CN112075162A - 一种基于主动驱动的横向开穴装置及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种基于主动驱动的横向开穴装置及方法，涉及覆膜种植领域，包括转动圆盘、沿环向安装于圆盘边沿的开穴机构，开穴机构包括带有朝向圆盘中心开口的投种腔和转动配合开穴机构主体的舌片，圆盘通过机架连接有凸轮，开穴机构绕圆盘轴线转动到配合凸轮位置时，舌片朝向远离圆盘端面一侧转动，形成连通投种腔的投种口，能够实现不同转速的主动横向开穴，满足不同株距的作业要求，并且，开穴机构能够垂直于行走方向实现横向开穴，减小了破膜的面积，从而解决了现有开穴撕膜严重且作业速度受到牵引设备运行速度影响难以调控的问题。

Description

一种基于主动驱动的横向开穴装置及方法

技术领域

本公开涉及覆膜种植领域，特别涉及一种基于主动驱动的横向开穴装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

目前覆膜种植模式应用极为广泛，比如蔬菜覆膜移栽，棉花膜上播种，薯类覆膜种植，花生膜上播种等。目前膜上移栽和播种为实现开穴投苗或投种，多采用被动式鸭嘴开穴或机械驱动式鸭嘴开穴。

发明人发现，目前的被动式鸭嘴开穴通过机器前进带动，实现鸭嘴安装盘的滚动，同时由于鸭舌与地面的接触，鸭嘴一侧被拉开，实现膜上被动开穴；机械驱动式鸭嘴开穴则通过曲柄和凸轮的机械动作配合，实现鸭嘴在下行后的前后两侧同时开穴，从而实现膜上主动开穴。这两种开穴方式都采用沿机器前进方向进行同向开穴，受机器前进速度的影响撕膜严重，一方面限定了机器的作业速度，另一方面撕膜会使穴口面积增加，使得保温效果和限制杂草生长作用变差。

发明内容

本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种基于主动驱动的横向开穴装置及方法，能够实现不同转速的主动横向开穴，满足不同株距的作业要求，并且，开穴机构能够垂直于行走方向实现横向开穴，减小了撕膜的面积，从而解决了现有开穴撕膜严重且作业速度受到牵引设备运行速度影响难以调控的问题。

本公开的第一目的是提供一种基于主动驱动的横向开穴装置，采用以下技术方案：

包括转动圆盘、沿环向安装于圆盘边沿的开穴机构，开穴机构包括带有朝向圆盘中心开口的投种腔和转动配合开穴机构主体的舌片，圆盘通过机架连接有凸轮，开穴机构绕圆盘轴线转动到配合凸轮位置时，舌片朝向远离圆盘端面一侧转动，形成连通投种腔的投种口。

进一步地，所述开穴机构包括固定板、舌片和滚轮，固定板一侧安装在圆盘上，另一侧形成凹槽并配合有舌片，舌片配合凹槽形成投种腔，滚轮通过滚轮轴连接舌片。

进一步地，所述舌片一端通过销轴铰接固定板，销轴轴线与圆盘轴线垂直，舌片延伸出固定板外形成相对凸轮布置的延伸部，滚轮轴安装在延伸部上。

进一步地，所述滚轮轴连接有拉簧，滚轮轴通过拉簧连接圆盘，滚轮配合凸轮驱动舌片动作，拉簧与凸轮共同作用驱动舌片开启或关闭投种腔投种口。

进一步地，所述圆盘转动安装在机架上，驱动机构安装在机架上，驱动机构的输出端通过传动机构配合圆盘，凸轮安装在机架上且位于圆盘的下方，圆盘用于在驱动机构作用下相对于凸轮转动。

