CN107046829A - 一种仿生中耕培土整形机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业机械技术领域，具体为一种仿生中耕培土整形机，包括固定支架，在固定支架的前侧设置有对土壤斜向切削的犁刀，在固定支架的后侧与犁刀面对应位置连接有对犁刀输送的土壤进行破碎和输送的螺旋培土装置，在螺旋培土装置的外侧设置有对破碎后土壤导向的导向罩装置，沿土壤流动方向，在导向罩装置后侧设置有与固定支架连接的仿生整形装置。本发明通过在导向罩装置的后侧直接设置仿生整形装置，在培土装置对犁刀切削出的土壤进行多次切削并对流向进行控制，使土壤破碎并把土壤输送到植株的根部，并且培土量大，垄形高，仿生整形装置能够对高培土及时地整形，将垄侧面土壤压实。

Description

一种仿生中耕培土整形机

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体为一种仿生中耕培土整形机。

背景技术

玉米、烟草、甘蔗等高秆作物在生长期间，需要通过高培土以防倒伏并利于排水以促进根茎的生长，但我国使用的犁刀式培土方法所需机器动力大，土壤细度不均匀，且难以实现高垄培土，并且存在高培土之后垄形难保持，易被破坏，需要对垄侧土壤进行整形。目前我国使用的培土整形方法传输的动力小，导致土壤不够紧凑，效率低，整形动作不平稳，土壤中若含有石头，或遇到坑洼的地方，易对仿生整形装置造成损坏。为了实现作物田间管理期间更高质高效的培土整形作业，需要发明一种新的培土整形装置来解决这些不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有的培土方法难以实现高垄培土，且整形装置整形动作不平稳，适应能力差，为解决上述问题，提供一种仿生中耕培土整形机。

本发明的目的是以下述方式实现的：

一种仿生中耕培土整形机，包括固定支架，在固定支架的前侧设置有对土壤斜向切削的犁刀，在固定支架的后侧与犁刀面对应位置连接有对犁刀输送的土壤进行破碎和输送的螺旋培土装置，在螺旋培土装置的外侧设置有对破碎后土壤导向的导向罩装置，沿土壤流动方向，在导向罩装置后侧设置有与固定支架连接的仿生整形装置。

仿生整形装置包括与固定支架连接的飞轮，固定支架上设置有与飞轮连接的飞轮支座，飞轮上连接有对称布置的连杆机构，在连杆机构上连接有拍打板。

拍打板为三棱柱型，在拍打板的两端均设置有圆角，在拍打板外侧面均布有仿生手指状的凸起。

连杆机构与拍打板之间连接有缓冲装置。

连杆机构包括一端铰接在飞轮上的连杆Ⅱ，连杆Ⅱ的另一端铰接在连杆Ⅰ中部，在飞轮支座下端连接有支撑架，连杆Ⅰ的里端与支撑架铰接，连杆Ⅰ的外端通过缓冲装置与拍打板连接，连杆Ⅰ通过拍打板角度调节装置与拍打板连接，连杆Ⅰ与拍打板角度调节装置的铰接点位于连杆Ⅱ与连杆Ⅰ的铰接点和连杆Ⅰ与缓冲装置的铰接点之间。

拍打板角度调节装置包括相连接的上侧板和下侧板，上侧板和下侧板上均设置有至少两个连接孔。

连杆Ⅰ上设置有与连杆Ⅱ连接的调节孔。

缓冲装置包括与连杆Ⅰ铰接的大套筒，在大套筒的下端套装有小套筒，大套筒和小套筒之间设置有弹性装置，小套筒与拍打板铰接。

大套筒包括左半大套筒和右半大套筒，左半大套筒和右半大套筒通过锁紧套固定，在大套筒内设置有与小套筒连接的阶梯孔，弹性装置包括设置在小套筒内的钢珠，在钢珠和阶梯孔底部之间设置有弹簧。

相对于现有技术，本发明通过在导向罩装置的后侧直接设置仿生整形装置，在培土装置对犁刀切削出的土壤进行多次切削并对流向进行控制，使土壤破碎并把土壤输送到植株的根部，并且培土量大，垄形高，仿生整形装置能够对高培土及时地整形，将垄侧面土壤压实。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是仿生整形装置结构示意图。

