CN107318314A - 精量种肥同施与浅埋滴灌铺管集成的智能农机设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种精量种肥同施与浅埋滴灌铺管集成的智能农机设备，它解决了现有技术滴灌带铺设稳定性差、无法自动剪切的问题，具有播种、施肥和灌溉带铺设一体完成的特点，滴灌带铺设稳定，其技术方案为：设备包括气吸式精量播种系统，设于机架；种肥螺旋定量输送系统，设于机架上气吸式精量播种系统的一侧；一种浅埋滴灌铺管系统中压带轮设于机架的下方，一种浅埋滴灌铺管系统，包括与机架固定的滴灌带卷筒架，滴灌带卷筒架的下部从一个方向到另一个方向依次设置换向轮、两个旋转方向相反的滴灌带挤出辊、滴灌带旋转剪切装置、中间轮和压带轮，滴灌带通过换向轮、滴灌带挤出辊、滴灌带旋转剪切装置和中间轮到压带轮。

Description

精量种肥同施与浅埋滴灌铺管集成的智能农机设备
技术领域
本发明涉及农业机械，特别是涉及一种浅埋滴灌铺管系统及一种精量种肥同施与浅埋滴灌铺管集成的智能农机设备。
背景技术
由于水资源供需矛盾日趋尖锐，我国农业所面临的巨大压力和矛盾，必然要逐步转移到农业供水上来。显然，要大幅度增加我国农业供水量是非常困难的，按现状用水需求状况估算，我国21世纪的农业发展面临的供水危机，将更加严峻。解决上述危机的根本出路，是大力发展农业高效节水，逐步提高大范围农业用水利用率和田间单方净耗水量的农产品产出率，以最少的水量投入获得最大的生产效率。水是农业的命脉，也是整个国民经济和人类生活的命脉。水资源状况和利用水平己成为评价一个国家或一个地区经济能否持续发展的重要指标。目前许多单项节水技术均己达到了比较成熟的推广应用阶段，并取得了实际应用效果，但农业节水技术的发展速度仍远远不能适应人口增长和社会经济发展的需求，目前农业用水的有效利用率还很低，渠灌区只有30％—40％，井灌区也只有60％左右，而一些发达国家可达至80％以上。另一方面，我国灌溉水生产效率也很低。因此，节水农业技术覆盖的比例还很小，即使是己经采用节水技术的区域，其节水技术的应用程度，尤其是各种节水技术的综合应用程度还十分低下。这种现状预示着对节水农业技术的需求是很大的，农业高效节水技术的革新必将对我国的农业生产产生突破性的作用。
滴灌是一种先进的节水灌溉技术，它可根据作物生长发育的需要将水分、养分持续而均匀地运送到作物根部附近，最大限度地降低土壤蒸发和水的浪费，较地面灌溉节水80％左右，增产20％—30％。节约农田灌溉用水的主要途径是改变灌溉方式，传统的灌溉方式主要有:漫灌、沟灌、畦灌等灌溉方式。灌溉耗水量大，水分利用率低。近年来随着科技的进步，设施化灌溉技术逐渐得到发展，其中喷灌和滴灌技术的发展越来越受到人们的关注。喷灌与地面灌溉相比，比明渠输水灌溉省水30％—50％；滴灌系统一般比地面浇灌省水30％—50％，有些作物可达80％左右，比喷灌省水10—20％。在地面滴灌的基础上，人们又发展了渗灌技术，即将毛管埋设于地表以下对作物根系进行供水。该技术不但水分利用率高，可降低地表水分蒸发和湿度、抑制杂草，还可减少病虫害，是未来节水灌溉技术的发展方向之一。因此，现阶段需要一种结构简单，功能齐全的滴灌管铺设机械，推动滴灌这一农业技术的发展。
在一般生产条件下，施肥和灌溉两项操作是独立进行的，不仅劳动工序和工作量大，而且易造成施肥和灌水的分离和错位，水肥的吸收无法同步进行。养分和水分混合效应不能得到及时有效发挥，导致水肥利用率下降。滴灌施肥(水肥一体化)就是利用现代设施灌溉技术。把肥料溶入灌溉用水，定时定量定比例将水肥同时供给作物根系，可以大幅度提高水肥利用效率。并可根据作物对水肥的需求规律，在不同生育时期实现定量精准供给。可以预测，滴灌施肥技术代表着现代农业的发展方向，是增加农民收入、减少资源浪费和减少环境污染的重要技术措施，也是可持续农业发展的保障。
滴灌施肥，能有效方便地调节施用肥料的种类、比例、数量及时期，可将肥料施于根区，保证根区养分的供应，减少养分的流失，显著提高肥料养分的利用率。中国氮肥利用率为30％—50％，磷肥利用率为10％—25％，钾肥利用率约为50％。墨西哥的研究表明，要达到相同的蕃茄产量，直接土施时，N、P、K的需要量分别为400、200、600kg/hm2；而滴灌施肥肥料使用量分别减少60％、50％和80％。涂攀峰等在香蕉上的研究表明:滴灌时肥料利用率显著提高，N的利用率可达70％，P达50％，K达80％。甘蔗的滴灌施肥试验研究表明:滴灌施肥的N利用效率达到了75％—80％，常规施肥只有40％。