进一步地，所述圆盘上配合安装有多个开穴机构，沿圆盘环向间隔设置，圆盘边沿对应每个开穴机构设有多个工位，开穴机构通过配合不同的工位调节开穴间距。

本公开的另一目的是提供一种基于主动驱动的横向开穴方法，包括以下步骤：

沿圆盘环向间隔布置多个开穴机构，圆盘绕其轴线驱动开穴机构转动开穴；

一开穴机构转动至圆盘最下端位置时，穿过薄膜刺入地面的同时与凸轮进行配合，凸轮对舌片施加推力；

舌片朝向远离凸轮端面的一侧转动，相对圆盘前进方向的垂直方向破膜并对地面进行开穴；

随着圆盘的转动，开穴机构依次与凸轮配合，实现连续间隔撕膜和开穴。

进一步地，调节圆盘转速，改变开穴机构工作间隔，从而调整相邻开穴位置的间距。

与现有技术相比，本公开具有的优点和积极效果是：

(1)能够实现不同转速的主动横向开穴，满足不同株距的作业要求，并且，开穴机构能够垂直于行走方向实现横向开穴，减小了破膜的面积，从而解决了现有开穴撕膜严重且作业速度受到牵引设备运行速度影响难以调控的问题；

(2)采用主动驱动圆盘转动从而带动开穴机构工作，作业速度调整方便，并且，无需从地面获取反推力进行转动，避免了开穴机构与地膜的过度接触，改善了传统被动开穴导致的撕膜严重问题，不受开穴机构入土深度的限制，能够根据需求进行调节，能够有效实现浅层开穴和播种；

(3)采用垂直于圆盘整体前进方向的横向来实现开穴，其破膜范围小，避免了顺着圆盘前进的纵向开穴时，整体前进过程中开穴机构对覆膜的过度撕裂的问题，从而保证了地膜的保温效果和限制杂草生长的作用；

(4)主动开穴由于自带电力驱动，简化了机械式主动开穴的动力传输装置和复杂的机械结构，同时可实现播种单行的独立变株距调节，根据每行墒情，以一台机器实现不同行的精量播种或移栽作业要求。

附图说明

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

图1为本公开实施例1、2、3、4中驱动机构配合圆盘的结构示意图；

图2为本公开实施例1、2、3、4中开穴机构与圆盘的配合示意图；

图3为本公开实施例1、2、3、4中开穴机构的正视示意图；

图4为本公开实施例1、2、3、4中开穴机构的侧视示意图；

图5为本公开实施例1、2、3、4中开穴装置的整体结构示意图；

图6为本公开实施例1、2、3、4中排种器与开穴机构的配合示意图。

图中：1、电机，2、减速器，3、带轮I，4、皮带，5、开穴器，6、圆盘，7、开穴凸轮，8、带轮II，9、移栽放苗盘，10、机架，11、投苗管，12、种箱，13、排种管，14、排种器装置，5-1、旋转轴，5-2、固定槽，5-3、转动舌，5-4、开穴舌片，5-5、固定螺栓轴I，5-6、固定螺栓轴II，5-7、拉簧，5-8、滚轮，5-9、滚轮轴。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步地说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开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公开的示例性实施方式。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，本公开中如果出现“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公开的限制。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中采用沿机器前进方向进行同向开穴，受机器前进速度的影响撕膜严重，一方面限定了机器的作业速度，另一方面撕膜会使穴口面积增加，使得保温效果和限制杂草生长作用变差；针对上述问题，本公开提出了一种基于主动驱动的横向开穴装置及方法。

实施例1

本公开的一种典型的实施方式中，如图1-图6所示，提出了一种基于主动驱动的横向开穴装置。

主要包括机架10、圆盘6、开穴机构、凸轮7、驱动机构、排种器和排种管；

其中机架作为整体的固定支撑结构，其他各元件对应安装在机架上，机架能够与外部的牵引设备连接，在外部牵引设备的作用下带动整个开穴装置移动，实现开穴作业，并能够在排种器、排种管的作用下实现排种作业。

具体的，开穴机构沿环向安装于圆盘边沿，开穴机构包括带有朝向圆盘中心开口的投种腔和转动配合开穴机构主体的舌片，圆盘连接有凸轮，开穴机构绕圆盘轴线转动到配合凸轮位置时，舌片朝向远离圆盘端面一侧转动，形成连通投种腔的投种口；

圆盘能够驱动开穴机构绕圆盘轴线转动，其转动安装在机架上，驱动机构安装在机架上，驱动机构的输出端通过传动机构配合圆盘，凸轮安装在机架上且位于圆盘的下方，圆盘用于在驱动机构作用下相对于凸轮转动。

