CN107593007B - 一种苗木栽植、施肥、起垄、镇压一体机 - Google Patents

Abstract

一种苗木栽植、施肥、起垄、镇压一体机，属于苗木种植设备领域。其特征在于：机架（4）下部按照行走方向依次设有行走驱动机构（9）、定距机构（10）、起垄机构（11）和镇压机构（7），行走驱动机构（9）的驱动走轮（901）通过传动机构连接定距机构（10），定距机构（10）两侧对应设有对称设置的起垄机构（11），定距机构（10）一侧转动连接水肥添加机构（3）。本发明可一次连续完成果苗的植苗、施水（水肥）、覆土、镇压等整套栽植工序，还可在栽植之后及时进行同步施加水肥，彻底避免了在土壤含水率低的果园，果苗栽植时不能及时施加水肥影响果苗的成活率的情况。

Description

一种苗木栽植、施肥、起垄、镇压一体机

技术领域

一种苗木栽植、施肥、起垄、镇压一体机，属于苗木种植设备领域。

背景技术

随着我国农业生产现代化进程的不断推进，“集约化栽培”、“垄上栽培”等适应现代农业发展的新苹果栽培农艺正在推广应用中。宽幅起垄能有利于苹果树的保墒、防霜冻、防涝、抗旱等。在土壤含水率低的果园，如果苹果果苗栽植时不能及时施水（水肥），会极大地影响果苗的成活率。这种情况在我国干旱的西北地区大面积栽植果苗时尤为突出严重。

我国苹果栽培面积和产量居世界首位，目前，现有的大部分苹果果园是上世纪90年代发展起来的密植园，受当时栽培生产条件的限制，栽植模式多样不一，很不规范，个体果园的栽植规模大都很小。这些果园，大部分已经进入或正在进入衰老期。目前，苹果果苗栽植主要靠人工或者挖坑机等机具辅助栽植的方式进行。市场上的果苗栽植机具种类很少，功能单一，基本上采用平地栽植的模式，植苗时靠人工喂苗的节奏来保证果苗株距，不能保证果苗株距的一致性。

靠人工或者挖坑机等机具辅助栽植的方式进行果苗栽植，可以做到栽植时人工施水（水肥），但是费工费时。在现有的果苗栽植机具上，目前还未有搭载配置实现植苗时完成施水（水肥）功能的机构部件。市场上的起垄机具，大都为适宜蔬菜、地瓜等种植的窄幅起垄机，适合苹果栽培的宽幅起垄机具很少。且这种宽幅起垄机具，大都是为起垄后再另行栽植农作物而设计。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种集栽植、施肥、起垄、镇压多种操作为一体的，适合宽幅果树栽培使用的，一次栽培成功的苗木栽植、施肥、起垄、镇压一体机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种苗木栽植、施肥、起垄、镇压一体机，包括拖拉机和机架，其特征在于：所述的机架上部安装放置植株的操控平台，机架下部按照行走方向依次设有行走驱动机构、定距机构、起垄机构和镇压机构，行走驱动机构的驱动走轮通过传动机构连接定距机构，定距机构两侧对应设有对称设置的起垄机构，定距机构一侧转动连接水肥添加机构。

本发明是配合苹果栽培新农艺要求，实现苹果生产全程机械化而研发一种新型机具装备。集多种功能与一体，机架上同时设置行走驱动机构、定距机构、起垄机构、镇压机构和水肥添加机构，可一次连续完成果苗的植苗、施水（水肥）、覆土、镇压等整套栽植工序，不但实现苗木的栽植、起垄和镇压，还可在栽植之后及时进行同步施加水肥，彻底避免了在土壤含水率低的果园，果苗栽植时不能及时施加水肥影响果苗的成活率的情况。

再者，设有定距机构，通过定距机构和行走驱动机构配合，实现和宽幅起垄工序，并实现苹果果苗的定株距栽植。适应不同的果园土壤含水率状况，宽幅起垄更能有利于苹果树的保墒、防霜冻、防涝、抗旱等。

