CN106900233B - 一种具有蚯蚓条播功能的沃土装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农业机械，具体是一种具有蚯蚓条播功能的沃土装置。本发明解决了目前尚无一种能够将蚯蚓通过机械化方式播种到目标土壤中的装置的问题。一种具有蚯蚓条播功能的沃土装置，包括机架、肥箱、推肥机构、播肥机构、控制系统；所述机架包括上部矩形架、下部矩形架、两根前部立柱、两根后部立柱、两个前部耳片、两个后部耳片、U形架；所述肥箱包括箱体、两个竖隔板、前部出肥管道、后部出肥管道；所述推肥机构包括顶肥板、两个液压缸、两个前部支座、两个后部支座、两根导轨、丝杠、条形推肥板、步进电机I；所述播肥机构包括前部播肥滚筒、后部播肥滚筒、枢轴、步进电机II。本发明适用于农业领域。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械，具体是一种具有蚯蚓条播功能的沃土装置。
背景技术
多年来我国对粮食、畜禽生产基地和现代化大农业示范区土地的过度开发与利用，导致了耕地质量不断下降，加剧了土质退化和各种农业灾害。为了保障国家粮食安全，改善耕地质量迫在眉睫，农业部提出建设形成土壤肥沃、生态良好、高产稳产、抗灾能力强、与现代农业生产和经营方式相适应的高标准农田。传统上为实现土壤肥沃的目的，通常通过两种方法实现：一是提供可溶性的营养物质供作物直接吸收，该方法的缺陷在于无助于改善土壤环境，无法提高农田耕地的长期生产力，而且会带来微生物数量减少导致土壤板结、耕地的土壤环境更加脆弱等副作用；二是向土壤中添加畜禽粪便、作物秸秆、绿肥等有机废弃物，该方法的缺陷在于无法直接为植物提供可溶的养分，难以测定有机成分并用于精确施肥。为解决土壤肥沃与生态良好之间的矛盾，沃土工程应运而生，沃土工程是通过实施合理耕作、培肥等措施以及配套设施建设，优化配置土壤水分和肥力，实现对土壤水肥的调控，从而提升耕地基础地力，使耕地具备持续高产稳产的能力。在保证生态环境的基础上培育土壤肥力、提高农田质量，也是改造传统农业、发展现代农业的要求。
经过长期研究发现，蚯蚓活动是促进土壤肥力增长，开展沃土活动的重要因素，蚯蚓的活动可对土壤有机质降解、营养循环和土壤形成起到重要作用，同时还可增加土壤养分含量，促进土壤物质循环和能量传递，并与土壤微生物互利共生，改善土壤的生物学性质，若将蚯蚓通过机械化方式播种到目标土壤中，则对土壤的有机质的增加和地力的提升有很大的帮助。
然而，目前尚无一种能够将蚯蚓通过机械化方式播种到目标土壤中的装置。
发明内容
本发明为了解决目前尚无一种能够将蚯蚓通过机械化方式播种到目标土壤中的装置的问题，提供了一种具有蚯蚓条播功能的沃土装置。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种具有蚯蚓条播功能的沃土装置，包括机架、肥箱、推肥机构、播肥机构、控制系统；
所述机架包括上部矩形架、下部矩形架、两根前部立柱、两根后部立柱、两个前部耳片、两个后部耳片、U形架；两根前部立柱的上端分别垂直固定于上部矩形架的左侧边前部和右侧边前部；两根前部立柱的下端分别垂直固定于下部矩形架的左侧边前部和右侧边前部；两根后部立柱的上端分别垂直固定于上部矩形架的左侧边后部和右侧边后部；两根后部立柱的下端分别垂直固定于下部矩形架的左侧边后部和右侧边后部；两个前部耳片分别安装于下部矩形架的左侧边前部和右侧边前部，且两个前部耳片均位于下部矩形架的下方；两个后部耳片分别安装于下部矩形架的左侧边后部和右侧边后部，且两个后部耳片均位于下部矩形架的下方；U形架的两端分别垂直固定于下部矩形架的左侧边中部和右侧边中部，且U形架位于下部矩形架的下方；
所述肥箱包括箱体、两个竖隔板、前部出肥管道、后部出肥管道；箱体的上下两端均设有敞口；箱体的上部嵌装于上部矩形架内；箱体的下部嵌装于下部矩形架内；两个竖隔板均设置于箱体的内腔，且两个竖隔板将箱体的内腔分隔为前部出肥腔、中部储肥腔、后部出肥腔；前部出肥管道位于两个前部耳片之间，且前部出肥管道的上端管口与前部出肥腔的下端敞口连接为一体；后部出肥管道位于两个后部耳片之间，且后部出肥管道的上端管口与后部出肥腔的下端敞口连接为一体；
