CN110100516A - 一种多功能立体沙漠压沙种草机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能立体沙漠压沙种草机，属于沙漠种草机领域，包括机架、行走轮系、秸秆铺设装置、开沟装置、压秸覆土装置和播种装置，齿轮旋转轴安装在机架上表面且可沿其轴线方向旋转，齿轮旋转轴圆周方向均匀分布有四排以上的秸秆铺设耙，第一传动轮固定安装在齿状旋转轴一端；行走轮系至少包括两对行走轮，其中一对行走轮一端固定安装有第二传动轮，第一传动轮和第二传动轮之间通过皮带传动连接。本发明的有益效果是：在机架上安装具有秸秆铺设和种草双重功能的组件，先采用开沟、秸秆铺设和覆土将秸秆埋入沙地里，再在埋入的秸秆附近进行播种，从而实现自动铺设秸秆、压埋秸秆和播种的功能，进而达到铺设草方格沙障和播种的目的。

Description

一种多功能立体沙漠压沙种草机

技术领域

本发明涉及沙漠种草机领域，尤其涉及一种多功能立体沙漠压沙种草机。

背景技术

土地的荒漠化正在我国西北的大地上迅速蔓延，生活在荒漠化地区或受荒漠化影响的人口有近4亿，每年因荒漠化造成的经济损失高达640多亿元。除台湾省、上海市外，其他29个省市自治区都有不同程度的风蚀荒漠化和风沙化土地分布，尤其以西北、东北和华北的13个省市自治区的受害最为严重。干旱、荒漠化和沙尘暴等灾害时有发生，几乎年年有灾。为此，党和政府历来十分重视荒防治工作。我国的荒漠化防治工作虽然取得了很大成就，但荒漠化形势仍很严峻，局部地区有所控制和改善，总体仍在扩展和恶化，治理任务依然十分艰巨，任重而道远。

当前，防止土地沙漠化已成为全国防沙治沙工程建设中亟待解决的关键问题之一，已成为制约我国荒漠化防治工作的重要因素，尤其是在自然条件恶劣、造林十分困难的荒漠化地区，传统的人工治沙存在劳动强度大、工作效低、进度慢、成本高的问题，解决好机械化种植，将是一种巨大的技术突破。

目前我国已经成功研制出立体固沙车，其形成的草方格质量比人工作业更高，能够增加沙漠表面的粗糙度，消减风力、阻止流沙移动并截留雨水。但是因为设备价格昂贵，目前还没有大面积推广，而且，该设备只适用于大面积开阔平坦区域，不利于沙漠特殊崎岖地形的固沙作业。而对于沙漠中的崎岖地段目前只能依靠人力铺设沙障进行防沙固沙。

发明内容

为克服现有技术中沙漠崎岖地段存在的机械种草困难、只能依靠大量人力种草、效率率、劳动强度大等问题，本发明公开了一种多功能立体沙漠压沙种草机，包括机架、行走轮系、秸秆铺设装置、开沟装置、压秸覆土装置和播种装置，所述行走轮系安装在所述机架下方，所述秸秆铺设装置固定安装在所述机架上方，所述开沟装置固定安装在所述机架下方且位于所述秸秆铺设装置前方位置，所述压秸覆土装置固定安装在所述机架下方且位于所述述秸秆铺设装置后方位置，所述播种装置安装在所述机架上且位于所述压秸覆土装置后方位置所述秸秆铺设装置包括齿轮传动结构、装秸秆箱和秸秆铺设斜板，所述装秸秆箱从前到后依次包括装秸秆平台和齿轮箱体，所述齿轮传动结构包括齿状旋转轴和第一传动轮，所述齿轮旋转轴安装在所述机架上表面且可沿其轴线方向旋转，所述齿轮旋转轴圆周方向均匀分布有四排以上的秸秆铺设耙，所述第一传动轮固定安装在所述齿状旋转轴一端；所述行走轮系至少包括两对行走轮，其中一对行走轮一端固定安装有第二传动轮，所述第一传动轮和所述第二传动轮之间通过皮带传动连接。

