CN109673186B - 一种小型农用旋耕起垄、覆膜一体机 - Google Patents

一种小型农用旋耕起垄、覆膜一体机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种小型农用旋耕起垄、覆膜一体机，包括可和其他动力机构连接的机架、驱动机构、水箱、蓄电池，所述机架下面从前端到后端依次设有旋耕机构、开沟起垄机构、整形机构、喷水装置、挂膜轴、压膜轮、拨土片；所述挂膜轴上挂有薄膜，其特征在于所述薄膜的前方有分别喷头朝向薄膜和地面的喷水装置；喷水部分，激光灯正对喷头的背面，灯光沿水柱喷射在薄膜表面，形成光斑便于观察和检测；采用摄像头拍摄光斑，检测实际光斑大小和位置，获得水柱与薄膜的角度，并通过控制箱控制水柱的角度；本发明能实现旋耕开沟、起垄、覆膜一体化作业，和解决覆膜过程中，薄膜与垄土中容易混入空气，形成鼓包，造成覆膜不够紧贴垄面的问题。

Description

一种小型农用旋耕起垄、覆膜一体机
技术领域
本发明属于农用机械技术领域，尤其涉及一种小型农用旋耕起垄、覆膜一体机。
背景技术
覆膜具有提高表层土壤温度、促进植物生长、保持墒情、改善土壤理化特性、防除杂草等优势，已广泛应用于农业生产过程中。相比于人工铺膜，机械覆膜可以减轻农民劳动强度，提高生产效率；在作业质量上，依靠机器的性能和正确的使用操作，基本实现了地膜铺展平整和封土严实的铺放要求，保持了作业质量稳定；同时机械覆膜时地膜受力均匀，伸展充分，较人工作业更节省地膜，因而能节约铺膜成本
而现有的农用覆膜机种类繁多，功能各异，从功能结构上分，一类是只有覆膜作业单一功能的单一型覆膜机，结构简单，功能也较为局限，已经逐渐不能满足现代农业对高度智能化和精简化作业的需求。另外一类是具有旋耕、整地、起垄、喷药、覆膜、播种等多功能联合型覆膜机，结合手扶拖拉机牵引或四轮拖拉机牵引，结构较为复杂，功能也较为齐全。
但现有的覆膜机，在覆膜过程中，由于土壤表面高低起伏，土块大小不均匀且与薄膜缺少黏附力，覆膜时，所覆薄膜与土壤之间中容易混入空气，形成鼓包，造成覆膜不够紧贴垄面，覆膜效果不够理想。
发明内容
本发明根据现有技术中存在的问题，提出了一种小型农用旋耕起垄、覆膜一体机，目的在于解决覆膜不够紧贴垄面的问题，抗风能力强。
本发明所采用的技术方案如下：
一种小型旋耕起垄、覆膜一体机，包括机架，所述机架上还设有旋耕机构、开沟起垄机构、整形机构、喷水装置、覆膜机构和控制箱
所述覆膜机构包括挂膜轴和压膜轮，所述挂膜轴一端固定安装在机架上，另一端用于放置薄膜，所述挂膜轴上设有霍尔传感器，用于测量挂有薄膜的挂膜轴旋转过的圈数，所述压膜轮固定安装在机架下部；
所述喷水装置可以配合覆膜机构工作，对薄膜进行喷水，使得薄膜更加紧贴垄面。
进一步，所述喷水装置包括喷水管，所述喷水管连接给水箱，所述喷水管设有分别朝向薄膜和地面的喷头；
进一步，所述喷头相对处设有激光灯，所发射的光线沿水柱喷射到薄膜背面上，形成光斑；
进一步，所述薄膜的正面设有摄像头，用于监测光斑的形状和位置；
进一步，所述喷水管与水箱连接的水管上设有水流调节器；
进一步，所述喷水管配套设有电机，用于对喷水管的角度进行调节；
进一步，所述喷头喷出的水柱与拉伸的薄膜保持一定角度，角度范围为15°～60°；
进一步，所述控制箱分别与水流调节器、水箱、霍尔传感器、电机、激光灯、摄像头相连。