所述推肥机构包括顶肥板、两个液压缸、两个前部支座、两个后部支座、两根导轨、丝杠、条形推肥板、步进电机I；顶肥板可上下滑动地嵌装于中部储肥腔内；两个液压缸的缸筒分别安装于U形架的底边左部和底边右部；两个液压缸的活塞杆端面均与顶肥板的下表面固定；两个前部支座分别安装于上部矩形架的左侧边前部和右侧边前部，且两个前部支座均位于上部矩形架的上方；两个后部支座分别安装于上部矩形架的左侧边后部和右侧边后部，且两个后部支座均位于上部矩形架的上方；两根导轨相互平行；两根导轨的前端分别固定支撑于两个前部支座的上部；两根导轨的后端分别固定支撑于两个后部支座的上部；丝杠位于其中一根导轨的下方；丝杠的前端转动支撑于其中一个前部支座的下部；丝杠的后端转动支撑于其中一个后部支座的下部；条形推肥板的两端分别滑动支撑于两根导轨上；条形推肥板的一端开设有螺纹孔，且条形推肥板通过该螺纹孔装配于丝杠上；条形推肥板的下边沿与箱体的上端敞口边沿相接触；步进电机I的机座安装于上部矩形架的前侧边右部；步进电机I的输出轴通过联轴器与丝杠的前端连接；
所述播肥机构包括前部播肥滚筒、后部播肥滚筒、枢轴、步进电机II、链轮Ⅰ、链轮Ⅱ、链轮Ⅲ、链轮Ⅳ、传动链条I、传动链条II、传动链条III；前部播肥滚筒位于前部出肥管道内，且前部播肥滚筒的转轴两端分别穿过前部出肥管道的管壁转动支撑于两个前部耳片上；前部播肥滚筒的外侧面垂直固定有若干排拨齿，且各排拨齿围绕前部播肥滚筒的轴线等距排列；后部播肥滚筒位于后部出肥管道内，且后部播肥滚筒的转轴两端分别穿过后部出肥管道的管壁转动支撑于两个后部耳片上；后部播肥滚筒的外侧面垂直固定有若干排拨齿，且各排拨齿围绕后部播肥滚筒的轴线等距排列；枢轴的右端转动支撑于下部矩形架的左侧边中部；步进电机II的机座安装于下部矩形架的左侧边前部；链轮Ⅰ固定装配于步进电机Ⅱ的输出轴上；链轮Ⅱ固定装配于前部播肥滚筒的转轴左端；链轮Ⅲ固定装配于枢轴的左端；链轮Ⅳ固定装配于后部播肥滚筒的转轴左端；传动链条I装配于链轮Ⅰ和链轮Ⅱ上；传动链条II装配于链轮II和链轮Ⅲ上；传动链条III装配于链轮Ⅲ和链轮IV上；
所述控制系统包括转速传感器Ⅰ、转速传感器Ⅱ、转速传感器Ⅲ、两个速度传感器、单片机；转速传感器Ⅱ安装于步进电机I的输出轴上；转速传感器Ⅲ安装于步进电机II的输出轴上；两个速度传感器分别安装于两个液压缸的活塞杆上；单片机的信号输入端分别与转速传感器Ⅰ的信号输出端、转速传感器Ⅱ的信号输出端、转速传感器Ⅲ的信号输出端、两个速度传感器的信号输出端连接；单片机的信号输出端分别与两个液压缸的信号输入端、步进电机I的信号输入端、步进电机II的信号输入端连接。
工作时，下部矩形架的前部通过拖拉机的三点悬挂装置挂接于拖拉机的后方，且下部矩形架可随着三点悬挂装置的升降而升降。转速传感器Ⅰ安装于拖拉机的驱动轮上。具体工作过程如下：首先，通过拖拉机的三点悬挂装置将下部矩形架降至工作位置，并将蚯蚓肥（蚯蚓肥由土壤和蚯蚓均匀混合而成）装入中部储肥腔内。然后，开动拖拉机，单片机分别控制两个液压缸、步进电机I、步进电机II进行启动。随着拖拉机的行进，两个液压缸共同驱动顶肥板向上移动，顶肥板由此将中部储肥腔内的蚯蚓肥向上顶出。与此同时，步进电机I通过丝杠驱动条形推肥板进行前后往复运动，条形推肥板由此将顶肥板顶出的蚯蚓肥向前（向后）推送至前部出肥腔（后部出肥腔）内，前部出肥腔（后部出肥腔）内的蚯蚓肥继而下落至前部出肥管道（后部出肥管道）内。与此同时，步进电机II驱动前部播肥滚筒和后部播肥滚筒进行同步旋转，前部播肥滚筒（后部播肥滚筒）由此通过拨齿将前部出肥管道（后部出肥管道）内的蚯蚓肥播至地表，从而实现蚯蚓条播功能。在上述过程中，转速传感器Ⅰ实时测量拖拉机的驱动轮的转速，并将测得的转速数据发送至单片机。转速传感器Ⅱ实时测量步进电机Ⅰ的转速，并将测得的转速数据发送至单片机。转速传感器Ⅲ实时测量步进电机Ⅱ的转速，并将测得的转速数据发送至单片机。两个速度传感器分别实时测量两个液压缸的运动速度，并将测得的运动速度数据发送至单片机。单片机根据接收到的数据分别调节步进电机Ⅰ的转速、步进电机Ⅱ的转速、两个液压缸的运动速度，由此使得各个工作部件的速度相匹配，从而保证本发明顺利地工作。基于上述过程，本发明所述的一种具有蚯蚓条播功能的沃土装置通过采用全新结构，实现了将蚯蚓通过机械化方式播种到目标土壤中，由此显著增加了土壤的有机质，大幅提升了地力。
所述条形推肥板的前表面和后表面均自上而下均匀分布有模仿蜈蚣体节的棱纹结构，该棱纹结构呈圆弧形。工作时，圆弧形棱纹有效避免了蚯蚓肥粘附在条形推肥板上。
所述拨齿为模仿人类手指形状的圆柱形拨齿，该圆柱形拨齿采用丁腈橡胶制成，其外端呈半球形。工作时，前部播肥滚筒（后部播肥滚筒）通过圆柱形拨齿实现了对蚯蚓肥的柔性抓取，由此有效减小了前部播肥滚筒（后部播肥滚筒）对蚯蚓的物理损伤。
