CN106941788B - 一种弹齿式水稻除草装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及农业机械设备领域，具体的说是一种弹齿式水稻除草装置，包括车架、驱动轴、车轮、驱动单元、除草单元、两个调整单元、护板和分禾板，所述的驱动轴安装在车架下方，驱动轴上设有车轮；所述的驱动单元位于车架后方，且驱动单元与驱动轴相连接；所述的除草单元位于车架前方，除草单元与驱动轴相连接；所述的两个调整单元位于除草单元左右两侧，调整单元用于调整除草单元距离地面的高度；所述的护板安装在机架中部，护板用于抵挡抛洒出的泥水及杂草；所述的分禾板位于除草单元前方，分禾板用于将水稻与杂草分开，可避免对水稻造成伤害。本发明既能够对稻田的杂草进行清除，又能对土壤进行搅拌，延缓土壤板结，便于使用和推广。

Description

一种弹齿式水稻除草装置
技术领域
本发明涉及农业机械设备领域，具体的说是一种弹齿式水稻除草装置。
背景技术
水稻是我国主要的农产品之一，在水稻秧苗成长的过程中，人们需要经常对稻田除草除虫，以保证水稻秧苗的健康生长。在现阶段稻田除草的方式中，人们一般采用人力拔草、喷洒农药或者利用机械设备进行除草，而人工拔草不但费时费力，效率较低，而且人员成本较高；利用农药进行除草时，虽然省时省力，成本较低，但稻田中残留的农药较多，对人体及环境造成的危害较大；与上述两种方式相比，利用机械设备进行除草相对更加安全、高效。
在稻田除草机械设备研发的道路上，人们一直在不断前进，而在现有技术中，人们也不仅仅满足于功能单一的除草机械设备，在进行研发时，人们往往会赋予除草机械设备一些新的功能，例如申请号为200410070636X的一项中国专利公开了一种弹齿式水稻除草机，一方面利用弹齿将杂草弹出，对杂草进行清除，另一方面利用弹齿将有机肥搅拌在土壤中，可提高有机肥的利用率，并延缓土壤板结。该技术方案虽然在一定程度上能够进行杂草清除和对土壤进行搅拌，但由于弹齿长度方向与杂草生长方向大致相同，且弹齿与土壤的接触面积较小，使得弹齿在进行除草及对土壤的搅拌时效果差，而且在工作中不能根据稻田实际情况对除草装置进行自适应微调，使得弹齿对土壤的搅拌深度不同，搅拌效果差。
鉴于此，本发明提供一种除草效果好、能对土壤进行充分搅拌的水稻除草装置，即一种弹齿式水稻除草装置，其具有以下有益效果：
1.本发明所述的一种弹齿式水稻除草装置，弹齿由圆柱螺旋拉伸弹簧制成，弹齿的轴线与轮毂的轴线夹角为45度，且圆柱螺旋拉伸弹簧的螺距等于簧丝直径。使弹齿的轴线与轮毂的轴线夹角为45度，一方面，倾斜的弹齿能够抓住杂草的主干，有利于将杂草拔出；另一方面，能够使弹齿既能够扫过最大的土壤面积，又能够达到最大的深度，有利于增加土壤搅拌的效果；弹齿采用圆柱螺旋拉伸弹簧，能够增大弹齿与土壤之间的接触面积，进一步提高了土壤搅拌的效果；圆柱螺旋拉伸弹簧与土壤接触时，圆柱螺旋拉伸弹簧的一侧会出现裂缝，杂草可能会进入裂缝，但由于圆柱螺旋拉伸弹簧的螺距等于簧丝直径，当圆柱螺旋拉伸弹簧离开土壤时，圆柱螺旋拉伸弹簧会回弹，相邻的簧丝会将杂草挤断，所以不会出现杂草缠绕在圆柱螺旋拉伸弹簧上的情况，且圆柱螺旋拉伸弹簧回弹是一个渐变的过程，位于裂缝中的杂草更容易被拔出。
