CN112586135B - 高坚实度退化草地复合土层用播种/补播改良机具及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高坚实度退化草地复合土层用播种/补播改良机具及改良方法。该机具包括机架、仿形开沟装置、播种装置、镇压装置、减速和传动装置；仿形开沟装置包括左仿形开沟单体和右仿形开沟单体；仿形地轮和破土深度可调的破土机构同轴心地设置在仿形开沟左侧板与仿形开沟右侧板之间；破土机构通过减速箱经传动装置驱动主动旋转破土，破土机构与仿形地轮差速转动；播种装置包括种箱、外槽轮排种装置、排种轴、导种管和落种管；多个与落种管一一对应的镇压装置固接在固定梁的后端面上。本发明以低扰动的方式进行退化草地播种/补播改良作业，作业时实现开沟深度均匀一致，地表破坏程度小，地表扰动小，不会出现因地轮滑移造成漏播的问题。

Description

高坚实度退化草地复合土层用播种/补播改良机具及方法

技术领域

本发明属于草地生态改良领域，具体涉及一种高坚实度退化草地复合土层用播种/补播改良机具及方法。

背景技术

天然退化草地主要表现为草地植被出现逆行演替，优势杂草入侵，草地亚表层形成了紧实的土壤-根系复合土层结构，造成草地呈现出大面积板结性退化趋势，草地生产力和牧草品质下降，阻碍了其生态服务功能的有效发挥。通过播种(补播)的方式是改良退化草地的有效途径之一，但现有的播种(补播)机具及关键耕作部件大多作用于农田，在应用到草地上作业时易造成草地地表扰动大、植被破坏程度大、土壤翻垡、开沟深度不均匀、地轮滑移导致漏播等问题，存在局限性，无法达到理想的改良效果。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种高坚实度退化草地复合土层用播种/补播改良机具，解决传统农田用播种/补播机具及耕作部件在草地作业时产生的土壤翻垡、地表扰动和破坏程度大、开沟深度不均、地轮滑移导致漏播的问题，用于恢复退化的天然草地，改善草地生态，提高草地生产力和牧草质量，增强天然草地的生态服务功能。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种高坚实度退化草地复合土层用播种/补播改良机具，包括机架1、仿形开沟装置2、播种装置3、镇压装置4、减速箱5和传动装置6。

所述机架1包括机架左侧板101和机架右侧板102，以及由前至后依次固接在机架左侧板101和机架右侧板102之间的前横梁103、中横梁104、后横梁105和固定梁106。

所述仿形开沟装置2包括左仿形开沟单体和右仿形开沟单体，多个等间距布置的左仿形开沟单体和多个等间距布置的右仿形开沟单体以平行于机具前进方向的中心轴左右对称地固接在前横梁103上；所述左仿形开沟单体和右仿形开沟单体均包括仿形开沟左侧板201、仿形开沟右侧板202、支撑板203、仿形地轮204、破土机构205、弹簧架206、压缩弹簧支撑杆207、压缩弹簧208和限位板209。

所述仿形开沟左侧板201和仿形开沟右侧板202左右对称布置，所述支撑板203固接在仿形开沟左侧板201和仿形开沟右侧板202的前端，左仿形开沟单体的仿形开沟左侧板201的前端设有连接耳，右仿形开沟单体的仿形开沟右侧板202的前端设有连接耳，所述连接耳与机架1的前横梁103连接；所述弹簧架206固接在仿形开沟左侧板201和仿形开沟右侧板202的后端；所述限位板209固接在机架1的后横梁105上，竖直设置的压缩弹簧支撑杆207可上下滑动地连接在限位板209上，压缩弹簧支撑杆207底端铰接在弹簧架206上，所述压缩弹簧208套设在压缩弹簧支撑杆207上，位于限位板209与弹簧架206之间。

所述仿形地轮204和破土深度可调的破土机构205同轴心地设置在仿形开沟左侧板201与仿形开沟右侧板202之间；所述破土机构205通过减速箱5经传动装置6驱动主动旋转破土，破土机构205与仿形地轮204差速转动。

所述播种装置3包括种箱301、外槽轮排种装置302、排种轴303、导种管304和落种管305。

所述种箱301的两侧固定在机架左侧板101和机架右侧板102的上部上；多个与仿形开沟装置2一一对应的外槽轮排种装置302安装在种箱301的底部；所述排种轴303依次穿过多个外槽轮排种装置302，驱动外槽轮排种装置302排种作业，排种轴303的两端通过轴承分别与机架左侧板101和机架右侧板102连接，排种轴303的另一端通过传动装置6与减速箱5的动力输出轴连接；每个外槽轮排种装置302底部的排种口均与一导种管304的上端连通，导种管304的下端与落种管305的顶部连通；所述落种管305固接在固定梁106的前端面上，落种管305底部前端设有一入土角为钝角的滑刀307，滑刀307与对应的仿形开沟装置2的破土机构205的破土切刀2051共线。