如图6所示，所述棱纹结构的圆弧半径R为1.3~1.5mm；所述棱纹结构的圆弧最高点距表面的距离为h=0.25R；所述棱纹结构中相邻两条棱纹之间的距离为l1=2.5R。
如图7所示，所述前部播肥滚筒/后部播肥滚筒的半径R1为10~12mm；所述圆柱形拨齿的直径d为1.4~2mm；所述圆柱形拨齿的高度h1=（0.1~0.2）R1；相邻两排圆柱形拨齿的夹角α为30°~45°。
如图8所示，每排圆柱形拨齿中相邻的两个圆柱形拨齿之间的距离l2=（1.2~1.5）d。
本发明结构合理、设计巧妙，有效解决了目前尚无一种能够将蚯蚓通过机械化方式播种到目标土壤中的装置的问题，适用于农业领域。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的主视图。
图3是本发明的局部剖视图。
图4是图2的左视图。
图5是图2的俯视图。
图6是本发明中条形推肥板的结构示意图。
图7是本发明中前部播肥滚筒的结构示意图（后部播肥滚筒的结构与前部播肥滚筒的结构一致）。
图8是图7的左视图。
图9是本发明中控制系统的原理图。
图中：101-上部矩形架，102-下部矩形架，103-前部立柱，104-后部立柱，105-前部耳片，106-后部耳片，107-U形架；201-箱体，202-竖隔板，203-前部出肥管道，204-后部出肥管道；301-顶肥板，302-液压缸，303-前部支座，304-后部支座，305-导轨，306-丝杠，307-条形推肥板，308-步进电机I；401-前部播肥滚筒，402-后部播肥滚筒，403-枢轴，404-步进电机II，405-链轮Ⅰ，406-链轮Ⅱ，407-链轮Ⅲ，408-链轮Ⅳ，409-传动链条I，410-传动链条II，411-传动链条III；501-转速传感器Ⅰ，502-转速传感器Ⅱ，503-转速传感器Ⅲ，504-速度传感器，505-单片机；601-拖拉机的三点悬挂装置。
具体实施方式
实施例一
一种具有蚯蚓条播功能的沃土装置，包括机架、肥箱、推肥机构、播肥机构、控制系统；
所述机架包括上部矩形架101、下部矩形架102、两根前部立柱103、两根后部立柱104、两个前部耳片105、两个后部耳片106、U形架107；两根前部立柱103的上端分别垂直固定于上部矩形架101的左侧边前部和右侧边前部；两根前部立柱103的下端分别垂直固定于下部矩形架102的左侧边前部和右侧边前部；两根后部立柱104的上端分别垂直固定于上部矩形架101的左侧边后部和右侧边后部；两根后部立柱104的下端分别垂直固定于下部矩形架102的左侧边后部和右侧边后部；两个前部耳片105分别安装于下部矩形架102的左侧边前部和右侧边前部，且两个前部耳片105均位于下部矩形架102的下方；两个后部耳片106分别安装于下部矩形架102的左侧边后部和右侧边后部，且两个后部耳片106均位于下部矩形架102的下方；U形架107的两端分别垂直固定于下部矩形架102的左侧边中部和右侧边中部，且U形架107位于下部矩形架102的下方；
所述肥箱包括箱体201、两个竖隔板202、前部出肥管道203、后部出肥管道204；箱体201的上下两端均设有敞口；箱体201的上部嵌装于上部矩形架101内；箱体201的下部嵌装于下部矩形架102内；两个竖隔板202均设置于箱体201的内腔，且两个竖隔板202将箱体201的内腔分隔为前部出肥腔、中部储肥腔、后部出肥腔；前部出肥管道203位于两个前部耳片105之间，且前部出肥管道203的上端管口与前部出肥腔的下端敞口连接为一体；后部出肥管道204位于两个后部耳片106之间，且后部出肥管道204的上端管口与后部出肥腔的下端敞口连接为一体；
所述推肥机构包括顶肥板301、两个液压缸302、两个前部支座303、两个后部支座304、两根导轨305、丝杠306、条形推肥板307、步进电机I308；顶肥板301可上下滑动地嵌装于中部储肥腔内；两个液压缸302的缸筒分别安装于U形架107的底边左部和底边右部；两个液压缸302的活塞杆端面均与顶肥板301的下表面固定；两个前部支座303分别安装于上部矩形架101的左侧边前部和右侧边前部，且两个前部支座303均位于上部矩形架101的上方；两个后部支座304分别安装于上部矩形架101的左侧边后部和右侧边后部，且两个后部支座304均位于上部矩形架101的上方；两根导轨305相互平行；两根导轨305的前端分别固定支撑于两个前部支座303的上部；两根导轨305的后端分别固定支撑于两个后部支座304的上部；丝杠306位于其中一根导轨305的下方；丝杠306的前端转动支撑于其中一个前部支座303的下部；丝杠306的后端转动支撑于其中一个后部支座304的下部；条形推肥板307的两端分别滑动支撑于两根导轨305上；条形推肥板307的一端开设有螺纹孔，且条形推肥板307通过该螺纹孔装配于丝杠306上；条形推肥板307的下边沿与箱体201的上端敞口边沿相接触；步进电机I308的机座安装于上部矩形架101的前侧边右部；步进电机I308的输出轴通过联轴器与丝杠306的前端连接；