在本实施例中，结合附图，所述的驱动机构包括电机1、减速器2，驱动机构通过传动机构带动圆盘转动，减速器的输出端配合有带轮I3，圆盘同轴安装有带轮II8，带轮I和带轮II通过皮带4传动配合，电机通过减速器驱动，从而在皮带的作用下经过带轮的传动作用使得圆盘绕其轴线自转。

采用主动驱动圆盘转动从而带动开穴机构工作，作业速度调整方便，并且，无需从地面获取反推力进行转动，避免了开穴机构与地膜的过度接触，改善了传统被动开穴导致的撕膜严重问题；

不受开穴机构入土深度的限制，能够根据需求进行调节，能够有效实现浅层开穴和播种。

所述圆盘上配合安装有多个开穴机构，沿圆盘环向间隔设置，圆盘边沿对应每个开穴机构设有多个工位，开穴机构通过配合不同的工位调节开穴间距；

在本实施例中，所述的开穴机构为开穴器5，如图2所示，在圆盘的环向边沿间隔配合有8个开穴器，所述开穴器通过固定螺栓轴I和固定螺栓轴II安装在驱动圆盘不同孔位上，并通过与开穴凸轮7配合实现开穴器的开合动作；

可以理解的是，所述驱动圆盘有多组孔位，可实现开穴器安装位置和安装个数的调节。

对于开穴机构，包括固定板、舌片和滚轮，固定板一侧安装在圆盘上，另一侧形成凹槽并配合有舌片，舌片配合凹槽形成投种腔，滚轮通过滚轮轴连接舌片；

所述舌片一端通过销轴铰接固定板，销轴轴线与圆盘轴线垂直，舌片延伸出固定板外形成相对凸轮布置的延伸部，滚轮轴安装在延伸部上；

所述滚轮轴连接有拉簧，滚轮轴通过拉簧连接圆盘，滚轮配合凸轮驱动舌片动作，拉簧与凸轮共同作用驱动舌片开启或关闭投种腔投种口。

在本实施例中，所述开穴器由旋转轴5-1、固定槽5-2、转动舌5-3、开穴舌片5-4、固定螺栓轴I5-5、固定螺栓轴II5-6、拉簧5-7、滚轮5-8、滚轮轴5-9组成，拉簧两端缠绕在滚轮轴和固定螺栓轴I上，当开穴器运转至下方开穴处时，转动舌绕旋转轴转动，实现横向开穴；

如图3和图4所示，所述转动舌5-3安装在旋转轴5-1上，并可在固定槽内转动，实现转动舌5-3的开合；

所述转动舌5-3上铆接有开穴舌片5-4，以便于更换，开穴舌片5-4头部设有锋利角，能实现快速锋利横向开膜作业；

所述固定槽5-2上焊接有固定螺栓轴I、II，通过螺栓固定安装在驱动圆盘6相应孔内，固定槽5-2上宽下窄呈V字形，且与驱动圆盘6贴合一侧，上不为平面，下部为倾斜面，固定槽头部也开有刀刃。

采用垂直于圆盘整体前进方向的横向来实现开穴，其破膜范围小，避免了顺着圆盘前进的纵向开穴时，整体前进过程中开穴机构对覆膜的过度撕裂的问题，从而保证了地膜的保温效果和限制杂草生长的作用。

对于所述的凸轮，其布置在圆盘的下方，固定在机架上，圆盘相对于凸轮能够进行转动，能够与处于凸轮最下方的开穴机构进行配合，开启或关闭舌片，其接触滚轮的碰撞面的轨迹线能够满足开穴动作的需求；

即在开穴机构的固定槽穿过薄膜刺入地面时，凸轮推动舌片逐渐张开，从而横向推动上舌片进行开穴，在开穴机构整体位于圆盘的最下方位置时，凸轮带动舌片开穴至最大宽度，此时舌片开启最大，可以进行投种操作；在固定槽逐渐脱离固定槽的过程中，舌片逐渐关闭，与凸轮的配合结束，在拉簧作用下闭合，随着圆盘逐渐上升；

