CN108174664B - 适用于油菜毯状苗的高速切块取苗栽植装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于油菜毯状苗的高速切块取苗栽植装置，包括移箱机构和切块取苗机构，所述移箱机构上设有秧箱，所述秧箱下部设有秧门，所述切块取苗机构包括箱体、秧爪和可沿秧爪往复移动的推秧杆，所述秧爪由一对夹片和一对弹性片构成；所述秧爪可沿对应秧门的取秧栽插轨迹变转速循环运动，所述取秧栽插轨迹由取苗段、推苗段和回程段构成；两个夹片的相对侧分别设有朝向对方突起的弹性片；所述移箱机构和切块取苗机构由异形齿轮组变转速同步驱动，使所述切块取苗机构的箱体在秧爪位于所述取苗段、推苗段时转速较低而在秧爪位于回程段时转速较高。该装置使油菜毯状苗苗块不易脱落、切块取苗伤秧小、栽植质量高且可适应较大的株距范围。

Description

适用于油菜毯状苗的高速切块取苗栽植装置

技术领域

本发明涉及一种适用于油菜毯状苗的高速切块取苗栽植装置，属于农业机械技术领域。

背景技术

我国油菜常年种植面积约为1亿亩，面积和总产位居世界前列。菜籽油占国产食用植物油57%，位居国产食用植物油首位。长江流域油菜种植面积占全国种植面积90%，分布在长江上、中、下游地区，其中30-40%因轮作茬口或因气候条件等原因限制，不具备直接播种的条件，必须采用育苗移栽方式种植。近年来，长江中下游一些地区，当栽不栽而直播，油菜产量下降30%以上。

国内外现有的链夹式或导苗管式移栽机以及进口的全自动旱地移栽机等均不能满足油菜高效移栽，特别是稻后田黏重土壤条件下的油菜机械高效移栽需要，存在的主要问题：一是作业效率低辅助用工多；二是对土壤适应性差。当前我国油菜移栽几乎全部为人工作业，用工多、成本高、劳动强度大。

申请人针对现有的链夹式或导苗管式移栽机存在的问题已经申请过两件专利，分别是中国专利“油菜移栽法及专用移栽机”（ZL201210419104.7）和油菜毯状苗全自动移栽机的栽植装置及栽植方法（ZL201410454324.2）。上述两件专利均是借鉴已十分成熟的水稻移栽技术，水稻移栽技术通常是在矩形育苗盘中播种育苗，具有专用的育苗播种生产线，在田间和温室、大棚中培育秧苗。这种水稻育苗方法培育出的水稻秧苗，其根系与土壤缠结成一体，成为可拎、卷、叠而不散的秧片，即所谓的毯状苗，这种形态的秧苗便于移栽机（或称水稻插秧机）切块栽插。

上述两件专利采用毯状苗分插移栽原理，基本上解决了油菜移栽效率低和黏重土壤不能移栽的技术难题，但申请人通过田间试验进一步发现，油菜等双子叶作物根系不发达，现有的油菜毯状苗存在含水率不高、盘接力较弱等特点，这样，油菜毯状苗高速全自动移栽机的栽植机构在高速切块取苗过程中苗块易散碎和脱落导致栽植质量不高；另外，油菜植株冠层较大，大株距作业时秧爪易碰倒已插秧苗，导致倒苗增加，因此油菜毯状苗切块取苗栽植装置的株距适应范围较小。

发明内容

本发明要解决技术问题是：提出一种苗块不易脱落、伤秧小、栽植质量高、可适应较大株距范围的油菜毯状苗高速切块取苗栽植装置。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种适用于油菜毯状苗的高速切块取苗栽植装置，包括移箱机构和切块取苗机构，所述移箱机构上设有可纵向输送且水平移动的秧箱，所述秧箱下部设有秧门，所述切块取苗机构包括箱体以及设置在箱体上的秧爪和可沿秧爪往复移动的推秧杆；所述秧爪可沿对应秧门的取秧栽插轨迹变转速循环运动，所述取秧栽插轨迹由取苗段、推苗段和回程段构成；所述秧爪包括基板和固定在基板上的一对夹片，所述基板与两个夹片形成U形结构，所述基板的一端设有若干固定孔，两个夹片远离固定孔的一端均向外延伸并逐渐收缩形成伸出基板的秧针；两个夹片的相对侧分别设有朝向对方突起的弹性片，所述弹性片沿对应夹片的长度方向从秧针的尖部至少延伸至基板位置；离秧针的前端尖部越近，则两个弹性片之间的间距越大；所述移箱机构和切块取苗机构由底盘通过异形齿轮组变转速同步驱动，使所述秧箱变速移动，同时使所述箱体在秧爪位于所述取苗段、推苗段时转速较低而在秧爪位于回程段时转速较高。