在机架上安装具有秸秆铺设和种草双重功能的组件，作业时，先采用开沟、秸秆铺设和覆土将秸秆埋入沙地里，再在埋入的秸秆附近进行播种，从而实现自动铺设秸秆、压埋秸秆和播种的功能，进而达到铺设草方格沙障和播种的目的，起到增加沙漠表面粗糙度，消减风力，阻止流沙移动并截留雨水的作用。

种草机在被拖拽行走时，通过齿轮链条传动，带动安装在齿轮箱体里的齿状旋转轴转动，齿状旋转轴上的秸秆铺设耙将放置于装秸秆平台里的秸秆按照一定厚度剥落，剥落后的秸秆顺着底部的秸秆铺设斜板流落在沙槽上。

进一步，所述秸秆铺设耙与所述齿轮旋转轴之间通过多边柱连接架连接，所述多边体连接包括轴线与所述齿轮旋转轴重合的多边柱框架和框架连接件，每排所述秸秆铺设耙均安装在所述多边柱框架柱侧的其中一条棱边上，所述多边柱框架两端通过所述框架连接件固定安装在所述齿轮旋转轴上。

进一步，所述装秸秆平台为向所述齿轮旋转轴一侧倾斜的斜板，斜板与水平面的夹角为20～35°，所述装秸秆平台底部靠近所述齿轮旋转轴位置处开有一用于将所述装秸秆平台上秸秆下到下方的下料口。

进一步，所述秸秆铺设斜板固定设置在所述下料口下方，用于将从下料口下下来的秸秆均匀牵引到沙地上，所述秸秆铺设斜板与水平面的夹角为45～60°。

进一步，每排所述秸秆铺设耙均由若干沿所述齿轮旋转轴轴向均匀分布的杆状钉组成，相邻两根所述杆状钉之间的距离为1.6～3cm，所述杆状钉的长度为8～12cm，直径为0.8～1.5cm。

采用秸秆铺设耙将装秸秆平台上的秸秆均匀给到下料口下方的秸秆铺设斜板，并沿秸秆铺设斜板方向被牵引到沙地上，达到匀速给料的目的。秸秆铺设耙上杆状钉的设计，使得秸秆在秸秆铺设斜板上形成均匀的三维网状结构，埋覆在地上时秸秆与秸秆之间相互纠缠打结，对固定周围沙地有非常好的效果，有效防止了秸秆在沙地上分布不均匀而导致的浪费，对于增加沙漠表面粗糙度，消减风力，阻止流沙移动并截留雨水具有重要意义。

进一步，所述压秸覆土装置包括两个垂直设置的覆土压杆和固定安装在两个所述覆土压杆底端中间的覆土圆盘，其中覆土连接轴穿过所述覆土圆盘中心安装在两个所述覆土压杆底端，每个所述覆土压杆外圆周上均设置有用于对所述覆土圆盘施加压力的压埋弹簧，所述覆土压杆顶端通过连接螺母固定安装在所述机架上。

进一步，所述压埋弹簧靠近所述覆土压杆底端一端设置有弹簧调节件，所述覆土压杆外圆周表面设置有外螺纹，所述弹簧调节件为套在所述覆土压杆上的圆盘，所述弹簧调节件内圆周上设置有与所述外螺纹相配合的内螺纹。

进一步，所述覆土圆盘包括表面为中心对称的曲面圆盘和设置在所述曲面圆盘外圆周上的圆盘压块。

进一步，所述曲面圆盘表面上的任意一点坐标m(x,y,z)满足如下关系：

其中h为曲面圆盘平放时其表面任意一点与曲面圆盘中心最大的竖直距离；n为常数，表示曲面圆盘上起伏波纹的数量，这里优选为8个；r0为曲面圆盘的半径，x0为坐标m到曲面圆盘中心的水平距离。

