CN110771286A - 一种采用工厂作业方式的农机设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农用机械技术领域，具体地说是一种采用工厂作业方式的农机设备。目前农业种植中向机械化发展，但仍有许多作业需由人工完成，且劳动强度大，效率低，作业成本高。本发明技术方案：充分利用农田的田埂铺设道轨用于门形框架结构的机架行走，并在机架上设置一可垂直运动的升降台，升降台上部设置操作室，下部挂接农具，进行各种农耕作业。本发明机架横跨种植地块，避免了设备对土壤的碾压，操作者位于操作室控制设备即可，进行各种田间作业，无需步入农田劳作，并实现传统农机具无法完成的操作，节省了人工，减少了能耗，降低了劳动强度及种植成本。

Description

一种采用工厂作业方式的农机设备

技术领域

本发明涉及农用机械技术领域，具体地说是一种采用工厂作业方式的农机设备。

背景技术

目前农业种植向机械化、自动化、规模化发展，农用机械设备广泛应用，现有的农用设备大多功能单一，因此需要配备耕地、播种、喷施、采收等多种机具相互配合，存在费时费力、工作效率低、耕作成本高等问题，且部分作业仍需由人工完成，导致劳动强度大、人工成本难以降低，具体表现如下：

1、大型农机设备由于自重较大，进入耕地行驶会将土壤压实，农作物生长极为不利，特别是在农耕或收割时，拖拉机等经过后留下较深的车辙，通常需要使用微耕机进行二次旋耕，但仍难以将土块彻底粉碎，不但效果一般，而且费时费力，增加劳动成本和能耗；

2、部分农耕作业仍无法完全实现机械化作业，劳动强度大、人工成本高，工作效率低，例如：

农作物授粉大多通过刮风、昆虫小动物等携带花粉以自然方式进行，如风力较大的华北地区种植玉米相较较其他风小的地区颗粒更加饱满；许多风力较小的地区，在自然条件下难以完成时，授粉仍需由人工进入种植区操作，不但劳动强度大，且难以达到较佳的效果；

农作物生长期间的喷药（或施肥），利用大型喷洒设备进行作业大多为自上向下的方式，液滴往往落在叶面上表面，而害虫一般栖身在叶面下方以躲避危险，为彻底杀死害虫要么增大剂量喷洒足够的药液、要么进入耕地人工作业，增大了劳动强度，并导致成本上升及不必要药液浪费和污染；

对农作物进行修剪等操作，很多情况下也需要人工进入农田完成；

3、观测不便：农作物（或种植支架）枝叶遮挡导致视线受阻，难以观察农作物的生长情况，需人工步入耕地近距离观察，也增加了种植成本和人工劳动强度；

4、果树等植株较高的作物，大型设备难以进入果园，无法完全实现机械化作业。

此外，农机设备在绵软的土壤上行进，需要额外克服较大的行驶阻力，间接增大了作业成本，增加了能耗。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种采用工厂作业方式的农机设备，将设备的行走机构设置在地块间，避免了设备对土壤的碾压，操作者通过控制设备上，并即可进行各种田间作业，节省了人工，减少了能耗，降低了劳动强度及种植成本。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种采用工厂作业方式的农机设备：

包括动力装置、与动力装置连接的控制系统和传动机构；

其特征在于：还包括机架、操作室、升降台、升降机构、举升机构、行走机构、用于设备前后行进的主道轨、用于设备左右移动的辅助道轨组、由多种挂装农具的挂架；

所述的机架为龙门形框架结构，所述的升降台通过滑块及一组垂直设置的滑轨与机架滑动配合连接；升降台与机架间设置有升降机构，升降机构与动力装置连接，带动升降台沿滑轨在龙门形框架内上下运动；

所述的操作室位于升降台上，操作室底部与升降台可滑动的卡接配合，并可沿升降台表面横向水平移动；所述的挂架设置在升降台下部，以换装不同的农具，并通过调整升降台位置来设定农具高度；

所述的行走机构包括用于机架前后运动的行进齿轮、以及用于机架左右移位的滚轮；所述的行进齿轮安装在机架的龙门形框架下部，并通过传动机构与安装在机架顶部的动力装置连接；所述的滚轮分别通过举升机构装配在机架的框架下端角部，通过举升机构调节滚轮的上下位置；