所述播肥机构包括前部播肥滚筒401、后部播肥滚筒402、枢轴403、步进电机II404、链轮Ⅰ405、链轮Ⅱ406、链轮Ⅲ407、链轮Ⅳ408、传动链条I409、传动链条II410、传动链条III411；前部播肥滚筒401位于前部出肥管道203内，且前部播肥滚筒401的转轴两端分别穿过前部出肥管道203的管壁转动支撑于两个前部耳片105上；前部播肥滚筒401的外侧面垂直固定有若干排拨齿，且各排拨齿围绕前部播肥滚筒401的轴线等距排列；后部播肥滚筒402位于后部出肥管道204内，且后部播肥滚筒402的转轴两端分别穿过后部出肥管道204的管壁转动支撑于两个后部耳片106上；后部播肥滚筒402的外侧面垂直固定有若干排拨齿，且各排拨齿围绕后部播肥滚筒402的轴线等距排列；枢轴403的右端转动支撑于下部矩形架102的左侧边中部；步进电机II404的机座安装于下部矩形架102的左侧边前部；链轮Ⅰ405固定装配于步进电机Ⅱ404的输出轴上；链轮Ⅱ406固定装配于前部播肥滚筒401的转轴左端；链轮Ⅲ407固定装配于枢轴403的左端；链轮Ⅳ408固定装配于后部播肥滚筒402的转轴左端；传动链条I409装配于链轮Ⅰ405和链轮Ⅱ406上；传动链条II410装配于链轮Ⅱ406和链轮Ⅲ407上；传动链条III411装配于链轮Ⅲ407和链轮IV408上；
所述控制系统包括转速传感器Ⅰ501、转速传感器Ⅱ502、转速传感器Ⅲ503、两个速度传感器504、单片机505；转速传感器Ⅱ502安装于步进电机I308的输出轴上；转速传感器Ⅲ503安装于步进电机II404的输出轴上；两个速度传感器504分别安装于两个液压缸302的活塞杆上；单片机505的信号输入端分别与转速传感器Ⅰ501的信号输出端、转速传感器Ⅱ502的信号输出端、转速传感器Ⅲ503的信号输出端、两个速度传感器504的信号输出端连接；单片机505的信号输出端分别与两个液压缸302的信号输入端、步进电机I308的信号输入端、步进电机II404的信号输入端连接。
所述条形推肥板307的前表面和后表面均自上而下均匀分布有模仿蜈蚣体节的棱纹结构，该棱纹结构呈圆弧形。工作时，圆弧形棱纹有效避免了蚯蚓肥粘附在条形推肥板上。
所述拨齿为模仿人类手指形状的圆柱形拨齿，该圆柱形拨齿采用丁腈橡胶制成，其外端呈半球形。工作时，前部播肥滚筒（后部播肥滚筒）通过圆柱形拨齿实现了对蚯蚓肥的柔性抓取，由此有效减小了前部播肥滚筒（后部播肥滚筒）对蚯蚓的物理损伤。
在本实施例中，所述棱纹结构的圆弧半径R为1.3mm；所述棱纹结构的圆弧最高点距表面的距离为h=0.25R=0.325mm；所述棱纹结构中相邻两条棱纹之间的距离为l1=2.5R=3.25mm。所述前部播肥滚筒401/后部播肥滚筒402的半径R1为10mm；所述圆柱形拨齿的直径d为1.4mm；所述圆柱形拨齿的高度h1=0.1R1=1mm；相邻两排圆柱形拨齿的夹角α为30°。每排圆柱形拨齿中相邻的两个圆柱形拨齿之间的距离l2=1.2d=1.68mm。
实施例二
一种具有蚯蚓条播功能的沃土装置，包括机架、肥箱、推肥机构、播肥机构、控制系统；
所述机架包括上部矩形架101、下部矩形架102、两根前部立柱103、两根后部立柱104、两个前部耳片105、两个后部耳片106、U形架107；两根前部立柱103的上端分别垂直固定于上部矩形架101的左侧边前部和右侧边前部；两根前部立柱103的下端分别垂直固定于下部矩形架102的左侧边前部和右侧边前部；两根后部立柱104的上端分别垂直固定于上部矩形架101的左侧边后部和右侧边后部；两根后部立柱104的下端分别垂直固定于下部矩形架102的左侧边后部和右侧边后部；两个前部耳片105分别安装于下部矩形架102的左侧边前部和右侧边前部，且两个前部耳片105均位于下部矩形架102的下方；两个后部耳片106分别安装于下部矩形架102的左侧边后部和右侧边后部，且两个后部耳片106均位于下部矩形架102的下方；U形架107的两端分别垂直固定于下部矩形架102的左侧边中部和右侧边中部，且U形架107位于下部矩形架102的下方；