本发明的有益效果：
覆膜具有提高表层土壤温度、促进植物生长、保持墒情、改善土壤理化特性、防除杂草等优势，已广泛应用于农业生产过程中。现有的覆膜机在覆膜过程中，薄膜与垄土中容易混入空气，形成鼓包，造成覆膜不够紧贴垄面。采用霍尔传感器，测量挂有薄膜的挂膜轴旋转过的圈数，通过控制箱控制喷头喷出的水柱与薄膜的角度。喷水部分，激光灯正对喷头的背面，灯光沿水柱喷射在薄膜表面，形成光斑便于观察和检测；采用摄像头拍摄光斑，检测实际光斑大小和位置，获得水柱与薄膜的角度，并通过控制箱控制水柱的角度。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是是喷水装置的结构示意图；
图3是本发明的喷水角度控制方式和检测方式示意图；
图中，1、机架，2、驱动机构，3、旋耕机构，4、开沟起垄机构，5、整形机构，6、喷水装置，7、挂膜轴，8、压膜轮，9、拨土片，10、水管，11、水流调节器，12、水箱，13、薄膜，14、控制箱，15、蓄电池，16、霍尔传感器，17、电机，18、喷水管，19、喷头，20、激光灯，21、摄像头。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明所提出的一种小型农用起垄、覆膜一体机，包括机架1，在机架1的底部装有旋耕机构3、开沟起垄机构4、整形机构5、喷水装置6、覆膜机构和控制箱14，覆膜机构包括挂膜轴7和压膜轮8，挂膜轴7的上端固定安装在机架1的底部，挂膜轴7的下端用于安装薄膜13，在挂膜轴7上还装有霍尔传感器16，用于测量挂有薄膜的挂膜轴7旋转过的圈数，且霍尔传感器16连接控制箱14(核心部件为STM32f104单片机)，将旋转圈数信号传递到控制箱14；在挂膜轴7的后方通过竖直的轴将压膜轮8安装在机架1下部，挂膜轴7上的薄膜13通过压膜轮8进行按压与地面贴合；在挂膜轴7的前方设有喷水装置6，喷水装置6包括水箱12、喷水管18、喷头19、电机17和激光灯20，水箱12放置在机架1上，通过喷水管18连接喷头19，且喷头19上装有电机17用于调节喷头19的喷射方向；如图2所示，在激光灯20正对喷头19的背面，射出的灯光可沿喷头19喷出的水柱打在薄膜背面上，形成光斑，在薄膜正面设有摄像头21(采用基恩士智能相机)，用于检测光斑的形状和位置。具体地，喷头19上设有两个方向上的喷孔，一排朝向地面，另一排朝向挂膜轴7与压膜轮8之间的薄膜，水管10上设有水流调节器11。
控制箱14分别与水流调节器11、水箱12、霍尔传感器16、电机17、激光灯20、摄像头21相连。
为了更清楚地解释本发明所保护的技术方案，以下结合本发明的工作过程作进一步解释：
如图3所示，本发明所提出的一体机在工作过程中，机架1在拖拉机机头牵引作用下行进，驱动机构2从前往后驱动旋耕机构3翻旋土壤，将板结的土壤打散，开沟起垄机构4进行开沟起垄，整形机构5将松散的垄型修整并压实，覆膜机构进行薄膜覆盖，最后由拨土片9拨土压住薄膜的边沿。
覆膜过程中，控制箱14控制水箱12通过喷头19进行喷水，挂膜轴7随挂载的薄膜13一起转动，每转动一圈，触发一次霍尔传感器16，霍尔传感器16将该触发信号传递给控制箱14。
控制箱14开始计数，当计数到设定圈数x时，控制箱14控制电机17转动角度a，以实现覆膜过程中薄膜卷半径变小而水柱射向薄膜角度的恒定，水柱喷射到薄膜表面并顺着薄膜流向薄膜与土壤的接触面，将土壤湿润更有粘性并将接触面的空气挤出，水柱与薄膜的角度范围优选在15°～60°。
