CN110622749B - 一种全自动铺膜装置及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全自动铺膜装置及工作方法，包括行走车，行走车后部固定有固定杆，固定杆两端均固定有固定板，固定板的外侧面固定有翻土犁和覆土犁，翻土犁靠近固定杆设置，两个固定板之间通过连接杆固定有第一驱动件，第一驱动件通过摆臂与压膜辊连接，压膜辊安装有切割机构，连接杆与固定杆之间的固定板内侧面上固定有顶锥结构，顶锥结构用于将地膜纸筒进行固定，并带动地膜纸筒进行转动，第一驱动件能够带动压膜辊运动，将地膜进行压紧，切割机构用于切断地膜，行走车后部安装有用于盛装覆盖土的覆土箱，所述覆土箱与第二驱动件连接，本发明的铺膜装置自动化程度高，工作效率高。

Description

一种全自动铺膜装置及工作方法

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种全自动铺膜装置及工作方法。

背景技术

种植农作物之前，土地都需要铺地膜，以实现提高土温、抑制土温、提高肥料利用率、抑制杂草生长、防止土壤盐渍化等多项功能。而且对于刚出土的幼苗，也能起到护根根的作用。地膜不仅仅是简单薄薄的一层，作用还是相当大的。

发明人发现，现有的地膜铺设方式还停滞于手工铺膜，劳动强度高，工作效率低。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种全自动铺膜装置，能够实现自动化铺膜，提高了工作效率，降低了劳动强度。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种全自动铺膜装置，包括行走车，行走车后部固定有固定杆，固定杆两端均固定有固定板，固定板的外侧面固定有翻土犁和覆土犁，翻土犁靠近固定杆设置，两个固定板之间通过连接杆固定有第一驱动件，第一驱动件通过摆臂与压膜辊连接，压膜辊安装有切割机构，连接杆与固定杆之间的固定板内侧面上固定有顶锥结构，顶锥结构用于将地膜纸筒进行固定，并带动地膜纸筒进行转动，第一驱动件能够带动压膜辊运动，将地膜进行压紧，切割机构用于切断地膜，行走车后部安装有用于盛装覆盖土的覆土箱，所述覆土箱与第二驱动件连接，第二驱动件能够带动覆土箱运动，将覆土箱内的覆盖土倒出，压紧地膜末端边缘。

进一步的，所述行走车包括车体，所述车体前部固定有转向机构，所述转向机构与转向轮连接，能够实现转向轮的转向，所述车体后部安装有定向轮，所述定向轮与动力机构连接，能够在动力机构的作用下转动。

进一步的，所述动力机构包括固定在车体上的汽油机，所述汽油机的输出轴通过皮带传动机构与后轮轴连接，后轮轴的两端与定向轮固定连接，后轮轴两端与固定在车体底面的轴承座转动连接，轴承座用于对后轮轴进行支撑。

进一步的，所述转向机构包括第一连杆，所述第一连杆与车体底面固定连接，所述第一连杆两端分别与第一V型杆和第二V型杆的拐角位置处铰接，第一V型杆和第二V型杆的一端均转动连接有转向轮，第一V型杆和第二V型杆的另一端与第二连杆的两端铰接，第一V型杆设置有驱动部，所述驱动部与驱动杆的一端铰接，驱动杆的另一端与曲柄一端铰接，曲柄另一端与第三驱动件固定连接，第三驱动件能够驱动曲柄转动。

进一步的，所述翻土犁为向固定板外侧方向弯曲的弧形板，用于将土向外侧翻动，所述覆土犁为向固定板内侧方向弯曲的弧形板，用于将土向内侧翻动。

进一步的，所述顶锥机构包括分别固定在两个固定板内侧面且同轴设置的第一顶锥和第二顶锥，所述第一顶锥包括与一个固定板固定连接的第一套筒，所述第一套筒通过弹簧连接有第一卡头，所述第一卡头伸出至第一套筒外部，能够伸入地膜纸筒内部并与地膜纸筒内侧面间隙配合，所述第一卡头与拨杆连接，拨杆伸出至第一套筒外部，拨动拨杆能够将第一卡头缩入第一套筒内部，所述第二顶锥机构包括与另一个固定板固定连接的顶锥电机，所述顶锥电机与第二套筒固定连接，顶锥电机的输出轴伸入第二套筒内部并与第二卡头固定连接，第二卡头用于伸入地膜纸筒的另一端内部并贴紧地膜纸筒内侧面，能够带动地膜纸筒的转动。