首先要说明的是：由背景技术中提及的专利号为201210419104.7的中国专利可知，现有的油菜移栽机采用了与水稻移栽机相同的取苗栽插原理，是由在用的水稻移栽机针对水稻和油菜的作物特性差异进行改进得到的，主要是由动力底盘、切缝开沟部件、覆土镇压部件和栽插部件等部分组成，其中栽插部件由实现将毯状苗切块栽插的切块取苗机构切块取苗机构和秧箱以及与切块取苗机构相配合的送秧机构和移箱机构组成，送秧机构和移箱机构由底盘来同步驱动，使两者的工作周期相同。作业时由人工将毯状苗放在秧箱上，每次切块取苗机构的秧爪进入秧箱在毯状苗上切取一苗块，其上约有2至3株秧苗（视播种密度而定），移箱机构驱动秧箱横向左右移动位置，移动到左或右端头时秧箱上的送秧机构将秧苗往下送。

本发明针对切块取苗机构在高速切块取秧和栽插过程中油菜毯状苗的苗块易散碎和脱落的问题，在取秧的秧爪内侧安装弹性片，相对的两个弹性片形成辅助的弹性夹苗机构，两个弹性片之间的间距由秧爪内部至开口处不断扩大，并与推秧杆紧密贴合，这样在弹性夹苗机构作业下，苗块由秧爪紧密贴合，从而在切块取苗时苗块不易脱落，秧苗（苗块）与秧爪贴合姿态一致性好、栽植质量高。

为了进一步提高栽植质量，上述技术方案的进一步改进是：所述弹性片的一端与秧爪开口处对应的夹片的前端尖部固接，所述弹性片的另一端为自由端并与对应夹片的中部相贴合。这样，弹性片的一端与秧爪固连，另一端自由，在取秧时推秧杆退回到秧爪的最里段，弹性片在自身弹性作用下形成一个由开口至内渐变的夹角。当秧爪切块取苗时（即取苗段），苗块不断向秧爪内部运动，即使苗块有部分散碎变小在弹性片的作用下也可以夹紧苗块，使苗块不易掉落。而在推秧栽植阶段（即推苗段），推秧杆快速推出，弹性片在推秧杆头的作用下变形，秧爪与苗块间隙变大，苗块易于脱落，从而在推秧杆作用下推出苗块栽植。

另外，水稻毯状苗插秧时，水稻苗根部与土壤接触力大，水稻上部韧性好且没有冠层，因此只要秧爪不碰到水稻秧苗的根茎底部即不会碰到已插秧苗。相比较水稻而言，油菜植株冠层较大，油菜苗根茎部脆且韧性较差，且栽植土壤状态为旱地菜苗与土壤接触力小不牢固，当秧爪回程时碰倒菜苗上部时也易推倒已插秧苗。因此，为了避免秧爪插秧时碰倒已插秧苗，本发明采用变速传动的技术方案，即所述箱体通过异形齿轮驱动使其在秧爪位于所述取苗段、推苗段时转速较低而在秧爪位于回程段时转速较高，这样在相同株距条件下，由于回程段快速运动，秧爪回程距离更远，因此不易碰倒已插秧苗，从而可以减少倒苗，也增加了秧苗株距的适应范围。

本发明在取苗段和推苗段秧爪运动速度降低，降低了秧爪对菜苗的冲击，在栽植时速度降低立苗更稳，可以降低油菜毯状苗高速切块时苗块散碎、减少秧苗损伤并提高秧苗直立度。但油菜苗冠层相对根茎部较大，当菜苗与秧爪贴合时相对水稻来说存在一个更大的角度，因此为了进一步提高秧苗栽植的直立度，本发明中推秧杆的推秧角度要求较常规水稻插秧机的切块取苗机构的推秧角度大，其中所述推秧杆的推秧角度为在推秧时所述推秧杆与土壤水平面之间的夹角。经申请人反复实验，本发明中推秧杆的推秧角度优选为75°±5°。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是图1中切块取苗机构的结构示意图。

