CN109479409B - 一种激光控制水田平整机 - Google Patents

Abstract

本发明属于农用机械技术领域，公开了一种激光控制水田平整机，包括机架，机架前侧设置有两根支撑梁和一根横梁，支撑梁连接有连接杆，连接杆连接有同步运动架，同步运动架上端设置有激光接收器，下端连接有第一升降液压油缸，第一升降液压油缸的下端固接整平板，横梁连接有第二升降液压油缸；横梁的后侧设置有控制装置、第一电机和投药室，其下侧设置有混合室，混合室的后方设置有滚筒，滚筒的外周间隔设置有通孔，滚筒的外周面的中部套设有外齿轮，机架上还设置有第二电机和推拉杆控制机构，机架的后侧固接有铲刀。本发明将稻桩等捣碎且与腐熟剂混合投放，既消灭了稻桩滋生的病虫和虫卵，提高了来年粮食产量，又增加土壤有机质含量，培肥土壤。

Description

一种激光控制水田平整机

技术领域

本发明涉及农用机械技术领域，具体为一种激光控制水田平整机。

背景技术

水田平整是各种灌溉技术(如浅水勤灌技术、水稻浅湿灌溉技术、水稻控制灌溉技术等)和撒播直播技术(如人工撒播、机器直播)应用的前提,是保证水稻高产、稳产的重要措施,能节约农业用水、提高肥料利用率、提高水稻产量等。

近几年，激光控制水田平整机开始在我国广泛应用，其由激光发射器发出一定直径的基准圆平面(也可以提供基准坡度)，装在刮土铲支撑杆上的接收器将采集到的信号经控制器处理后控制液压执行机构，液压机构按要求控制刮土铲上下动作，即可完成水田平整作业，相比传统的水田平整机械，其平整度更加精确。

现有技术的水田平整机仅是作为平整水田用，直接将田间的稻桩和杂草与泥混合整平，而田间的稻桩和杂草是许多病虫的越冬场所，及时消灭田间稻桩和杂草，破坏病虫越冬场所，对控制越冬病虫基数，减轻来年病虫危害具有重大意义；且部分农民为了消灭田间稻桩和杂草，直接采取火烧，既易引发火灾，又污染了环境。

发明内容

本发明意在提供一种激光控制水田平整机，解决现有技术不能及时消灭田间稻桩和杂草的病虫及虫卵的问题。

本发明提供基础方案是：一种激光控制水田平整机，包括矩形钢结构的机架，机架的一侧设置有两根竖直的支撑梁，两根所述支撑梁的上端之间设置有横梁，两根所述支撑梁均铰接有两根连接杆，每根所述支撑梁均通过连接杆铰接有同步运动架，每根所述支撑梁与其所在一侧的连接杆和同步运动架组成平行四边形结构，同步运动架的上端设置有激光接收器，同步运动架的下端固接有第一升降液压油缸，第一升降液压油缸的下端固接有整平板，所述横梁靠近同步运动架的前侧固接有第一支撑杆，所述第一支撑杆铰接有第二升降液压油缸，第二升降液压油缸远离支撑杆的端部与整平板铰接；

所述横梁的后侧设置有升降液压油缸的控制装置和第一电机，所述控制装置和电机的后侧设置有用于放置杀虫剂和腐熟剂的投药室，所述控制装置和投药室的下方设置有混合室，混合室内设置有辊轴，辊轴的外周面设置有螺旋状刀片，辊轴的一端穿过混合室的侧壁，且辊轴的一端与第一电机的输出轴之间连接有皮带，混合室的后侧设置有倾斜向上的进料道，混合室的底部前侧设置有倾斜向下的出料道，所述投药室用于向混合室投放杀虫剂和腐熟剂；