进一步的，所述切割机构包括固定在压膜辊一端的切割电机，所述切割电机的输出轴与第一带轮固定连接，所述压膜辊的另一端转动连接有第二带轮，所述第一带轮和第二带轮之间绕接有履带，所述履带与刀片固定连接，切割电机能够通过履带带动刀片沿压膜辊轴线方向的运动，将地膜进行切割。

进一步的，所述行走车的前端安装有测距传感器，用于检测行走车前方障碍物的信息。

进一步的，所述行走车的前端还安装有颜色传感器，所述颜色传感器能够检测用于设置在行走车直线行进路线端部的标记板的颜色信息，控制行走车的转向掉头。

本发明还公开了一种全自动铺膜装置的工作方法，顶锥机构固定住地膜纸筒，将地膜的一端用覆盖土压紧在行走车行进路线的首端，行走车行进，顶锥机构带动地膜纸筒转动，释放地膜，地膜释放后铺在土地上，第一驱动件通过摆臂带动压膜辊运动，压膜辊将地膜压紧在土体上，行走车行进过程中，翻土犁将土向外侧翻动，压膜辊将地膜压紧后，覆土犁将翻开的土向内侧翻动，压紧地膜的两侧边缘，当行走车行进到行进路线末端时，切割机构工作，将地膜切断，同时第二驱动件带动覆土箱运动，将覆土箱内的覆盖土倒出，将地膜在行进路线末端的端部压紧。

本发明的有益效果：

1.本发明的全自动铺膜装置，具有顶锥机构、与第一驱动件连接的压膜辊，压膜辊上设置有切割机构，且具有翻土犁、覆土犁和覆土箱，能够利用顶锥机构将地膜铺设在地面上，利用压膜辊将地膜进行压紧，同时由于具有翻土犁和覆土犁，能够实现利用土体将压紧的地膜的两侧边缘进行压紧，利用覆土箱能够将地膜的末端进行压紧，实现地膜压紧铺设在地面上，铺设完成后，能够利用切割机构切断地膜，整个地膜铺设过程完全自动化进行，极大的提高了工作效率，降低了劳动强度。

2.本发明的全自动铺膜装置，具有红外测距传感器，能够检测行走车前方的障碍物信息，并且转向轮与转向机构连接，能够根据检测的障碍物信息进行转向，对土地的适应能力强。

3.本发明的全自动铺膜装置，具有白标传感器，所述白标传感器能够检测用于设置在行走车直线行进路线端部的标记板的颜色信息，控制行走车的转向掉头，满足了铺设多列地膜的需求，提高了工作效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本发明实施例1整体结构示意图；

图2为本发明实施例1整体结构主视示意图；

图3为本发明实施例1整体结构俯视示意图；

图4为本发明实施例1转向机构示意图；

图5为本发明实施例1转向机构仰视示意图；

图6为本发明实施例1第一顶锥结构示意图；

图7为本发明实施例1第一顶锥剖视示意图；

图8为本发明实施例1第二顶锥结构示意图；

图9为本发明实施例1切割机构与压膜辊装配示意图；

图10为本发明图9中的A处放大图；

图11为本发明实施例2铺膜装置行进路线示意图；

其中，1.车体，2.定向轮，3.汽油机，4.皮带传动机构，5.后轮轴，6.第一连杆，7.支撑板，8.第一V型杆，9.第二V型杆，10.转向轮，11.第二连杆，12.驱动部，13.驱动杆，14.曲柄，15.第三舵机，16.固定杆，17.第一固定板，18.第二固定板，19.翻土犁，20.覆土犁，21.第一顶锥，21-1.第一套筒，21-2.弹簧，21-3.第一卡头，21-4.滑槽，21-5.拨杆，22.第二顶锥，22-1.顶锥电机，22-2.第二套筒，22-3.第二卡头，23.连接杆，24.第一舵机，25.摆杆，26.压膜辊，27.切割机构，27-1.切割电机，27-2.第一带轮，27-3.第二带轮，27-4.履带，27-5.刀片，28.覆土箱，29.第二舵机，30.摆臂，31.测距传感器，32.颜色传感器，33.标志板。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

正如背景技术所介绍的，现有的地膜铺设采用人工进行，工作效率低，劳动强度大，针对上述问题，本申请提出了一种全自动铺膜装置。

本申请的一种典型实施方式实施例1中，如图1所示，一种全自动铺膜装置，包括：

行走车，所述行走车包括车体1，所述车体底面的后部安装有两个定向轮2，所述定向轮与动力机构连接，能够在动力机构的作用下转动，带动车体的行走。所述动力机构包括安装在车体上表面的汽油机3，所述汽油机采用168四缸马力汽油机，所述汽油机的输出轴通过皮带传动机构4与后轮轴5连接，后轮轴的两端与定向轮固定连接，后轮轴的两端还与轴承座转动连接，轴承座固定在车体的底面上，后轮轴利用轴承座进行支撑。