2.本发明所述的一种弹齿式水稻除草装置，调整单元能够调节除草单元搅拌土壤的深度，在工作时能够对除草单元进行自适应微调，使得除草单元在不同的地形对土壤进行搅拌时能达到相同的搅拌深度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：本发明提供的一种弹齿式水稻除草装置，既能够对稻田的杂草进行清除，又能对土壤进行搅拌，延缓土壤板结。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种弹齿式水稻除草装置，包括车架、驱动轴、车轮、驱动单元、除草单元、两个调整单元、护板和分禾板，所述的驱动轴安装在车架下方，驱动轴上设有车轮；所述的驱动单元位于车架后方，且驱动单元与驱动轴相连接，驱动单元驱动驱动轴转动，从而实现车架的行走；所述的除草单元位于车架前方，除草单元与驱动轴相连接；驱动轴将驱动单元输出的动力传递给除草单元，从而实现除草单元的转动；所述的两个调整单元位于除草单元左右两侧，调整单元用于调整除草单元距离地面的高度；所述的护板安装在机架中部，护板用于抵挡抛洒出的泥水及杂草；所述的分禾板位于除草单元前方，分禾板用于将水稻与杂草分开，可避免对水稻造成伤害。
所述的车架包括两块侧板、连接板和把持杆，所述的护板和分禾板安装在两块侧板上，两块侧板前方设置有圆弧槽，侧板上设置有安装轴，安装轴相对侧板转动，安装轴上设置有插槽，侧板上还设置有多个调节孔，调节孔沿圆弧槽弧度方向等间距排布在圆弧槽内侧；所述的连接板安装在两块侧板中部，连接板上安装有驱动单元；所述的把持杆安装在侧板后方，把持杆用于作业人员把持，通过把持杆控制车架的方向。
所述的驱动单元包括发动机、变速器、联轴器、一号链轮、二号链轮、三号链轮、一号链条、四号链轮和二号链条，所述的发动机和变速器安装在连接板上，发动机通过联轴器和变速器与一号链轮相连接；所述的二号链轮和三号链轮安装在驱动轴上，且二号链轮与一号链轮之间设有一号链条；所述的四号链轮与除草单元相连接，四号链轮与三号链轮之间设有二号链条。驱动单元一方面驱动车架向前行走，另一方面驱动除草单元转动。
所述的除草单元包括两个固定架、轮轴、轮毂、弹齿座和弹齿，两个固定架分别位于两块侧板内侧，固定架的一端可转动的安装在驱动轴上，固定架的另一端设有可转动的轮轴；所述的轮轴滑动的安装在圆弧槽内，轮轴上安装有四号链轮，轮轴上设置有定位孔，定位孔上安装有定位销；所述的轮毂安装在轮轴上并通过定位销固定，轮毂上安装有多个弹齿座，每个弹齿座上安装有一个弹齿，所述的弹齿的轴线与轮毂的轴线之间的夹角为锐角，此种设计可以使弹齿与杂草茎秆之间形成一定角度，能够增加与弹齿相接触的杂草的数量，从而提高除草的效果。轮轴带动轮毂在固定架上转动，圆弧槽的圆心落在驱动轴上，轮轴在圆弧槽滑动时，三号链轮与四号链轮轴线之间的距离保持不变，在对除草单元进行位置调节时，圆弧槽圆心的设置保证了除草单元动力的稳定输入。
所述的两个调整单元分别安装在两块侧板的外侧，调整单元包括直线板簧、曲线板簧和调节钉，直线板簧的一端安装在安装轴的插槽内，直线板簧的另一端与曲线板簧的一端相固连，曲线板簧的另一端与地面相接触；直线板簧与曲线板簧的连接处设置有安装孔，安装孔与轮轴转动连接；所述的调节钉安装在调节孔上，调节钉上设置有凹槽，直线板簧位于凹槽内，通过调节调节钉的位置，可以实现轮轴沿圆弧槽滑动，从而能够对除草单元进行大范围的调节，曲线板簧可以实现除草单元小范围的调节。