多个与落种管305一一对应的镇压装置4固接在固定梁106的后端面上。

所述破土机构205包括破土切刀2051、刀盘2052和刀盘轴2053；多个破土切刀2051安装位置可调地均匀地固接在刀盘2052上，所述刀盘轴2053通过键2054与刀盘2052固接。其中，左仿形开沟单体的刀盘2052位于仿形地轮204的左侧；右仿形开沟单体的刀盘2052位于仿形地轮204的右侧。

所述仿形地轮204包括轴承盖2041、仿形地轮卡簧2042、仿形地轮轴承2043和仿形地轮轴2044，所述仿形地轮轴2044通过一对仿形地轮轴承2043安装在仿形地轮204上；仿形地轮轴承2043通过仿形地轮卡簧2042与仿形地轮204固接；左仿形开沟单体的仿形地轮轴2044的右端与轴承盖2041固接，所述轴承盖2041固接在仿形开沟右侧板202上；右仿形开沟单体的仿形地轮轴2044的左端与轴承盖2041固接，所述轴承盖2041固接在仿形开沟左侧板201上；所述仿形地轮轴2044的右端与轴承盖2041固接，所述轴承盖2041固接在仿形开沟右侧板202上，保证仿形地轮轴2044不会随着仿形地轮204和刀盘轴2053转动。

所述刀盘轴2053从仿形地轮轴2044和轴承盖2041中穿过，并通过一对轴间轴承2045与仿形地轮轴2044连接，所述轴间轴承2045通过轴间卡簧2046固接在仿形地轮轴2044上；左仿形开沟单体的刀盘轴2053的右端通过右轴承2055与仿形开沟右侧板202连接，右轴承2055通过轴用卡簧和右轴承端盖2056固定在仿形开沟右侧板202上；所述刀盘轴2053的左端与动力轴2057固接；动力轴2057通过左轴承2058和左轴承端盖2059固定在仿形开沟左侧板201上，并与传动装置6连接；右仿形开沟单体的刀盘轴2053的左端通过左轴承2058与仿形开沟左侧板201连接，左轴承2058通过轴用卡簧和左轴承端盖2059固定在仿形开沟左侧板201上；所述刀盘轴2053的右端与动力轴2057固接；动力轴2057通过右轴承2055和右轴承端盖2056固定在仿形开沟右侧板202上，并与传动装置6连接；

所述左仿形开沟单体的轴承盖2041的左端分别与仿形地轮轴承2043和轴间轴承2045接触，所述右仿形开沟单体的轴承盖2041的右端分别与仿形地轮轴承2043和轴间轴承2045接触，限制仿形地轮轴承2043和轴间轴承2045轴向移动。

所述破土机构205的破土深度为1～6cm。

所述破土切刀2051的刃口为弧线，通过改变破土切刀2051在刀盘2052上的安装位置改变破土切刀2051的入土深度。

所述排种轴303的一端设有调节手轮306，通过调整调节手轮306，使排种轴303轴向移动，进而带动外槽轮排种装置302的槽轮移动，以改变外槽轮排种装置302的有效排种宽度。

所述镇压装置4包括安装板401、拉伸弹簧402、限位架403、调节档杆404、“V”形镇压圆盘405、镇压轮连接板406和镇压轮407。

所述安装板401的前端固接在固定梁106上，所述限位架403的前端与安装板401的后端铰接，所述镇压轮407通过镇压轮连接板406固接在限位架403的后端；所述限位架403的中部上端面设有一限位调节板4031，限位调节板4031上开有多个与安装板401距离不等的限位调节卡槽4032；所述调节档杆404穿过限位调节板4031的限位调节卡槽4032，调节档杆404的底端与限位架403的中部铰接；所述拉伸弹簧402的前端与安装板401的后端连接，拉伸弹簧402的后端连接在调节档杆404的中部；所述“V”形镇压圆盘405固接在限位架403的底部。