本实施例中，所述车体上设置开口，用于皮带传动机构穿过，实现皮带传动机构两端分别与汽油机和后轮轴连接。

所述车体底面的前部安装有转向机构，转向机构与两个转向轮10连接，能够控制转向轮运动，对车体的行进方向进行转向。

所述转向机构包括第一连杆6，所述第一连杆通过两个支撑板7固定在车体的底面上，所述第一连杆的两端分别与第一V型杆8和第二V型杆9的拐角位置处铰接，第一V型杆和第二V型杆能够绕其与第一连杆的连接点转动，所述第一V型杆的一端与其中一个转向轮转动连接，所述第二V型杆的一端与另一个转向轮转动连接，所述第一V型杆和第二V型杆的另一端分别与第二连杆11的两端铰接，所述第一V型杆还一体式固定连接有驱动部12，所述驱动部与驱动杆13的一端铰接，驱动杆的另一端与曲柄14的一端铰接，所述曲柄的另一端与第三驱动件连接，本实施例中，所述第三驱动件采用第三舵机15，所述第三舵机的输出轴与曲柄固定连接，能够驱动曲柄的转动。

转向机构的工作原理为：第三舵机带动曲柄转动，曲柄通过驱动杆带动第一V型杆转动，第一V型杆通过第二连杆带动第二V型杆沿相同的方向转动，进而实现了两个转向轮的同步运动，实现了转向。

所述车体上表面的后部固定有固定杆16，所述固定杆的两端固定有固定板，两端的固定板分别为第一固定板17和第二固定板18，所述第一固定板和第二固定板的外侧面上均固定有翻土犁19和覆土犁20，所述翻土犁靠近固定杆设置，所述翻土犁为向固定板外侧方向弯曲的弧形板，随着行走车的行进，翻土犁能够将土体向外侧翻动，所述覆土犁为向固定板内侧方向弯曲的弧形板，随着行走车的行进，覆土犁能够将土向内侧翻动，压紧地膜的两侧边缘。

所述固定板上安装有顶锥机构，所述顶锥机构包括固定在第一固定板内侧面的第一顶锥21及固定在第二固定板内侧面的第二顶锥22，第一顶锥和第二顶锥同轴设置，用于卡接地膜纸筒的两端。

所述第一顶锥包括固定在第一固定板内侧面的第一套筒21-1，所述第一套筒内设置有弹簧21-2，所述弹簧一端与第一套筒的底部筒面固定连接，弹簧的另一端与第一卡头21-3固定连接，所述第一卡头为阶梯轴结构，其直径较小的轴段伸出至第一套筒外部，其外径与地膜纸筒的内径相匹配，能够伸入地膜纸筒一端内部并与地膜纸筒间隙配合，第一卡头直径较大的轴段能够与第一套筒端部内侧面设置的挡台接触，防止弹簧将第一卡头从第一套筒中顶出，所述第一套筒的筒壁上还开设有沿第一套筒轴线方向设置的滑槽21-4，第一卡头固定有拨杆21-5，拨杆伸出至滑槽外部，沿第一套筒轴线方向拨动拨杆，能够将第一卡头缩入第一套筒内部，使第一卡头无法卡接地膜纸筒的端部，方便将地膜纸筒取下。

所述第二顶锥包括固定在第二固定板内侧面的顶锥电机22-1，所述顶锥电机的电机壳体与第二套筒22-2固定连接，所述顶锥电机的输出轴伸入第二套筒内部并与第二卡头22-3固定连接，顶锥电机能够带动第二卡头绕自身轴线转动，所述第二卡头与地膜纸筒相匹配，能够插入地膜纸筒的另一端内部，与地膜纸筒内侧面贴紧固定，顶锥电机能够带动第二卡头转动，第二卡头利用摩擦力带动地膜纸筒的转动。

使用时，第一卡头和第二卡头能够伸入地膜纸筒的内部，实现对地膜纸筒的固定，利用拨杆将第一卡头缩入第一套筒内部，第一卡头无法对地膜纸筒进行限制，方便取下地膜纸筒。

所述顶锥结构的一侧设置有连接杆23，所述连接杆的两端分别与第一固定板和第二固定板的内侧面固定连接，顶锥结构设置在固定杆和连接杆之间的位置。

所述连接杆的中部位置固定有第一驱动件，所述第一驱动件采用第一舵机24，所述第一舵机的输出轴与摆杆25连接，第一舵机能够带动摆杆的摆动，所述摆杆与压膜辊26固定连接，第一舵机驱动摆臂转动至与水平面垂直，压膜辊能够将地膜压紧在地面上。