图3是缓冲装置结构示意图。

图4是缓冲装置剖视图。

图5拍打板角度调节装置结构示意图。

图6是拍打板剖视图。

图7是垄形调节装置结构示意图。

图8是垄底宽调节装置结构示意图。

图9是护叶装置结构示意图。

图10是导向罩结构示意图。

其中，1是固定支架；2是垄形调节装置；3是飞轮；4是拍打板；5是缓冲装置；6是拍打板角度调节装置；7是犁刀；8是螺旋培土刀；9是护叶装置；10是支撑板；11是支撑杆；12是支撑架；13是连杆Ⅰ；14是连杆Ⅱ；15是锁紧套；16是导向罩；17是环形螺母；18是锁紧螺杆；19是锁紧压板；20是调节槽；21是侧板；2-1是调节丝杠；2-2是螺纹套；2-3是滑动座；2-4是拉杆；5-1是左半大套筒；5-2是小套筒；5-3是钢珠；5-4是弹簧；5-5是右半大套筒；6-1是调节孔；6-2是调节拉杆；9-1是护叶板；9-2是护叶板支撑；9-1-1是护叶板尖；9-1-2是护叶板下边缘；9-1-3是护叶板斜边缘；16-1是外导向罩； 16-2是导向筋。

具体实施方式

如图1-图10所示，一种仿生中耕培土整形机，包括固定支架1，在固定支架1的前侧设置有对土壤斜向切削的犁刀7，在固定支架1的后侧与犁刀面对应位置连接有对犁刀输送的土壤进行破碎和输送的螺旋培土装置，在螺旋培土装置的外侧设置有对破碎后土壤导向的导向罩装置，沿土壤流动方向，在导向罩装置后侧设置有与固定支架连接的仿生整形装置。螺旋培土装置为螺旋培土刀8。

仿生整形装置包括与固定支架1连接的飞轮3，固定支架1上设置有与飞轮3连接的飞轮支座，飞轮支座内设置有驱动飞轮3的液压马达，飞轮上连接有对称布置的连杆机构，在连杆机构上连接有拍打板。

拍打板4为一端宽，一端窄的三棱柱形，在拍打板的两端均设置有圆角，设置圆角的目的是为了防止安装时刮伤人体，在其外侧面均布有仿生手指状的凸起，拍打板的结构如图6所示，在对垄进行整形后形成一道道凸起的直壁，可以加固垄形，垄上凹槽部分形成导流槽，下雨时，雨水顺势流向垄底，可以防止雨水积留和冲刷破坏垄形，而且在整形的过程中，拍打板和垄之间易产生气流，拍打板上的凹槽部分又可以起到导气的作用，防止土壤的下滑，另外整形后垄侧面的起伏可增加垄的表面积，增加表土受光面积，有利于农作物形成气生根，还可以减少水分的蒸发。

连杆机构与拍打板4之间连接有缓冲装置5。整形时遇到土壤中的石头或坑，缓冲装置可以起到缓冲作用，从而保护整个仿生整形装置，而且可以保护垄形。

连杆机构包括一端铰接在飞轮上的连杆Ⅱ14，连杆Ⅱ14的另一端铰接在连杆Ⅰ13中部，在飞轮支座下端连接有支撑架12，连杆Ⅰ13的里端与支撑架12铰接，支撑架12下端与支撑杆11连接，支撑杆11连接在固定支架1上，支撑杆11中部由支撑板10支撑。连杆Ⅰ13的外端通过缓冲装置与拍打板4连接，连杆Ⅰ13通过拍打板角度调节装置6与拍打板4连接，连杆Ⅰ13与拍打板角度调节装置6的铰接点位于连杆Ⅱ14与连杆Ⅰ13的铰接点和连杆Ⅰ13与缓冲装置5的铰接点之间。

拍打板角度调节装置6为调节拉杆6-2，调节拉杆包括相连接的上侧板和下侧板，上侧板和下侧板上均设置有至少两个连接孔，调节拍打板4的角度时，调节上侧板和下侧板上的连接孔即可。

调节拉杆6-2和连杆Ⅰ13上的调节孔6-1用于调整拍打板的角度，调节孔6-1可以大致调节拍打板4与垄侧面之间的角度，调节拉杆6-2可以进一步调节拍打板4与垄侧面间的角度，直到与之平行，结合空间四连杆机构，仿生鸟类在飞行过程中改变翅膀的角度来改变飞行方向。