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述的弹齿的轴线与轮毂的轴线夹角为45度，弹齿为圆柱螺旋拉伸弹簧，圆柱螺旋拉伸弹簧的螺距等于簧丝直径。使弹齿的轴线与轮毂的轴线夹角为45度，一方面，倾斜的弹齿能够抓住杂草的茎秆，有利于将杂草拔出；另一方面，能够使弹齿既能够扫过最大的土壤面积，又能够达到最大的搅拌深度，有利于增加土壤搅拌的效果；弹齿采用圆柱螺旋拉伸弹簧，能够增大弹齿与土壤之间的接触面积，进一步提高了土壤搅拌的效果；圆柱螺旋拉伸弹簧与土壤接触时，圆柱螺旋拉伸弹簧的一侧会出现裂缝，杂草可能会进入裂缝，但由于圆柱螺旋拉伸弹簧的螺距等于簧丝直径，当圆柱螺旋拉伸弹簧离开土壤时，圆柱螺旋拉伸弹簧会回弹，相邻的簧丝会将杂草挤断，所以不会出现杂草缠绕在圆柱螺旋拉伸弹簧上的情况，且圆柱螺旋拉伸弹簧回弹是一个渐变的过程，位于裂缝中的杂草更容易被拔出。
作为本发明的一种优选的技术方案，弹齿座在轮毂上布置成两排，两排弹齿座相向交错排布；这样布置弹齿座可以使弹齿向两个相反方向伸出，安装在弹齿座上的弹齿可以对不同方位的杂草进行清除，提高了杂草一次性清除的效果。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述的直线板簧和曲线板簧由弹簧钢或碳纤维材料中的一种制成，弹簧钢虽然重量较大，易生锈，但其价格较低廉，有利于降低本装置的生产成本；所述的碳纤维材料虽然造价较高，但其质量比金属铝轻，强度高于钢铁，弹性也较高，能够适应本装置的工作环境。
本发明的有益效果为：
1.本发明所述的一种弹齿式水稻除草装置，弹齿由圆柱螺旋拉伸弹簧制成，弹齿的轴线与轮毂的轴线夹角为45度，且圆柱螺旋拉伸弹簧的螺距等于簧丝直径。使弹齿的轴线与轮毂的轴线夹角为45度，一方面，倾斜的弹齿能够抓住杂草的主干，有利于将杂草拔出；另一方面，能够使弹齿既能够扫过最大的土壤面积，又能够达到最大的深度，有利于增加土壤搅拌的效果；弹齿采用圆柱螺旋拉伸弹簧，能够增大弹齿与土壤之间的接触面积，进一步提高了土壤搅拌的效果；圆柱螺旋拉伸弹簧与土壤接触时，圆柱螺旋拉伸弹簧的一侧会出现裂缝，杂草可能会进入裂缝，但由于圆柱螺旋拉伸弹簧的螺距等于簧丝直径，当圆柱螺旋拉伸弹簧离开土壤时，圆柱螺旋拉伸弹簧会回弹，相邻的簧丝会将杂草挤断，所以不会出现杂草缠绕在圆柱螺旋拉伸弹簧上的情况，且圆柱螺旋拉伸弹簧回弹是一个渐变的过程，位于裂缝中的杂草更容易被拔出。
2.本发明所述的一种弹齿式水稻除草装置，调整单元能够调节除草单元搅拌土壤的深度，在工作时能够对除草单元进行自适应微调，使得除草单元在不同的地形对土壤进行搅拌时能达到相同的搅拌深度。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明的车架的立体结构示意图；
图中：车架1、侧板11、圆弧槽111、安装轴112、调节孔113、连接板12、把持杆13、驱动轴2、车轮3、驱动单元4、发动机41、变速器42、联轴器43、一号链轮44、二号链轮45、三号链轮46、一号链条47、四号链轮48、二号链条49、除草单元5、固定架51、轮轴52、定位孔521、定位销522、轮毂53、弹齿座54、弹齿55、调整单元6、直线板簧61、曲线板簧62、调节钉63、安装孔611、凹槽631、护板7、分禾板8。