CN110291859A - 土壤深松耕施肥装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤深松耕施肥装置，包括：主横梁，主横梁上通过卡扣固定施肥器固定件；立式深松耕旋刨叉以及螺杆式施肥器，立式深松耕旋刨叉和螺杆式施肥器组通过螺栓固定在施肥器固定件中；施肥料斗，施肥料斗底部开孔并与螺杆式施肥器的肥料输出管连通，肥料输出管中设置施肥螺杆；万向轴，万向轴与施肥螺杆的顶端连接，万向轴通过传动杆依次连接变速机及传动轴；以及，旋转驱动机构，旋转驱动机构与立式深松耕旋刨叉传动连接以驱动其旋转。本发明的土壤深松耕施肥装置，通过前后设置的立式深松耕旋刨叉及螺杆式施肥器能够实现在对土壤全层进行深松耕的同时，对全层土壤进行土壤改良剂或有机质肥的施放，能耗低，效率高。

Description

土壤深松耕施肥装置

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，尤其指一种土壤深松耕施肥装置。

背景技术

已知，我国是一个人口大国，因此，粮食问题一直是个重要问题，然而近年来，由于粮食主产区土地常年施行小型农机动力浅耕、连续作业及农田重用轻养的掠夺性生产方式，导致土壤耕层变浅、犁底层加厚、土壤缓冲能力减弱、水肥气热矛盾突出等耕层环境恶化以及耕地质量下降的问题日渐突出，由此引发作物产量低、年际产量变幅大、资源利用效率下降等问题也日趋严重，已逐渐对作物高产稳产与资源高效利用产生影响。

不合理的耕作方式极易引发土壤耕层结构性问题，连年浅层机械作业与碾压，导致犁底层厚度与紧实度增加，耕层厚度普遍不足15cm，不仅抑制作物根系生长，也造成雨水难于入渗、地表径流以及风蚀水蚀的恶况加剧等。忽视有机物料的投入而大量使用化肥的重用轻养生产方式，又导致耕层功能性问题的出现，如：土壤有机质含量降低、板结、耕性变差等。耕层结构性与功能性障碍及相互间不协调的叠加效应，加剧了农田水肥气热矛盾，导致农田作物抗逆能力降低，严重威胁到粮食的持续稳产及增产，是制约旱作农田资源利用效率的关键症结。

因此，利用农田土壤耕层的深松耕改良土壤，以及对土壤全层施用土壤改良剂或有机质的施用技术，是解决耕层障碍、提高耕层土壤质量以及保障旱地作物稳产高产的关键措施。

深松耕是疏松土层而不翻转土层以保持原土层不受较大扰动的一种土壤耕作法。施行深松耕作业，有助于打破土壤障碍因子，提高耕地质量。近年来深松耕技术有了较大的发展，深松耕犁出现了多种样式，如刀式深松耕犁、叉式深松耕犁及深松耕铲等，其最大深松耕深度在30-50cm左右。但是，其农机作业耗能相对较高，而且缺乏配套的不同深度的土壤全层施肥机具。因此，如何降低深松耕犁的作业能耗，如何同时实现土壤层不同深度的肥料填充施用，对于改善土壤质量具有重要作用。

目前的立式钻杆深松犁以及目前的深旋耕粉垄机，都是配装螺旋型钻头耕具，高速旋转横向切割粉碎土壤，前行完成犁、耙、打的耕作过程。其优势主要体现在深松深度深可调节，前行阻力相对较小。同时，立式钻杆深松犁或深旋耕粉垄机等受其旋钻结构的局限，会造成很大的向下的旋钻牵引力，形成对土壤深松机械向前动力的障碍，增加能量消耗。而传统的深松犁不能形成对土壤的破碎力，只能是被动的犁铧切断式的深松，深松效果差，土层翻动大，深松阻力大。现有设备深松耕设备也不具备深施肥，特别是不具备全层施和深施有机肥的能力，不能实现大尺度土壤耕层再造和扩蓄增容，局限了对土壤有机养分以及土壤碳汇储备的提高。