下一工位的开穴机构逐渐靠近凸轮，重复上述过程。

对于投种器，圆盘安装投种机构的一侧设有排种器，排种器的输出口朝向位于圆盘最下方的投种腔；

在本实施例中，可与膜上播种装置配合使用；

与排种器装置14配合使用实现膜上播种，其中排种器装置安装在机架侧面，机架后部放置种箱12，作业时，种子通过排种管13输送给排种器装置14，并通过电控装置排给开穴器5，实现膜上播种作业。

实施例2

本公开的另一典型实施方式中，给出另一种基于主动驱动的横向开穴装置，与实施例1的不同在于投种器。

在本实施例中，将实施例1中的排种器替换为投苗管，并对投苗管配合相应的移栽投苗装置；其他结构设置与实施例1相同。

对于投苗管和移栽投苗装置的具体配置，详述如下：

圆盘安装开穴机构的一侧设有投苗管11，投苗管内部形成两端连通的投苗通道，投苗通道的下端开口朝向圆盘6最下方位置投种腔的开口；

投苗管11配合移栽投苗装置使用，其与移栽投苗装置配合时，机架顶部设置移栽放苗盘9用于放苗，机架侧面设有投苗管11用于输送钵苗，作业时，人工将钵苗从移栽放苗盘9后方投入投苗管11，钵苗沿投苗管11落至开穴器5处实现膜上移栽。

实施例3

本公开的再一典型实施方式中，如图1-图6所示，提出了一种基于主动驱动的横向开穴方法。

包括以下步骤：

沿圆盘环向间隔布置多个开穴机构，圆盘绕其轴线带动开穴机构转动，并在外部牵引设备的作用下前进；

一开穴机构转动至圆盘最下端位置时，穿过薄膜刺入地面的同时与凸轮进行配合，凸轮对舌片施加推力；

舌片朝向远离凸轮端面的一侧转动，相对圆盘前进方向的垂直方向破膜并对地面进行开穴；

随着圆盘的转动前进，开穴机构依次与凸轮配合，实现连续间隔撕膜和开穴；

调节圆盘转速，改变开穴机构工作间隔，从而调整相邻开穴位置的间距。

能够实现不同转速的主动横向开穴，满足不同株距的作业要求，并且，开穴机构能够垂直于行走方向实现横向开穴，减小了撕膜的面积，从而解决了现有开穴撕膜严重且作业速度受到牵引设备运行速度影响难以调控的问题。

结合实施例1及附图，对于上述工作过程进行详细描述：

机架挂接在外部牵引机构上，在外部牵引机构的作用下带动开穴装置整体前进，电机从外部牵引机构上获取电能并进行调控；

电机驱动圆盘转动，从而使得多个开穴机构绕圆盘轴线转动，调节电机的转速，对开穴机构的工作间隔进行调整，配合牵引机构的牵引速度对开穴间距进行协同调节；

开穴机构转送到圆盘的最下端位置时，排种器向投种腔内投入种子，固定槽穿过覆膜刺入土地内，滚轮与凸轮配合开启舌片，进行开穴，同时，种子顺着投种口落入开好的土穴内；

圆盘不断转动，滚轮与凸轮接触配合，舌片关闭的同时，固定槽脱离土体，随圆盘上升，下一工位的开穴机构与凸轮配合，并刺入与上一土穴相间隔的位置，重复开穴、投种操作。

根据需求和牵引设备的速度，调节圆盘转速，改变开穴机构工作间隔，从而调整相邻开穴位置的间距。

主动开穴由于自带电力驱动，简化了机械式主动开穴的动力传输装置和复杂的机械结构，同时可实现播种单行的独立变株距调节，根据每行墒情，以一台机器实现不同行的精量播种或移栽作业要求。

实施例4

本公开的再一典型实施方式中，提供另一种基于主动驱动的横向开穴方法，与实施例3的不同在于排种器的工作过程。

在本实施例中，将实施例3中的排种器替换为投苗管，结合实施例2及附图，对于上述工作过程进行详细描述：

机架挂接在外部牵引机构上，在外部牵引机构的作用下带动开穴装置整体前进，电机从外部牵引机构上获取电能并进行调控；

电机驱动圆盘转动，从而使得多个开穴机构绕圆盘轴线转动，调节电机的转速，对开穴机构的工作间隔进行调整，配合牵引机构的牵引速度对开穴间距进行协同调节；

开穴机构转送到圆盘的最下端位置时，移栽放苗盘通过投苗管向投种腔内输送钵苗，固定槽穿过覆膜刺入土地内，滚轮与凸轮配合开启舌片，进行开穴，同时，钵苗依次顺着投苗管、开穴机构落入开好的土穴内，实现膜上移栽；