连杆Ⅰ13上设置有与连杆Ⅱ14连接的调节孔6-1，调节孔为设置在连杆Ⅰ13上的至少两个通孔，通孔之间通过条形孔连通。

缓冲装置5包括与连杆Ⅰ13铰接的大套筒，在大套筒的下端套装有小套筒5-2，大套筒和小套筒5-2之间设置有弹性装置，小套筒与拍打板铰接。

大套筒包括左半大套筒5-1和右半大套筒5-5，左半大套筒5-1和右半大套筒5-5通过锁紧套15固定，在大套筒内设置有与小套筒5-2连接的阶梯孔，弹性装置包括设置在小套筒内的钢珠5-3，在钢珠5-3和阶梯孔底部之间设置有弹簧5-4。

本发明提出一种仿生中耕培土整形机，包括固定支架1、垄形调节装置2、飞轮3、拍打板4、缓冲装置5、拍打板角度调节装置6、犁刀7、螺旋培土刀8、护叶装置9等组成。拍打板4是一端宽、一端窄类似三棱柱形状的板，目的在于在拍打的那一面更能贴合垄的侧面，完整地对垄面进行压实，其上有仿生手指状结构的凸起，对垄进行整形后形成直壁，可以加固垄形，而且在整形的过程中，拍打板4和垄之间易产生气流，所形成的凹槽又可以起到导气的作用，防止高处土壤下落，另外整形后垄侧面的起伏可增加垄的表面积，增加表土受光面积，有利于农作物形成气生根，减少水分的蒸发，促进农作物的生长。其中缓冲装置5由左半套筒5-1，小套筒5-2，钢珠5-3，弹簧5-4，右半大套筒5-5组成，将钢珠5-3装入小套筒5-2后，钢珠5-3直径和小套筒5-2的内径大小相差很小，防止其在倾斜角度下工作时受力导致歪斜，从而影响其缓冲性能，再将弹簧5-4压在钢珠5-3上，左半大套筒5-1和右半大套筒5-5在小套筒5-2外，再用锁紧套15将左半大套筒5-1和右半大套筒5-5固定，小套筒5-2一端扣合在左右两半大套筒内，另一端连接在拍打板4上，整个大套筒的另一端连接在连杆Ⅰ13上，在拍打板4遇到石头或坑的冲击时，弹簧5-4能够吸收冲击产生的能量，起到缓冲作用，从而保护拍打装置。犁刀7对土壤切削后，螺旋培土刀8将土壤输送到植物根部时，拍打板4在液压马达的驱动下，进行往复拍打动作，其速度仿生中频率飞行的鸟类扑翼频率，在能够满足完整地整形垄侧面前提下，相比仿生高频率扑翼动作，不需要大动力输入，从而节省能源，将垄侧面土壤压实。

如图7所示，垄形调节装置2具体通过垄形调节连杆机构实现其功能，垄形调节连杆机构包括调节丝杠2-1，螺纹套2-2，滑动座2-3和拉杆2-4组成，在固定支架1的中间安装有滑动座2-3，滑动座2-3上面安装有调节丝杠2-1和螺纹套2-2，螺纹套2-2与调节丝杠2-1通过螺纹传动，且螺纹套2-2的两端分别连接有拉杆2-4，拉杆2-4的另一端连接在侧板21上面，拉杆2-4的两端分别可绕螺纹套2-2、侧板21转动，通过螺纹套2-2在调节丝杠2-1上的移动带动螺旋培土刀8绕底部锁紧螺杆6-2的转动，进而实现垄形的调节。其中垄底宽调节装置由环形螺母17，锁紧螺杆18，锁紧压板19，调节槽20等组成，通过环形螺母17，锁紧螺杆18，锁紧压板19共同作用实现侧板21下方的固定，当环形螺母17松开时，通过锁紧螺杆18在调节槽20内的移动实现垄底宽度的调节，调节槽20设置在固定支架1上。

导向罩16由外导向罩16-1和导向筋16-2组成，导向罩16与螺旋培土刀8之间的距离可通过设置在外导向罩5-1上的槽孔进行调节，如图10所示，导向筋5-2在其安装位置上基本呈水平布置。其中，护叶装置由护叶板9-1，护叶板支撑9-2等组成，护叶板支撑9-2连接在与螺旋培土装置连接的连接板上，在作业时，护叶板下边缘9-1-2紧贴垄形上方，护叶板尖9-1-1将贴着垄形的作物叶片铲起，让作物叶片沿着护叶板斜边缘9-1-3向上收拢，防止土壤抛洒对作物叶片遭到损伤，进而达到护叶的目的，如图9所示。