因此，亟需提供一种能够低能耗地进行土壤全层深松耕，以及对土壤全层施用土壤改良剂或有机质肥的施用技术方法，成为了亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种土壤深松耕施肥装置，能够实现高效低能耗的进行土壤全层深松耕操作，对土壤全层施用土壤改良剂或有机质肥。

为实现上述效果，本发明的采用如下技术方案：

一种土壤深松耕施肥装置，包括：

主横梁，所述主横梁上通过卡扣固定施肥器固定件；

立式深松耕旋刨叉以及螺杆式施肥器，所述立式深松耕旋刨叉和所述螺杆式施肥器组通过螺栓固定在所述施肥器固定件中；

施肥料斗，所述施肥料斗底部开孔并与所述螺杆式施肥器的肥料输出管连通，所述肥料输出管中设置施肥螺杆；

万向轴，所述万向轴与所述施肥螺杆的顶端连接，所述万向轴通过传动杆依次连接变速机及传动轴；以及，

旋转驱动机构，所述旋转驱动机构与所述立式深松耕旋刨叉传动连接以驱动其旋转。

作为优选，所述立式深松耕旋刨叉包括：

旋刨杆，所述旋刨杆的底部设置破土角钻，所述旋刨杆的顶部通过螺栓固定至所述施肥器固定件，所述旋刨杆与所述旋转驱动机构之间通过链条、皮带或联轴器传动连接；

旋刨叉，所述旋刨叉沿所述旋刨杆的长度方向呈间隔十字交叉的方式固定。

作为优选，所述旋刨叉包括主体部、上折突展部、平突展部及下折突展部。

作为优选，所述肥料输出管的长度与所述旋刨杆的长度相匹配。

作为优选，所述螺杆式施肥器组包括多根肥料输出管，各所述肥料输出管依次并列连接且长度依次递减，各所述肥料输出管的底部均设置出肥口。

作为优选，所述螺杆式施肥器组的肥料输出管的底部及侧壁上均设置出肥口，所述肥料输出管的侧壁上间隔设置多个出肥口。

作为优选，还包括组合固定架，所述组合固定架与所述主横梁连接并将所述立式深松耕旋刨叉固定在所述螺杆式施肥器的前侧，使所述深松耕施肥装置在通过农机驱动的前进方向上，先由立式深松耕旋刨叉对前进方向上的土壤的纵向进行深松，再由螺杆式施肥器在各个土壤层深度进行施肥。

作为优选，所述组合固定架包括横向上连接杆，横向下连接杆，所述横向上连接杆与所述横向下连接杆之间设置纵向加固杆，所述纵向加固杆沿横向间隔设置多根，所述横向上连接杆、横向下连接杆与所述纵向加固杆上均设置用于连接所述旋刨杆及所述肥料输出管的圆口扣。

作为优选，所述旋刨杆径粗5.0cm-25.0cm；所述破土角钻外径粗10.0cm-40.0cm，优选12.0cm-25.0cm且角钻的角长7.0cm-30.0cm。

作为优选，还包括升降杆和牵引杆，其中，所述升降杆分出两臂，每一臂各连接一个牵引杆；在主横梁的正方棱柱两个相邻的棱边及其棱面上整体焊接升降杆的两臂底端和两个牵引杆的顶端，并且升降杆的两臂分别和每个牵引杆互成90度角；所述牵引杆呈下弦110°～150°之间的弧度，包括弧度区间的两端点。

作为优选，还包括插焊在两个牵引杆之间的加固杆。

作为优选，所述施肥器固定件为独立单元，包括：立式深松耕旋刨叉插槽、固定插栓、安装口及固定螺栓；其中：所述立式深松耕旋刨叉插入所述立式深松耕旋刨叉插槽后，用所述固定插栓固定；所述螺杆式施肥器组安装到所述安装口后用所述固定螺栓固定。

