、21施肥器肥料箱、22输土皮带动力输入链条、23拨土轮、24施肥器动力输入传动轮、25输土皮带传动装置、26施肥器控制器、27导肥管28三点悬挂装置横梁、29输土皮带动力输入链条、30拨土轮动力输入齿轮、31旋耕刀动力输入齿轮、32旋耕刀换向器、33鳞状凸起。
五、具体实施方式
本设备由50马力拖拉机带动，首先应该对重茬障碍土壤进行深翻破碎，解决了重茬土壤理化性状恶化的结构性障碍；然后把表层土壤通过集土器和拨土轮(22)，送入金属罩壳(6)的传送带(12)进行微波消杀处理(5)，杀灭土壤微生物和分解酚类物质，解决了重茬土壤病原性微生物滋生的生物性障碍；然后通过排肥装置(8)增施生物有机肥，改良土壤营养和微生物环境，解决了重茬土壤营养匮乏、生态环境不平衡的营养性障碍；在一次作业中从四个方面一次性完整克服重茬障碍。功能强大、完备，针对性强，机械化作业，特别是其中的消杀环节，完全无公害无污染。
整机在运输过程中，尾部支撑轮调节液压缸(11)充液将尾部支撑轮(10)撑起，三点悬挂(1)挂接在拖拉机上由拖拉机牵引行走。工作时，液压缸回油，尾部支撑轮高度降低，机体整体下降下放到合适的工作高度。拖拉机动力输出轴将动力通过万向节传至动力输入轴(2)，进而驱动变速箱(3)内的齿轮系运转，将动力传至三个输出轴(附图4)，中耕机和拨土轮开始工作。在作业面拖拉机前行中，深松铲(20)划破土层，进行深翻，旋耕刀(19)旋转进一步粉碎土壤，在拨土轮(23)和导土罩(18)的作用下，疏松的土壤进入输土皮带(12)前端。在动力输入传动皮带(24)和各级传动皮带的作用下，输土皮带按设定好的速度运转，带动土壤水平向后运动。汽油发电机(7)工作，为微波发射器(5)及施肥器控肥器(26)提供电源。根据汽油发电机功率，设计并联相应数目的微波发射器，微波发射器可采用格兰仕微波炉磁控管M24FA-410A功率约700W或松下微波炉磁控管2M210-M1功率约900W等，微波发射器的数量根据汽油发电机功率确定，如若安装功率10kw的发电机可配套安装10个功率为700w的微波发射器；流入金属罩壳内的土层被高强度微波照射，温度升高以产生消毒杀菌作用。内部的输土皮带有两处换位装置，保证土壤在密封腔内边向后运行边均匀反转，使微波的杀菌效果均匀一致。随着输土皮带转动，将处理后的土壤输出该机械。施肥控制器控制步进电机定量供应有机生物微肥，肥料经导肥管和开沟器施入土壤。整个土壤处理过程完成。如果土壤比较粘重或是重茬障碍程度较深，可先关闭施肥控制器，重复进行土壤松翻和微波消毒作业2-3次，然后启动施肥器，完成整个土壤处理过程。

Claims (1)

1.一种克服重茬障碍土壤的田间作业机，其特征在于包括通过输土皮带连接为一体的土壤深翻破碎收集装置、土壤动态微波消杀装置和土壤生态调节施肥装置；土壤深翻破碎收集装置和土壤生态调节施肥装置分别固定在土壤动态微波消杀装置的金属罩壳两端；
所述的土壤深翻破碎收集装置包括深松铲、多输出轴变速箱、旋耕刀、拨土轮和导土罩；多输出轴变速箱与拖拉机动力输出轴连接，拖拉机为多输出轴变速箱提供动力；两只深松铲可活动的对称安装于土壤动态微波消杀装置后端，深松铲之间的间距可调；旋耕刀安装在深松铲后方；两个拨土轮对称安装在旋耕刀后方输土皮带的出口处两侧；旋耕刀和两个拨土轮均与多输出轴变速箱通过齿轮和链连接；旋耕刀上方设有导土罩，确保翻起的土壤能够顺利由拨土轮引导进入输土皮带；在拖拉机牵引驱动下机体向前运动，深松铲划破土层，旋耕刀进而粉碎疏松土壤，在拨土轮和导土罩的作用下，疏松的土壤进入输土皮带的始端；
所述土壤动态微波消杀装置包括微波发射器、输土皮带、金属罩壳和汽油发电机；微波发射器安装在金属罩壳内部，防止微波外泄对人体造成伤害；汽油发电机和微波控制装置固定在金属罩壳上方；汽油发电机与微波发射器连接，为其提供电源；微波发射器并联安装在金属罩壳内部顶端；金属罩壳与输土皮带之间为输土空腔，即对土壤进行消毒杀菌的工作空间；输土皮带长度等于金属罩壳的长度；输土皮带通过皮带轮与多输出轴变速箱连接，通过皮带轮传输动力；金属罩壳内壁呈鳞状凸起，以加强对微波的反射作用，该凸起呈四棱锥，锥角为160°，金属罩壳内壁上设置凸起的密度为256个/平方米，该凸起能增强金属罩壳内壁对微波的反射作用，从而将大部分微波能量汇聚反射到底部的传送带上，提高微波作用效果；金属罩壳后端设有液压支撑轮，液压支撑轮连接有尾轮调节液压缸，尾轮调节液压缸安装在金属罩壳后端两侧，液压支撑轮用于调节金属罩壳高度；金属罩壳下部设有两组承重轮；
土壤生态调节施肥装置包括肥料箱、拨肥轴、步进电机、导肥管和开沟器；肥料箱底部设有拨肥轴，拨肥轴的下端与导肥管连接，导肥管的底端连接开沟器；步进电机固定在肥料箱外侧，通过链传动与拨肥轴连接；汽油发电机给步进电机提供电力；肥料箱中的肥料在步进电机的带动下通过拨肥轴转动拨出，经过导肥管输至开沟器施入土中；拨肥量通过步进电机调节。
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