经检索，昌吉市金世通农机制造有限公司的高红军、赵兵兵、刘跟学设计了地表滴灌带的铺设装置，专利号201520008379.0。公开了一种地表滴灌带的铺设装置，包括滴灌铲支架，所述滴灌铲支架的底部设有滴灌铲，所述滴灌铲支架与陷深杆相连，所述陷深杆的底部设有覆土轮，所述覆土轮的一侧还设有镇压轮；本实用新型的优点在于：节水效果好，节约了成本，降低了劳动力，避免了缺苗、残苗现象的发生。但这种滴灌带铺设装置只能进行地表滴灌带的铺设，而且功能单一，不能适合现在装置功能集成化的趋势。
经检索，辽东学院的贾成发设计了一种滴灌带布设装置，专利号201520419700.4，公开了一种滴灌带布设装置，它包含拖板，该拖板上间歇排列有与其间隙滑动配合的第一螺杆、第二螺杆和第三螺杆以及导向滑杆，所述导向滑杆的一端设置有卷轴固定板，所述的第一螺杆位于靠近卷轴固定板的一端，其底部设置有翻土犁刀，所述的第二螺杆位于第一螺杆与第三螺杆之间，其底部设置有与其转动连接配合的布带轮，所述第三螺杆的底部设置有推土挡板的。本实用新型结构简单，布设方便，能够有效的将开槽、布管、覆土和镇压四道工序集为一体，大大的方便了整体的布设工作，也更加利于滴灌技术的推广。这种滴灌带布设装置虽然能进行地下滴灌带的铺设，但是也不能够实现各功能的集成，滴灌带在铺设过程中无法确定其工作状态，降低了工作过程的稳定性。
经检索，王磊设计了滴灌带铺设机械，专利号201520950917.8，公开了滴灌带铺设机械，具体涉及滴灌带的铺设机械设备。由卷带轮、轴心圈、套带管、开沟器、钢构大梁、牵引架、三角减震器、轮胎和压带轮组成；套带管竖直方向设置，套带管的下端面的后半部分与钢构大梁固定连接，套带管的下端面的前半部分悬空，套带管的上端面的后半部分与轴心圈固定连接，套带管的上端面的前半部分裸露状态；开沟器下端连接压带轮，压带轮的宽度与滴灌带宽度相同。本实用新型提供了滴灌带铺设机械，本实用新型解决了现有市场上的滴灌带铺设设备存在滴灌带铺设与埋土的中间环节没有任何措施，导致滴灌带在铺设之后，埋土之前容易被大风刮起，影响铺设效果的问题。但是其功能单一，不适合大规模推广使用。
经检索，新疆农牧区水利规划总站的王金魁、马铁成、沈涌、王子凯、杨家军、杨新成、艾尔肯·买买提依明发明了可调式浅埋滴灌带铺设装置，专利号201510343216.2。包括结构架、限深轮、圆盘破土轮、开沟犁、滴灌带铺设器、导向轮、覆土器、滴灌带导向套、滚轮和滴灌带悬挂架；结构架上端设有悬挂接口，结构架两侧下方设有限深轮，结构架下方依次布置四组滴灌带铺设装置，每组滴灌带铺设装置下方设有圆盘破土轮和开沟犁，每组滴灌带铺设装置后方设有滴灌带悬挂架，悬挂架上的滴灌带通过滴灌带导向套和滚轮与滴灌带铺设器上的导向轮连接，导向轮后面设有覆土器，滚轮轴与覆土器之间设有弹簧。本发明具有可以同时铺设四排滴灌带、工作效率高、可以调节滴灌带埋设深度和铺设宽度等特点。但是其架构复杂，功能单一，滴灌带剪断也需要手工进行。
经检索，水利部牧区水利科学研究所的徐冰、郭克贞、李和平、田德龙、途拴柱、郑和祥、李泽坤发明了一种牧草地埋滴灌精量播种机，专利号201510528488.X，公开了一种牧草地埋滴灌精量播种机，它包含由型材相互焊接所组成的机架，该机架上安装有可与农机搭载对接的支架，所述机架的一端安装有由板材相互拼接所组成的种肥箱，所述种肥箱的底部安装有相应的分料机构，其中部设置有地轮，该地轮通过轮轴固定安装在机架的两侧，所述轮轴的一端延伸出机架与主动链轮相连，该主动链轮通过链条与分料机构中的从动链轮相连，所述的分料机构通过管道与种肥开沟装置相连。本发明结构简单，使用方便，能够一次操作即可完成布设滴灌带，播种，施肥和平土等操作，大大的节约了相关的人工成本。这种地埋滴灌精量播种机功能较全，但是缺少滴灌带的剪断装置，滴灌带铺设的稳定性也存在不足，并且该装置使用的方向性很强，不适合普通农户的生产使用和大规模的推广。
李仰斌，谢崇宝，张国华，鲁少华，史少培，谢瑞环在《节水灌溉》2014年第9期发表论文《自驱动集成式一体化滴灌机研发》，开发的自驱动集成式一体化滴灌机，集施肥罐、过滤设施、量测控制设施、安全保护装置、自驱动系统于一体，简化滴灌系统的操作和维修难度，实现了滴灌系统首部枢纽的一体化和可移动功能，提升了滴灌系统的使用效率和作业区域，降低工程投资。该设备配有牵引机车、输水管、过滤器、分水器等设备，只要有水源供水，便可进行滴灌作业，要求配套设施相对简便，大大提高了滴灌首部系统的使用率。该滴灌机上留有施肥罐接口，作物需要施肥时，可随时安装施肥罐，方便快捷。牵引机车采用清洁环保电池驱动，操作简便、噪音少，便于不同灌溉地块之间的转移，不受田间的电线杆、树木等障碍物的限制，能够满足平原或丘陵地区不同大小地块灌溉需要，使用范围广泛。但是该装置可能会产生动力不足、续航差的问题。