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图3所示，本发明所述的一种弹齿式水稻除草装置，包括车架1、驱动轴2、车轮3、驱动单元4、除草单元5、两个调整单元6、护板7和分禾板8，所述的驱动轴2安装在车架1下方，驱动轴2上设有车轮3；所述的驱动单元4位于车架1后方，且驱动单元4与驱动轴2相连接，驱动单元4驱动驱动轴2转动，从而实现车架1的行走；所述的除草单元5位于车架1前方，除草单元5与驱动轴2相连接；驱动轴2将驱动单元4输出的动力传递给除草单元5，从而实现除草单元5的转动；所述的两个调整单元6位于除草单元5左右两侧，调整单元6用于调整除草单元5距离地面的高度；所述的护板7安装在机架中部，护板7用于抵挡抛洒出的泥水及杂草；所述的分禾板8位于除草单元5前方，分禾板8用于将水稻与杂草分开，可避免对水稻造成伤害。
如图1至图3所示，本发明所述的一种弹齿式水稻除草装置，所述的车架1包括两块侧板11、连接板12和把持杆13，所述的护板7和分禾板8安装在两块侧板11上，两块侧板11前方设置有圆弧槽111，侧板11上设置有安装轴112，安装轴112相对侧板11转动，安装轴112上设置有插槽，侧板11上还设置有多个调节孔113，调节孔113沿圆弧槽111弧度方向等间距排布在圆弧槽111内侧；所述的连接板12安装在两块侧板11中部，连接板12上安装有驱动单元4；所述的把持杆13安装在侧板11后方，把持杆13用于作业人员把持，通过把持杆13控制车架1的方向。
如图1至图3所示，本发明所述的一种弹齿式水稻除草装置，所述的驱动单元4包括发动机41、变速器42、联轴器43、一号链轮44、二号链轮45、三号链轮46、一号链条47、四号链轮48和二号链条49，所述的发动机41和变速器42安装在连接板12上，发动机41通过联轴器43和变速器42与一号链轮44相连接；所述的二号链轮45和三号链轮46安装在驱动轴2上，且二号链轮45与一号链轮44之间设有一号链条47；所述的四号链轮48与除草单元5相连接，四号链轮48与三号链轮46之间设有二号链条49。驱动单元4一方面驱动车架1向前行走，另一方面驱动除草单元5转动。
如图1至图3所示，本发明所述的一种弹齿式水稻除草装置，所述的除草单元5包括两个固定架51、轮轴52、轮毂53、弹齿座54和弹齿55，两个固定架51分别位于两块侧板11内侧，固定架51的一端可转动的安装在驱动轴2上，固定架51的另一端设有可转动的轮轴52；所述的轮轴52滑动的安装在圆弧槽111内，轮轴52上安装有四号链轮48，轮轴52上设置有定位孔521，定位孔521上安装有定位销522；所述的轮毂53安装在轮轴52上并通过定位销522固定，轮毂53上安装有多个弹齿座54，每个弹齿座54上安装有一个弹齿55，所述的弹齿55的轴线与轮毂53的轴线之间的夹角为锐角，此种设计可以使弹齿55与杂草茎秆之间形成一定角度，能够增加与弹齿55相接触的杂草的数量，从而提高除草的效果。轮轴52带动轮毂53在固定架51上转动，圆弧槽111的圆心落在驱动轴2上，轮轴52在圆弧槽111滑动时，三号链轮46与四号链轮48轴线之间的距离保持不变，在对除草单元5进行位置调节时，圆弧槽111圆心的设置保证了除草单元5动力的稳定输入。