所述肥箱包括箱体201、两个竖隔板202、前部出肥管道203、后部出肥管道204；箱体201的上下两端均设有敞口；箱体201的上部嵌装于上部矩形架101内；箱体201的下部嵌装于下部矩形架102内；两个竖隔板202均设置于箱体201的内腔，且两个竖隔板202将箱体201的内腔分隔为前部出肥腔、中部储肥腔、后部出肥腔；前部出肥管道203位于两个前部耳片105之间，且前部出肥管道203的上端管口与前部出肥腔的下端敞口连接为一体；后部出肥管道204位于两个后部耳片106之间，且后部出肥管道204的上端管口与后部出肥腔的下端敞口连接为一体；
所述推肥机构包括顶肥板301、两个液压缸302、两个前部支座303、两个后部支座304、两根导轨305、丝杠306、条形推肥板307、步进电机I308；顶肥板301可上下滑动地嵌装于中部储肥腔内；两个液压缸302的缸筒分别安装于U形架107的底边左部和底边右部；两个液压缸302的活塞杆端面均与顶肥板301的下表面固定；两个前部支座303分别安装于上部矩形架101的左侧边前部和右侧边前部，且两个前部支座303均位于上部矩形架101的上方；两个后部支座304分别安装于上部矩形架101的左侧边后部和右侧边后部，且两个后部支座304均位于上部矩形架101的上方；两根导轨305相互平行；两根导轨305的前端分别固定支撑于两个前部支座303的上部；两根导轨305的后端分别固定支撑于两个后部支座304的上部；丝杠306位于其中一根导轨305的下方；丝杠306的前端转动支撑于其中一个前部支座303的下部；丝杠306的后端转动支撑于其中一个后部支座304的下部；条形推肥板307的两端分别滑动支撑于两根导轨305上；条形推肥板307的一端开设有螺纹孔，且条形推肥板307通过该螺纹孔装配于丝杠306上；条形推肥板307的下边沿与箱体201的上端敞口边沿相接触；步进电机I308的机座安装于上部矩形架101的前侧边右部；步进电机I308的输出轴通过联轴器与丝杠306的前端连接；
所述播肥机构包括前部播肥滚筒401、后部播肥滚筒402、枢轴403、步进电机II404、链轮Ⅰ405、链轮Ⅱ406、链轮Ⅲ407、链轮Ⅳ408、传动链条I409、传动链条II410、传动链条III411；前部播肥滚筒401位于前部出肥管道203内，且前部播肥滚筒401的转轴两端分别穿过前部出肥管道203的管壁转动支撑于两个前部耳片105上；前部播肥滚筒401的外侧面垂直固定有若干排拨齿，且各排拨齿围绕前部播肥滚筒401的轴线等距排列；后部播肥滚筒402位于后部出肥管道204内，且后部播肥滚筒402的转轴两端分别穿过后部出肥管道204的管壁转动支撑于两个后部耳片106上；后部播肥滚筒402的外侧面垂直固定有若干排拨齿，且各排拨齿围绕后部播肥滚筒402的轴线等距排列；枢轴403的右端转动支撑于下部矩形架102的左侧边中部；步进电机II404的机座安装于下部矩形架102的左侧边前部；链轮Ⅰ405固定装配于步进电机Ⅱ404的输出轴上；链轮Ⅱ406固定装配于前部播肥滚筒401的转轴左端；链轮Ⅲ407固定装配于枢轴403的左端；链轮Ⅳ408固定装配于后部播肥滚筒402的转轴左端；传动链条I409装配于链轮Ⅰ405和链轮Ⅱ406上；传动链条II410装配于链轮II406和链轮Ⅲ407上；传动链条III411装配于链轮Ⅲ407和链轮IV408上；
所述控制系统包括转速传感器Ⅰ501、转速传感器Ⅱ502、转速传感器Ⅲ503、两个速度传感器504、单片机505；转速传感器Ⅱ502安装于步进电机I308的输出轴上；转速传感器Ⅲ503安装于步进电机II404的输出轴上；两个速度传感器504分别安装于两个液压缸302的活塞杆上；单片机505的信号输入端分别与转速传感器Ⅰ501的信号输出端、转速传感器Ⅱ502的信号输出端、转速传感器Ⅲ503的信号输出端、两个速度传感器504的信号输出端连接；单片机505的信号输出端分别与两个液压缸302的信号输入端、步进电机I308的信号输入端、步进电机II404的信号输入端连接。
所述条形推肥板307的前表面和后表面均自上而下均匀分布有模仿蜈蚣体节的棱纹结构，该棱纹结构呈圆弧形。工作时，圆弧形棱纹有效避免了蚯蚓肥粘附在条形推肥板上。
所述拨齿为模仿人类手指形状的圆柱形拨齿，该圆柱形拨齿采用丁腈橡胶制成，其外端呈半球形。工作时，前部播肥滚筒（后部播肥滚筒）通过圆柱形拨齿实现了对蚯蚓肥的柔性抓取，由此有效减小了前部播肥滚筒（后部播肥滚筒）对蚯蚓的物理损伤。