综上所述，通过对国内外先进技术的检索和已知技术的分析，现有的滴灌铺管机大多功能单一，机械化程度不高，并且存在一些显著的问题。滴灌管在铺设过程中容易产生折叠，使滴灌用水和滴灌用肥无法均匀的传递到农田，装置整体稳定性和可靠性不足，适应性差。滴灌带容易向前滑动或被拉伸导致铺设完成滴灌带长度不足，且滴灌带剪切需手工完成。因此，需要一种集精量播种、种肥同施、浅埋滴灌铺管等功能于一体的机械化程度高，稳定、可靠且适应性和实用性强的智能化农业机械来解决农业生产过程的问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种浅埋滴灌铺管系统，该系统可实现对滴灌带的铺设，结构稳定性高，而且可以实现对滴灌带的自动剪切，工作效率高。
一种浅埋滴灌铺管系统的具体方案如下：
一种浅埋滴灌铺管系统，包括：
与机架固定的滴灌带卷筒架，滴灌带卷筒架的下部从一个方向到另一个方向依次设置换向轮、两个旋转方向相反的滴灌带挤出辊、滴灌带旋转剪切装置、中间轮和压带轮，滴灌带通过换向轮、滴灌带挤出辊、滴灌带旋转剪切装置和中间轮到压带轮；
滴灌带旋转剪切装置包括半圆刃，半圆刃一端与旋转套筒刃连接，旋转套筒刃沿其长度方向设有用于滴灌带在铺设过程中穿过的开口，开口对称设有两处，旋转套筒刃一侧长度长于另一侧，半圆刃套于旋转轴上，旋转轴上设置旋转剪切手柄，旋转剪切手柄与机架之间设置弹性件，弹性件可以是弹簧，该铺带机构可广泛应用于农业机械，如玉米种植机械、棉花种植机械等。
所述滴灌带旋转剪切装置倾斜设置，使其在滴灌带铺设完成后剪断时剪切应力均匀变化，减小了剪断滴灌带所需的外力。
所述压带轮外表面每隔设定角度黏贴有凸块，凸块交错设置于压带轮外表面，凸块为橡胶材料，使用时，压带轮与地面接触。
为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种精量种肥同施与浅埋滴灌铺管集成的智能农机设备，该农机设备可根据农业生产的实际需要，进行单元整合扩展，本设备各系统相对位置可进行调节，以适应不同作物的不同播种需求。本装置可以通过各系统的配合来实现智能化高效播种施肥灌溉，提高了机器适应性和农业耕种的工作效率，该设备包括：
气吸式精量播种系统，设于机架；
种肥螺旋定量输送系统，设于机架上气吸式精量播种系统的一侧；
一种浅埋滴灌铺管系统，一种浅埋滴灌铺管系统中压带轮设于机架的下方。
该系统可以实现滴灌带的铺设，定量施肥和定量播种，有效提高了作业机械的工作效率。
所述机架一侧通过连杆设有压土辊，压土辊设于机架的后侧，压土辊与连杆可旋转设置；
进一步地，机架与车轮连接。
所述气吸式精量播种系统包括集种箱，集种箱一侧封闭，另一侧设置开口，开口处设置挡种板，挡种板一侧设置齿型圆盘和带孔圆盘，挡种板、齿型圆盘和带孔圆盘均与转盘后盖固连，且带孔圆盘均与转盘后盖设置于传动轴上，转盘后盖通过管路与负压风机连接，集种箱底部通过落种槽与落种管连接；
进一步地，挡种板呈半圆形状，挡种板一侧设置种位牵引板，种位牵引板为半圆环状，用于调整种子位姿，保证带孔圆盘上的孔与种子一一对应，以实现精量播种功能。
进一步地，传动轴与动力源连接或者传动轴通过传动轮与车轮连接，车轮为橡胶轮，机架与拖拉机车架固定，这里的车轮为从动橡胶轮；
进一步地，在集种箱顶部设置种箱，种箱与机架固定，且种箱设于集种箱的顶部。
所述机架与双圆盘开沟器连接，双圆盘开沟器上方设置与机架连接的活动孔板，用于调节双圆盘开沟器的高度，所述落种管的底部设于双圆盘开沟器中两个圆盘中部；且双圆盘开沟器横向位置可以通过螺钉固连位置调节装置即横向活动孔板进行调节，开沟深度可以通过种沟深度调节装置，即自锁丝杠四连杆旋转机构进行调整，对于不同作物只需调节横向距离和开沟深度即可。而播种系统只需更换对应的齿型圆盘和带孔圆盘即实现对不同种类的农作物进行播种工作。
进一步地，所述双圆盘开沟器为两个均倾斜设置且前端相交的锯齿盘。
所述种肥螺旋定量输送系统包括种肥箱，种肥箱底部设置落肥管，且在种肥箱底部设置种肥螺旋输送装置，种肥螺旋输送装置包括传动轴，传动轴上设置两个旋向相反的绞龙叶片；落肥管前侧设置种肥开沟器，种肥开沟器与机架固定，其为一个L型的开沟器，且其与双圆盘开沟器的横向距离为种肥与种子埋放的合理间距。
