CN107124921A - 一种限根栽培一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种限根栽培一体机，该一体机包括车辆本体，所述的车辆本体上设置有挖掘前进单元、土壤传送单元、薄膜铺设单元和渗水管敷设单元。所述的挖掘前进单元包括与所述车辆本体的前端相铰接的推土铲，所述推土铲内设置有第一主动辊、第一从动辊和第一传送带，所述推土铲的前端设置有挖土轮。所述挖掘前进单元的后方设置有土壤传送单元。所述土壤传送单元的下方设置有薄膜铺设单元，所述的薄膜铺设单元从前到后依次包括薄膜、压膜组件和破膜组件，所述的破膜组件包括固定设置于所述车辆本体上的安装杆，所述安装杆的下侧面上设置有割刀。通过使用该一体机，挖土、铺膜、铺管、回填和压膜可以一次性完成，提高了生产效率，减少薄膜破损率。

Description

一种限根栽培一体机

技术领域

本发明涉及农业生产中限根栽培技术领域，具体地说是一种用于限根栽培的自动化一体机。

背景技术

限根栽培就是利用一些物理隔离的方法将作物的根域范围控制在一定的容积内,阻断原土壤环境的不良影响，通过控制根系的生长来调节地上部的营养生长和生殖生长过程的一种新型的栽培技术。根域限制的方式主要有垄式、箱筐式、坑式和沟式等多种形式。其中沟式限根栽培是在地面以下挖出一条栽培沟，在沟壁及底部铺垫塑料膜、微孔无纺布等根系不能穿透的隔膜材料，内填种植土后将作物种植于其中。

限根栽培主要有一下几项优点：

1、可用于中、重度盐碱地条件下果树栽植，充分利用盐碱地低廉而丰富的土地资源和光热资源，生产中高档果品，是盐碱地利用的重要措施之一。

2、由于根系分布在已知的范围内，可克服传统栽培条件下施肥的盲目性，能有的放矢地施肥，可避免肥效的后延对树体生长和果实品质的不良影响。

3、由于抑制了新梢的旺盛生长，使树体变的矮小便于密植，同时改变了光合产物的分配，花芽增加产量提高。

4、由于根域的容积小，施用有机肥彻底改良土壤成为可能，有利于实现真正的有机栽培。

由此可见，限根栽培对于现代农业生产具有重要而深远的意义。但是限根栽培的工序复杂，工程投入大，目前尚没有有效的农用机械能够实现限根栽培的自动化生产，在实际操作中仍是依靠人工作业或挖掘机作业，不仅生产效率低，而且投入较大。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种限根栽培一体机，通过使用该一体机，挖土、铺膜、铺设渗水管、回填和压膜可以一次性完成，大大的提高了生产效率，降低了劳动强度。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种限根栽培一体机，包括车辆本体，所述的车辆本体上设置有挖掘前进单元、土壤传送单元和薄膜铺设单元；

所述的挖掘前进单元包括与所述车辆本体的前端相铰接的推土铲，所述推土铲内设置有第一主动辊、第一从动辊和第一传送带；

所述推土铲的前端设置有挖土轮，所述的挖土轮包括与所述的推土铲转动连接的中心辊体，所述的中心辊体上设置有挖土铲；

所述的第一主动辊和中心辊体分别通过第一传动机构与设置于推土铲上的第一电机相连；

所述的推土铲的两侧分别设置有油缸，所述油缸的缸体与车辆本体相铰接，所述油缸的活塞杆通过连接柱与所述的推土铲转动连接；

所述的车辆本体上位于所述挖掘前进单元的后方设置有土壤传送单元；

所述的土壤传送单元包括分别设置于所述车辆本体前、后两端的第二主动辊、第二从动辊和第二传送带，所述的第二主动辊通过第二传动机构与设置于车辆本体上的第二电机相连；

所述的车辆本体内位于所述的第二传送带的下方设置有薄膜铺设单元；

所述的薄膜铺设单元从前到后依次包括薄膜、压膜组件和破膜组件，所述的车辆本体上设置有第一支撑轴，所述的薄膜套设于所述的第一支撑轴上。

所述的破膜组件包括固定设置于所述车辆本体上的安装杆，所述安装杆的下侧面上设置有割刀；

所述的压膜组件包括与所述的车辆本体相铰接的压膜架，所述压膜架上端的左、右两侧分别设置有第一压轮，所述压膜架下端的左、右两侧分别设置有第二压轮；

两个所述第一压轮之间的宽度大于所述挖土轮的宽度，两个所述第二压轮之间的宽度小于等于所述挖土轮的宽度。

进一步地，所述的压膜架包括第二横杆和与所述的车辆本体相铰接的第一横杆，所述的第一横杆和第二横杆通过两根竖杆相连接，两个所述的竖杆之间设置有第三横杆，所述竖杆的前侧面上设置有纵杆，所述纵杆的悬空端分别设置第四横杆，所述的第一压轮设置于所述第四横杆的悬空端，所述的第二压轮设置于所述第二横杆的悬空端。