图3是本发明实施例中移箱机构和切块取苗机构变速传动的原理示意图。

图4是秧爪的结构示意图。

图5是推秧杆退回到秧爪最里段时的示意图。

图6是推秧杆推出秧爪时的示意图。

图7是秧爪的取秧栽插轨迹的对比图。

图8是秧爪在一个工作周期内的运动速度对比图。

附图标记：1-箱体，2-异形齿轮行星轮，3-异形齿轮惰轮，4-异形齿轮太阳轮，5-栽植臂，6-推秧杆，7-秧爪，8-毯状苗，9-导苗片，10-移箱机构，11-弹性片，12-夹片，13-异形齿轮组，14-正圆齿轮组，15-苗块，16-基板，17-秧针，18-固定孔，20-秧箱，30-切块取苗机构，40-底盘，51-推秧角度。

具体实施方式

实施例

本实施例的油菜毯状苗的高速切块取苗栽植装置，如图1-4所示，包括底盘40、位于底盘40后端下部的移箱机构10和切块取苗机构30，所述移箱机构10上设有可纵向输送且水平移动的秧箱20，所述秧箱20下部设有秧门。

如图2和图3所示，所述切块取苗机构30包括箱体1、用于夹持秧苗的秧爪7以及可沿秧爪7往复移动的推秧杆6，秧爪7和推秧杆6设置在箱体上（箱体1上固接有栽植臂5，秧爪7安装在栽植臂5上），所述秧爪7可沿对应秧门取秧栽插轨迹变转速循环运动，所述取秧栽插轨迹由取苗段、推苗段和回程段构成，当秧爪7旋转至秧门处进入秧箱20内时（取苗段）在毯状苗8上切取一苗块15，秧爪7夹紧苗块15，至推苗段时推秧杆6将油菜苗块15从秧爪7中推出使其沿导苗片9植入土壤中。

本实施例中移箱机构10和切块取苗机构30由底盘1的动力通过异形齿轮组同步驱动，驱动切块取苗机构30的箱体1变速旋转和移箱机构10变速移动，即通过异形齿轮组驱动箱体1变速度运动使所述秧爪位于取苗段、推苗段时箱体1慢速运动而在所述秧爪位于回程段时箱体1快速运动。具体来说，如图3所示，动力由动力输入轴输入，通过异形齿轮组13实现变速传动，驱动切块取苗机构30的箱体1变速度旋转；同时，异形齿轮组13再通过正圆齿轮组14的配合驱动移箱机构10（本例为图3中所示的蜗轮蜗杆机构，秧箱20设置在蜗轮上，蜗杆由正圆齿轮组14驱动）带动秧箱20变速水平移动，从而使切块取苗机构和移箱机构10同步变速运动。本实施例将现有技术中箱体1和移箱机构10匀速传动改进为由异形齿轮组13驱动的同步变速传动，从而使箱体1变转速运动，这样在相同株距条件下，回程段快速运动，秧爪回程速度快，因此秧爪不易碰倒已插秧苗，从而可以减少倒苗，也增加了秧苗株距的适应范围。

现有技术中使用箱体1和移箱机构10匀速传动和本实施例改进后采用变速传动时，秧爪7的取秧栽插轨迹对比如图7所示，虚线线为箱体匀速转动时的取秧栽插轨迹，实线为箱体变速转动时的取秧栽插轨迹。秧爪7的在一个工作周期内的运动速度如图8所示，图中虚线为现有技术中秧爪尖在一个工作周期内x与y方向的速度，实线为改进后秧爪尖在一个工作周期内x与y方向的速度。

图2和图3中箱体1内的异形齿轮行星轮2、异形齿轮惰轮3和异形齿轮太阳轮4用于驱动秧爪7运动，此为现有技术，即与现有的切块取苗机构设置相同，不再赘述。

需要说明的是，一个切块取苗机构30可含有多个秧爪7（如图2中所示为两个），这样可以提高分插栽植的效率。

如图4所示，本实施例中秧爪7包括基板16和固定在基板16上的一对夹片12，所述基板16与两个夹片12形成U形结构，所述基板16的一端设有若干固定孔18，两个夹片12远离固定孔18的一端均向外延伸并逐渐收缩形成伸出基板16的秧针17；两个夹片12的相对侧分别设有朝向对方突起的弹性片11，所述弹性片11沿对应夹片12的长度方向从秧针17的前端尖部至少延伸至基板16位置，离秧针17的前端尖部越近，两个弹性片11之间的间距越大，即两个弹性片11之间的间距从秧爪7内部至开口处越来越大，因此即使苗块15有部分散碎变小在弹性片11的作用下也可以夹紧苗块15，使苗块15不易掉落。

