CN107941546A - 一种巨菌草触土装置实验土槽试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种巨菌草触土装置实验土槽试验台，包括实验土槽和触土小车；触土小车包括机架、触土机构、四个以上的行走轮、两个以上的导向轮；所述导向轮的轮盘水平设置且在机架一侧直线排列；所述触土机构包括机架处自前而后排列于同一直线上的开沟器、覆土器和镇压轮；所述触土机构在机架上偏近导向轮一侧；当触土小车以行走轮在实验土壤上行走时，触土机构在机架上形成朝向导向轮一侧的弯矩，触土小车以导向轮支撑于槽壁内侧使触土小车在行进时保持直线；所述触土机构处设有温度传感器、湿度传感器和压力传感器，所述传感器对触土作业时的土壤状态和触土机构受力进行测量；本发明能对触土机构对土壤的操作进行实验，并进行实验数据收集。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域，尤其是一种巨菌草触土装置实验土槽试验台。
背景技术
巨菌草是由林占熺于1983年引入我国，经过多年研究，将其运用扩展到食用菌培养基、水土保持、防沙治沙、禽畜类饲草以及开发生物质新能源等方面，形成拥有自主知识产权、国际领先的菌草综合技术，有效地解决了“菌林矛盾”这道世界性难题，巨菌草的推广价值已在逐年扩大，这就要求需要进行大规模种植。菌草种植属于劳动强度最大且作业最为繁琐的一个环节。其包含开沟、施肥、投种、覆土等工序，属于劳动密集型工序。但目前我国菌草种植机械存在适应性差、机械化程度和生产效率低等问题，不能适应福建丘陵地貌的荒地、坡地的作业环境。为了进一步提高菌草种植装备的适应范围, 减轻人工种植劳动强度，加快菌草全程生产机械化进程，研制出针对福建地区种植农艺要求的巨菌草种植机械设备。触土装置作为种植机械的关键部件，可根据不同作物的农艺要求在田间进行相应的开沟、覆土以及镇压过程。触土装置的工作性能关系到种子在种沟内的分布状态以及种苗的出芽率，也关系到整机的平衡、稳定和耗能。
如果根据土壤环境来设计触土装置，将能提升触土装置的工作性能，但这需要试验装置对触土装置工作时的数据进行收集。
发明内容
本发明提出一种巨菌草触土装置实验土槽试验台，能对触土机构对土壤的操作进行实验，并进行实验数据收集。
本发明采用以下技术方案。
一种巨菌草触土装置实验土槽试验台，所述试验台包括实验土槽和触土小车；所述实验土槽设有竖向的槽壁；实验土槽内填有实验土壤；所述触土小车包括机架、触土机构、四个以上的行走轮、两个以上的导向轮；所述导向轮的轮盘水平设置且在机架一侧直线排列；所述触土机构包括机架处自前而后排列于同一直线上的开沟器、覆土器和镇压轮；所述触土机构在机架上偏近导向轮一侧；当触土小车以行走轮在实验土壤上行走时，触土机构在机架上形成朝向导向轮一侧的弯矩，触土小车以导向轮支撑于槽壁内侧使触土小车在行进时保持直线；所述触土机构处设有温度传感器、湿度传感器和压力传感器，所述传感器对触土作业时的土壤状态和触土机构受力进行测量。
所述触土机构在进行触土作业时，以开沟器在实验土壤处掘沟，以覆土器对开沟器所掘出的沟进行填土，以镇压轮对填土完成的沟进行土质压实。
所述开沟器由开沟部和扩沟部两部分构成。开沟部包括开沟前刀；扩沟部包括沟宽调节机构和与开沟前刀通过螺栓连接的扩沟板；所述沟宽调节机构通过调节扩沟板角度以调节沟宽；开沟器与机架间以竖向的深度调节杆连接，通过调整深度调节杆在机架处的锁定位置来改变开沟器插入土壤的深度。