与现有技术相比，本发明的土壤深松耕施肥装置，通过设置具有上折突展部、平突展部及下折突展部结构的旋刨叉，各个旋刨叉在沿旋刨杆的长度方向上下排布，即使是依次螺旋向下固定安装旋刨叉，旋刨叉的上折突展部、平突展部及下折突展部结构，其作用只形成对其圆柱范围的旋刨松耕，而没有向下或向上的旋钻牵引力，打破了旋转刨松过程中的螺旋旋进牵引作用力，形成非螺旋结构的旋转刨松，从而避免了现有立式钻杆深松犁以及目前的深旋耕粉垄机等受其旋钻结构的局限，不会造成很大的向下的旋钻牵引力，不造成对土壤深松机械向前动力的障碍，极大的减少了能量消耗，更大程度减少农耕机械的前行阻力。旋刨叉式的旋深松耕替代犁、耙、打的耕作，能够获得更好地深耕松效果。通过前后设置的立式深松耕旋刨叉及螺杆式施肥器能够实现在对土壤全层进行深松耕的同时，对全层土壤进行土壤改良剂或有机质肥的施放，能耗低，效率高，而传统的深松犁或深松铲，不能形成对土壤的破碎力，只能是被动的犁铧切断式的深松，深松效果差，土层翻动大，深松阻力大。现有设备深松耕设备也不具备深施肥，特别是不具备全层施和深施有机肥的能力，不能实现大尺度土壤耕层再造和扩蓄增容，局限了对土壤有机养分以及土壤碳汇储备的提高。

附图说明

图1为本发明的一种实施例的立体图；

图2为本发明的一种实施例的侧视图；

图3为本发明的一种实施例的螺杆式施肥器的剖视图；

图4为本发明的另一种实施例的螺杆式施肥器的剖视图；

图5为本发明的一种实施例的组合固定架的立体图；

图6为本发明的一种实施例的主横梁的立体图；

图7为本发明实施例的另一种实施例的立体图；

图8为本发明实施例的一种实施例的立体图，图中安装有组合固定架。

附图标记说明：

1-主横梁 2-升降杆 3-牵引杆 31-牵引固定栓 4-施肥器固定件 5-卡扣 6-螺杆式施肥器61-肥料输出管 62-施肥螺杆 7-立式深松耕旋刨叉 71-旋刨杆 72-破土角钻73-旋刨叉 731-主体部 732-上折突展部 733-平突展部 734-下折突展部 8-施肥料斗 9-万向轴 10-变速机11-传动轴 12-传动杆 13-组合固定架 131-横向上连接杆 132-横向下连接杆 133-纵向加固杆134-圆口扣 14-加固杆。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

参照图1所示，本实施例提供一种土壤深松耕施肥装置，包括主横梁1，所述主横梁1上通过卡扣5固定施肥器固定件4，立式深松耕旋刨叉7以及螺杆式施肥器6，所述立式深松耕旋刨叉7和所述螺杆式施肥器6组通过螺栓固定在所述施肥器固定件4中；施肥料斗8，所述施肥料斗8底部开孔并与所述螺杆式施肥器6的肥料输出管61连通，所述肥料输出管61中设置施肥螺杆62；万向轴9，所述万向轴9与所述施肥螺杆62的顶端连接；万向轴9通过传动杆12依次连接变速机10及传动轴11，该变速器10及传动轴11传动连接至农用车辆的动力输出端，以便在将本实施例的土壤深松耕施肥装置安装至农机时，农机在前进的同时驱动土壤深松耕装置的相关机构工作，以及，旋转驱动机构，该旋转驱动机构与立式深松耕旋刨叉7传动连接以驱动其旋转。

具体的，参照图2，所述立式深松耕旋刨叉7包括旋刨杆71，所述旋刨杆71的底部设置破土角钻72，所述旋刨杆71的顶部通过螺栓固定至所述施肥器固定件4，所述旋刨杆71与旋转驱动机构之间通过链条、皮带或联轴器等传动连接，具体的，该旋转驱动机构可以与装载土壤深松耕施肥装置的车辆设备的动力输出传动连接，然后再通过传动机构与立式深松耕旋刨叉7传动连接，具体结构是已知的，故在此不详细赘述；旋刨叉73，所述旋刨叉73沿所述旋刨杆71的长度方向呈间隔十字交叉的方式固定。