所述混合室的后方设置有倾斜向下的滚筒，滚筒的前后两端开口，滚筒的前端的底部紧挨进料道的进口，滚筒的前端和靠近机架的后侧处均套设有滚珠轴承，前端的滚珠轴承的外钢圈固接有第二支撑杆，第二支撑杆的下端与机架固接，靠近机架的后侧处的滚珠轴承的外钢圈与机架的后侧固接，所述滚筒的外周间隔的设置有通孔，所述圆筒外周面的中部套设有外齿轮，所述机架上设置有第二电机，所述电机的输出轴与外齿轮之间链接有链条；

所述机架上设置有第三支撑杆，第三支撑杆的顶部设置有推拉杆控制机构，所述推拉杆控制机构用于控制推拉杆将滚筒内的稻桩和草送入进料道。

基础方案的工作原理：激光发射器水平安装，并通过旋转其所发射的激光信号，为激光接收器建立一基准平面，此基准平面在工作过程中始终保持不变。由于水田泥层软硬不同，高低不平，当挂接本在装置的拖拉机在田间工作时，机身会忽高忽低。当机身与初始平面相比不一致时，激光接收器接收到激光信号，并转化为电信号，发送至升降液压油缸的控制装置，控制升降液压油缸伸长或缩短使平整板和激光接收器始终保持在原来工作平面上。本装置在整平水田的同时，倾斜的滚筒的下端持续挤压进入混合有稻桩和杂草的泥，并在滚筒转动的离心力作用下，泥变松散从滚筒的通孔漏出，稻桩和杂草贴在滚筒的内壁，推拉杆控制机构将稻桩和杂草放置入进料道，进入混合室。混合室的辊转动，带动螺旋状刀片切割稻桩和杂草，并与投药室投放的杀虫剂和腐熟剂混合，混合物通过出料道落在平整板的前方，使平整板推过来的泥掩埋混合物，混合物在密闭环境下杀虫并快速的腐烂成有机物，为水田增肥。

基础方案的有益效果是：1、本装置及时的处理掉稻桩和杂草内越冬的病虫和虫卵，且破坏掉滋生病虫的场所，减轻了来年病虫危害，提高了来年水稻的产量。2、本装置将稻桩和杂草捣碎且与腐熟剂混合，掩埋在泥表层的下方，快速腐烂后的杂草和稻桩能增加土壤有机质含量，培肥土壤。3、滚筒将进入的泥松散并均匀洒至周围，有利于平整板的整平水田，且防止了平整板后侧的泥不平均的堆积。

进一步，所述推拉杆控制机构包括转轴、第一斜杆、滑块、皮带、二连杆和伸缩气缸控制器，所述转轴贯穿且转动连接在第三支撑杆的顶端，所述转轴的一端设置有带轮，另一端与二连杆固接，所述带轮通过皮带与第一电机的输出轴连接，所述二连杆远离转轴的端部与滑块铰接，所述滑块与第一斜杆滑动连接，所述第一斜杆的轴线方向与所述滚筒的轴线方向相同，所述滑块固接有第二斜杆，所述第二斜杆的自由端固接有伸缩气缸，所述伸缩气缸与第一斜杆的轴线呈90°夹角，所述伸缩气缸的自由端连接有推拉杆，所述推拉杆的轴线方向与滚筒的轴线方向相同，所述推拉杆的自由端设置有钉耙齿；所述伸缩气缸控制器设置在升降液压油杆的控制装置处，用于控制伸缩气缸伸长或缩短：当推拉杆位于其运动轨迹的最后端时，伸缩气缸伸长至使钉耙齿抵触滚筒的内壁，当推拉杆位于其运动轨迹的最前端时，伸缩气缸缩短至使钉耙齿位于滚筒的轴线处。

通过上述设置，伸缩气缸控制推拉杆在进入滚筒时位于滚筒的轴线处，拉出滚筒时钉耙齿抵触滚筒内壁，避免了推拉杆单一的来回移动，将部分稻桩和杂草推向滚筒的下端，提高了收置稻桩和杂草的效率。