所述的主道轨工作面设有齿条，各主道轨分别铺设在农田的纵向田埂上，主道轨相互平行且轨距与行进齿轮的轮距相等，设备前后行进时，所述的行进齿轮与主道轨的齿条啮合；

所述的辅助道轨组由两条相互平行且轨距与滚轮的轮距相等的横向道轨组成，辅助道轨组铺设在农田的横向田埂上，与主道轨交汇布设；设备左右运动时，滚轮在举升机构的带动下向下运动与横向道轨配合，顶举机架升高脱离主道轨并沿横向道轨滚动带动机架横向移动。

进一步，所述的升降机构采用提升丝杠机构、液压装置、起重链条或吊绳。

进一步，所述的传动机构采用链条传动或轴传动。

进一步，所述的举升机构采用丝杠副或液压装置。

进一步，所述的升降台与操作室之间装配有电动机或液压装置，以驱动操作室运动。

进一步，所述行进齿轮的齿面侧部设有防止横向滑移的轮缘。

进一步，所述滚轮的踏面侧部设有防止横向滑移的轮缘。

进一步，还包括用于田间局部作业的辅助工作台，辅助工作台与挂架可拆卸的挂接。

进一步，所述的动力装置采用发动机、电动机及/或液压系统。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种采用工厂化作业方式进行农耕的农机设备，通过机架与操作室配合，绝大多数作业只需一至两名操作者坐在操作室内控制本设备进行各种田间作业、管理农田，无需步入农田进行修剪、抽穗、施肥等作业，大大缓解了农耕人员风吹日晒辛苦劳作，节约了人工；由于本设备的操作室（工作位）可在机架的框架内上下左右灵活调整位置，充分利用机架下方空间，在升降台挂接不同的农具进行各种农耕作业，并实现传统农机具无法完成的操作，如挂装犁铧或播种机构并下放至地表低位进行耕种作业、悬挂采摘机构进行采收，或利用升降台装配喷洒设备由作物行间伸入自下向上喷药，装配风机模拟自然风为作物授粉等，以替代人工作业；还可在升降台下部吊挂辅助工作台，并将辅助工作台位置调整至地块内的任意处，并下放至作物行间以满足特殊需要。工作位灵活调节的另一大优点是，升高升降台便于从农作物的上方整体观察其生长情况，利用这一特点可将本设备应用于果园、林业种植等。

采用本发明种植设备，大大降低了人工成本，减轻了劳动强度，作业不受时间、空间的限制，随时驶入田间进行耕作及观测，彻底解决了现有农机具在作物生长期内不便进入耕地的问题。此外，由于机架横跨农田地块，克服了大型农机具进入农田碾压土壤的弊端，且本设备行走机构与齿条轨等配合，与现有的轮式或履带式农用机具相比，大大减小了行走阻力，降低了能耗，节能环保。

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的前视图；

图3为本发明的侧视图；

图4为本发明的齿条轨与道轨分布图；

图5为本发明的横向移动时的状态图。

具体实施方式

图中：1、机架，2、操作室，3、升降台， 4、导轨，5、挂架，6、农具，7、举升机构，8、滚轮，9、道轨，10、齿条轨，11、行进齿轮，12、动力输出轴，13、发动机，14、电机。

实施例1

从图1～图5可知，本发明技术方案包括动力装置、与动力装置连接的控制系统和传动机构、机架1、操作室2、升降台3、升降机构、举升机构7、行走机构、用于设备前后行进的主道轨10、用于设备左右移动的辅助道轨组、挂装农具的挂架5；

所述的机架1为龙门形框架结构，该龙门形框架结构的两侧边框设置有一组垂直的滑轨，所述的升降台3通过滑块与滑轨滑动连接配合；升降台3与机架1之间安装有升降机构，本实施例中的升降机构采用提升丝杠结构，安装于机架的丝杠与升降台的螺纹（丝杠母）配合构成丝杠副，通过设置在机架顶部的动力装置（本实施例中采用单独设置的电机14）驱动丝杆旋转带动升降台3在龙门形框架内沿滑轨上下运动；也可采用液压装置或起重链条、吊绳等作为升降机构驱动升降台上下运动。