对覆土压沙用的覆土圆盘表面结构进行三维设计，将其设计成曲面，并在其圆周方向均匀分布多个可容纳沙土但是可下压秸秆的槽体，在使用时，覆土圆盘在压埋弹簧的作用下对秸秆施加向下的压力，而沙土则不受影响可容纳在槽体内，实现下压秸秆及沙土掩埋秸秆的目的。

在曲面圆盘外圆周上设置圆盘压块，圆盘压块的厚度以1.5～2cm为佳，宽度以2～2.5cm为佳，通过圆盘压块的设计可以增加曲面圆盘与秸秆的接触面积，以达到更好的下压和掩埋效果。在实际操作过程中，还可以通过调节弹簧调节件来控制压埋弹簧对覆土圆盘的压力，从而达到调节秸秆插入沙土深度的目的。

进一步，所述机架上还安装有牵引机架，所述牵引机架一端固定安装在机架上，另一端安装在牵引装置后方，牵引装置可以是拖手扶拉机或三轮车等，采用拖手扶拉机或三轮车为其提供动力，为了防止机器由于自身重力过大陷入沙土中，本机器的尾部设计成两侧各双轮的结构，增加机器的受力面积。

安装在机架底部偏前的开沟装置类似于铁犁，在机器行走的时候插入到沙土中，通过其自身的斜面将沙土从中间分开，实现犁出埋置秸秆的沟槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)在机架上安装具有秸秆铺设和种草双重功能的组件，作业时，先采用开沟、秸秆铺设和覆土将秸秆埋入沙地里，再在埋入的秸秆附近进行播种，从而实现自动铺设秸秆、压埋秸秆和播种的功能，进而达到铺设草方格沙障和播种的目的，起到增加沙漠表面粗糙度，消减风力，阻止流沙移动并截留雨水的作用。

(2)采用秸秆铺设耙将装秸秆平台上的秸秆均匀给到下料口下方的秸秆铺设斜板，并沿秸秆铺设斜板方向被牵引到沙地上，达到匀速给料的目的。秸秆铺设耙上杆状钉的设计，使得秸秆在秸秆铺设斜板上形成均匀的三维网状结构，埋覆在地上时秸秆与秸秆之间相互纠缠打结，对固定周围沙地有非常好的效果，有效防止了秸秆在沙地上分布不均匀而导致的浪费，对于增加沙漠表面粗糙度，消减风力，阻止流沙移动并截留雨水具有重要意义。

(3)对覆土压沙用的覆土圆盘表面结构进行三维设计，将其设计成曲面，并在其圆周方向均匀分布多个可容纳沙土但是可下压秸秆的槽体，在使用时，覆土圆盘在压埋弹簧的作用下对秸秆施加向下的压力，而沙土则不受影响可容纳在槽体内，实现下压秸秆及沙土掩埋秸秆的目的。

附图说明

图1为本发明较佳之种草机立体结构图；

图2为本发明较佳之种草机部分立体结构图；

图3为本发明较佳之秸秆铺设耙示意图；

图4为本发明较佳之压秸覆土装置局部立体图；

图5为本发明较佳之覆土圆盘结构图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图，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以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和2所示，多功能立体沙漠压沙种草机，包括机架1、行走轮系2、秸秆铺设装置3、开沟装置4、压秸覆土装置5和播种装置6，所述行走轮系2安装在所述机架1下方，所述秸秆铺设装置3固定安装在所述机架1上方，所述开沟装置4固定安装在所述机架1下方且位于所述秸秆铺设装置3前方位置，所述压秸覆土装置5固定安装在所述机架1下方且位于所述述秸秆铺设装置3后方位置，所述播种装置6安装在所述机架1上且位于所述压秸覆土装置5后方位置，所述秸秆铺设装置3包括齿轮传动结构31、装秸秆箱32和秸秆铺设斜板33，所述装秸秆箱32从前到后依次包括装秸秆平台34和齿轮箱体35，所述齿轮传动结构31包括齿状旋转轴36和第一传动轮37，所述齿轮旋转轴36安装在所述机架1上表面且可沿其轴线方向旋转，所述齿轮旋转轴36圆周方向均匀分布有四排以上的秸秆铺设耙38，所述第一传动轮37固定安装在所述齿状旋转轴36一端；所述行走轮系2至少包括两对行走轮21，其中一对行走轮21一端固定安装有第二传动轮22，所述第一传动轮37和所述第二传动轮22之间通过皮带23传动连接。行走轮21外圆周均匀分布有若干长方体凸块24，在沙漠中行走时可以起到良好的防滑效果。