进一步，所述第一斜杆的两端均设置有挡板，所述挡板上设置有压力传感器，所述滑块在其运动行程的上止点时触碰前端的压力传感器，压力传感器发送信号至伸缩气缸控制器，伸缩气缸控制器控制伸缩气缸伸长至钉耙齿抵触滚筒的内壁，所述滑块在其运动行程的下止点时触碰后端的压力传感器，压力传感器发送信号至伸缩气缸控制器，伸缩气缸控制器控制伸缩气缸缩短至钉耙齿位于滚筒的轴线处。

通过上述设置，使伸缩气缸控制器控制推拉杆的程序简单，方便维护。

进一步，所述滚筒并排设置有2-4个，所述滚筒上的外齿轮均通过链条与第二电机的输出轴链接；所述伸缩气缸的下端固接有并连杆，并连杆的轴线方向与滚筒的径向方向相同，并连杆与伸缩气缸呈90°夹角，所述并连杆上固接有与所述滚筒对应的推拉杆。

通过上述设置，极大的提高了本装置处理稻桩和杂草的效率，避免了设置一个滚筒时整平板长度范围内的稻桩和杂草大部分无法处理。

进一步，所述机架的后侧固接有铲刀。

在行进过程中，铲刀能将泥和稻桩铲入滚筒，防止了滚筒的下端长期挤压泥层造成损坏，也能使本装置适应泥层较硬的水田，提高了本装置的实用性。

进一步，所述出料道的出口前端设置有弧形挡板。

弧形挡板防止平整板前堆积的泥过多而影响混合物的移出。

附图说明

图1为本发明#实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：连接杆1、同步运动架2、第一升降液压油缸3、整平板4、第一支撑杆5、第二升降液压油缸6、控制装置7、第一电机8、投药室9、混合室10、辊轴11、进料道12、出料道13、漏网14、分隔网15、移动挡板16、滚筒17、滚珠轴承18、第二支撑杆19、外齿轮20、第二电机21、转轴22、第一斜杆23、滑块24、二连杆25、并连杆26、推拉杆27、钉耙齿28、挡板29、铲刀30、第二斜杆31、伸缩气缸32、弧形挡板33。

实施例基本如图1所示，一种激光控制水田平整机，包括矩形钢结构的机架，机架的左右两侧之间固接有两根横钢架，机架的前侧既本装置运动方向的后方，固接有两根竖直的支撑梁，两根支撑梁的上端之间固接有横梁，两根支撑梁的前侧均铰接有上下两根连接杆1，每根支撑梁均通过上下两根连接杆1铰接有同步运动架2，每根支撑梁与其所在一侧的连接杆1和同步运动架2组成平行四边形结构，同步运动架2的上端固定有激光接收器，同步运动架2的下端固接有第一升降液压油缸3，第一升降液压油缸3的下端固接有整平板4，横梁的前侧固接有第一支撑杆5，第一支撑杆5铰接有第二升降液压油缸6，第二升降液压油缸6的下端与整平板4铰接。

横梁的后侧固定有第一升降液压油缸3和第二升降液压油缸6的控制装置7和第一电机8，控制装置7和电机的后侧固定有用于放置杀虫剂和腐熟剂的投药室9，控制装置7和投药室9的下方固接有混合室10，混合室10内转动连接有辊轴11，辊轴11的外周面间隔的焊接有螺旋状刀片，辊轴11的右端穿过混合室10的侧壁，且辊轴11的右端与第一电机8的输出轴均固接有皮带轮，两个皮带轮之间连接有皮带，混合室10的后侧设置有倾斜向上的进料道12，混合室10的底部前侧固接有倾斜向下的出料道13，出料道13的进口处设置有漏网14，出料道13的出口前端设置有弧形挡板33，投药室9与混合室10连通，投药室9的底部也设置有分隔网15，分隔网15的下方设置有可向右来回平移的移动挡板16。