所述的升降台3上设有一组导轨4，所述的操作室2下部与导轨4可滑动的卡接配合，并在升降台3与操作室2之间安装电动机或液压装置（液压缸），驱动操作室沿导轨4水平移动。

所述的挂架5设置在升降台3下部，农具6与挂架5可拆卸的连接装配，并通过升降台3的升降调整农具工作高度；根据需要随意更换播种、施肥、喷洒、灌溉、修剪、收割、采摘等农具，以满足不同农耕需要，实现一机多用。

还可通过挂架5挂装辅助工作台，以应对临时田间局部作业；所述的辅助工作台与挂架5可拆卸的挂接。

所述的行走机构包括用于机架前后运动的行进齿轮11、以及用于机架左右移位的滚轮8；所述的行进齿轮11安装在机架1的龙门形框架下部四角，并通过传动机构与安装在机架1顶部的动力装置连接；本实施例中采用链条与链轮组作为传动机构，将行进齿轮与动力装置的动力输出轴12连接；也可采用常规的传动轴及齿轮组传递动力。

所述的滚轮8分别通过举升机构7装配在机架1的框架下端四角部，并可通过举升机构7调节控制滚轮8的上下位置；举升机构可采用手动或自动丝杠副、或液压装置实现滚轮8的升降。

所述的主道轨10工作面设有齿条，各主道轨10分别铺设在农田的纵向田埂上（即主道轨位于种植区的左右侧），主道轨10相互平行且轨距与行进齿轮11的轮距相等；农耕作业时行进齿轮11与主道轨10的齿条啮合，支承并驱动设备前后纵向行进；

所述的辅助道轨组由两条相互平行且轨距与滚轮8轮距相等的横向道轨9组成，辅助道轨组铺设在农田的横向田埂上（即辅助道轨组位于种植区前后端部），与主道轨10交汇布设，相邻的种植区地块间横向由主道轨分隔，纵向由辅助道轨组分隔。

本设备耕种作业时，通过举升机构将滚轮8回收至最高处（高于主道轨10及横向道轨9的工作平面）；当设备沿主道轨驶出种植区地块时，将其停在地块端部的辅助道轨组上方，然后启动（或转动）举升机构带动滚轮8下降并顶触横向道轨9，顶举机架1升高使行进齿轮11脱离主道轨10；推动机架1使滚轮8沿横向道轨滚动，利用辅助道轨组支撑设备横向平移至相邻地块端部，回收滚轮8下放机架，行进齿轮11与相邻地块两侧的主道轨齿条啮合，进行下一地块的耕种作业。

所述行进齿轮11的齿面侧部设有轮缘，以防止行进齿轮11在主道轨10上横向滑移；所述滚轮8的踏面侧部设有轮缘，以防止滚轮8与横向道轨9间发生横向滑移；所述主道轨10与横向道轨9的交汇处，道轨间均留有用于行进齿轮11及滚轮8轮缘通过的空隙（或采用道岔结构过渡）。

本申请中所述的动力装置、控制系统均采用常规设备，利用市售农机具的柴油发动机、电动机、液压系统配合常规的控制系统即可满足本设备的需要。

本发明农机设备充分利用了农田种植区之间的田埂铺设道轨，用于设备行走，由于机架横跨种植地块，克服了大型农机具进入农田碾压土壤的弊端，而且设备行走机构与道轨配合，与现有的轮式或履带式农用机具相比，大大减小了行走阻力，降低了能耗，节能环保；

本设备通过机架与升降台配合，设置操作室并挂接农具，使操作者只需坐在操作室内，即可进行各种田间作业，无需步入农田进行修剪、抽穗、施肥等操作，大大缓解了农耕人员风吹日晒辛苦劳作，避免了田间行走将土壤踩实，降低了劳动强度；由于本设备的操作室（工作位）可在机架的框架内上下左右灵活调整位置，实现了传统农机具无法完成的操作，例如在升降台下部挂装犁铧或播种机构并下放至地表进行传统的耕种作业，或挂装喷洒设备并将喷嘴由农作物行间伸至枝叶下方以实现自下向上喷药，或悬挂采摘机构进行采收，或在升降台下部吊挂辅助工作台，将工作位调整至地块内的任意处停留，以满足特殊情况下在农作物行间局部作业的需求；此外，本设备的另一大优点是，升高升降台便于从农作物的上方整体观察其生长情况，或将本设备应用于果园、林业等植株较高的作物种植。