滴灌带卷筒架设于种肥箱的前侧，种箱设于种肥箱的后侧，种箱设置4个，种肥箱可设置两个，一个种肥箱用于两行作物的施肥，滴灌带卷筒架设有两个，压带轮设于两行作物的中间。
进一步地，在落肥管的下端设置间歇同步施肥装置。
所述间歇同步施肥装置包括控肥圆盘，控肥圆盘开有至少一个开孔，控肥圆盘与槽轮机构中槽轮同轴连接，槽轮通过槽轮支撑架固定，且槽轮机构中圆柱销设于圆柱销支撑圆盘，控肥圆盘与落肥管垂直设置。
圆柱销支撑圆盘通过传动链轮与气吸式精量播种系统相连，以实现播种与施肥同步进行。
所述带孔圆盘设置第一检测传感器，在滴灌带挤出辊与中间轮之间的机架设有第二检测传感器，两个检测传感器、电动机分别与控制系统连接，电动机转轴上设置旋转补种辊，旋转补种辊开有圆孔，圆孔上部为种箱，圆孔底部为所述的落种槽，两个检测传感器均为光电传感器，控制系统为PLC控制器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)浅埋滴灌铺管系统设计了异向旋转滴灌带挤出辊，保证被挤出的滴灌带不会出现折弯，使滴灌工作更加顺利，滴管系统更加稳定、可靠。在压带轮上粘接了橡胶制的凸块，保证了滴灌带处于张紧状态，防止了滴灌带跟随机器向前行进的状况发生。
(2)采用气吸式精量播种系统，保证了播种的精确性和稳定性，实现了精量播种。双开沟圆盘采用锯齿形圆盘，可以很好的切断土地里残余的植物根部和各种秸秆，提高了开沟器的开沟能力，且双圆盘开沟器可进行横向纵向双向移动，可以调节播种行间距及播种深度，提高了机器的适应性。
(3)种肥螺旋定量输送系统通过两个螺旋角大小相等、方向相反的绞龙双向输送肥料，落肥管被阻塞的几率大大降低，提高了整体机器运转的整体效率及稳定性。通过绞龙的匀速转动进行螺旋输送以及间歇同步施肥装置控制种肥的下落过程，使种肥的施放更加均匀合理可控，实现种肥同施功能，提高了肥料的利用效率。
(4)安装了滴灌带剪带装置，在完成播种后可以通过旋转套筒对滴灌带进行定量切断，无需人工使用剪刀剪断，提高了滴灌带铺设的机械化程度。
(5)通过各传感器协作实现智能补种、滴灌带监测，实现了农机智能化。
(6)本装置可以通过多单元并联整合满足不同农业生产的需求。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为浅埋滴灌铺管系统轴测示意图；
图2为装置单个工作单元侧视示意图；
图3为装置单个工作单元俯视示意图；
图4为装置单个工作单元后视示意图；
图5为浅埋滴灌铺管系统轴测示意图
图6为浅埋滴灌铺管系统侧视示意图；
图7为滴灌带旋转剪切装置示意图；
图8为压带辊剖视示意图；
图9为气吸式精量播种系统侧面示意图；
图10为种沟深度调节装置示意图；
图11为活动孔板示意图；
图12为气吸式精量播种系统局部爆炸示意图；
图13为种肥螺旋定量输送系统侧视示意图；
图14为种肥螺旋输送装置剖视示意图；
图15为种肥螺旋定量输送系统剖视图；
图16为间歇同步施肥装置示意图；
图17为槽轮机构工作示意图；
图18为智能监测实时补种系统示意图；
图19为装置多单元并联示意图；
图20为装置单个工作单元在农田中的工作效果图。
图中：I-浅埋滴灌铺管系统，II-机架，III-从动橡胶轮，IV-覆土装置，V-气吸式精量播种系统，VI-种肥螺旋定量输送系统，VII-智能监测实时补种系统，I-1-滴灌带卷筒架，I-2-滴灌带，I-3-换向轮，I-4-上异向旋转滴灌带挤出辊，I-5-下异向旋转滴灌带挤出辊，I-6-压带轮，I-6-1-橡胶制凸块，I-6-2滚动轴承，I-6-3圆轮，I-7-中间轮，I-8-滴灌带旋转剪切装置，I-8-1-半圆刃，I-8-2-旋转套筒刃，I-9-传感器，I-10-滴灌带开沟器，I-11-滴灌带旋转剪切手柄，IV-1-压土辊，IV-2-覆土轮，V-1-种箱，V-2-种位牵引板，V-3-齿型圆盘，V-4-集种箱，V-5-锯齿盘，V-6-种沟深度调节装置，V-7-落种管，V-8-落种槽，V-9-传动轴，V-10-密封圈，V-11-带孔圆盘，V-12-气吸支管，V-13-转盘后盖，V-14-挡种板，V-15-气吸干管，V-16-活动孔板，V-6-1-连接机架，V-6-2-连杆，V-6-3-螺母，V-6-4-丝杠，V-6-5-连架圆柱，V-16-1-螺母，V-16-2-第一板，V-16-3-第二板，V-16-4-螺栓，V-16-5-圆孔，VI-1-种肥箱，VI-2-种肥螺旋输送装置，VI-3-肥沟深度调节装置，VI-4-落肥管，VI-5-间歇同步施肥装置，VI-6-种肥开沟器，VI-5-1-控肥圆盘，VI-5-2-槽轮支撑架，VI-5-3-槽轮，VI-5-4-圆柱销支撑圆盘，VI-5-5-传动链轮，VI-5-6-圆柱销，VII-1-电动机，VII-2-旋转补种辊。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种浅埋滴灌铺管系统及一种精量种肥同施与浅埋滴灌铺管集成的智能农机设备。