在机架上安装具有秸秆铺设和种草双重功能的组件，作业时，先采用开沟、秸秆铺设和覆土将秸秆埋入沙地里，再在埋入的秸秆附近进行播种，从而实现自动铺设秸秆、压埋秸秆和播种的功能，进而达到铺设草方格沙障和播种的目的，起到增加沙漠表面粗糙度，消减风力，阻止流沙移动并截留雨水的作用。

种草机在被拖拽行走时，通过齿轮链条传动，带动安装在齿轮箱体里的齿状旋转轴转动，齿状旋转轴上的秸秆铺设耙将放置于装秸秆平台里的秸秆按照一定厚度剥落，剥落后的秸秆顺着底部的秸秆铺设斜板流落在沙槽上。

参见图2，秸秆铺设耙38与所述齿轮旋转轴36之间通过多边柱连接架39连接，所述多边体连接架39包括轴线与所述齿轮旋转轴36重合的多边柱框架391和框架连接件392，每排所述秸秆铺设耙38均安装在所述多边柱框架391柱侧的其中一条棱边上，所述多边柱框架391两端通过所述框架连接件392固定安装在所述齿轮旋转轴36上。

参见图1，装秸秆平台34为向所述齿轮旋转轴36一侧倾斜的斜板，斜板与水平面的夹角为20～35°，所述装秸秆平台34底部靠近所述齿轮旋转轴36位置处开有一用于将所述装秸秆平台34上秸秆下到下方的下料口。

秸秆铺设斜板33固定设置在所述下料口下方，用于将从下料口下下来的秸秆均匀牵引到沙地上，所述秸秆铺设斜板33与水平面的夹角为45～60°。

参见图3，每排所述秸秆铺设耙38均由若干沿所述齿轮旋转轴36轴向均匀分布的杆状钉381组成，相邻两根所述杆状钉381之间的距离为1.6～3cm，所述杆状钉381的长度为8～12cm，直径为0.8～1.5cm。

采用秸秆铺设耙将装秸秆平台上的秸秆均匀给到下料口下方的秸秆铺设斜板，并沿秸秆铺设斜板方向被牵引到沙地上，达到匀速给料的目的。秸秆铺设耙上杆状钉的设计，使得秸秆在秸秆铺设斜板上形成均匀的三维网状结构，埋覆在地上时秸秆与秸秆之间相互纠缠打结，对固定周围沙地有非常好的效果，有效防止了秸秆在沙地上分布不均匀而导致的浪费，对于增加沙漠表面粗糙度，消减风力，阻止流沙移动并截留雨水具有重要意义。

参见图1和图4，压秸覆土装置5包括两个垂直设置的覆土压杆51和固定安装在两个所述覆土压杆51底端中间的覆土圆盘52，其中覆土连接轴53穿过所述覆土圆盘52中心安装在两个所述覆土压杆51底端，每个所述覆土压杆51外圆周上均设置有用于对所述覆土圆盘52施加压力的压埋弹簧54，所述覆土压杆51顶端通过连接螺母55固定安装在所述机架1上。

压埋弹簧54靠近所述覆土压杆51底端一端设置有弹簧调节件56，所述覆土压杆51外圆周表面设置有外螺纹，所述弹簧调节件56为套在所述覆土压杆51上的圆盘，所述弹簧调节件56内圆周上设置有与所述外螺纹相配合的内螺纹。