所述的定距机构包括主动转轴、植株放置板和从动转轴，主动转轴和从动转轴上下平行设置，植株放置板安装在从动转轴上，且植株放置板一侧设有扭簧，主动转轴一端部通过齿轮组啮合连接从动转轴，主动转轴上同时连接所述的传动机构输出端；从动转轴一端安装拨动齿轮，并通过拨动齿轮啮合连接水肥添加机构。

所述的齿轮组包括主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮安装在所述的主动转轴上，从动齿轮安装在从动转轴上，且从动齿轮上设有四分之一圆弧的啮合齿。

所述的传动机构为链轮链条传动机构，包括驱动轴、主动链轮、链条和从动链轮，驱动轴上安装驱动走轮和主动链轮，从动链轮安装在定距机构输入端，主动链轮通过链条连接从动链轮。

所述的起垄机构包括安装在内侧的一次起垄机构和安装在外侧的二次起垄机构，一次起垄机构和二次起垄机构分别包括多个向外侧倾斜设置的犁铧。

所述的镇压机构包括镇压轮、拉簧和扶土板，镇压轮通过摆动支架可转动的安装在机架的下方，摆动支架一侧与机架之间设有拉簧，镇压轮下方设有倾斜设置的扶土板。

所述的起垄机构的后方，在镇压机构的前方设有扶正机构，扶正机构包括左右对称设置的两组，每组包括扶正板、钢板固定杆和扶正板弹性调节机构，钢板固定杆一端固定在机架上，另一端通过扶正板弹性调节机构连接扶正板，扶正板通过扶正板弹性调节机构在钢板固定杆上形成往复滑动。

所述的水肥添加机构包括安装在机架上的水肥箱、可跟随定距机构一起摆动的水肥喷洒机构，水肥箱通过软管连接水肥喷洒机构。

特点是，随着机具的前进，水肥轴齿轮在拨动齿轮的带动下，水肥排出管作一定角度的转动，追踪树苗落地位置。加大了排水时间和排水量。使排水集中在树苗周围，有利于树苗的吸收和成活。改变拨动齿轮的啮合齿的设置范围的大小，即改变水肥轴齿轮转动的角度，可改变水肥排出管追踪树苗的距离。

所述的机架下部设有机架收缩机构，机架收缩机构一端可转动的连接机架，另一端连接起垄机构。当机器处于运输状态时，为了增加稳定性，收缩机架的宽度。当机器处于工作状态时，恢复机架的宽度。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：本发明是配合苹果栽培新农艺要求，实现苹果生产全程机械化而研发一种新型机具装备。集多种功能与一体，机架上同时设置行走驱动机构、定距机构、起垄机构、镇压机构和水肥添加机构，可一次连续完成果苗的植苗、施水（水肥）、覆土、镇压等整套栽植工序，不但实现苗木的栽植、起垄和镇压，还可在栽植之后及时进行同步施加水肥，彻底避免了在土壤含水率低的果园，果苗栽植时不能及时施加水肥影响果苗的成活率的情况。

再者，设有定距机构，通过定距机构和行走驱动机构配合，实现和宽幅起垄工序，并实现苹果果苗的定株距栽植。适应不同的果园土壤含水率状况，宽幅起垄更能有利于苹果树的保墒、防霜冻、防涝、抗旱等。