所述传动装置6包括开沟传动单元和播种传动单元；所述开沟传动单元包括开沟连接轴601、开沟传动轴602、上开沟换向器603和下开沟换向器604。

每个仿形开沟装置2的破土机构205的动力轴2057通过下开沟换向器604与开沟传动轴602的下端连接；开沟传动轴602的上端与上开沟换向器603连接；所述减速箱5的左右两个动力输出轴与其两侧的仿形开沟装置2的上开沟换向器603之间，以及相邻的两个仿形开沟装置2的上开沟换向器603之间均通过开沟连接轴601连接。

所述播种传动单元包括排种传动轴605、第一排种换向器606、第二排种换向器607和能够调节转速的调速装置608。

所述排种传动轴605通过链传动装置609与开沟传动单元开沟连接轴601连接；链传动装置609固接在中横梁104上；所述排种传动轴605的一端通过第一排种换向器606与调速装置608的调速输入轴6081连接，调速装置608的调速输出轴6082通过第二排种换向器607与排种轴303连接。

所述调速装置608包括调速输入轴6081、调速输出轴6082、调速装置壳体6083、调速轮6084、锥轮6085、支架6086、手轮轴6087和调速手轮6089。

所述调速装置壳体6083固接在机架左侧板101或机架右侧板102上，所述调速输出轴6082、调速输入轴6081和手轮轴6087自上而下依次设置在调速装置壳体6083中；所述锥轮6085固接在调速输出轴6082上；所述调速轮6084通过键安装在调速输入轴6081上，随调速输入轴6081转动并能够沿调速输入轴6081的轴向移动，并且在轴向移动过程中，调速轮6084的表面始终与锥轮6085的圆锥面接触；所述支架6086的上部具有两个夹持臂，两个夹持臂滑动套设在调速输入轴6081上，并分别位于调速轮6084的两侧；支架6086的下部与手轮轴6087螺纹连接；手轮轴6087位于调速装置壳体6083外部的端部与调速手轮6089固接；通过转动调速手轮6089，轴向移动调速轮6084，改变调速轮6084与锥轮6085的接触位置，进而实现转速调节。

所述减速箱5固接在机架1的前横梁103与中横梁104之间，减速箱5的动力输入轴与拖拉机的动力输出轴连接。

一种高坚实度退化草地复合土层用播种/补播改良方法，包括如下步骤：

a.先通过破土切刀2051以主动旋转的方式贯入土层，在复合土层切开一条开沟深度均匀一致的窄沟缝，窄沟缝宽度范围为5～10mm，然后通过具有入土角为钝角的滑刀307的落种管305形成“V”形种沟，种沟宽度范围为10～18mm，种子经落种管305落入土层中；

b.种子落入土层后，通过镇压装置4的“V”形镇压圆盘405将窄沟缝两侧土壤向中间聚集，后通过镇压装置4的镇压轮407对聚集的土壤进行镇压，使种子与土壤充分接触。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明的优点是，以对天然草地以低扰动的方式进行退化草地播种/补播改良作业，且作业时实现开沟深度均匀一致，地表破坏程度小，地表扰动小，不会出现因地轮滑移造成漏播的问题，通过播种/补播的方式促进牧草复壮扩繁，提高草地生产力和牧草质量，以进一步增强天然草地的生态服务功能。