圆盘不断转动，滚轮与凸轮接触配合，舌片关闭的同时，固定槽脱离土体，随圆盘上升，下一工位的开穴机构与凸轮配合，并刺入与上一土穴相间隔的位置，重复开穴、投苗操作。

根据需求和牵引设备的速度，调节圆盘转速，改变开穴机构工作间隔，从而调整相邻开穴位置的间距。

主动开穴由于自带电力驱动，简化了机械式主动开穴的动力传输装置和复杂的机械结构，同时可实现播种单行的独立变株距调节，根据每行墒情，以一台机器实现不同行的精量播种或移栽作业要求。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于主动驱动的横向开穴装置，其特征在于，包括转动圆盘、沿环向安装于圆盘边沿的开穴机构，开穴机构包括带有朝向圆盘中心开口的投种腔和转动配合开穴机构主体的舌片，圆盘通过机架连接有凸轮，开穴机构绕圆盘轴线转动到配合凸轮位置时，舌片朝向远离圆盘端面一侧转动，形成连通投种腔的投种口。

2.如权利要求1所述的基于主动驱动的横向开穴装置，其特征在于，所述开穴机构包括固定板、舌片和滚轮，固定板一侧安装在圆盘上，另一侧形成凹槽并配合有舌片，舌片配合凹槽形成投种腔，滚轮通过滚轮轴连接舌片。

3.如权利要求2所述的基于主动驱动的横向开穴装置，其特征在于，所述舌片一端通过销轴铰接固定板，销轴轴线与圆盘轴线垂直，舌片延伸出固定板外形成相对凸轮布置的延伸部，滚轮轴安装在延伸部上。

4.如权利要求3所述的基于主动驱动的横向开穴装置，其特征在于，所述滚轮轴连接有拉簧，滚轮轴通过拉簧连接圆盘，滚轮配合凸轮驱动舌片动作，拉簧与凸轮共同作用驱动舌片开启或关闭投种腔投种口。

5.如权利要求1所述的基于主动驱动的横向开穴装置，其特征在于，所述圆盘转动安装在机架上，驱动机构安装在机架上，驱动机构的输出端通过传动机构配合圆盘，凸轮安装在机架上且位于圆盘的下方，圆盘用于在驱动机构作用下相对于凸轮转动。

6.如权利要求5所述的基于主动驱动的横向开穴装置，其特征在于，所述圆盘安装开穴机构的一侧设有排种器，排种器的输出口朝向位于圆盘最下方的投种腔。

7.如权利要求5所述的基于主动驱动的横向开穴装置，其特征在于，所述圆盘安装开穴机构的一侧设有投苗管，投苗管内部形成两端连通的投苗通道，投苗通道的下端开口朝向圆盘最下方位置投种腔的开口。

8.如权利要求1所述的基于主动驱动的横向开穴装置，其特征在于，所述圆盘上配合安装有多个开穴机构，沿圆盘环向间隔设置，圆盘边沿对应每个开穴机构设有多个工位，开穴机构通过配合不同的工位调节开穴间距。

9.一种基于主动驱动的横向开穴方法，其特征在于，包括以下步骤：

沿圆盘环向间隔布置多个开穴机构，圆盘绕其轴线驱动开穴机构转动；

一开穴机构转动至圆盘最下端位置时，穿过薄膜刺入地面的同时与凸轮进行配合，凸轮对舌片施加推力；

舌片朝向远离凸轮端面的一侧转动，相对圆盘前进方向的垂直方向破膜并对地面进行开穴；

随着圆盘的转动，开穴机构依次与凸轮配合，实现连续间隔撕膜和开穴。

10.如权利要求9所述的基于主动驱动的横向开穴方法，其特征在于，调节圆盘转速，改变开穴机构工作间隔，从而调整相邻开穴位置的间距。

Images