本申请的一种典型的实施方式中，实施例1以4行作业设备为例：
如图1、图2、图3、图4所示，机器工作时，需由拖拉机悬架与设备机架II的前端相连接。整个设备包括浅埋滴灌铺管系统I，机架II，从动橡胶轮III，覆土装置IV，气吸式精量播种系统V，种肥螺旋定量输送系统VI，智能监测实时补种系统VII。智能监测实时补种系统VII安装在气吸式精量播种系统V上。机器运转时从动橡胶轮III紧贴地面，通过与地面的摩擦力使其产生旋转运动，为其他部件提供动力。机架II由各种型材配合零件安装位置焊接而成。浅埋滴灌铺管系统I、覆土装置IV、气吸式精量播种系统V、种肥螺旋定量输送系统VI均固连在机架II上
如图5、图6、图7、图8所示，浅埋滴灌铺管系统包括滴灌带卷筒架I-1，滴灌带I-2，换向轮I-3，上异向旋转滴灌带挤出辊I-4，下异向旋转滴灌带挤出辊I-5，压带轮I-6，中间轮I-7，滴灌带旋转剪切装置I-8，传感器I-9，滴灌带开沟器I-10，滴灌带旋转剪切手柄I-11。滴灌带开沟器I-10焊接固连在机架II上，实现开沟工作。滴灌带卷筒架I-1铰接在机架II上，机器工作时滴灌带卷筒可以旋转。滴灌带I-2置于滴灌带卷筒架I-1上。换向轮I-3通过滚动轴承铰接于机架II上，位于滴灌带卷筒架I-1下方，距地面20cm左右处。在换向轮I-3右侧，上异向旋转滴灌带挤出辊I-4和下异向旋转滴灌带挤出辊I-5通过滚动轴承铰接于机架上，上异向旋转滴灌带挤出辊I-4和下异向旋转滴灌带挤出辊I-5的缝隙与换向轮I-3下边缘对齐，上异向旋转滴灌带挤出辊I-4和下异向旋转滴灌带挤出辊I-5的间隙等于或略小于滴灌带I-2的厚度，使上异向旋转滴灌带挤出辊I-4和下异向旋转滴灌带挤出辊I-5有足够大的摩擦力使滴灌带I-2按一定速度挤出。在上异向旋转滴灌带挤出辊I-4和下异向旋转滴灌带挤出辊I-5的外侧焊接固连着滴灌带旋转剪切装置I-8。滴灌带旋转剪切装置I-8由半圆刃I-8-1和旋转套筒刃I-8-2组成，半圆刃I-8-1的两侧焊接于机架II上，旋转套筒刃I-8-2与半圆刃I-8-1过渡配合，套于半圆刃I-8-1上。旋转套筒刃I-8-2的一侧中间有一定缝隙，可以保证滴灌带I-2在铺设过程中穿过该装置。旋转套筒刃I-8-2切削时工作位置倾斜一定角度，使其在滴灌带I-2铺设完成后剪断时剪切应力均匀变化，减小了剪断滴灌带I-2所需的外力。滴灌带旋转剪切手柄I-11焊接固连在转轴上，转轴通过滚动轴承铰接在机架II上。滴灌带I-2铺设完成后可旋转滴灌带旋转剪切手柄I-11，旋转剪切手柄I-11旋转带动滴灌带旋转剪切装置I-8转动，从而剪断滴灌带I-2。旋转剪切手柄I-11与弹簧相连接，弹簧另一端连接在机架II上，转动旋转剪切手柄I-11剪断滴灌带I-2后，在弹簧弹力作用下可使其恢复原位。沿滴灌带I-2的方向在滴灌带旋转剪切装置I-8后铰接在机架II上有中间轮I-7，中间轮I-7起到对滴灌带I-2的支撑作用，使滴灌带I-2在压带轮I-6和中间轮I-7之间始终张紧，便于滴灌带旋转剪切装置I-8剪切滴灌带I-2。随后滴灌带I-2进入压带轮I-6，压带轮I-6是中间凹下且每隔一定角度粘接上了橡胶制凸块I-6-1的圆轮I-6-3。压带轮I-6通过滚动轴承I-6-2铰接在机架上，并且其下部与土壤接触，使滴灌带I-2埋放在合理的位置。传感器I-9安装在滴灌带I-2张紧处，一旦发生滴灌带I-2断带或用尽的情况，传感器I-9会将信号传递给控制系统，控制系统处理信号，发出警报。