进一步地，还包括有机肥掺入单元，所述的有机肥掺入单元包括设置于所述第二传送带上方的储料箱，且所述储料箱的下端开口，所述的储料箱内设置有拨料轮，所述的车辆本体上设置有用于驱动所述拨料轮的第三电机。

进一步地，所述的拨料轮包括传动轴，所述的传动轴上沿圆周方向呈放射状均布设置有若干个拨料板。

进一步地，还包括渗水管敷设单元，所述的渗水管敷设单元包括设置于所述第一支撑轴上方的第二支撑轴，所述的第二支撑轴上套设有用于缠绕塑料软管的软管缠绕辊，所述的塑料软管上设置有多个漏水孔，所述压膜架的第三横杆上设置有第一导轮和第二导轮，且所述的第一导向轮和第二导向轮通过耳板与所述的压膜架转动连接。

进一步地，所述的第一传送带上设置有呈L型的第一运料板，所述的第二传送带上设置有第二运料板。

进一步地，所述割刀的下端设置有向前方延伸的悬臂，所述悬臂的悬空端设置有滚轮。

进一步地，两个所述第一压轮之间的宽度比所述挖土轮的宽度大40cm。

进一步地，所述的第二主动辊和第二从动辊之间设置有张紧辊，且所述第二主动辊的高度低于所述第二从动辊的高度，所述张紧辊的高度与所述第二从动辊的高度一致。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的一种限根栽培一体机可一次性完成挖土、铺膜、铺管、回填和压膜，大大的提高了生产效率，降低了劳动强度。

2、通过设置有机肥掺入单元，在进行土壤回填之前将有机肥掺入到待回填的土壤中，从而改良回填土壤。

3、在掺入有机肥的过程中，有机肥的掺入量可以通过改变第二电机的转速来实现，提高了设备的灵活性。

4、通过设置渗水管敷设单元，用于盐碱土盐分淋洗，使用原土回填，节省了购置非盐碱种植土费用。

5、挖掘前进单元中的推土铲可以绕其与车辆本体之间的铰接轴转动，一方面方便了行驶，在不需要工作时，将所述的推土铲抬起即可；另一方面提高了设备的适应性，可以根据需要调整坑的深度。

6、带有漏水孔的塑料软管可以用于调节土壤含水量，防止降雨过多产生的涝害。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为图1中A部分的放大结构示意图；

图3为图1中B部分的放大结构示意图；

图4为图1中C部分的放大结构示意图；

图5为图1中D部分的放大结构示意图；

图6为本发明的侧视图；

图7为图6中E部分的放大结构示意图；

图8为本发明的内部结构示意图；

图9为图8中F部分的放大结构示意图；

图10为图8中G部分的放大结构示意图；

图11为图8中H部分的放大结构示意图；

图12为图8中I部分的放大结构示意图；

图13为去掉成图传送单元后的内部立体结构示意图；

图14为图13中J部分的放大结构示意图；

图15为图13中K部分的放大结构示意图；

图16为图13中L部分的放大结构示意图；

图17为图13中M部分的放大结构示意图；

图18为压膜组件的立体结构示意图；

图19为压膜组件工作原理示意图。

图中：1-车辆主体，2-挖掘前进单元，21-推土铲，22-第一主动辊，23-第一从动辊，24-第一传送带，241-第一运料板，25-挖土轮，251-中心辊体，252-挖土铲，26-第一电机，27-油缸，28-连接柱，3-有机肥掺入单元，31-储料箱，32-拨料轮，321-传动轴，322-拨料板，33-第三电机，4-土壤传送单元，41-第二主动辊，42-第二从动辊，43-张紧辊，44-第二传送带，441-第二运料板，45-第二电机，51-薄膜，52-压膜组件，521-第一横杆，522-第二横杆，523-竖杆，524-第三横杆，525-纵杆，526-第四横杆，527-第一压轮，528-第二压轮，61-软管缠绕辊，62-第一导轮，63-第二导轮，64-耳板。