附图说明

图1为苗木栽植、施肥、起垄、镇压一体机主视图示意图。

图2为图1的俯视图示意图。

图3为水肥添加机构、定距机构及行走驱动机构连接关系示意图。

图4为图3的A-A剖视示意图。

图5为镇压机构结构示意图。

图6为图5的右视图示意图。

图7为扶正机构结构示意图。

其中，1、拖拉机 2、悬挂连接机构 3、水肥添加机构 301、水肥箱输出管 302、电磁阀 303、水肥排出管 304、行程开关 305、小水箱 306、水肥转轴 307、水肥轴轴承座 308、水肥轴齿轮 309、调整螺钉 310、水肥箱 4、机架 5、座椅 6、操控平台7、镇压机构 701、拉簧固定上耳 702、拉簧 703、限位块 704、镇压轮 705、滑动轴承706、镇压轮轴 707、摆动轴 708、拉簧轴 709、摆动连板 710、扶土板 8、机架收缩机构 801、伸缩油缸 802、安装支座 9、行走驱动机构 901、驱动走轮 902、驱动轴903、主动链轮 904、链条 905、从动链轮 10、定距机构 1001、主动齿轮 1002、主动转轴 1003、从动齿轮 1004、植株放置板 1005、拨动齿轮 1006、从动转轴 1007、扭簧11、起垄机构 1101、一次起垄犁铧 1102、二次起垄犁铧 1103、二次犁铧安装架 12、植株 13、扶正机构 1301、扶正板 1302、橡胶板 1303、钢板固定杆 1304、导向套1305、导向杆 1306、压簧 1307、压簧导向座。

具体实施方式

图1~7是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~3对本发明做进一步说明。

参照附图1~7：一种苗木栽植、施肥、起垄、镇压一体机，包括拖拉机1和机架4，拖拉机1后方通过悬挂连接机构2连接机架4，悬挂连接机构2采用三点连接的方式，分别通过三组连杆连接拖拉机1和机架4上对应的三个位置，确保连接的稳定性；机架4上部安装放置植株12的操控平台6，机架4下部按照行走方向依次设有行走驱动机构9、定距机构10、起垄机构11和镇压机构7，行走驱动机构9的驱动走轮901通过传动机构连接定距机构10，定距机构10两侧对应设有对称设置的起垄机构11，定距机构10一侧转动连接水肥添加机构3，水肥添加机构3随定距机构10的摆动喷洒水肥。

定距机构10包括主动转轴1002、植株放置板1004和从动转轴1006，主动转轴1002和从动转轴1006上下平行设置，植株放置板1004安装在从动转轴1006上，且植株放置板1004一侧设有扭簧1007，主动转轴1002一端部通过齿轮组啮合连接从动转轴1006，主动转轴1002上同时连接所述的传动机构输出端；齿轮组包括主动齿轮1001和从动齿轮1003，主动齿轮1001安装在主动转轴1002上，从动齿轮1003安装在从动转轴1006上，且从动齿轮1003上设有四分之一圆弧的啮合齿；从动转轴1006一端安装拨动齿轮1005，并通过拨动齿轮1005啮合连接水肥添加机构3，具体的，拨动齿轮1005啮合连接水肥轴齿轮308，拨动齿轮1005同样为设有四分之一圆弧的啮合齿的齿轮。

传动机构为链轮链条传动机构，包括驱动轴902、主动链轮903、链条904和从动链轮905，驱动轴902上安装驱动走轮901和主动链轮903，从动链轮905安装在定距机构10输入端，主动链轮903通过链条904连接从动链轮905。其中，主动链轮903和从动链轮905分别设有多组，优选的采用三组或以上，通过选用不同安装位置及不同直径的链轮组，实现不同株距的选择。

起垄机构11包括安装在内侧的一次起垄机构和安装在外侧的二次起垄机构，一次起垄机构和二次起垄机构分别包括多个向外侧倾斜设置的犁铧。具体的，一次起垄机构为多个一次起垄犁铧1101，二次起垄机构为多个二次起垄犁铧1102，多个二次起垄犁铧1102通过二次犁铧安装架1003连接机架收缩机构8的活动端。

机架4下部设有机架收缩机构8，机架收缩机构8一端可转动的连接机架4，另一端连接起垄机构11。具体的，机架收缩机构8可为气缸、油缸或电动伸缩杆，在本实施例中，机架收缩机构8包括伸缩油缸801和安装支座802，伸缩油缸801一端通过安装支座802可转动的安装在机架4上，另一端通过另外的多组安装支座802连接用于安装犁铧的二次犁铧安装架1103。