所述覆土器俯视向呈八字形，覆土器包括一对覆土刮板、螺纹弯杆、横向调节杆和纵向调节杆，所述覆土刮板与螺纹弯杆一端相连；覆土刮板绕螺纹弯杆旋转以调节刮板与地面的角度；所述螺纹弯杆另一端与横向调节杆连接，螺纹弯杆通过调节其在横向调节杆上的位置以改变刮板间距，螺纹弯杆的竖起端在横向调节杆上旋转以调节刮板间夹角；所述横向调节杆与机架间以纵向调节杆相连，通过改变横向调节杆在纵向调节杆上的位置来调节覆土深度。
所述镇压轮包括镇压轮支架、碾轮、调压螺杆、轮轴；碾轮和轮轴装配于镇压轮支架处；所述镇压轮支架与覆土器的纵向调节杆相连，通过改变镇压轮支架在纵向调节杆处的连接点位置来调整镇压轮的高度；所述纵向调节杆处设有调压支架，调压支架处设有顶压于镇压轮支架处的调压螺杆，通过调节调压螺杆对镇压轮支架的压力可调节镇压轮对土壤的压力。
所述碾轮呈横置的柱形，柱形碾轮的中部呈内凹的曲面。
所述行走轮的两个前轮以前轮轴相连；行走轮的两个后轮以后轮轴相连；所述触土小车以电机驱动，所述电机以传动皮带与减速箱输入轴相连；减速箱输出轴驱动前轮轴旋转；前轮轴以传动链与后轮轴相连并驱动后轮轴同步旋转；所述触土小车的机架以空心的矩形截面钢材成型。
所述实验土槽和触土小车处设有控制模块，控制模块包括显示器，所述控制模块对电机转向、电机转速进行实时控制；控制模块还接收温度传感器、湿度传感器、压力传感器的测量数据并对数据进行存储和显示。
所述压力传感器采用压阻式压力传感器。
所述温度传感器采用DS18bB20；所述湿度传感器采用HS1101；所述实验土槽的宽度为2.4米，触土小车的宽度为1.507米。
本发明由于模拟了触土装置的工作环境，并且能让触土装置在行进行维持直线，因此可以方便地对触土装置进行工作状态的实验，通过改变实验土槽内的不同土壤，来设计出能针对土质进行优化的触土装置。
本发明中，由于开沟器、覆土器和镇压轮的具有很大的姿态调节度，因此可以灵活调节开沟器、覆土器和镇压轮的各个工作姿态，来进行实验数据收集，达到更好的实验效果。
本发明在传感器上选择方面，DS18bB20温度传感器，具有本身体积较小，价格合适开发硬件，抗干扰能力突出能优势；HS1101湿度传感器，具有良好的可靠性并且长期工作中表现稳定突出，不仅仅体积小，而且响应时间快速；压力传感器选择压阻式压力传感器，具有较高的数据准确精度和较为低廉的价格，而且具有良好的线性特性，更为适合此类实验。
本发明通过触土机构在机架上的特定位置设计，使得触土小车在行走时压紧实验土槽侧壁，使其行走路径固定，从而提升了实验的便利性和一致性，也方便实验人员进入实验土槽来更好地操控试验。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本发明的立体示意图；
附图2是本发明的另一示意图；
附图3是本发明的开沟器的示意图；
附图4是本发明的覆土器的示意图；
附图5是本发明的镇压轮的示意图；
图中：
1-开沟前刀；2-深度调节杆；3-扩沟板；4-沟宽调节机构；
21-覆土刮板；22-横向调节杆；23-纵向调节杆；24-螺纹弯杆；
31-碾轮；32-镇压轮支架；35-调压支架；36-调压螺杆；
101-实验土槽的槽壁；102-导向轮；103-镇压轮；104-覆土器；105-实验土槽；106-开沟器；107-机架；108-电机；109-行走轮；110-触土小车。
具体实施方式
如图1-5所示，一种巨菌草触土装置实验土槽试验台，所述试验台包括实验土槽105和触土小车110；所述实验土槽设有竖向的槽壁101；实验土槽内填有实验土壤；所述触土小车包括机架107、触土机构、四个以上的行走轮109、两个以上的导向轮102；所述导向轮102的轮盘水平设置且在机架107一侧直线排列；所述触土机构包括机架处自前而后排列于同一直线上的开沟器106、覆土器104和镇压轮103；所述触土机构在机架上偏近导向轮一侧；当触土小车以行走轮109在实验土壤上行走时，触土机构在机架上形成朝向导向轮一侧的弯矩，触土小车以导向轮102支撑于槽壁101内侧使触土小车在行进时保持直线；所述触土机构处设有温度传感器、湿度传感器和压力传感器，所述传感器对触土作业时的土壤状态和触土机构受力进行测量。