进一步的，参照图1至图2，所述旋刨叉73包括主体部731、上折突展部732、平突展部733及下折突展部734。旋刨叉73采用铸钢或三切分的厚钢板，铸钢或厚钢板的厚度为0.5cm-7cm，优选2cm-3cm，具体的，突展长度为10cm-60cm，相邻的上下两旋刨叉73间间隔为10cm-50cm，优选15cm-30cm。所述立式深松耕旋刨叉7的整体长度为100cm-300cm，优选100cm-150cm，深松耕作业深度可根据需要在安装固定时调整，或利用悬挂机架升降幅度调节。

所述旋刨杆71径粗5.0cm-25.0cm，优选6cm-12cm，所述破土角钻72外径粗10.0cm-40.0cm，优选12.0cm-25.0cm。角钻的角长7.0cm-30.0cm，优选9cm-20cm。

优选的，所述肥料输出管61的长度与所述旋刨杆71的长度相匹配，采用100cm-300cm，优选100cm-150cm，可根据深松耕施肥作业深度需要在安装固定时调整，或利用悬挂机架升降幅度调节。

进一步的，参照图1至图3所示，所述螺杆式施肥器6组包括多根肥料输出管61，各所述肥料输出管61依次并列连接且长度依次递减，各所述肥料输出管61的底部均设置出肥口，通过这样的结构，形成在不同层深侧开口的全层施肥结构，肥料输出管61管径10cm-30cm，优选15cm-25cm。施肥螺杆62粗细直径设定与肥料输出管61之间形成1cm-8cm的间距，间距越大肥料自由落下量越多，有利于一体式不同层深侧开口的全层施肥结构的上下出肥量的相对均匀。

进一步的，参照图1至图4所示，所述螺杆式施肥器6组的肥料输出管61的底部及侧壁上均设置出肥口，所述肥料输出管61的侧壁上间隔设置多个出肥口，通过这样的结构，也可以形成在不同层深侧开口的全层施肥结构，进一步设计侧开口可以减少肥料堵塞，提升施肥效果。

进一步的，参照图2、图5所示，本实施例的深松耕施肥装置还包括组合固定架13，所述组合固定架13与所述主横梁1连接并将所述立式深松耕旋刨叉7固定在所述螺杆式施肥器6的前侧，使所述深松耕施肥装置在通过农机驱动的前进方向上，先由立式深松耕旋刨叉7对前进方向上的土壤的纵向进行深松，再由螺杆式施肥器6在各个土壤层深度进行施肥。

通过这样的结构，形成立式深松耕旋刨叉7在前，螺杆式施肥器在后，两者之间通过组合固定架13连接固定的结构。立式深松耕旋刨叉7深松了纵向土壤层，不对螺杆式固体施肥器形成阻碍力，螺杆式固体施肥器中的螺杆转动向下旋转推动有机肥或土壤改良剂或土壤碳汇储备材料等施入到各土壤层深度，实现大尺度土壤耕层再造和扩蓄增容，提高土壤有机养分和土壤碳汇。

参照图2、图5，所述组合固定架13包括横向上连接杆131，横向下连接杆132，所述横向上连接杆131与所述横向下连接杆132之间设置纵向加固杆133，所述纵向加固杆133沿横向间隔设置多根，所述横向上连接杆131、横向下连接杆132与纵向加固杆133上均设置用于连接所述旋刨杆71及所述肥料输出管61的圆口扣134。

立式深松耕旋刨叉7和螺杆式施肥器的两者组合固定架13，按照立式深松耕旋刨杆71和肥料输出管的径粗尺寸，在固定架的上下两端设置固定圆口扣134，并设置有连接上下的弯曲的纵向加固杆133，以及加固立式深松耕旋刨叉7和螺杆式施肥器中间部位的直杆的横向连接杆，并在直杆上同样设置有固定圆口扣134。