起垄机构11的后方，在镇压机构7的前方设有扶正机构13，扶正机构13包括左右对称设置的两组，每组包括扶正板1301、钢板固定杆1303和扶正板弹性调节机构，钢板固定杆1303一端固定在机架4上，另一端通过扶正板弹性调节机构连接扶正板1301，扶正板1301通过扶正板弹性调节机构在钢板固定杆1303上形成往复滑动。

镇压机构7包括镇压轮704、拉簧702和扶土板710，镇压轮704通过摆动支架可转动的安装在机架4的下方，摆动支架一侧与机架4之间设有拉簧702，镇压轮704下方设有倾斜设置的扶土板710。

水肥添加机构3包括安装在机架4上的水肥箱310、可跟随定距机构10一起摆动的水肥喷洒机构，水肥箱310通过软管连接水肥喷洒机构。具体的，水肥喷洒机构包括小水箱305、水肥转轴306、水肥轴轴承座307、水肥轴齿轮308和水肥排出管303，小水箱305通过调整螺钉309安装在水肥转轴306上，水肥转轴306通过水肥轴轴承座307平行安装在主动转轴1002一侧，水肥转轴306一端部通过水肥轴齿轮308啮合连接拨动齿轮1005，小水箱305一侧连接水肥排出管303，水肥排出管303上设有电磁阀302，小水箱305上部通过水肥箱输出管301连接水肥箱310，机架4上设有控制水肥排出管303的摆动动作的行程开关304。

工作原理与工作过程：

拖拉机1采用三点悬挂带动整机行走。行走驱动机构9的驱动轴902轴上的主动链轮903通过链条904带动定距机构10上的从动链轮905转动，坐在座椅5上的操作人员，将操作平台6上的果苗放到植株放置板1004上，果苗落地。行走驱动机构9轴上的主动链轮903有三个固定位置，其位置对应定距机构10上的三个从动链轮905，更换链条904，可以实现三种株距。调整主动链轮903和从动链轮905的转动比，可实现不同的株距。

果苗落地后，水肥添加机构3开始向果苗根部喷水肥，同时一次起垄犁铧和一次起垄犁铧扶起的土壤将果苗覆土。在一次起垄犁铧1101起的土壤将果苗覆土后，树苗扶正机构13将树苗扶正。二次起垄犁铧1102完成宽幅起垄。镇压机构7完成果苗的镇压工序。该机一次连续完成苹果果苗的植苗、施水水肥、覆土、镇压等整套栽植工序，和宽幅起垄工序，并实现苹果果苗的定株距栽植。该机设置了机架收缩机构8，当机器处于运输状态时，为了增加稳定性，收缩机架的宽度。当机器处于工作状态时，回复机架的宽度。如图2所示，图2的俯视图的上半部为工作状态；俯视图的下半部为运输状态。

具体的，本发明在工作时，随着拖拉机1的行走，驱动走轮901跟着行走，带动驱动轴902上的主动链轮903转动，主动链轮903通过链条904带动从动链轮905转动。从而带动植树主动转轴1002及主动齿轮1001转动。从而带动定距机构10的拨动齿轮1005、植株放置板1004、从动转轴1006、水肥添加机构3的水肥轴齿轮308一起转动。

定距机构10包括主动转轴1002、植株放置板1004和从动转轴1006，主动转轴1002和从动转轴1006上下平行设置，植株放置板1004安装在从动转轴1006上，且植株放置板1004一侧设有扭簧1007，主动转轴1002一端部通过齿轮组啮合连接从动转轴1006，主动转轴1002上同时连接所述的传动机构输出端。