所述压膜辊上还安装有切割机构27，所述切割机构包括固定在压膜辊一端的切割电机27-1，所述切割电机与第一带轮27-2固定连接，能够驱动第一带轮的转动，所述压膜辊的另一端通过连接轴转动连接有第二带轮27-3，所述第一带轮和第二带轮之间绕接有履带27-4，所述履带与刀片27-5固定连接，能够带动刀片沿压膜辊的轴线方向运动。

当摆臂转动90°使压膜辊压紧地膜时，刀片朝向地面方向设置，此时，切割电机工作，履带带动刀片沿压膜辊轴线方向运动，能够对地膜进行切割。

所述固定杆前侧的车体上表面设置有覆土箱28，所述覆土箱用于盛装覆盖土，所述覆土箱与固定在车体上表面的第二驱动件连接，所述第二驱动件采用第二舵机29，所述第二舵机通过摆臂30与覆土箱连接，第二舵机能够通过摆臂带动覆土箱运动，将覆土箱内的覆盖土倒出。

所述车体的前端面上安装有测距传感器31，用于检测行走车前方的障碍物距离信息，所述车体的前端面上还安装有颜色传感器32，所述颜色传感器能够检测用于设置在行走车直线行进路线端部的标记板的颜色信息，控制行走车的转向掉头。

所述测距传感器及颜色传感器均与安装在车体上的控制器连接，所述控制器采用STM32控制器。所述汽油机、测距传感器、颜色传感器、第一舵机、第二舵机、第三舵机、切割电机及顶锥电机均与控制器连接，接收控制器的指令进行工作，本实施例中，所述压膜辊的一侧端部还连接有触碰传感器，所述触碰传感器能够与刀片发生触碰，触碰传感器与控制器连接，与刀片发生触碰时，能够产生信号并传送给控制器。

实施例2：

本实施例公开了一种全自动铺膜装置的工作方法，预先将地膜纸筒利用顶锥机构进行固定，在待铺膜的土地上放置不同颜色的标志板33，标志板放置在相邻两排待铺膜的土地不侧的端部，将全自动铺膜装置放置在行进路线的首端，并在覆土箱中预先装入覆盖土。

将地膜的一端用土压紧在行进路线的首端位置处，启动汽油机、顶锥电机，行走车在汽油机的驱动下沿行进路线进行直线前进，顶锥电机带动地膜纸筒转动，将地膜释放，铺设在地面上，控制器控制第一舵机工作，摆杆向下摆动90°，随着行走车的行进，压膜辊能够将地膜压紧在地面上，行走车行进过程中，翻土犁首先将土向固定板外侧方向翻动，地膜压紧后，覆土犁能够将土向固定板内侧方向翻动，将地膜两侧的土压在地膜两侧边缘处。

行走车沿直线路线行进，将一垄土地进行铺膜，当行走车行驶至该直线路线末端时，测距传感器检测到前方障碍物距离小于设定距离时，给控制器发送信号，控制器控制汽油机停止工作，同时给切割电机发送指令，切割电机工作，履带带动刀片沿压膜辊轴线方向运动，对地膜进行切割，刀片运动至与触碰传感器发生触碰时，触碰传感器给控制器发送信号，控制器控制第二舵机工作，第二舵机通过摆臂带动覆土箱运动，将覆土箱内的覆盖土倒出，然后覆土箱复位，倒出的覆盖土压紧地膜的端部，此时一垄土地的铺膜工作完成，此时工作人员可向覆土箱内补充覆盖土，行走车前部的颜色传感器检测直线路线末端放置的标志板的颜色信息，传送给控制器，控制器控制第三舵机工作，带动转向轮向相应方向转向，完成行走车的掉头，采用相同的方法，完成下一垄土地发铺膜工作，采用相同的方法依次完成多垄土地的铺膜工作。