如图1至图3所示，本发明所述的一种弹齿式水稻除草装置，所述的两个调整单元6分别安装在两块侧板11的外侧，调整单元6包括直线板簧61、曲线板簧62和调节钉63，直线板簧61的一端安装在安装轴112的插槽内，直线板簧61的另一端与曲线板簧62的一端相固连，曲线板簧62的另一端与地面相接触；直线板簧61与曲线板簧62的连接处设置有安装孔611，安装孔611与轮轴52转动连接；所述的调节钉63安装在调节孔113上，调节钉63上设置有凹槽631，直线板簧61位于凹槽631内，通过调节调节钉63的位置，可以实现轮轴52沿圆弧槽111滑动，从而能够对除草单元5进行大范围的调节，曲线板簧62可以实现除草单元5小范围的调节。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述的弹齿55的轴线与轮毂53的轴线夹角为45度，弹齿55为圆柱螺旋拉伸弹簧，圆柱螺旋拉伸弹簧的螺距等于簧丝直径。使弹齿55的轴线与轮毂的轴线夹角为45度，一方面，倾斜的弹齿55能够抓住杂草的茎秆，有利于将杂草拔出；另一方面，能够使弹齿55既能够扫过最大的土壤面积，又能够达到最大的搅拌深度，有利于增加土壤搅拌的效果；弹齿55采用圆柱螺旋拉伸弹簧，能够增大弹齿55与土壤之间的接触面积，进一步提高了土壤搅拌的效果；圆柱螺旋拉伸弹簧与土壤接触时，圆柱螺旋拉伸弹簧的一侧会出现裂缝，杂草可能会进入裂缝，但由于圆柱螺旋拉伸弹簧的螺距等于簧丝直径，当圆柱螺旋拉伸弹簧离开土壤时，圆柱螺旋拉伸弹簧会回弹，相邻的簧丝会将杂草挤断，所以不会出现杂草缠绕在圆柱螺旋拉伸弹簧上的情况，且圆柱螺旋拉伸弹簧回弹是一个渐变的过程，位于裂缝中的杂草更容易被拔出。
作为本发明的一种优选的技术方案，弹齿座54在轮毂53上布置成两排，两排弹齿座54相向交错排布；这样布置弹齿座54可以使弹齿向两个相反方向伸出，安装在弹齿座5上的弹齿55可以对不同方位的杂草进行清除，提高了杂草一次性清除的效果。
作为本发明的一种优选的技术方案，所述的直线板簧61和曲线板簧62由弹簧钢或碳纤维材料中的一种制成，弹簧钢虽然重量较大，易生锈，但其价格较低廉，有利于降低本装置的生产成本；所述的碳纤维材料虽然造价较高，但其质量比金属铝轻，强度高于钢铁，弹性也较高，能够适应本装置的工作环境。
工作时，根据需要搅动土壤的深度，作业人员通过调节调节钉63在调节孔113上的位置来调节轮轴52相对于土壤的高度，然后启动发动机41使驱动轴2转动，作业人员通过把持杆13控制车架1前进的方向，驱动轴2带动车轮3转动，使车架1向行驶，同时，驱动轴2带动轮轴52转动，轮轴52带动轮毂53转动，从而使轮毂53上的弹齿55在转动时进行除草和对土壤进行搅拌。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种弹齿式水稻除草装置，包括车架(1)、驱动轴(2)、车轮(3)、驱动单元(4)、除草单元(5)、两个调整单元(6)、护板(7)和分禾板(8)，所述的驱动轴(2)安装在车架(1)下方，驱动轴(2)上设有车轮(3)；所述的驱动单元(4)位于车架(1)后方，且驱动单元(4)与驱动轴(2)相连接；所述的除草单元(5)位于车架(1)前方，除草单元(5)与驱动轴(2)相连接；所述的两个调整单元(6)位于除草单元(5)左右两侧；所述的护板(7)安装在机架中部；所述的分禾板(8)位于除草单元(5)前方；其特征在于：其中：