如图3所示，定距机构10的主动齿轮1001只保留β角范围内的齿。结合驱动走轮901的直径，设计好主动齿轮1001和定距机构的从动齿轮1003的传动比，使主动齿轮1001转一圈时，从动齿轮1003只转动90度，即植树从动转轴1006只能转动90度。同时水肥添加机构3的水肥轴齿轮308也只转动90度。植株放置板1004也同时只转动90度。植株放置板1004转动90度，完成一株树苗的栽植。扭簧1007用于植株放置板1004的复位。扭簧1007的一端和植树从动转轴1006连接在一起，另一端和机架4连接在一起。植树轴限位机构用于限制植树从动转轴1006的位置。树苗存放的操控平台6上设有左右两把座椅5，座椅5上的人员轮流把树苗放到植株放置板1004上，植树从动转轴1006转动90度，树苗落到地上。

树苗落到地上，一次起垄机构将树苗浅埋。沿机具纵向轴线对称分布的铧式犁，把两外侧的翻转到果苗旁边两内侧的区域，在完成果苗覆土的同时，形成中心部分垄面。一次起垄机构将树苗浅埋后，果苗已经植入。二次起垄机构同时工作。其工作原理是，内侧铧式犁翻转起的土壤传送到外侧铧式犁；外侧铧式犁将内侧铧式犁传送过来的土壤及自身翻起的土壤传送到后方外侧犁铧，后方外侧铧式犁将外侧犁铧传送过来的土壤及自身翻起的土壤最终传送到垄上；根据幅宽的不同，设置不同数量的铧式犁。形成设计要求的筑垄面，完成整体筑垄工作。

当座椅5上的人员轮流把树苗放到植株放置板1004上时，水肥添加机构3开始工作，上部设置的行程开关控制施水(施肥)开始，下部设置的行程开关控制施水(施肥)的结束。拨动齿轮1005只保留α角范围内的齿。拨动齿轮1005也只转动90度。带动水肥轴齿轮308转动α角。小水箱305可沿水肥转轴306转动，调整好水肥排出管303的起始位置后，用调整螺钉309固定好小水箱305。

特点是，随着机具的前进，水肥轴齿轮308在拨动齿轮1005的带动下，水肥排出管303作一定角度的转动，追踪树苗落地位置。加大了排水时间和排水量。使排水集中在树苗周围，有利于树苗的吸收和成活。改变拨动齿轮1005的啮合齿的设置角度的大小，即改变水肥轴齿轮308转动的角度，可改变水肥排出管303追踪树苗的距离。

一次、二次起垄完成后，树苗栽植进入镇压工序。镇压轮704是沿摆动轴707摆动的，即镇压轮704是随地形变化而浮动的，以满足不同的起垄高度和铧犁耕深。拉簧702一端与机架4焊成一体的拉簧固定上耳701连接，另一端与拉簧轴708上的弹簧固定下耳连接。拉簧702用于拉紧镇压轮704，增加镇压轮704对地面的压力。镇压轮704上部通过摆动轴707连接摆动连板709，摆动轴707两侧与机架4的连接支架上设有上限位块和下限位块，上下两限位块用于限制镇压轮704的极限位置。镇压轮704安装成一定斜度，镇压效果所示，镇压出一斜沟，便于日后灌溉水及施肥用。特点是，现有的镇压机构，镇压效果是水平的，无法存水，不利于树苗的成活。

扶土板710上部通过扶土板悬挂环连接镇压轮704，扶土板悬挂环倾斜焊接在镇压轮704上，通过多个悬挂螺钉把扶土板710悬挂在扶土板悬挂环上。4个扶土板悬挂螺钉把垄侧面扶土板710悬挂在扶土板悬挂环上，随着镇压轮704的旋转，带动扶土板悬挂环旋转，而垄侧面扶土板710不转动，只能随着植树机水平移动，从而扶出垄侧面形状来。