如图9、图10、图11、图12所示，气吸式精量播种系统V包括种箱V-1、种位牵引板V-2、齿型圆盘V-3、集种箱V-4、锯齿盘V-5、种沟深度调节装置V-6、落种管V-7、落种槽V-8、传动轴V-9、密封圈V-10、带孔圆盘V-11、气吸支管V-12、转盘后盖V-13、挡种板V-14、气吸干管V-15。四个种箱V-1安装在机架II上，种箱V-1起到储存种子的作用。机架II起到固定种箱V-1的作用。种箱V-1下方焊接固连一刚性管体，管体下方焊接固连着集种箱V-4。集种箱V-4一侧封闭，另一侧侧与挡种板V-14、种位牵引板V-2、密封圈V-10通过螺栓固连在转盘后盖V-13上。带孔圆盘V-11和齿型圆盘V-3的中心线在转盘后盖V-13中心线上。带孔圆盘V-11和齿型圆盘V-3焊接固连于传动轴V-9上。传动轴V-9上通过键连接连接着传动轮，传动轮通过传动原件以一定的传动比与从动橡胶轮III上的传动轮相连接。因此齿型圆盘V-3和带孔圆盘V-11均可由从动橡胶轮III随着整个装置的运动进行旋转运动。负压风机通过皮带及皮带轮与拖拉机的飞轮相连接，通过气吸式播种系统V所需负压的压强推算出负压风机的大小功率及其转速，再根据转速关系确定负压风机与拖拉机飞轮的传动比。通过负压风机产生的负压，进而产生吸力，通过密封性好的气吸干管V-15、气吸支管V-12传递到带孔圆盘V-11上的孔。密封圈V-10安装在带孔圆盘V-11与转盘后盖V-13处，与转盘后盖V-13过盈配合。其作用是增加密闭性，防止负压风机所产生的吸力受到损失。种箱V-1内的种子受负压影响吸附在带孔圆盘V-11上的孔周围，带孔圆盘V-11吸附着种子在旋转运动过程中，通过种位牵引板V-2刮去多余的种子并将一枚种子运送至带孔圆盘V-11上的孔中心，使种子与孔紧密贴合，并保证一个孔上只有一个种子，以实现精量播种功能。挡种板V-14位于齿型圆盘V-3的下部，通过螺钉连接在转盘后盖V-13上。挡种板V-14为刚性部件，其不仅可以将齿形圆盘V-3上的种子刮下，还会挡住带孔圆盘V-11上对应的孔，使该处孔不再对种子产生吸力，从而保证了种子能够顺利的落入落种管V-7中。双圆盘开沟器上方焊接固连着活动孔板V-16，活动孔板V-16通过螺栓连接在机架II上，横向位置可以通过活动孔板V-16与机架II的相对位置进行调节，通过螺栓连接紧固其所在位置。开沟深度可以通过种沟深度调节装置V-6进行调节。种沟深度调节装置包括四根连杆V-6-2，相邻的连杆通过连接机架V-6-1与连架圆柱V-6-5(与机架连接)进行连接，其中对立的连接机架V-6-1之间设有带螺母V-6-3的丝杠V-6-4，用于调节深度，如图10所示。活动孔板V-16包括设有圆孔V-16-5的第一板V-16-2和第二板V-16-3，机架上也设置圆孔，二者之间与机架通过螺栓V-16-4连接，如图11所示。调整种沟深度调节装置V-6上的丝杠，双圆盘开沟器会随之上下移动。所述丝杠具有自锁性。通过调节横向距离和开沟深度即可实现对不同作物的作业。双圆盘开沟器上的落种管V-7与落种槽V-8相通，使种子可以顺利落下。双圆盘开沟器为两个锯齿盘V-5相互倾斜一定角度并在前端相交的装置。两个锯齿盘V-5均可自由转动。锯齿盘V-5的边界为锯齿形，可以很好的切断土地里残余的植物根部和各种秸秆，提高了双圆盘开沟器的开沟能力，从而确保了精量播种。只需更换对应的齿型圆盘V-3和带孔圆盘V-11即实现对不同种类的农作物进行播种工作。
如图13、图14、图15、图16、图17所示，种肥螺旋定量输送系统VI，包括种肥箱VI-1，种肥螺旋输送装置VI-2，肥沟深度调节装置VI-3，落肥管VI-4，间歇同步施肥装置VI-5，种肥开沟器VI-6。种肥箱VI-1可以同时为两行作物进行施肥，为下部均有一定倾斜角度的箱体，主要功能是放置需要向土壤中施加的肥料。在其底部中间开一定大小的长方形槽，肥料由此长方形槽从种肥箱VI-1进入种肥螺旋输送装置VI-2。种肥螺旋输送装置VI-2焊接固连在种肥箱VI-1上。种肥螺旋输送装置VI-2为传动轴上安装了两个旋向相反的绞龙叶片。当肥料依靠重力向下进入种肥螺旋输送装置VI-2后，通过传动轴的旋转运动，会使两个绞龙对肥料产生大小相同但方向相反的作用力，因此肥料会向两侧输送。肥料线性输送至落肥管VI-4内。由于种肥在绞龙的作用下受到推力，因此落肥管VI-4被阻塞的几率大大降低，提高了整体机器运转的稳定性。在落肥管VI-4下端设有间歇同步施肥装置VI-5，该装置可控制种肥的下落，以实现种肥同施功能，减少肥料的不必要浪费，提高种肥利用率。在施肥过程中，当种肥开沟器VI-5运动至离种坑合理位置，即种子最佳吸收肥料的位置，即最佳施肥地点时，控肥圆盘VI-5-1在槽轮机构VI-5-3的带动下旋转至圆孔位置，肥料下落至最佳施肥地点。当种肥开沟器VI-5驶离最佳施肥地点时，控肥圆盘VI-5-1在槽轮机构VI-5-3的带动下旋转至无孔位置，由种肥螺旋输送装置VI-2线性输送的肥料被控肥圆盘VI-5-1所阻挡，逐渐在落肥管VI-4内积累，等待下一次种肥开沟器VI-5运动至最佳施肥地点。由于种肥在种肥螺旋输送装置VI-2的控制下为线性定量输送，而控肥圆盘VI-5-1开合时间一定，所以每次施肥量一定，实现了定量施肥功能。槽轮机构VI-5-3在圆柱销VI-5-6的带动下进行间歇传动，间歇同步施肥装置VI-5通过传动链轮VI-5-5与气吸式精量播种系统V相连，以实现播种与施肥同步进行。种肥开沟器VI-6焊接固连在活动孔板V-16上，活动孔板V-16通过螺栓连接固连在机架II上，横向距离也通过活动孔板V-16与机架II的相对位置进行调节。