混合室10的后方设置有倾斜向下的滚筒17，滚筒17左右并排设置有2个，以提高本装置处理稻桩和杂草的效率，避免了设置一个滚筒17时在整平板4长度范围内的稻桩和杂草大部分无法处理，滚筒17的前后两端开口，滚筒17的前端的底部紧挨进料道12的进口，滚筒17的前端和后端均套设有滚珠轴承18，滚珠轴承18的内钢圈与所套设的滚筒17固接，前端的滚珠轴承18的外钢圈固接有竖直的第二支撑杆19，第二支撑杆19的下端与机架上的横钢架固接，后端的滚珠轴承18的外钢圈与机架的后侧固接，滚筒17的外周间隔的设置有通孔，通孔的直径为3cm，圆筒外周面的中部固定套设有外齿轮20，滚筒17的下方设置有第二电机21，第二电机21电机的输出轴固接有链轮，电机的输出轴与外齿轮20之间链接有链条。

机架的横钢架上固接有第三支撑杆，第三支撑杆的上端设置有推拉杆27控制机构，推拉杆27控制机构包括22、第一斜杆23、滑块24、皮带、二连杆25和伸缩气缸控制器，转轴22贯穿且转动连接在第三支撑杆的上端，转轴22的右端固接有带轮，左端与二连杆25的后端固接，带轮通过皮带与第一电机8的输出轴连接，二连杆25的前端与滑块24铰接，滑块24与第一斜杆23滑动连接，第一斜杆23的轴线方向与滚筒17的轴线方向相同，滑块24固接有第二斜杆31，第二斜杆31的下端固接有伸缩气缸32，伸缩气缸32与第一斜杆23的轴线呈90°夹角，伸缩气缸32的下端固接有并连杆26，并连杆26的轴线方向与滚筒17的径向方向相同且与伸缩气缸32呈90°夹角，并连杆26上固接有两根推拉杆27，推拉杆27的轴线方向与滚筒17的轴线方向相同，推拉杆27的后端设置有钉耙齿28，钉耙齿28的排列方向与滚筒17的转动方向呈45°夹角，钉耙齿28的下端与滚筒17的内壁相接触时，钉耙齿28的下端与滚筒17的内壁的形状相匹配。

第一斜杆23的两端均固接有挡板29，两块挡板29相对的侧面固定有压力传感器，滑块24在其运动行程的上止点时触碰前端的压力传感器，压力传感器发送信号至伸缩气缸控制器，伸缩气缸控制器控制伸缩气缸32伸长至钉耙齿28抵触滚筒17的内壁，钉耙齿28位于滚筒17的长度的三分之二处，滑块24在其运动行程的下止点时触碰后端的压力传感器，压力传感器发送信号至伸缩气缸控制器，伸缩气缸控制器控制伸缩气缸32缩短至钉耙齿28位于滚筒17前端的轴线处。这样的设置使伸缩气缸控制器控制推拉杆27的程序简单，方便维护；避免了推拉杆27单一的来回移动，将部分稻桩和杂草推向滚筒17的下端，提高了收置稻桩和杂草的效率。

机架的后侧固接有倾斜向下的铲刀30，铲刀30与机架的夹角呈45°夹角，行进过程中，铲刀30能将泥和稻桩铲进滚筒17，防止了滚筒17的下端长期挤压泥层造成损坏，也能使本装置适应泥层较硬的水田，提高了本装置的实用性。两个滚筒17的后端之间机架上固接有一块隔板，防止泥从两个滚筒17之间挤走。机架的后侧的固接有与机架的后侧组成矩形的悬挂架，悬挂架与机架呈90°夹角，悬挂架的固接有两根斜梁，两根斜梁的上端固接在一起并设置有一个连接耳，悬挂架上还设置有两个对称的连接耳，三个连接耳可以进行三点悬挂，将本装置与拖拉车挂接。

本发明及时的处理掉稻桩和杂草内越冬的病虫和虫卵，且破坏掉滋生病虫的场所，减轻了来年病虫危害，提高了来年水稻的产量。本装置将稻桩和杂草捣碎且与腐熟剂混合，掩埋在泥表层的下方，快速腐烂后的杂草和稻桩能增加土壤有机质含量，培肥土壤。滚筒17将进入的泥松散并均匀洒至周围，有利于平整板的整平水田，且防止了平整板后侧的泥不均衡的堆积。