本发明提出一种仿生培土整形机构，模仿鸟类在飞翔时翅膀的拍打动作，在自然界中，鸟类的飞行大致方式分为三类：低频率扑动飞行，扑动频率较低，速度较慢；中频率扑动飞行，扑动频率相对较高，速度相对较快；高频率扑动飞行，这种飞行方式是采用频率极高，翅膀运动规律复杂的扑翼形式，速度极快。本机构采用模仿中频率的扑翼动作，在整形垄时可以调节拍打板4与垄侧面的角度，往复拍打的速度比较合理，不会有遗漏的垄面；若采用模仿高频率扑翼动作，在能够完成垄形整形的前提下需要的动力更大，易浪费能源。这种方式能够将垄侧面的土壤拍的更实，提高作物防风抗倒伏的能力。缓冲装置能够一定程度上减少仿生整形装置在遇到石头或坑时产生的冲击力，保护仿生整形装置，还可以保护垄形。拍打板上有手指状的凸起，形成仿生手指结构，在对垄进行整形后形成一道道凸起的直壁，可以加固垄形，垄上凹槽部分形成导流槽，雨水顺势流向垄底，可以防止雨水积留和冲刷破坏垄形，而且在整形的过程中，拍打板4和垄之间易产生气流，拍打板上凸起之间的凹槽部分又可以起到导气的作用，防止土壤的下滑，另外整形后垄侧面的起伏可增加垄的表面积，增加表土受光面积，有利于农作物形成气生根，还可以减少水分的蒸发。该机构通过一套空间四杆机构驱动拍打板，使拍打板快速往复摆动，仿生中频率扑翼鸟类的速度，实现对垄侧面的压实作用。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种仿生中耕培土整形机，其特征在于：包括固定支架，在固定支架的前侧设置有对土壤斜向切削的犁刀，在固定支架的后侧与犁刀面对应位置连接有对犁刀输送的土壤进行破碎和输送的螺旋培土装置，在螺旋培土装置的外侧设置有对破碎后土壤导向的导向罩装置，沿土壤流动方向，在导向罩装置后侧设置有与固定支架连接的仿生整形装置。

2.根据权利要求1所述的一种仿生中耕培土整形机，其特征在于：仿生整形装置包括与固定支架连接的飞轮，固定支架上设置有与飞轮连接的飞轮支座，飞轮上连接有对称布置的连杆机构，在连杆机构上连接有拍打板。

3.根据权利要求2所述的一种仿生中耕培土整形机，其特征在于：拍打板为三棱柱型，在拍打板的两端均设置有圆角，在拍打板外侧面均布有仿生手指状的凸起。

4.根据权利要求3所述的一种仿生中耕培土整形机，其特征在于：连杆机构与拍打板之间连接有缓冲装置。

5.根据权利要求4所述的一种仿生中耕培土整形机，其特征在于：连杆机构包括一端铰接在飞轮上的连杆Ⅱ，连杆Ⅱ的另一端铰接在连杆Ⅰ中部，在飞轮支座下端连接有支撑架，连杆Ⅰ的里端与支撑架铰接，连杆Ⅰ的外端通过缓冲装置与拍打板连接，连杆Ⅰ通过拍打板角度调节装置与拍打板连接，连杆Ⅰ与拍打板角度调节装置的铰接点位于连杆Ⅱ与连杆Ⅰ的铰接点和连杆Ⅰ与缓冲装置的铰接点之间。

6.根据权利要求5所述的一种仿生中耕培土整形机，其特征在于：拍打板角度调节装置包括相连接的上侧板和下侧板，上侧板和下侧板上均设置有至少两个连接孔。

7.根据权利要求5所述的一种仿生中耕培土整形机，其特征在于：连杆Ⅰ上设置有与连杆Ⅱ连接的调节孔。

8.根据权利要求4所述的一种仿生中耕培土整形机，其特征在于：缓冲装置包括与连杆Ⅰ铰接的大套筒，在大套筒的下端套装有小套筒，大套筒和小套筒之间设置有弹性装置，小套筒与拍打板铰接。

9.根据权利要求8所述的一种仿生中耕培土整形机，其特征在于：大套筒包括左半大套筒和右半大套筒，左半大套筒和右半大套筒通过锁紧套固定，在大套筒内设置有与小套筒连接的阶梯孔，弹性装置包括设置在小套筒内的钢珠，在钢珠和阶梯孔底部之间设置有弹簧。