所述触土机构在进行触土作业时，以开沟器在实验土壤处掘沟，以覆土器对开沟器所掘出的沟进行填土，以镇压轮对填土完成的沟进行土质压实。
所述开沟器由开沟部和扩沟部两部分构成。开沟部包括开沟前刀1；扩沟部包括沟宽调节机构4和与开沟前刀1通过螺栓连接的扩沟板3；所述沟宽调节机构4通过调节扩沟板角度以调节沟宽；开沟器与机架间以竖向的深度调节杆2连接，通过调整深度调节杆在机架处的锁定位置来改变开沟器插入土壤的深度。
所述覆土器俯视向呈八字形，覆土器包括一对覆土刮板21、螺纹弯杆24、横向调节杆22和纵向调节杆23，所述覆土刮板与螺纹弯杆一端相连；覆土刮板绕螺纹弯杆旋转以调节刮板与地面的角度；所述螺纹弯杆另一端与横向调节杆连接，螺纹弯杆通过调节其在横向调节杆上的位置以改变刮板间距，螺纹弯杆的竖起端在横向调节杆上旋转以调节刮板间夹角；所述横向调节杆与机架间以纵向调节杆相连，通过改变横向调节杆在纵向调节杆上的位置来调节覆土深度。
所述镇压轮包括镇压轮支架32、碾轮21、调压螺杆36、轮轴；碾轮和轮轴装配于镇压轮支架处；所述镇压轮支架与覆土器的纵向调节杆23相连，通过改变镇压轮支架在纵向调节杆处的连接点位置来调整镇压轮的高度；所述纵向调节杆处设有调压支架35，调压支架35处设有顶压于镇压轮支架处的调压螺杆36，通过调节调压螺杆对镇压轮支架的压力可调节镇压轮对土壤的压力。
所述碾轮呈横置的柱形，柱形碾轮的中部呈内凹的曲面。
所述行走轮的两个前轮以前轮轴相连；行走轮的两个后轮以后轮轴相连；所述触土小车以电机108驱动，所述电机以传动皮带与减速箱输入轴相连；减速箱输出轴驱动前轮轴旋转；前轮轴以传动链与后轮轴相连并驱动后轮轴同步旋转；所述触土小车的机架以空心的矩形截面钢材成型。
所述实验土槽和触土小车处设有控制模块，控制模块包括显示器，所述控制模块对电机转向、电机转速进行实时控制；控制模块还接收温度传感器、湿度传感器、压力传感器的测量数据并对数据进行存储和显示。
所述压力传感器采用压阻式压力传感器。
所述温度传感器采用DS18bB20；所述湿度传感器采用HS1101；所述实验土槽的宽度为2.4米，触土小车的宽度为1.507米。
实施例：
土槽试验台的台车用四个个行走轮以4km/h的速度前进，通过电机驱动，利用2个导向轮用来固定台车的行走路径位置。
在台车运动过程中，通过安装在开沟器、覆土器以及镇压轮上的传感器，对所测得数据进行分析。通过改变开沟器、覆土器以及镇压轮的不同姿态、不同参数，分别进行实验。通过数据分析，得出最优的参数。
Claims (10)
1.一种巨菌草触土装置实验土槽试验台，其特征在于：所述试验台包括实验土槽和触土小车；所述实验土槽设有竖向的槽壁；实验土槽内填有实验土壤；所述触土小车包括机架、触土机构、四个以上的行走轮、两个以上的导向轮；所述导向轮的轮盘水平设置且在机架一侧直线排列；所述触土机构包括机架处自前而后排列于同一直线上的开沟器、覆土器和镇压轮；所述触土机构在机架上偏近导向轮一侧；当触土小车以行走轮在实验土壤上行走时，触土机构在机架上形成朝向导向轮一侧的弯矩，触土小车以导向轮支撑于槽壁内侧使触土小车在行进时保持直线；所述触土机构处设有温度传感器、湿度传感器和压力传感器，所述传感器对触土作业时的土壤状态和触土机构受力进行测量。