具体工作时，激光发射器水平安装，并通过旋转其所发射的激光信号，为激光接收器建立一基准平面，此基准平面在工作过程中始终保持不变。由于水田泥层软硬不同，高低不平，当挂接本在装置的拖拉机在田间工作时，机身会忽高忽低。当机身与初始平面相比不一致时，激光接收器接收到激光信号，并转化为电信号，发送至升降液压油缸的控制装置7，控制第一升降液压油缸3和第二升降液压油缸6伸长或缩短，使平整板和激光接收器始终保持在原来工作平面上。本装置在整平水田的同时，倾斜的滚筒17的后端通过铲刀30持续挤压进入混合有稻桩和杂草的泥，并在滚筒17转动的离心力作用下，泥变松散从滚筒17的通孔漏出，稻桩和杂草贴在滚筒17的内壁，第一电机8通过皮带带动带轮转动，带轮带动二连杆25来回曲折，使滑块24在第一斜杆23上来回移动，第一斜杆23通过伸缩气缸32带动推来杆移动：当滑块24在其运动行程的上止点时，触碰到前端的压力传感器，压力传感器发送信号至伸缩气缸控制器，伸缩气缸控制器控制伸缩气缸32伸长至钉耙齿28在位于滚筒17的长度的三分之二处抵触滚筒17的内壁；当滑块24在其运动行程的下止点时，触碰到后端的压力传感器，压力传感器发送信号至伸缩气缸控制器，伸缩气缸控制器控制伸缩气缸32缩短至钉耙齿28位于滚筒17前端的轴线处，此过程将稻桩和杂草移至滚筒17的前端并进入进料道12，然后第一电机8通过皮带带动混合室10的辊轴11转动，螺旋状刀片将稻桩和杂草切割。投药室9的移动挡板16后移，投药室9内的杀虫剂和腐熟剂进入混合室10与稻桩和杂草的碎屑混合，混合物通过漏网14进入出料道13，落在平整板的前方，平整板推过来的泥刚好掩埋混合物，混合物在密闭环境下杀死病虫和虫卵并快速的腐烂成有机物，为水田增肥。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种激光控制水田平整机，其特征在于：包括矩形钢结构的机架，机架的一侧设置有两根竖直的支撑梁，另一侧设置有三点悬挂架，两根所述支撑梁的上端之间设置有横梁，两根所述支撑梁均铰接有两根连接杆(1)，每根所述支撑梁均通过连接杆(1)铰接有同步运动架(2)，每根所述支撑梁与其所在一侧的连接杆(1)和同步运动架(2)组成平行四边形结构，同步运动架(2)的上端设置有激光接收器，同步运动架(2)的下端固接有第一升降液压油缸(3)，第一升降液压油缸(3)的下端固接有整平板(4)，所述横梁靠近同步运动架(2)的前侧固接有第一支撑杆(5)，所述第一支撑杆(5)铰接有第二升降液压油缸(6)，第二升降液压油缸(6)远离支撑杆的端部与整平板(4)铰接；

所述横梁的后侧设置有升降液压油缸的控制装置(7)和第一电机(8)，所述控制装置(7)和电机的后侧设置有用于放置杀虫剂和腐熟剂的投药室(9)，所述控制装置(7)和投药室(9)的下方设置有混合室(10)，混合室(10)内设置有辊轴(11)，辊轴(11)的外周面设置有螺旋状刀片，辊轴(11)的一端穿过混合室(10)的侧壁，辊轴(11)的另一端与第一电机(8)的输出轴之间连接有皮带，混合室(10)的后侧设置有倾斜向上的进料道(12)，混合室(10)的底部前侧设置有倾斜向下的出料道(13)，所述投药室(9)用于向混合室(10)投放杀虫剂和腐熟剂；