如图16所示，智能监测实时补种系统VII包括光电传感器、蓄电池、控制系统、电动机VII-1、旋转补种辊VII-2组成。当安装在带孔圆盘V-11所在圆上的检测传感器接收到没有种子的信号后，将信号传递到控制系统。所述控制系统为通过单片机及PLC元件配合下的控制系统。控制系统接收到信号后，经过信号处理、信号转换，然后输出一定量的脉冲信号，使电动机VII-1旋转一周，电动机转轴上焊接着旋转补种辊VII-2。旋转补种辊VII-2上开有略大于中字大小的圆孔，其上方为底部开有圆孔的种箱V-1。旋转补种辊VII-2旋转后种子落入落种槽V-8中。
如图17所示，本装置可以通过多个精量种肥同施与浅埋滴灌铺管集成的智能农机装备单元并联实现不同工作环境的需求。
如图18所示，本装置单个单元可同时进行铺两行滴灌带、四行播种、施种肥工作。根据不同农艺的需要，将种沟、种肥沟进行适应调整。可以通过多单元的并联的方式满足不同工作环境的需求。
装置整体工作过程：工作前，调整种沟深度调节装置V-6上的丝杠、活动孔板V-16上的螺钉相对机架II的固连位置，使各系统间相对距离达到所需的技术要求。装置工作时，首先需要将机架II前端与拖拉机的牵引装置相连接，负压风机通过传动带轮与拖拉机飞轮相连接。先将滴灌带I-2由滴灌带卷筒架I-1上拉出，经换向轮I-3换向，进入上异向旋转滴灌带挤出辊I-4和下异向旋转滴灌带挤出辊I-5之间，再穿过滴灌带旋转剪切装置I-8，经中间轮I-7，进入压带轮I-6。上异向旋转滴灌带挤出辊I-4通过与从动橡胶轮III的齿轮传动，开始以一定速度转动，使滴灌带I-2被定量的拉出。滴灌带I-2在换向轮I-3的作用下由纵向转为需要铺设所需要的横向，被定量拉出后，在中间轮I-7和压带轮I-6之间由于压带轮I-6上的橡胶制的凸起作用下一直保持张紧状态，最终在压带轮I-6的作用下被压入地下，经覆土轮IV-2进行覆土，将带沟两侧土壤覆盖于滴灌带I-2上，再经压土辊IV-1压实土壤。滴灌带I-2铺设完成后可旋转滴灌带旋转剪切手柄I-11，旋转剪切手柄旋I-11转带动滴灌带旋转剪切装置I-8转动，从而剪断滴灌带I-2。将种肥倒入种肥箱VI-1内，种肥在重力的作用下向种肥箱VI-1底部运动，进入底部凹槽，落入种肥螺旋输送装置VI-2，种肥螺旋输送装置VI-2通过传动轮上传动带与从动橡胶轮III上的传动轮相连，种肥在绞龙叶片的推力下，向种肥螺旋输送装置VI-2的两侧落肥管VI-4移动，种肥的下落在落肥管VI-4内被间歇同步施肥装置VI-5所控制，种肥开沟器VI-6将土地进行开沟处理，使种肥同步定量输入到土壤中，完成施种肥的工作。拖拉机工作后，飞轮旋转，负压风机产生吸力。当拖拉机前进时，带孔圆盘V-11和齿型圆盘V-3通过一系列传动也随之旋转，在种箱V-1中的种子，在重力作用下进入集种箱V-4，在吸力的作用下，种子被吸附在带孔圆盘V-11的孔上，并由齿型圆盘V-3在带动种子旋转进入落种槽V-8进而进入落种管V-7，落种管V-7位于双圆盘开沟器之间。双圆盘开沟器开出合适大小的种沟，种子以调整好的株距进入种沟，并由覆土轮IV-2进行覆土、压土辊IV-1覆土、压实。
传动装置传动比的确定：拖拉机向前行进，使得从安装在机架上的动橡胶轮与地面产生摩擦力，从而与机架产生相对转动。
⑴对铺带装置进行传动分析，从动橡胶轮上设有圆柱齿轮，该圆柱齿轮与安装在上异向旋转滴灌带挤出辊的圆柱齿轮啮合。设从动橡胶轮直径为D1,上异向旋转滴灌带挤出辊直径为D2，则上异向旋转滴灌带挤出辊上的圆柱齿轮与从动橡胶轮上的圆柱齿轮的传动比为即上异向旋转滴灌带挤出辊上的圆柱齿轮与从动橡胶轮上的圆柱齿轮的齿数比为
⑵对播种装置进行传动分析，从动橡胶轮的轴上固连着传动轮，传动轮与播种装置通过链条相连，为播种装置提供动力。
设带孔转盘上的孔数为n，则齿型圆盘上的U型槽数也为n，每个孔或槽之间相距角度为从动橡胶轮旋转一周走过的行程为2πD1。设所播种作物株距为x，则带孔圆盘和齿型圆盘每旋转从动橡胶轮应走过大小为x的行程，而走过大小为x行程的从动橡胶轮对应旋转因此，对应的带孔圆盘相对于从动橡胶轮的传动比为