采用本发明种植设备，大大降低了人工成本，减轻了劳动强度，作业不受时间、空间的限制，随时驶入田间进行耕作及观测，彻底解决了现有农机具在作物生长期内不便进入耕地的问题。

最后应当说明的是：以上实施例用于说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的技术人员对实施方式进行修改或对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质，均应涵盖在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种采用工厂作业方式的农机设备，包括动力装置、与动力装置连接的控制系统和传动机构；

其特征在于：还包括机架（1）、操作室（2）、升降台（3）、升降机构、举升机构（7）、行走机构、用于设备前后行进的主道轨（10）、用于设备左右移动的辅助道轨组、挂装农具的挂架（5）；

所述的机架（1）为龙门形框架结构，所述的升降台（3）通过滑块及一组垂直设置的滑轨与机架（1）滑动配合连接；升降台（3）与机架（1）间设置有升降机构，升降机构与动力装置连接，带动升降台（3）沿滑轨在龙门形框架内上下运动；

所述的操作室（2）位于升降台（3）上，操作室（2）底部与升降台（3）可滑动的卡接配合，并可沿升降台表面横向水平移动；所述的挂架（5）设置在升降台（3）下部，以换装不同的农具（6）；

所述的行走机构包括用于机架前后运动的行进齿轮（11）、以及用于机架左右移位的滚轮（8）；所述的行进齿轮（11）安装在机架（1）的龙门形框架下部，并通过传动机构与安装在机架（1）顶部的动力装置连接；所述的滚轮（8）分别通过举升机构（7）装配在机架（1）的框架下端角部，通过举升机构（7）调节滚轮（8）的上下位置；

所述的主道轨（10）工作面设有齿条，各主道轨（10）分别铺设在农田的纵向田埂上，主道轨（10）相互平行且轨距与行进齿轮（11）的轮距相等；设备前后行进时，所述的行进齿轮（11）与主道轨（10）的齿条啮合；

所述的辅助道轨组由两条相互平行且轨距与滚轮的轮距相等的横向道轨（9）组成，辅助道轨组铺设在农田的横向田埂上，与主道轨（10）交汇布设；设备左右运动时，滚轮（8）在举升机构（7）的带动下向下运动与横向道轨（9）配合，顶举机架（1）升高并沿横向道轨滚动带动机架横向移动。

2.根据权利要求1所述的一种采用工厂作业方式的农机设备，其特征在于：所述的升降机构采用提升丝杠机构、液压装置、起重链条或吊绳。

3.根据权利要求1所述的一种采用工厂作业方式的农机设备，其特征在于：所述的传动机构采用链条传动或轴传动。

4.根据权利要求1所述的一种采用工厂作业方式的农机设备，其特征在于：所述的举升机构（7）采用丝杠副或液压装置。

5.根据权利要求1所述的一种采用工厂作业方式的农机设备，其特征在于：所述的升降台（3）与操作室（2）之间装配有电动机或液压装置，以驱动操作室运动。

6.根据权利要求1所述的一种采用工厂作业方式的农机设备，其特征在于：所述行进齿轮（11）的齿面侧部设有防止横向滑移的轮缘。

7.根据权利要求1所述的一种采用工厂作业方式的农机设备，其特征在于：所述滚轮（8）的踏面侧部设有防止横向滑移的轮缘。

8.根据权利要求1所述的一种采用工厂作业方式的农机设备，其特征在于：还包括用于田间局部作业的辅助工作台，辅助工作台与挂架（5）可拆卸的挂接。

9.根据权利要求1所述的一种采用工厂作业方式的农机设备，其特征在于：所述的动力装置采用发动机、电动机及/或液压系统。

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