覆土圆盘52包括表面为中心对称的曲面圆盘520和设置在所述曲面圆盘外圆周上的圆盘压块521。

进一步，所述曲面圆盘520表面上的任意一点坐标m(x,y,z)满足如下关系：

其中h为曲面圆盘520平放时其表面任意一点与曲面圆盘520中心最大的竖直距离；n为常数，表示曲面圆盘上起伏波纹的数量，这里优选为8个；r0为曲面圆盘的半径，x0为坐标m到曲面圆盘中心的水平距离。

对覆土压沙用的覆土圆盘表面结构进行三维设计，将其设计成曲面，并在其圆周方向均匀分布多个可容纳沙土但是可下压秸秆的槽体，在使用时，覆土圆盘在压埋弹簧的作用下对秸秆施加向下的压力，而沙土则不受影响可容纳在槽体内，实现下压秸秆及沙土掩埋秸秆的目的。

在曲面圆盘外圆周上设置圆盘压块，圆盘压块的厚度以1.5～2cm为佳，宽度以2～2.5cm为佳，通过圆盘压块的设计可以增加曲面圆盘与秸秆的接触面积，以达到更好的下压和掩埋效果。在实际操作过程中，还可以通过调节弹簧调节件来控制压埋弹簧对覆土圆盘的压力，从而达到调节秸秆插入沙土深度的目的。

机架1上还安装有牵引机架11，所述牵引机架11一端固定安装在机架1上，另一端安装在牵引装置后方，牵引装置可以是拖手扶拉机或三轮车等，采用拖手扶拉机或三轮车为其提供动力，为了防止机器由于自身重力过大陷入沙土中，本机器的尾部设计成两侧各双轮的结构，增加机器的受力面积。

安装在机架底部偏前的开沟装置类似于铁犁，在机器行走的时候插入到沙土中，通过其自身的斜面将沙土从中间分开，实现犁出埋置秸秆的沟槽。

作为一种优选的实施方式，参见图1，在压秸覆土装置5与播种装置6之间还可设置覆土装置7。所述覆土装置7包括覆土机架71和安装在所述覆土机架71下方呈轴对轴的两个覆土曲板72，覆土曲板72从上到下逐渐收窄，且从前到后逐渐收窄，使得种草机向前运动时，覆土曲板72中间的沙土被向前和向上推翻将秸秆进一步深埋。

曲面圆盘在机器被拖曳的过程中被动旋转行走，安装在曲面圆盘上的压埋弹簧通过压力(通过调节螺栓长度实现压力可调)的作用将秸秆压入到沙土中，曲面圆盘后的覆土装置将两侧的沙土搂向秸秆两侧进一步增加秸秆的埋深；从而实现加固秸秆的作用。