在本实施例中，所述棱纹结构的圆弧半径R为1.5mm；所述棱纹结构的圆弧最高点距表面的距离为h=0.25R=0.375mm；所述棱纹结构中相邻两条棱纹之间的距离为l1=2.5R=3.75mm。所述前部播肥滚筒401/后部播肥滚筒402的半径R1为12mm；所述圆柱形拨齿的直径d为2mm；所述圆柱形拨齿的高度h1=0.2R1=2.4mm；相邻两排圆柱形拨齿的夹角α为45°。每排圆柱形拨齿中相邻的两个圆柱形拨齿之间的距离l2=1.5d=3mm。
实施例三
一种具有蚯蚓条播功能的沃土装置，包括机架、肥箱、推肥机构、播肥机构、控制系统；
所述机架包括上部矩形架101、下部矩形架102、两根前部立柱103、两根后部立柱104、两个前部耳片105、两个后部耳片106、U形架107；两根前部立柱103的上端分别垂直固定于上部矩形架101的左侧边前部和右侧边前部；两根前部立柱103的下端分别垂直固定于下部矩形架102的左侧边前部和右侧边前部；两根后部立柱104的上端分别垂直固定于上部矩形架101的左侧边后部和右侧边后部；两根后部立柱104的下端分别垂直固定于下部矩形架102的左侧边后部和右侧边后部；两个前部耳片105分别安装于下部矩形架102的左侧边前部和右侧边前部，且两个前部耳片105均位于下部矩形架102的下方；两个后部耳片106分别安装于下部矩形架102的左侧边后部和右侧边后部，且两个后部耳片106均位于下部矩形架102的下方；U形架107的两端分别垂直固定于下部矩形架102的左侧边中部和右侧边中部，且U形架107位于下部矩形架102的下方；
所述肥箱包括箱体201、两个竖隔板202、前部出肥管道203、后部出肥管道204；箱体201的上下两端均设有敞口；箱体201的上部嵌装于上部矩形架101内；箱体201的下部嵌装于下部矩形架102内；两个竖隔板202均设置于箱体201的内腔，且两个竖隔板202将箱体201的内腔分隔为前部出肥腔、中部储肥腔、后部出肥腔；前部出肥管道203位于两个前部耳片105之间，且前部出肥管道203的上端管口与前部出肥腔的下端敞口连接为一体；后部出肥管道204位于两个后部耳片106之间，且后部出肥管道204的上端管口与后部出肥腔的下端敞口连接为一体；
所述推肥机构包括顶肥板301、两个液压缸302、两个前部支座303、两个后部支座304、两根导轨305、丝杠306、条形推肥板307、步进电机I308；顶肥板301可上下滑动地嵌装于中部储肥腔内；两个液压缸302的缸筒分别安装于U形架107的底边左部和底边右部；两个液压缸302的活塞杆端面均与顶肥板301的下表面固定；两个前部支座303分别安装于上部矩形架101的左侧边前部和右侧边前部，且两个前部支座303均位于上部矩形架101的上方；两个后部支座304分别安装于上部矩形架101的左侧边后部和右侧边后部，且两个后部支座304均位于上部矩形架101的上方；两根导轨305相互平行；两根导轨305的前端分别固定支撑于两个前部支座303的上部；两根导轨305的后端分别固定支撑于两个后部支座304的上部；丝杠306位于其中一根导轨305的下方；丝杠306的前端转动支撑于其中一个前部支座303的下部；丝杠306的后端转动支撑于其中一个后部支座304的下部；条形推肥板307的两端分别滑动支撑于两根导轨305上；条形推肥板307的一端开设有螺纹孔，且条形推肥板307通过该螺纹孔装配于丝杠306上；条形推肥板307的下边沿与箱体201的上端敞口边沿相接触；步进电机I308的机座安装于上部矩形架101的前侧边右部；步进电机I308的输出轴通过联轴器与丝杠306的前端连接；
所述播肥机构包括前部播肥滚筒401、后部播肥滚筒402、枢轴403、步进电机II404、链轮Ⅰ405、链轮Ⅱ406、链轮Ⅲ407、链轮Ⅳ408、传动链条I409、传动链条II410、传动链条III411；前部播肥滚筒401位于前部出肥管道203内，且前部播肥滚筒401的转轴两端分别穿过前部出肥管道203的管壁转动支撑于两个前部耳片105上；前部播肥滚筒401的外侧面垂直固定有若干排拨齿，且各排拨齿围绕前部播肥滚筒401的轴线等距排列；后部播肥滚筒402位于后部出肥管道204内，且后部播肥滚筒402的转轴两端分别穿过后部出肥管道204的管壁转动支撑于两个后部耳片106上；后部播肥滚筒402的外侧面垂直固定有若干排拨齿，且各排拨齿围绕后部播肥滚筒402的轴线等距排列；枢轴403的右端转动支撑于下部矩形架102的左侧边中部；步进电机II404的机座安装于下部矩形架102的左侧边前部；链轮Ⅰ405固定装配于步进电机Ⅱ404的输出轴上；链轮Ⅱ406固定装配于前部播肥滚筒401的转轴左端；链轮Ⅲ407固定装配于枢轴403的左端；链轮Ⅳ408固定装配于后部播肥滚筒402的转轴左端；传动链条I409装配于链轮Ⅰ405和链轮Ⅱ406上；传动链条II410装配于链轮Ⅱ406和链轮Ⅲ407上；传动链条III411装配于链轮III407和链轮IV408上；