采用本实施例的铺膜装置，能够实现地膜的自动铺设，提高了工作效率，降低了劳动强度。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种全自动铺膜装置，其特征在于，包括行走车，行走车后部固定有固定杆，固定杆两端均固定有固定板，固定板的外侧面固定有翻土犁和覆土犁，翻土犁靠近固定杆设置，两个固定板之间通过连接杆固定有第一驱动件，第一驱动件通过摆臂与压膜辊连接，压膜辊安装有切割机构，连接杆与固定杆之间的固定板内侧面上固定有顶锥机构，顶锥机构用于将地膜纸筒进行固定，并带动地膜纸筒进行转动，第一驱动件能够带动压膜辊运动，将地膜进行压紧，切割机构用于切断地膜，行走车后部安装有用于盛装覆盖土的覆土箱，所述覆土箱与第二驱动件连接，第二驱动件能够带动覆土箱运动，将覆土箱内的覆盖土倒出，压紧地膜末端边缘；

所述顶锥机构包括分别固定在两个固定板内侧面且同轴设置的第一顶锥和第二顶锥，所述第一顶锥包括与一个固定板固定连接的第一套筒，所述第一套筒通过弹簧连接有第一卡头，所述第一卡头伸出至第一套筒外部，能够伸入地膜纸筒内部并与地膜纸筒内侧面间隙配合，所述第一卡头与拨杆连接，拨杆伸出至第一套筒外部，拨动拨杆能够将第一卡头缩入第一套筒内部，所述第二顶锥包括与另一个固定板固定连接的顶锥电机，所述顶锥电机与第二套筒固定连接，顶锥电机的输出轴伸入第二套筒内部并与第二卡头固定连接，第二卡头用于伸入地膜纸筒的另一端内部并贴紧地膜纸筒内侧面，能够带动地膜纸筒的转动；

所述切割机构包括固定在压膜辊一端的切割电机，所述切割电机的输出轴与第一带轮固定连接，所述压膜辊的另一端转动连接有第二带轮，所述第一带轮和第二带轮之间绕接有履带，所述履带与刀片固定连接，切割电机能够通过履带带动刀片沿压膜辊轴线方向的运动，将地膜进行切割。

2.如权利要求1所述的一种全自动铺膜装置，其特征在于，所述行走车包括车体，所述车体前部固定有转向机构，所述转向机构与转向轮连接，能够实现转向轮的转向，所述车体后部安装有定向轮，所述定向轮与动力机构连接，能够在动力机构的作用下转动。

3.如权利要求2所述的一种全自动铺膜装置，其特征在于，所述动力机构包括固定在车体上的汽油机，所述汽油机的输出轴通过皮带传动机构与后轮轴连接，后轮轴的两端与定向轮固定连接，后轮轴两端与固定在车体底面的轴承座转动连接，轴承座用于对后轮轴进行支撑。

4.如权利要求2所述的一种全自动铺膜装置，其特征在于，所述转向机构包括第一连杆，所述第一连杆与车体底面固定连接，所述第一连杆两端分别与第一V型杆和第二V型杆的拐角位置处铰接，第一V型杆和第二V型杆的一端均转动连接有转向轮，第一V型杆和第二V型杆的另一端与第二连杆的两端铰接，第一V型杆设置有驱动部，所述驱动部与驱动杆的一端铰接，驱动杆的另一端与曲柄一端铰接，曲柄另一端与第三驱动件固定连接，第三驱动件能够驱动曲柄转动。

5.如权利要求1所述的一种全自动铺膜装置，其特征在于，所述翻土犁为向固定板外侧方向弯曲的弧形板，用于将土向外侧翻动，所述覆土犁为向固定板内侧方向弯曲的弧形板，用于将土向内侧翻动。

6.如权利要求1所述的一种全自动铺膜装置，其特征在于，所述行走车的前端安装有测距传感器，用于检测行走车前方障碍物的信息。

7.如权利要求1所述的一种全自动铺膜装置，其特征在于，所述行走车的前端还安装有颜色传感器，所述颜色传感器能够检测用于设置在行走车直线行进路线端部的标记板的颜色信息，控制行走车的转向掉头。

8.一种权利要求1-7任一项所述的全自动铺膜装置的工作方法，其特征在于，顶锥机构固定住地膜纸筒，将地膜的一端用覆盖土压紧在行走车行进路线的首端，行走车行进，顶锥机构带动地膜纸筒转动，释放地膜，地膜释放后铺在土地上，第一驱动件通过摆臂带动压膜辊运动，压膜辊将地膜压紧在土体上，行走车行进过程中，翻土犁将土向外侧翻动，压膜辊将地膜压紧后，覆土犁将翻开的土向内侧翻动，压紧地膜的两侧边缘，当行走车行进到行进路线末端时，切割机构工作，将地膜切断，同时第二驱动件带动覆土箱运动，将覆土箱内的覆盖土倒出，将地膜在行进路线末端的端部压紧。

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