所述的车架(1)包括两块侧板(11)、连接板(12)和把持杆(13)，所述的护板(7)和分禾板(8)安装在两块侧板(11)上，两块侧板(11)前方设置有圆弧槽(111),圆弧槽(111)的中心落在驱动轴(2)上，侧板(11)上设置有安装轴(112)，安装轴(112)相对侧板(11)转动，安装轴(112)上设置有插槽，侧板(11)上还设置有多个调节孔(113)，调节孔(113)沿圆弧槽(111)弧度方向等间距排布在圆弧槽(111)内侧；所述的连接板(12)安装在两块侧板(11)中部，连接板(12)上安装有驱动单元(4)；所述的把持杆(13)安装在侧板(11)后方；
所述的驱动单元(4)包括发动机(41)、变速器(42)、联轴器(43)、一号链轮(44)、二号链轮(45)、三号链轮(46)、一号链条(47)、四号链轮(48)和二号链条(49)，所述的发动机(41)和变速器(42)安装在连接板(12)上，发动机(41)通过联轴器(43)和变速器(42)与一号链轮(44)相连接；所述的二号链轮(45)和三号链轮(46)安装在驱动轴(2)上，且二号链轮(45)与一号链轮(44)之间设有一号链条(47)；所述的四号链轮(48)与除草单元(5)相连接，四号链轮(48)与三号链轮(46)之间设有二号链条(49)。
2.根据权利要求1所述的一种弹齿式水稻除草装置，其特征在于：所述的除草单元(5)包括两个固定架(51)、轮轴(52)、轮毂(53)、弹齿座(54)和弹齿(55)，两个固定架(51)分别位于两块侧板(11)内侧，固定架(51)的一端可转动的安装在驱动轴(2)上，固定架(51)的另一端设有可转动的轮轴(52)；所述的轮轴(52)滑动的安装在圆弧槽(111)内，轮轴(52)上安装有四号链轮(48)，轮轴(52)上设置有定位孔(521)，定位孔(521)上安装有定位销(522)；所述的轮毂(53)安装在轮轴(52)上并通过定位销(522)固定，轮毂(53)上安装有多个弹齿座(54)，每个弹齿座(54)上安装有一个弹齿(55)，所述的弹齿(55)的轴线与轮毂(53)的轴线之间的夹角为锐角。
3.根据权利要求1所述的一种弹齿式水稻除草装置，其特征在于：所述的两个调整单元(6)分别安装在两块侧板(11)的外侧，调整单元(6)包括直线板簧(61)、曲线板簧(62)和调节钉(63)，直线板簧(61)的一端安装在安装轴(112)的插槽内，直线板簧(61)的另一端与曲线板簧(62)的一端相固连，曲线板簧(62)的另一端与地面相接触；直线板簧(61)与曲线板簧(62)的连接处设置有安装孔(611)，安装孔(611)与轮轴(52)转动连接；所述的调节钉(63)安装在调节孔(113)上，调节钉(63)上设置有凹槽(631)，直线板簧(61)位于凹槽(631)内。
4.根据权利要求2所述的一种弹齿式水稻除草装置，其特征在于：所述的弹齿(55)的轴线与轮毂(53)的轴线之间的夹角为45度。
5.根据权利要求2所述的一种弹齿式水稻除草装置，其特征在于：所述的弹齿(55)为圆柱螺旋拉伸弹簧，且圆柱螺旋拉伸弹簧的螺距等于簧丝直径。
6.根据权利要求2所述的一种弹齿式水稻除草装置，其特征在于：弹齿座(54)在轮毂(53)上布置成两排，两排弹齿座(54)相向交错排布。
7.根据权利要求3所述的一种弹齿式水稻除草装置，其特征在于：所述的直线板簧(61)和曲线板簧(62)由弹簧钢或碳纤维材料中的一种制成。
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