所述控制系统包括转速传感器Ⅰ501、转速传感器Ⅱ502、转速传感器Ⅲ503、两个速度传感器504、单片机505；转速传感器Ⅱ502安装于步进电机I308的输出轴上；转速传感器Ⅲ503安装于步进电机II404的输出轴上；两个速度传感器504分别安装于两个液压缸302的活塞杆上；单片机505的信号输入端分别与转速传感器Ⅰ501的信号输出端、转速传感器Ⅱ502的信号输出端、转速传感器Ⅲ503的信号输出端、两个速度传感器504的信号输出端连接；单片机505的信号输出端分别与两个液压缸302的信号输入端、步进电机I308的信号输入端、步进电机II404的信号输入端连接。
所述条形推肥板307的前表面和后表面均自上而下均匀分布有模仿蜈蚣体节的棱纹结构，该棱纹结构呈圆弧形。工作时，圆弧形棱纹有效避免了蚯蚓肥粘附在条形推肥板上。
所述拨齿为模仿人类手指形状的圆柱形拨齿，该圆柱形拨齿采用丁腈橡胶制成，其外端呈半球形。工作时，前部播肥滚筒（后部播肥滚筒）通过圆柱形拨齿实现了对蚯蚓肥的柔性抓取，由此有效减小了前部播肥滚筒（后部播肥滚筒）对蚯蚓的物理损伤。
在本实施例中，所述棱纹结构的圆弧半径R为1.4mm；所述棱纹结构的圆弧最高点距表面的距离为h=0.25R=0.35mm；所述棱纹结构中相邻两条棱纹之间的距离为l1=2.5R=3.5mm。所述前部播肥滚筒401/后部播肥滚筒402的半径R1为11mm；所述圆柱形拨齿的直径d为1.8mm；所述圆柱形拨齿的高度h1=0.2R1=2.2mm；相邻两排圆柱形拨齿的夹角α为40°。每排圆柱形拨齿中相邻的两个圆柱形拨齿之间的距离l2=1.5d=2.7mm。
Claims (6)
1.一种具有蚯蚓条播功能的沃土装置，其特征在于：包括机架、肥箱、推肥机构、播肥机构、控制系统；
所述机架包括上部矩形架（101）、下部矩形架（102）、两根前部立柱（103）、两根后部立柱（104）、两个前部耳片（105）、两个后部耳片（106）、U形架（107）；两根前部立柱（103）的上端分别垂直固定于上部矩形架（101）的左侧边前部和右侧边前部；两根前部立柱（103）的下端分别垂直固定于下部矩形架（102）的左侧边前部和右侧边前部；两根后部立柱（104）的上端分别垂直固定于上部矩形架（101）的左侧边后部和右侧边后部；两根后部立柱（104）的下端分别垂直固定于下部矩形架（102）的左侧边后部和右侧边后部；两个前部耳片（105）分别安装于下部矩形架（102）的左侧边前部和右侧边前部，且两个前部耳片（105）均位于下部矩形架（102）的下方；两个后部耳片（106）分别安装于下部矩形架（102）的左侧边后部和右侧边后部，且两个后部耳片（106）均位于下部矩形架（102）的下方；U形架（107）的两端分别垂直固定于下部矩形架（102）的左侧边中部和右侧边中部，且U形架（107）位于下部矩形架（102）的下方；
所述肥箱包括箱体（201）、两个竖隔板（202）、前部出肥管道（203）、后部出肥管道（204）；箱体（201）的上下两端均设有敞口；箱体（201）的上部嵌装于上部矩形架（101）内；箱体（201）的下部嵌装于下部矩形架（102）内；两个竖隔板（202）均设置于箱体（201）的内腔，且两个竖隔板（202）将箱体（201）的内腔分隔为前部出肥腔、中部储肥腔、后部出肥腔；前部出肥管道（203）位于两个前部耳片（105）之间，且前部出肥管道（203）的上端管口与前部出肥腔的下端敞口连接为一体；后部出肥管道（204）位于两个后部耳片（106）之间，且后部出肥管道（204）的上端管口与后部出肥腔的下端敞口连接为一体；
所述推肥机构包括顶肥板（301）、两个液压缸（302）、两个前部支座（303）、两个后部支座（304）、两根导轨（305）、丝杠（306）、条形推肥板（307）、步进电机I（308）；顶肥板（301）可上下滑动地嵌装于中部储肥腔内；两个液压缸（302）的缸筒分别安装于U形架（107）的底边左部和底边右部；两个液压缸（302）的活塞杆端面均与顶肥板（301）的下表面固定；两个前部支座（303）分别安装于上部矩形架（101）的左侧边前部和右侧边前部，且两个前部支座（303）均位于上部矩形架（101）的上方；两个后部支座（304）分别安装于上部矩形架（101）的左侧边后部和右侧边后部，且两个后部支座（304）均位于上部矩形架（101）的