实施例2
一种浅埋滴灌铺管系统，包括：
与机架固定的滴灌带卷筒架，滴灌带卷筒架的下部从一个方向到另一个方向依次设置换向轮、两个旋转方向相反的滴灌带挤出辊、滴灌带旋转剪切装置、中间轮和压带轮，滴灌带通过换向轮、滴灌带挤出辊、滴灌带旋转剪切装置和中间轮到压带轮；
滴灌带旋转剪切装置包括半圆刃，半圆刃一端与旋转套筒刃连接，旋转套筒刃沿其长度方向设有用于滴灌带在铺设过程中穿过的开口，半圆刃套于旋转轴上，旋转轴上设置旋转剪切手柄，旋转剪切手柄与机架之间设置弹性件，弹性件可以是弹簧，该铺带机构可应用于农业机械，如玉米种植机械、小麦种植机械等。
所述滴灌带旋转剪切装置倾斜设置，使其在滴灌带铺设完成后剪断时剪切应力均匀变化，减小了剪断滴灌带所需的外力。
所述压带轮外表面每隔设定角度黏贴有凸块，凸块交错设置于压带轮外表面，凸块为橡胶材料，压带轮的外表面内凹设置以容纳滴灌带，使用时，压带轮与地面接触。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种浅埋滴灌铺管系统，其特征在于，包括：
与机架固定的滴灌带卷筒架，滴灌带卷筒架的下部从一个方向到另一个方向依次设置换向轮、两个旋转方向相反的滴灌带挤出辊、滴灌带旋转剪切装置、中间轮和压带轮，滴灌带通过换向轮、滴灌带挤出辊、滴灌带旋转剪切装置和中间轮到压带轮；
滴灌带旋转剪切装置包括半圆刃，半圆刃一端与旋转套筒刃连接，旋转套筒刃沿其长度方向设有用于滴灌带在铺设过程中穿过的开口，半圆刃套于旋转轴上，旋转轴上设置旋转剪切手柄，旋转剪切手柄与机架之间设置弹性件。
2.根据权利要求1所述的一种浅埋滴灌铺管系统，其特征在于，所述滴灌带旋转剪切装置倾斜设置。
3.根据权利要求1所述的一种浅埋滴灌铺管系统，其特征在于，所述压带轮外表面每隔设定角度黏贴有凸块。
4.一种精量种肥同施与浅埋滴灌铺管集成的智能农机设备，其特征在于，包括：
气吸式精量播种系统，设于机架；
种肥螺旋定量输送系统，设于机架上气吸式精量播种系统的一侧；
根据权利要求1或2中任一项所述的一种浅埋滴灌铺管系统，一种浅埋滴灌铺管系统中压带轮设于机架的下方。
5.根据权利要求4所述的一种精量种肥同施与浅埋滴灌铺管集成的智能农机设备，其特征在于，所述机架一侧通过连杆设有压土辊；
进一步地，机架与车轮连接。
6.根据权利要求5所述的一种精量种肥同施与浅埋滴灌铺管集成的智能农机设备，其特征在于，所述气吸式精量播种系统包括集种箱，集种箱一侧封闭，另一侧设置开口，开口处设置挡种板，挡种板一侧设置齿型圆盘和带孔圆盘，挡种板、齿型圆盘和带孔圆盘均与转盘后盖固连，且带孔圆盘均与转盘后盖设置于传动轴上，转盘后盖通过管路与负压风机连接，集种箱底部通过落种槽与落种管连接；
进一步地，挡种板呈半圆形状，挡种板一侧设置种位牵引板；
进一步地，传动轴与动力源连接或者传动轴通过传动轮与车轮连接；
进一步地，在集种箱顶部设置种箱，种箱与机架固定。
7.根据权利要求6所述的一种精量种肥同施与浅埋滴灌铺管集成的智能农机设备，其特征在于，所述机架与双圆盘开沟器连接，双圆盘开沟器上方设置与机架连接的活动孔板，双圆盘开沟器的高度可调节，所述落种管的底部设于双圆盘开沟器中两个圆盘中部；
进一步地，所述双圆盘开沟器为两个均倾斜设置且前端相交的锯齿盘。
8.根据权利要求4所述的一种精量种肥同施与浅埋滴灌铺管集成的智能农机设备，其特征在于，所述种肥螺旋定量输送系统包括种肥箱，种肥箱底部设置落肥管，且在种肥箱底部设置种肥螺旋输送装置，种肥螺旋输送装置包括传动轴，传动轴上设置两个旋向相反的绞龙叶片；
进一步地，在落肥管的下端设置间歇同步施肥装置。
9.根据权利要求8所述的一种精量种肥同施与浅埋滴灌铺管集成的智能农机设备，其特征在于，所述间歇同步施肥装置包括控肥圆盘，控肥圆盘开有至少一个开孔，控肥圆盘与槽轮机构中槽轮同轴连接，槽轮通过槽轮支撑架固定，且槽轮机构中圆柱销设于圆柱销支撑圆盘。
圆柱销支撑圆盘通过传动链轮与气吸式精量播种系统相连，以实现播种与施肥同步进行。
10.根据权利要求6所述的一种精量种肥同施与浅埋滴灌铺管集成的智能农机设备，其特征在于，所述带孔圆盘设置第一检测传感器，在滴灌带挤出辊与中间轮之间的机架设有第二检测传感器，两个检测传感器、电动机分别与控制系统连接，电动机转轴上设置旋转补种辊，旋转补种辊开有圆孔，圆孔上部为种箱，圆孔底部为所述的落种槽。
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