电机17转动角度a后，控制箱14的计数单元清零，并重新接收霍尔传感器16的信号进行计数。
更近一步的，控制箱14控制激光灯20进行打光，激光的光路是沿喷头19喷出的水柱进行全反射，喷出的水柱最后在薄膜背面打出光斑，常见的薄膜分为透明薄膜和黑膜，通过光斑可以方便人眼或机器透过薄膜监测水柱角度和位置。
摄像头21在薄膜正面实时拍摄检测光斑的位置和形状，并把光斑信息传递给控制箱14。当光斑的椭圆度小于设定值且光斑位置偏薄膜上方时，说明水柱与薄膜角度过大，控制箱14控制电机17转小角度；当椭圆度大于设定值且光斑位置偏下，控制箱14控制电机17转大角度，若检测不到光斑时，控制箱14控制电机17将角度调至最大并控制水流调节器11加大喷水水量，使水柱能喷射到薄膜上。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种小型旋耕起垄、覆膜一体机，其特征在于，包括机架(1)，所述机架(1)上还设有旋耕机构(3)、开沟起垄机构(4)、整形机构(5)、喷水装置(6)、覆膜机构和控制箱(14)；
所述覆膜机构包括挂膜轴(7)和压膜轮(8)，所述挂膜轴(7)一端固定安装在机架(1)上，另一端用于放置薄膜(13)，所述挂膜轴(7)上设有霍尔传感器(16)，所述霍尔传感器(16)连接控制箱(14)，所述压膜轮(8)固定安装在机架(1)下部；
所述喷水装置(6)可以配合覆膜机构工作，对薄膜进行喷水；所述控制箱(14)用于对上述部分进行控制；
所述喷水装置(6)包括喷水管(18)，所述喷水管(18)连接水箱(12)，所述水箱(12)连接控制箱(14)，所述喷水管(18)设有分别朝向薄膜和地面的喷头(19)；
所述喷头(19)相对处设有激光灯(20)，所述激光灯(20)连接控制箱(14)，所发射的光线沿水柱喷射到薄膜背面上，形成光斑；摄像头(21)在薄膜正面实时拍摄检测光斑的位置和形状，并把光斑信息传递给控制箱(14)；当光斑的椭圆度小于设定值且光斑位置偏薄膜上方时，说明水柱与薄膜角度过大，控制箱(14)控制电机(17)转小角度；当椭圆度大于设定值且光斑位置偏下，控制箱(14)控制电机(17)转大角度，若检测不到光斑时，控制箱(14)控制电机(17)将角度调至最大并控制水流调节器(11)加大喷水水量，使水柱能喷射到薄膜上。
2.根据权利要求1所述的一种小型旋耕起垄、覆膜一体机，其特征在于，所述薄膜(13)的正面设有摄像头(21)，用于监测光斑的形状和位置，所述摄像头(21)连接控制箱(14)。
3.根据权利要求1所述的一种小型旋耕起垄、覆膜一体机，其特征在于，所述喷水管(18)与水箱(12)连接的水管(10)上设有水流调节器，水流调节器(11)连接控制箱(14)。
4.根据权利要求1所述的一种小型旋耕起垄、覆膜一体机，其特征在于，所述喷水管(18)配套设有电机(17)，用于对喷水管(18)的角度进行调节，所述电机(17)连接控制箱(14)。
5.根据权利要求1所述的一种小型旋耕起垄、覆膜一体机，其特征在于，所述喷头(19)喷出的水柱与拉伸的薄膜保持一定角度，角度范围为15°～60°。
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