上方；两根导轨（305）相互平行；两根导轨（305）的前端分别固定支撑于两个前部支座（303）的上部；两根导轨（305）的后端分别固定支撑于两个后部支座（304）的上部；丝杠（306）位于其中一根导轨（305）的下方；丝杠（306）的前端转动支撑于其中一个前部支座（303）的下部；丝杠（306）的后端转动支撑于其中一个后部支座（304）的下部；条形推肥板（307）的两端分别滑动支撑于两根导轨（305）上；条形推肥板（307）的一端开设有螺纹孔，且条形推肥板（307）通过该螺纹孔装配于丝杠（306）上；条形推肥板（307）的下边沿与箱体（201）的上端敞口边沿相接触；步进电机I（308）的机座安装于上部矩形架（101）的前侧边右部；步进电机I（308）的输出轴通过联轴器与丝杠（306）的前端连接；
所述播肥机构包括前部播肥滚筒（401）、后部播肥滚筒（402）、枢轴（403）、步进电机II（404）、链轮Ⅰ（405）、链轮Ⅱ（406）、链轮Ⅲ（407）、链轮Ⅳ（408）、传动链条I（409）、传动链条II（410）、传动链条III（411）；后部播肥滚筒的结构与前部播肥滚筒的结构一致；前部播肥滚筒（401）位于前部出肥管道（203）内，且前部播肥滚筒（401）的转轴两端分别穿过前部出肥管道（203）的管壁转动支撑于两个前部耳片（105）上；前部播肥滚筒（401）的外侧面垂直固定有若干排拨齿，且各排拨齿围绕前部播肥滚筒（401）的轴线等距排列；后部播肥滚筒（402）位于后部出肥管道（204）内，且后部播肥滚筒（402）的转轴两端分别穿过后部出肥管道（204）的管壁转动支撑于两个后部耳片（106）上；后部播肥滚筒（402）的外侧面垂直固定有若干排拨齿，且各排拨齿围绕后部播肥滚筒（402）的轴线等距排列；枢轴（403）的右端转动支撑于下部矩形架（102）的左侧边中部；步进电机II（404）的机座安装于下部矩形架（102）的左侧边前部；链轮Ⅰ（405）固定装配于步进电机Ⅱ（404）的输出轴上；链轮Ⅱ（406）固定装配于前部播肥滚筒（401）的转轴左端；链轮Ⅲ（407）固定装配于枢轴（403）的左端；链轮Ⅳ（408）固定装配于后部播肥滚筒（402）的转轴左端；传动链条I（409）装配于链轮Ⅰ（405）和链轮Ⅱ（406）上；传动链条II（410）装配于链轮Ⅱ（406）和链轮Ⅲ（407）上；传动链条III（411）装配于链轮Ⅲ（407）和链轮IV（408）上；
所述控制系统包括转速传感器Ⅰ（501）、转速传感器Ⅱ（502）、转速传感器Ⅲ（503）、两个速度传感器（504）、单片机（505）；转速传感器Ⅱ（502）安装于步进电机I（308）的输出轴上；转速传感器Ⅲ（503）安装于步进电机II（404）的输出轴上；两个速度传感器（504）分别安装于两个液压缸（302）的活塞杆上；单片机（505）的信号输入端分别与转速传感器Ⅰ（501）的信号输出端、转速传感器Ⅱ（502）的信号输出端、转速传感器Ⅲ（503）的信号输出端、两个速度传感器（504）的信号输出端连接；单片机（505）的信号输出端分别与两个液压缸（302）的信号输入端、步进电机I（308）的信号输入端、步进电机II（404）的信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有蚯蚓条播功能的沃土装置，其特征在于：所述条形推肥板（307）的前表面和后表面均自上而下均匀分布有模仿蜈蚣体节的棱纹结构，该棱纹结构呈圆弧形。
3.根据权利要求1所述的一种具有蚯蚓条播功能的沃土装置，其特征在于：所述拨齿为模仿人类手指形状的圆柱形拨齿，该圆柱形拨齿采用丁腈橡胶制成，其外端呈半球形。
4.根据权利要求2所述的一种具有蚯蚓条播功能的沃土装置，其特征在于：所述棱纹结构的圆弧半径R为1.3~1.5mm；所述棱纹结构的圆弧最高点距表面的距离为h=0.25R；所述棱纹结构中相邻两条棱纹之间的距离为l1=2.5R。
5.根据权利要求3所述的一种具有蚯蚓条播功能的沃土装置，其特征在于：所述前部播肥滚筒（401）/后部播肥滚筒（402）的半径R1为10~12mm；所述圆柱形拨齿的直径d为1.4~2mm；所述圆柱形拨齿的高度h1=（0.1~0.2）R1；相邻两排圆柱形拨齿的夹角α为30°~45°。
6.根据权利要求5所述的一种具有蚯蚓条播功能的沃土装置，其特征在于：每排圆柱形拨齿中相邻的两个圆柱形拨齿之间的距离l2=（1.2~1.5）d。
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