本实施例还可以作以下改进：1）所述弹性片11的一端与对应夹片12的秧针17的前端尖部固接，所述弹性片11的另一端为自由端并与对应夹片12的中部相贴合。如图5所示，在取秧时推秧杆退回到最里段，弹性片11在自身弹性作用下形成一个由开口至内渐变的夹角，当秧爪7切块取苗15时，苗块不断向秧爪内部运动，即使苗块有部分散碎变小在弹性变形片的作用下也可以夹紧苗块，使苗块不易掉落。当切块取苗栽植结构运动到推秧栽植阶段，如图6所示，推秧杆6快速推出，弹性片11在推秧杆6的作用下变形，秧爪7与苗块15间隙变大，苗块易于脱落，从而在推秧杆作用下推出苗块栽植。

2）油菜苗冠层相对根茎部较大，当苗块与秧爪贴合时存在一个较大的角度，因此为了进一步提高秧苗栽植的直立度，本发明中推秧杆的推秧角度51要求较常规水稻插秧机切块取苗机构的推秧角度大，经申请人反复实验，推秧杆6的推秧角度51优选为75°±5°。

3）所述推秧杆6的头部设有防粘附橡胶块。推秧杆6前端增加软橡胶，软橡胶在受力时变形可以防止土壤粘附在推秧杆上，有效去除了推秧杆前端的粘附的泥土。

本实施例与现有技术相比，带来的有益效果总结如下：

1）本发明针对油菜毯状苗连接力不强，含水率不高易散碎的特性，通过在两个夹片的相对侧分别设有朝向对方突起的弹性片，解决了油菜毯状苗高速切块苗块易散碎掉落的问题。

2）针对苗块易掉落姿态随机的特性，解决了秧苗在秧爪姿态的一致性问题，极大的提高了栽植质量。

3）本发明中切块取苗机构和移箱机构采用变转速传动，使所述秧爪在取苗段、推苗段慢速运动而在回程段快速运动，在取苗段和栽植段速度更低，不易伤苗，栽植稳定性好。变转速传动使切块取苗机构的秧爪回程速度更快，解决了株距适应性问题，进一步提高了大株距栽植质量，扩大了株距适应方案。

4）针对油菜冠层较大的问题，提出秧爪大倾角和切块取苗机构变转速，解决了秧苗栽植直立性问题。

本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换形成的技术方案，均为本发明要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种适用于油菜毯状苗的高速切块取苗栽植装置，包括移箱机构和切块取苗机构，所述移箱机构和切块取苗机构由底盘同步驱动，所述移箱机构上设有可纵向输送且水平移动的秧箱，所述秧箱下部设有秧门，所述切块取苗机构包括箱体以及设置在箱体上的秧爪和可沿秧爪往复移动的推秧杆；所述秧爪可沿对应秧门的取秧栽插轨迹变转速循环运动，所述取秧栽插轨迹由取苗段、推苗段和回程段构成；其特征在于：所述秧爪包括基板和固定在基板上的一对夹片，所述基板与两个夹片形成U形结构，所述基板的一端设有若干固定孔，两个夹片远离固定孔的一端均向外延伸并逐渐收缩形成伸出基板的秧针；两个夹片的相对侧分别设有朝向对方突起的弹性片，所述弹性片沿对应夹片的长度方向从秧针的前端尖部至少延伸至基板位置，离秧针的前端尖部越近，则两个弹性片之间的间距越大；所述移箱机构和切块取苗机构由底盘通过异形齿轮组变转速同步驱动，使所述秧箱变速移动，同时使所述箱体在秧爪位于所述取苗段、推苗段时转速较低而在秧爪位于回程段时转速较高。

2.根据权利要求1所述的适用于油菜毯状苗的高速切块取苗栽植装置，其特征在于：所述弹性片的一端与对应夹片的秧针的前端尖部固接，所述弹性片的另一端为自由端并与对应夹片的中部相贴合。

3.根据权利要求1所述的适用于油菜毯状苗的高速切块取苗栽植装置，其特征在于：所述推秧杆的推秧角度为75°±5°，所述推秧杆的推秧角度为在推秧时所述推秧杆与水平面之间的夹角。