具体的，上述实施例中，所述主横梁1为正方棱柱钢制实心柱，其横截面棱边长为10～15cm，包括边长区间的两端点；两个相对的棱角呈水平方向，另两个相对棱角呈垂直方向；所述施肥器固定件4通过卡扣5固定在所述主横梁1的正方棱柱的两相邻的棱边及棱面上。

具体的，本实施例的深松耕施肥装置还包括升降杆2和牵引杆3，其中，所述升降杆2分出两臂，每一臂各连接一个牵引杆3；在主横梁1的正方棱柱两个相邻的棱边及其棱面上整体焊接升降杆2的两臂底端和两个牵引杆3的顶端，并且升降杆2的两臂分别和每个牵引杆3互成90度角；所述牵引杆3呈下弦110°～150°之间的弧度，包括弧度区间的两端点。

进一步的，参照图1至图8，还包括插焊在两个牵引杆3之间的加固杆14，以及设置在两个牵引杆3前端的牵引固定栓31，该牵引固定栓31用于在将牵引杆与农机的相关机架等结构连接后，将牵引杆与农机进行连接并固定。

具体的，所述施肥器固定件4为独立单元，包括：立式深松耕旋刨叉7插槽、固定插栓、安装及其固定螺栓；其中：所述立式深松耕旋刨叉7插入所述立式深松耕旋刨叉7插槽后，用所述固定插栓固定；所述螺杆式施肥器6组安装到所述安装口后用固定螺栓固定。

进一步的，所述施肥器固定件4还可以包括凹型或V型扩展保护槽，安装在立式深松耕旋刨叉7和螺杆肥施肥器组之间。

所述施肥器固定件4在主横梁1上的位置可移动，且用V型或U型卡扣5将移动后的所述施肥器固定件4固定在主横梁1正方棱柱的两相邻的棱边及棱面上。

所述螺杆式固体施肥器组的肥料输出端深度可调节，或肥料输出管61数量可增减。

参照图1，本实施例中，共有两个施肥器固定件4和两个螺杆式固体施肥器组，每个螺杆式固体施肥器组包括3对不同深度的肥料输出管61和施肥螺杆62，且每支肥料输出管61和套在里面的施肥螺杆62构成一个螺杆式固体施肥器；所述施肥料斗8的底部开孔的数目为6。

本发明的土壤深松耕施肥装置，通过设置具有上折突展部732、平突展部733及下折突展部734结构的旋刨叉73，各个旋刨叉73在沿旋刨杆71的长度方向上下排布，即使是依次螺旋向下固定安装旋刨叉73，旋刨叉73的上折突展部732、平突展部733及下折突展部734结构，其作用只形成对其圆柱范围的旋刨松耕，而没有向下或向上的旋钻牵引力。打破了旋转刨松过程中的螺旋旋进牵引作用力，形成非螺旋结构的旋转刨松的技术方法，从而避免了现有立式钻杆深松犁以及目前的深旋耕粉垄机等受其旋钻结构的局限，不会造成很大的向下的旋钻牵引力，不造成对土壤深松机械向前动力的障碍，极大的减少了能量消耗。旋刨叉式的旋深松耕替代犁、耙、打的耕作，能够获得更好地深耕松效果，更大程度减少农耕机械的前行阻力。通过前后设置的立式深松耕旋刨叉及螺杆式施肥器能够实现在对土壤全层进行深松耕的同时，对全层土壤进行土壤改良剂或有机质肥的施放，能耗低，效率高，而传统的深松犁或深松铲，不能形成对土壤的破碎力，只能是被动的犁铧切断式的深松，深松效果差，土层翻动大，深松阻力大。现有设备深松耕设备也不具备深施肥，特别是不具备全层施和深施有机肥的能力，不能实现大尺度土壤耕层再造和扩蓄增容，局限了对土壤有机养分以及土壤碳汇储备的提高。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明保护范围内。

Claims (13)