2.根据权利要求1所述的一种巨菌草触土装置实验土槽试验台，其特征在于：所述触土机构在进行触土作业时，以开沟器在实验土壤处掘沟，以覆土器对开沟器所掘出的沟进行填土，以镇压轮对填土完成的沟进行土质压实。
3.根据权利要求2所述的一种巨菌草触土装置实验土槽试验台，其特征在于：所述开沟器由开沟部和扩沟部两部分构成；
开沟部包括开沟前刀；扩沟部包括沟宽调节机构和与开沟前刀通过螺栓连接的扩沟板；所述沟宽调节机构通过调节扩沟板角度以调节沟宽；开沟器与机架间以竖向的深度调节杆连接，通过调整深度调节杆在机架处的锁定位置来改变开沟器插入土壤的深度。
4.根据权利要求2所述的一种巨菌草触土装置实验土槽试验台，其特征在于：所述覆土器俯视向呈八字形，覆土器包括一对覆土刮板、螺纹弯杆、横向调节杆和纵向调节杆，所述覆土刮板与螺纹弯杆一端相连；覆土刮板绕螺纹弯杆旋转以调节刮板与地面的角度；所述螺纹弯杆另一端与横向调节杆连接，螺纹弯杆通过调节其在横向调节杆上的位置以改变刮板间距，螺纹弯杆的竖起端在横向调节杆上旋转以调节刮板间夹角；所述横向调节杆与机架间以纵向调节杆相连，通过改变横向调节杆在纵向调节杆上的位置来调节覆土深度。
5.根据权利要求4所述的一种巨菌草触土装置实验土槽试验台，其特征在于：所述镇压轮包括镇压轮支架、碾轮、调压螺杆、轮轴；碾轮和轮轴装配于镇压轮支架处；所述镇压轮支架与覆土器的纵向调节杆相连，通过改变镇压轮支架在纵向调节杆处的连接点位置来调整镇压轮的高度；所述纵向调节杆处设有调压支架，调压支架处设有顶压于镇压轮支架处的调压螺杆，通过调节调压螺杆对镇压轮支架的压力可调节镇压轮对土壤的压力。
6.根据权利要求5所述的一种巨菌草触土装置实验土槽试验台，其特征在于：所述碾轮呈横置的柱形，柱形碾轮的中部呈内凹的曲面。
7.根据权利要求1所述的一种巨菌草触土装置实验土槽试验台，其特征在于：所述行走轮的两个前轮以前轮轴相连；行走轮的两个后轮以后轮轴相连；所述触土小车以电机驱动，所述电机以传动皮带与减速箱输入轴相连；减速箱输出轴驱动前轮轴旋转；前轮轴以传动链与后轮轴相连并驱动后轮轴同步旋转；所述触土小车的机架以空心的矩形截面钢材成型。
8.根据权利要求7所述的一种巨菌草触土装置实验土槽试验台，其特征在于：所述实验土槽和触土小车处设有控制模块，控制模块包括显示器，所述控制模块对电机转向、电机转速进行实时控制；控制模块还接收温度传感器、湿度传感器、压力传感器的测量数据并对数据进行存储和显示。
9.根据权利要求1所述的一种巨菌草触土装置实验土槽试验台，其特征在于：所述压力传感器采用压阻式压力传感器。
10.根据权利要求1所述的一种巨菌草触土装置实验土槽试验台，其特征在于：所述温度传感器采用DS18bB20；所述湿度传感器采用HS1101；所述实验土槽的宽度为2.4米，触土小车的宽度为1.507米。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108871753A (zh) * | 2018-07-03 | 2018-11-23 | 甘肃农业大学 | 环形试验土槽 |
| CN114568051A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-06-03 | 广西大学 | 一种用于研究甘蔗有效落种空间的组合式开沟实验装置 |
| CN114568051B (zh) * | 2022-03-14 | 2023-09-19 | 广西大学 | 一种用于研究甘蔗有效落种空间的组合式开沟实验装置 |
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