具体实施方式

为了方便描述，现定义坐标系如图1所示。

如图1所示，一种限根栽培一体机包括车辆本体，所述的车辆本体上设置有挖掘前进单元2、有机肥掺入单元3、土壤传送单元4、薄膜铺设单元和渗水管敷设单元。

如图1所示，所述的挖掘前进单元2设置于所述车辆本体的前端。如图8所示，所述的挖掘前进单元2包括推土铲21，且所述推土铲21的上端与所述的车辆本体相铰接。所述推土铲21内部的上、下两端分别设置有第一主动辊22和第一从动辊23，且所述的第一主动辊22和第一从动辊23分别通过轴承组件与所述的推土铲21转动连接。所述第一主动辊22和第一从动辊23之间设置有第一传送带24，由于在工作的过程中，所述的第一传送带24需要将土壤由低处运往高处，为了提高运输的效率，所述的第一传送带24上设置有第一运料板241。优选的，如图9所示，所述的第一运料板241呈L型。

如图1和图6所示，所述推土铲21的前端设置有与所述的推土铲21宽度相等的挖土轮25，所述的挖土轮25通过轴承组件与所述的推土铲21转动连接。如图8和图9所示，所述的挖土轮25包括中心辊体251，所述的中心辊体251上沿圆周方向呈放射状均布设置有若干个挖土铲252。进一步地，当所述挖土铲252的最下端边线与所述中心辊体251的轴线所形成的平面处于竖直位置时，所述挖土铲252的最下端边线与所述推土铲21的最下端的平面内。

如图1、图5、图6和图7所示，所述的推土铲21上设置有第一电机26，所述的第一电机26分别通过第一传动机构与所述的第一主动辊22和挖土轮25的中心辊体251相连。作为一种具体实施方式，本实施例中，所述的第一传动机构为同步带传动。

如图1和图2所示，所述的车辆本体上位于所述的推土铲21的两侧分别设置有油缸27，所述油缸27的缸体与所述的车辆本体相铰接，所述的推土铲21上设置有连接柱28，所述连接柱28的一端与所述的推土铲21相铰接，所述连接柱28的另一端与所述油缸27的活塞杆固定连接。

如图1和图8所示，所述的车辆本体上位于所述挖掘前进单元2的后方设置有土壤传送单元4。所述的土壤传送单元4包括分别通过轴承组件与所述的车辆本体转动连接的第二主动辊41和第二从动辊42，所述的第二主动辊41通过第二传动机构与固定设置于所述车辆本体上的第二电机45相连，作为一种具体实施方式，本实施例中，所述的第二传动机构采用同步带传动。所述的第二主动辊41和第二从动辊42之间设置有第二传送带44，所述的第二传送带44上设置有第二运料板441。

进一步地，由于所述的第一传送带24和第二传送带44之间是相互衔接的，即即第一传送带24上的土壤到达顶端后，要掉落到第二传送带44上，进而继续向车辆本体的后方传送。若所述的第二主动辊41和第二从动辊42位于同一高度上，这所述的推土铲21的长度势必会加长，从而降低推土铲21的刚性。为此，如图8所示，位于前端的第二主动辊41的高度低于位于后端的第二从动辊42。进一步地，为了保证土壤运输的平稳性，避免土壤向前滑落，如图8所示，所述的第二主动辊41和第二从动辊42之间设置有张紧辊43，且所述的张紧辊43的高度与位于后端的所述的第二从动辊42的高度一致。

进一步地，为了方便向土壤中掺入有机有机肥，有利于实现有机栽培，如图1所示，所述的车辆本体上，位于所述的第二传送带44的上方设置有有机肥掺入单元3。如图1、图8和图10所示，所述的有机肥掺入单元3包括一储料箱31，且所述储料箱31的下端开口。所述储料箱31的左、右两侧分别通过连接板与所述的车辆本体固定连接。所述的储料箱31内位于所述的储料箱31下端设置有拨料轮32。所述的拨料轮32包括传动轴321，所述的传动轴321上沿圆周方向呈放射状均布设置有若干个拨料板322，所述的传动轴321通过轴承组件与所述的储料箱31转动连接。如图4所示，所述的传动轴321的一端与固定设置于所述车辆本体上的第三电机33的输出轴相连。当所述的拨料轮32不转动时，通过拨料轮32的阻挡，防止储料箱31内的有机肥落下，当需要掺入有机肥时，第三电机33转动，带动拨料轮32转动，从而将有机肥拨撒到第二传送带44上的土壤上。另外，这样还可以根据有机肥的需求量，调整第三电机33的转速，从而达到合适的比例。