1.一种土壤深松耕施肥装置，其特征在于，包括：

主横梁，所述主横梁上通过卡扣固定施肥器固定件；

立式深松耕旋刨叉以及螺杆式施肥器，所述立式深松耕旋刨叉和所述螺杆式施肥器组通过螺栓固定在所述施肥器固定件中；

施肥料斗，所述施肥料斗底部开孔并与所述螺杆式施肥器的肥料输出管连通，所述肥料输出管中设置施肥螺杆；

万向轴，所述万向轴与所述施肥螺杆的顶端连接，所述万向轴通过传动杆依次连接变速机及传动轴；以及，

旋转驱动机构，所述旋转驱动机构与所述立式深松耕旋刨叉传动连接以驱动其旋转。

2.根据权利要求1所述的土壤深松耕施肥装置，其特征在于，所述立式深松耕旋刨叉包括：

旋刨杆，所述旋刨杆的底部设置破土角钻，所述旋刨杆的顶部通过螺栓固定至所述施肥器固定件，所述旋刨杆与所述旋转驱动机构之间通过链条、皮带或联轴器传动连接；

旋刨叉，所述旋刨叉沿所述旋刨杆的长度方向呈间隔十字交叉的方式固定。

3.根据权利要求2所述的土壤深松耕施肥装置，其特征在于，所述旋刨叉包括主体部、上折突展部、平突展部及下折突展部。

4.根据权利要求2所述的土壤深松耕施肥装置，其特征在于，所述肥料输出管的长度与所述旋刨杆的长度相匹配。

5.根据权利要求1所述的土壤深松耕施肥装置，其特征在于，所述螺杆式施肥器组包括多根肥料输出管，各所述肥料输出管依次并列连接且长度依次递减，各所述肥料输出管的底部均设置出肥口。

6.根据权利要求1所述的土壤深松耕施肥装置，其特征在于，所述螺杆式施肥器组的肥料输出管的底部及侧壁上均设置出肥口，所述肥料输出管的侧壁上间隔设置多个出肥口。

7.根据权利要求1至6中任一所述的土壤深松耕施肥装置，其特征在于，还包括组合固定架，所述组合固定架与所述主横梁连接并将所述立式深松耕旋刨叉固定在所述螺杆式施肥器的前侧，使所述深松耕施肥装置在通过农机驱动的前进方向上，先由立式深松耕旋刨叉对前进方向上的土壤的纵向进行深松，再由螺杆式施肥器在各个土壤层深度进行施肥。

8.根据权利要求7所述的土壤深松耕施肥装置，其特征在于，所述组合固定架包括横向上连接杆，横向下连接杆，所述横向上连接杆与所述横向下连接杆之间设置纵向加固杆，所述纵向加固杆沿横向间隔设置多根，所述横向上连接杆、横向下连接杆与所述纵向加固杆上均设置用于连接所述旋刨杆及所述肥料输出管的圆口扣。

9.根据权利要求2所述的土壤深松耕施肥装置，其特征在于，所述旋刨杆径粗5.0cm-25.0cm；所述破土角钻外径粗10.0cm-40.0cm。

10.根据权利要求2所述的土壤深松耕施肥装置，其特征在于，所述旋刨杆径粗12.0cm-25.0cm且角钻的角长7.0cm-30.0cm。

11.根据权利要求1所述的土壤深松耕施肥装置，其特征在于，还包括升降杆和牵引杆，其中，所述升降杆分出两臂，每一臂各连接一个牵引杆；在主横梁的正方棱柱两个相邻的棱边及其棱面上整体焊接升降杆的两臂底端和两个牵引杆的顶端，并且升降杆的两臂分别和每个牵引杆互成90度角；所述牵引杆呈下弦110°～150°之间的弧度，包括弧度区间的两端点。

12.按照权利要求11所述的土壤深松耕施肥装置，其特征在于，还包括插焊在两个牵引杆之间的加固杆。

13.按照权利要求1所述的土壤深松耕施肥装置，其特征在于，所述施肥器固定件为独立单元，包括：立式深松耕旋刨叉插槽、固定插栓、安装口及固定螺栓；其中：所述立式深松耕旋刨叉插入所述立式深松耕旋刨叉插槽后，用所述固定插栓固定；所述螺杆式施肥器组安装到所述安装口后用所述固定螺栓固定。