所述混合室(10)的后方设置有倾斜向下的滚筒(17)，滚筒(17)的前后两端开口，滚筒(17)的前端的底部紧挨进料道(12)的进口，滚筒(17)的前端和靠近机架的后侧处均套设有滚珠轴承(18)，前端的滚珠轴承(18)的外钢圈固接有第二支撑杆(19)，第二支撑杆(19)的下端与机架固接，靠近机架的后侧处的滚珠轴承(18)的外钢圈与机架的后侧固接，所述滚筒(17)的外周间隔的设置有通孔，所述滚筒(17)外周面的中部套设有外齿轮(20)，所述机架上设置有第二电机(21)，所述电机的输出轴与外齿轮(20)之间链接有链条；

所述机架上设置有第三支撑杆，第三支撑杆的顶部设置有推拉杆控制机构，所述推拉杆控制机构用于控制推拉杆(27)将滚筒(17)内的稻桩和草放送入进料道(12)。

2.根据权利要求1所述的一种激光控制水田平整机，其特征在于：所述推拉杆(27)控制机构包括转轴(22)、第一斜杆(23)、滑块(24)、皮带、二连杆(25)和伸缩气缸(32)控制器，所述转轴(22)贯穿且转动连接在第三支撑杆的顶端，所述转轴(22)的一端设置有带轮，另一端与二连杆(25)固接，所述带轮通过皮带与第一电机(8)的输出轴连接，所述二连杆(25)远离转轴(22)的端部与滑块(24)铰接，所述滑块(24)与第一斜杆(23)滑动连接，所述第一斜杆(23)的轴线方向与所述滚筒(17)的轴线方向相同，所述滑块(24)固接有第二斜杆(31)，所述第二斜杆(31)的自由端固接有伸缩气缸(32)，所述伸缩气缸(32)与第一斜杆(23)的轴线呈90°夹角，所述伸缩气缸(32)的自由端连接有推拉杆(27)，所述推拉杆(27)的轴线方向与滚筒(17)的轴线方向相同，所述推拉杆(27)的自由端设置有钉耙齿(28)；

所述伸缩气缸(32)控制器设置在升降液压油杆的控制装置(7)处，用于控制伸缩气缸(32)伸长或缩短：当推拉杆(27)位于其运动轨迹的最后端时，伸缩气缸(32)伸长至使钉耙齿(28)抵触滚筒(17)的内壁，当推拉杆(27)位于其运动轨迹的最前端时，伸缩气缸(32)缩短至使钉耙齿(28)位于滚筒(17)的轴线处。

3.根据权利要求2所述的一种激光控制水田平整机，其特征在于：所述第一斜杆(23)的两端均设置有挡板(29)，所述挡板(29)上设置有压力传感器，所述滑块(24)在其运动行程的上止点时触碰前端的压力传感器，压力传感器发送信号至伸缩气缸(32)控制器，伸缩气缸(32)控制器控制伸缩气缸(32)伸长至钉耙齿(28)抵触滚筒(17)的内壁，所述滑块(24)在其运动行程的下止点时触碰后端的压力传感器，压力传感器发送信号至伸缩气缸(32)控制器，伸缩气缸(32)控制器控制伸缩气缸(32)缩短至钉耙齿(28)位于滚筒(17)的轴线处。

4.根据权利要求2所述的一种激光控制水田平整机，其特征在于：所述滚筒(17)并排设置有2-4个，所述滚筒(17)上的外齿轮(20)均通过链条与第二电机(21)的输出轴链接；所述伸缩气缸(32)的下端固接有并连杆(26)，并连杆(26)的轴线方向与滚筒(17)的径向方向相同，并连杆(26)与伸缩气缸(32)呈90°夹角，并连杆(26)上固接有与所述滚筒(17)对应的推拉杆(27)。

5.根据权利要求1所述的一种激光控制水田平整机，其特征在于：所述机架的后侧固接有铲刀(30)。

6.根据权利要求1所述的一种激光控制水田平整机，其特征在于：所述出料道(13)的出口前端设置有弧形挡板(33)。

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