如图8和图13所示，所述的车辆本体内位于所述的第二传送带44的下方设置有薄膜铺设单元。所述的薄膜铺设单元包括薄膜51、压膜组件52和破膜组件，所述的车辆本体上设置有第一支撑轴，所述的第一支撑轴上套设有薄膜51。如图8和图13所示，本发明中所使用的薄膜51为桶状成卷薄膜51，此种薄膜51经常用于农业生产中，在此不再赘述。

如图8和图13所示，所述的第一支撑轴的后方设置有破膜组件，如图11和图14所示，所述的破膜组件包括固定设置于所述车辆本体上的安装杆，所述的安装杆中部的下侧面上设置有割刀，所述割刀的下端设置有向前方延伸的悬臂，所述悬臂的悬空端设置有滚轮。

如图13和图18所示，所述的压膜组件52包括第一横杆521，所述第一横杆521的左、右两端分别与所述的车辆本体相铰接。所述第一横杆521的下方设置有第二横杆522，且所述的第一横杆521和第二横杆522通过两根竖杆523相连接，两个所述的竖杆523之间设置有第三横杆524。两个所述竖杆523的前侧面上分别设置有向前延伸的纵杆525，两个所述纵杆525的悬空端分别设置有向外侧延伸的第四横杆526。所述的第一横杆521、第二横杆522、竖杆523、第三横杆524、纵杆525和第四横杆526共同形成了压膜架。

所述第四横杆526的悬空端设置有第一压轮527，且两个所述第一压轮527之间的宽度大于所述挖土轮25的宽度，优选的，两个所述第一压轮527之间的宽度比所述挖土轮25的宽度大40cm。

所述第二横杆522的左、右两端分别设置有第二压轮528，且两个所述第二压轮528之间的宽度小于等于所述挖土轮25的宽度。

所述的第二从动辊42位于所述第二压轮528的后方。

进一步地，如图13所示，所述的车辆主体1的内部还设置有渗水管敷设单元。所述的渗水管敷设单元包括设置于所述车辆本体上的第二支撑轴，且所述的第二支撑轴位于所述的第一支撑轴的上方。所用渗水管为可缠绕的塑料软管。所述的第二支撑轴上套设有软管缠绕辊61，所述的软管缠绕辊61上缠绕有塑料软管，且所述的塑料软管上设置有多个漏水孔。如图15所示，所述压膜架的第三横杆524上设置有第一导轮62和第二导轮63，所述的第一导轮62和第二导轮63的两侧分别设置有耳板64，所述的耳板64与第三横杆524固定连接，与所述的第一导轮62和第二导轮63转动连接。这样就可以通过向已经回填的土壤浇水，并使水通过塑料软管上的漏水孔进入到塑料软管内，并最终沿着塑料软管排出，对土壤盐分进行淋洗，从而降低土壤的盐分。另外，在降雨过多时，可通过渗水管快速排涝，降低涝害影响。

工作时，首选在待种植的土地上挖一个满足深度和宽度要求的坑，且所述坑的长度大于一体机的一个车身的长度。然后通过牵引装置将一体机牵引到位，油缸27的活塞杆缩回推土铲21的前端下降并伸入挖好的坑内。

然后抬起压膜架，并如图8所示，拉出薄膜51的自由端，使薄膜51的上层钩挂在滚轮上，并向后拉动薄膜51，在拉动的过程中薄膜51的上侧会被割刀隔开，变成单层的薄膜51。继续拉动薄膜51，直至所述薄膜51的自由端与所述坑的后端对齐。然后如图16、图17和图19所示，放下压膜架，并使所述的第二压轮528压住位于坑内的薄膜51，所述的第一压轮527压住位于坑上面的薄膜51。由于第一压轮527处的薄膜51未完全翻开，因此如图16所示，要使第一压轮527包裹在与地面贴近的薄膜51和未翻开的薄膜51之间。

然后，如图8和图12所示，拉住塑料软管的自由端，并向后拉动塑料软管从所述的第一导轮62和第二导轮63之间穿过，直至所述塑料软管的自由端与所述坑的后端对齐，然后向坑内回填一部分土壤，压住薄膜51和塑料软管。