参见图1，播种装置6由大圆桶61、轴承62、开有倒角且桶壁上开有和空心圆管外径同样大小圆孔的小圆桶63、安装有弹簧的可张开和闭合并且在斜面上做有盖土片的四棱柱形下种装置64组成。种子进入空心圆管的种子会落在开有倒角的圆桶里面的倒角壁上，由于种子下落时具有一定速度，所以会在惯性和碰撞的作用下沿着倒角壁滚落到装有四棱柱形下种装置的圆桶的里面。下种装置会在播种机重力的作用下被压进土里，下种装置上的盖土片会接触到地面，由于受地面和自重挤压，盖土片会打开已深入地下的可张开和闭合的下种装置，从而使种子从下种装置种入地下。随着播种机缩续前行，播种装置上的盖土片后的土壤受到盖土片的作用后移将种子遮盖。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种多功能立体沙漠压沙种草机，其特征在于，包括机架、行走轮系、秸秆铺设装置、开沟装置、压秸覆土装置和播种装置，所述行走轮系安装在所述机架下方，所述秸秆铺设装置固定安装在所述机架上方，所述开沟装置固定安装在所述机架下方且位于所述秸秆铺设装置前方位置，所述压秸覆土装置固定安装在所述机架下方且位于所述述秸秆铺设装置后方位置，所述播种装置安装在所述机架上且位于所述压秸覆土装置后方位置，所述秸秆铺设装置包括齿轮传动结构、装秸秆箱和秸秆铺设斜板，所述装秸秆箱从前到后依次包括装秸秆平台和齿轮箱体，所述齿轮传动结构包括齿状旋转轴和第一传动轮，所述齿轮旋转轴安装在所述机架上表面且可沿其轴线方向旋转，所述齿轮旋转轴圆周方向均匀分布有四排以上的秸秆铺设耙，所述第一传动轮固定安装在所述齿状旋转轴一端；所述行走轮系至少包括两对行走轮，其中一对行走轮一端固定安装有第二传动轮，所述第一传动轮和所述第二传动轮之间通过皮带传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种多功能立体沙漠压沙种草机，其特征在于，所述秸秆铺设耙与所述齿轮旋转轴之间通过多边柱连接架连接，所述多边体连接包括轴线与所述齿轮旋转轴重合的多边柱框架和框架连接件，每排所述秸秆铺设耙均安装在所述多边柱框架柱侧的其中一条棱边上，所述多边柱框架两端通过所述框架连接件固定安装在所述齿轮旋转轴上。

3.根据权利要求2所述的一种多功能立体沙漠压沙种草机，其特征在于，所述装秸秆平台为向所述齿轮旋转轴一侧倾斜的斜板，斜板与水平面的夹角为20～35°，所述装秸秆平台底部靠近所述齿轮旋转轴位置处开有一用于将所述装秸秆平台上秸秆下到下方的下料口。

4.根据权利要求3所述的一种多功能立体沙漠压沙种草机，其特征在于，所述秸秆铺设斜板固定设置在所述下料口下方，用于将从下料口下下来的秸秆均匀牵引到沙地上，所述秸秆铺设斜板与水平面的夹角为45～60°。

5.根据权利要求4所述的一种多功能立体沙漠压沙种草机，其特征在于，每排所述秸秆铺设耙均由若干沿所述齿轮旋转轴轴向均匀分布的杆状钉组成，相邻两根所述杆状钉之间的距离为1.6～3cm，所述杆状钉的长度为8～12cm，直径为0.8～1.5cm。

6.根据权利要求5所述的一种多功能立体沙漠压沙种草机，其特征在于，所述压秸覆土装置包括两个垂直设置的覆土压杆和固定安装在两个所述覆土压杆底端中间的覆土圆盘，其中覆土连接轴穿过所述覆土圆盘中心安装在两个所述覆土压杆底端，每个所述覆土压杆外圆周上均设置有用于对所述覆土圆盘施加压力的压埋弹簧，所述覆土压杆顶端通过连接螺母固定安装在所述机架上。

7.根据权利要求6所述的一种多功能立体沙漠压沙种草机，其特征在于，所述压埋弹簧靠近所述覆土压杆底端一端设置有弹簧调节件，所述覆土压杆外圆周表面设置有外螺纹，所述弹簧调节件为套在所述覆土压杆上的圆盘，所述弹簧调节件内圆周上设置有与所述外螺纹相配合的内螺纹。

8.根据权利要求7所述的一种多功能立体沙漠压沙种草机，其特征在于，所述覆土圆盘包括表面为中心对称的曲面圆盘和设置在所述曲面圆盘外圆周上的圆盘压块。

9.根据权利要求8所述的一种多功能立体沙漠压沙种草机，其特征在于，所述曲面圆盘表面上的任意一点坐标m(x,y,z)满足如下关系：

其中h为曲面圆盘平放时其表面任意一点与曲面圆盘中心最大的竖直距离；n为常数，表示曲面圆盘上起伏波纹的数量，这里优选为8个；r0为曲面圆盘的半径，x0为坐标m到曲面圆盘中心的水平距离。