扶正机构13左右各一件，成V字形安装在植树机中间的左右方管上。植树机前进过程中，通过压簧1306将不正的树苗左右扶正。在扶正机构13由扶正板1301的表面粘接或螺栓固定一块橡胶板1302，防止钢板制作的扶正板1301损伤树苗。钢板导向杆、导向杆1305焊接在方管中间，钢板导向套1304焊接在扶正板1301上，压簧1306通过钢板固定杆1303导向，钢板固定杆1303一端用螺纹连接在扶正板1301，可拆卸。钢板固定杆1303的另一端设计一个凸台，用压簧导向座1307的压盖定位，防止扶正板1301脱落，但是能轴向移动。扶正机构13由扶正板1301可压缩压簧1306，实现轴向移动。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种苗木栽植、施肥、起垄、镇压一体机，包括拖拉机（1）和机架（4），其特征在于：所述的机架（4）上部安装放置植株（12）的操控平台（6），机架（4）下部按照行走方向依次设有行走驱动机构（9）、定距机构（10）、起垄机构（11）和镇压机构（7），行走驱动机构（9）的驱动走轮（901）通过传动机构连接定距机构（10），定距机构（10）两侧对应设有对称设置的起垄机构（11），定距机构（10）一侧转动连接水肥添加机构（3）；

所述的定距机构（10）包括主动转轴（1002）、植株放置板（1004）和从动转轴（1006），主动转轴（1002）和从动转轴（1006）上下平行设置，植株放置板（1004）安装在从动转轴（1006）上，且植株放置板（1004）一侧设有扭簧（1007），主动转轴（1002）一端部通过齿轮组啮合连接从动转轴（1006），主动转轴（1002）上同时连接所述的传动机构输出端；从动转轴（1006）一端安装拨动齿轮（1005），并通过拨动齿轮（1005）啮合连接水肥添加机构（3）；

所述的齿轮组包括主动齿轮（1001）和从动齿轮（1003），主动齿轮（1001）安装在所述的主动转轴（1002）上，从动齿轮（1003）安装在从动转轴（1006）上，且从动齿轮（1003）上设有四分之一圆弧的啮合齿；

所述的传动机构为链轮链条传动机构，包括驱动轴（902）、主动链轮（903）、链条（904）和从动链轮（905），驱动轴（902）上安装驱动走轮（901）和主动链轮（903），从动链轮（905）安装在定距机构（10）输入端，主动链轮（903）通过链条（904）连接从动链轮（905）；

所述的水肥添加机构（3）包括安装在机架（4）上的水肥箱（310）、可跟随定距机构（10）一起摆动的水肥喷洒机构，水肥箱（310）通过软管连接水肥喷洒机构。

2.根据权利要求1所述的一种苗木栽植、施肥、起垄、镇压一体机，其特征在于：所述的起垄机构（11）包括安装在内侧的一次起垄机构和安装在外侧的二次起垄机构，一次起垄机构和二次起垄机构分别包括多个向外侧倾斜设置的犁铧。

3.根据权利要求1所述的一种苗木栽植、施肥、起垄、镇压一体机，其特征在于：所述的镇压机构（7）包括镇压轮（704）、拉簧（702）和扶土板（710），镇压轮（704）通过摆动支架可转动的安装在机架（4）的下方，摆动支架一侧与机架（4）之间设有拉簧（702），镇压轮（704）下方设有倾斜设置的扶土板（710）。

4.根据权利要求1所述的一种苗木栽植、施肥、起垄、镇压一体机，其特征在于：所述的起垄机构（11）的后方，在镇压机构（7）的前方设有扶正机构（13），扶正机构（13）包括左右对称设置的两组，每组包括扶正板（1301）、钢板固定杆（1303）和扶正板弹性调节机构，钢板固定杆（1303）一端固定在机架（4）上，另一端通过扶正板弹性调节机构连接扶正板（1301），扶正板（1301）通过扶正板弹性调节机构在钢板固定杆（1303）上形成往复滑动。

5.根据权利要求1所述的一种苗木栽植、施肥、起垄、镇压一体机，其特征在于：所述的机架（4）下部设有机架收缩机构（8），机架收缩机构（8）一端可转动的连接机架（4），另一端连接起垄机构（11）。

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