然后启动第一电机26和第二电机45，挖土轮25转动挖土，将挖掘下来的土壤拨动到推土铲21内，并通过第一传送带24上的呈L型的第一运料板241运送到推土铲21的顶端。到达推土铲21顶端的土壤在重力的作用下下落至第二传送带44上，此时第三电机33启动，并调整第三电机33的转速至合适的范围。第三电机33带动拨料轮32转动，储料箱31内的有机肥在拨料轮32的作用下下落至第二传送带44上，并随土壤一起传送向车辆本体的后方，并回填到已经铺好薄膜51的坑内。在此过程中牵引装置一直牵引着一体机向前运动。在这里所述的牵引装置采用农业机械中常用的拖拉机即可，在此不再赘述。

Claims (9)

1.一种限根栽培一体机，其特征在于：包括车辆本体，所述的车辆本体上设置有挖掘前进单元、土壤传送单元和薄膜铺设单元；

所述的挖掘前进单元包括与所述车辆本体的前端相铰接的推土铲，所述推土铲内设置有第一主动辊、第一从动辊和第一传送带；

所述推土铲的前端设置有挖土轮，所述的挖土轮包括与所述的推土铲转动连接的中心辊体，所述的中心辊体上设置有挖土铲；

所述的第一主动辊和中心辊体分别通过第一传动机构与设置于推土铲上的第一电机相连；

所述的推土铲的两侧分别设置有油缸，所述油缸的缸体与车辆本体相铰接，所述油缸的活塞杆通过连接柱与所述的推土铲转动连接；

所述的车辆本体上位于所述挖掘前进单元的后方设置有土壤传送单元；

所述的土壤传送单元包括分别设置于所述车辆本体前、后两端的第二主动辊、第二从动辊和第二传送带，所述的第二主动辊通过第二传动机构与设置于车辆本体上的第二电机相连；

所述的车辆本体内位于所述的第二传送带的下方设置有薄膜铺设单元；

所述的薄膜铺设单元从前到后依次包括薄膜、压膜组件和破膜组件，所述的车辆本体上设置有第一支撑轴，所述的薄膜套设于所述的第一支撑轴上。

所述的破膜组件包括固定设置于所述车辆本体上的安装杆，所述安装杆的下侧面上设置有割刀；

所述的压膜组件包括与所述的车辆本体相铰接的压膜架，所述压膜架上端的左、右两侧分别设置有第一压轮，所述压膜架下端的左、右两侧分别设置有第二压轮；

两个所述第一压轮之间的宽度大于所述挖土轮的宽度，两个所述第二压轮之间的宽度小于等于所述挖土轮的宽度。

2.根据权利要求1所述的一种限根栽培一体机，其特征在于：所述的压膜架包括第二横杆和与所述的车辆本体相铰接的第一横杆，所述的第一横杆和第二横杆通过两根竖杆相连接，两个所述的竖杆之间设置有第三横杆，所述竖杆的前侧面上设置有纵杆，所述纵杆的悬空端分别设置第四横杆，所述的第一压轮设置于所述第四横杆的悬空端，所述的第二压轮设置于所述第二横杆的悬空端。

3.根据权利要求2所述的一种限根栽培一体机，其特征在于：还包括有机肥掺入单元，所述的有机肥掺入单元包括设置于所述第二传送带上方的储料箱，且所述储料箱的下端开口，所述的储料箱内设置有拨料轮，所述的车辆本体上设置有用于驱动所述拨料轮的第三电机。

4.根据权利要求3所述的一种限根栽培一体机，其特征在于：所述的拨料轮包括传动轴，所述的传动轴上沿圆周方向呈放射状均布设置有若干个拨料板。

5.根据权利要求2所述的一种限根栽培一体机，其特征在于：还包括渗水管敷设单元，所述的渗水管敷设单元包括设置于所述第一支撑轴上方的第二支撑轴，所述的第二支撑轴上套设有用于缠绕塑料软管的软管缠绕辊，所述的塑料软管上设置有多个漏水孔，所述压膜架的第三横杆上设置有第一导轮和第二导轮，且所述的第一导向轮和第二导向轮通过耳板与所述的压膜架转动连接。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种限根栽培一体机，其特征在于：所述的第一传送带上设置有呈L型的第一运料板，所述的第二传送带上设置有第二运料板。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种限根栽培一体机，其特征在于：所述割刀的下端设置有向前方延伸的悬臂，所述悬臂的悬空端设置有滚轮。

8.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种限根栽培一体机，其特征在于：两个所述第一压轮之间的宽度比所述挖土轮的宽度大40cm。

9.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种限根栽培一体机，其特征在于：所述的第二主动辊和第二从动辊之间设置有张紧辊，且所述第二主动辊的高度低于所述第二从动辊的高度，所述张紧辊的高度与所述第二从动辊的高度一致。