附图说明

图1a为本发明的高坚实度退化草地复合土层用播种/补播改良机具的侧视结构示意图；

图1b为本发明的高坚实度退化草地复合土层用播种/补播改良机具的立体结构示意图一；

图1c为本发明的高坚实度退化草地复合土层用播种/补播改良机具的立体结构示意图二；

图1d为本发明的高坚实度退化草地复合土层用播种/补播改良机具的立体结构示意图三；

图2a为左仿形开沟单体的立体结构示意图；

图2b为破土切刀的安装示意图；

图2c为仿形开沟装置2的剖视结构示意图；

图3为镇压装置4的立体结构示意图；

图4a为调速装置608的剖视结构示意图；

图4b为调速装置608的传动部件的立体结构示意图；

图5a为本发明的高坚实度退化草地复合土层用播种/补播改良机具的作业示意图；

图5b为图5a的局部放大示意图。

其中的附图标记为：

1机架 101机架左侧板

102机架右侧板 103前横梁

104中横梁 105后横梁

106固定梁 107三点悬挂装置

108支撑筋板 109固定筋板

2仿形开沟装置 201仿形开沟左侧板

202仿形开沟右侧板 203支撑板

204仿形地轮 2041轴承盖

2042仿形地轮卡簧 2043仿形地轮轴承

2044仿形地轮轴 2045轴间轴承

2046轴间卡簧 205破土机构

2051破土切刀 2052刀盘

2053刀盘轴 2054键

2055右轴承 2056右轴承端盖

2057动力轴 2058左轴承

2059左轴承端盖 206弹簧架

207压缩弹簧支撑杆 208压缩弹簧

209限位板 210加强板

3播种装置

301种箱 302外槽轮排种装置

303排种轴 304导种管

305落种管 306调节手轮

307滑刀 4镇压装置

401安装板 402拉伸弹簧

403限位架 4031限位调节板

4032限位调节卡槽 404调节档杆

405“V”形镇压圆盘 406镇压轮连接板

407镇压轮 5减速箱

6传动装置 601开沟连接轴

602开沟传动轴 603上开沟换向器

604下开沟换向器 605排种传动轴

606第一排种换向器 607第二排种换向器

608调速装置 609链传动装置

6081调速输入轴 6082调速输出轴

6083调速装置壳体 6084调速轮

6085锥轮 6086支架

6087手轮轴 6089调速手轮

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。

如图1a至图1d所示，本发明提供一种高坚实度退化草地复合土层用播种/补播改良机具，包括：机架1、仿形开沟装置2、播种装置3、镇压装置4、减速箱5和传动装置6。

所述机架1包括机架左侧板101和机架右侧板102，以及由前至后依次固接在机架左侧板101和机架右侧板102之间的前横梁103、中横梁104、后横梁105和固定梁106。三点悬挂装置107固接在机架1的前横梁103和后横梁105上。

所述仿形开沟装置2包括左仿形开沟单体和右仿形开沟单体，多个等间距布置的左仿形开沟单体和多个等间距布置的右仿形开沟单体以平行于机具前进方向的中心轴左右对称地固接在前横梁103上。如图2a至图2c所示，所述左仿形开沟单体和右仿形开沟单体均包括仿形开沟左侧板201、仿形开沟右侧板202、支撑板203、仿形地轮204、破土机构205、弹簧架206、压缩弹簧支撑杆207、压缩弹簧208和限位板209。

所述仿形开沟左侧板201和仿形开沟右侧板202左右对称布置，所述支撑板203固接在仿形开沟左侧板201和仿形开沟右侧板202的前端，左仿形开沟单体的仿形开沟左侧板201的前端设有连接耳，右仿形开沟单体的仿形开沟右侧板202的前端设有连接耳，所述连接耳通过支撑筋板108与机架1的前横梁103连接。所述弹簧架206固接在仿形开沟左侧板201和仿形开沟右侧板202的后端；所述限位板209固接在机架1的后横梁105上，竖直设置的压缩弹簧支撑杆207可上下滑动地连接在限位板209上，压缩弹簧支撑杆207底端铰接在弹簧架206上，所述压缩弹簧208套设在压缩弹簧支撑杆207上，位于限位板209与弹簧架206之间。

所述仿形地轮204和破土深度可调的破土机构205同轴心地设置在仿形开沟左侧板201与仿形开沟右侧板202之间；所述破土机构205通过减速箱5经传动装置6驱动主动旋转破土，破土机构205与仿形地轮204差速转动。

所述破土机构205的破土深度为1～6cm；优选为5cm。

优选地，所述仿形开沟左侧板201和仿形开沟右侧板202之间设有加强板210。

所述破土机构205包括破土切刀2051、刀盘2052和刀盘轴2053。多个破土切刀2051安装位置可调地均匀地固接在刀盘2052上，所述刀盘轴2053通过键2054与刀盘2052固接。其中，左仿形开沟单体的刀盘2052位于仿形地轮204的左侧；右仿形开沟单体的刀盘2052位于仿形地轮204的右侧。所述破土切刀2051的刃口为弧线，通过改变破土切刀2051在刀盘2052上的安装位置可以改变破土切刀2051的入土深度。

如图2b和图2c所示，所述仿形地轮204包括轴承盖2041、仿形地轮卡簧2042、仿形地轮轴承2043和仿形地轮轴2044，所述仿形地轮轴2044通过一对仿形地轮轴承2043安装在仿形地轮204上；仿形地轮轴承2043通过仿形地轮卡簧2042与仿形地轮204固接。左仿形开沟单体的仿形地轮轴2044的右端与轴承盖2041固接，所述轴承盖2041固接在仿形开沟右侧板202上；右仿形开沟单体的仿形地轮轴2044的左端与轴承盖2041固接，所述轴承盖2041固接在仿形开沟左侧板201上。所述仿形地轮轴2044的右端通过螺纹结构与轴承盖2041固接，所述轴承盖2041通过螺栓固接在仿形开沟右侧板202上，保证仿形地轮轴2044不会随着仿形地轮204和刀盘轴2053转动。

所述刀盘轴2053从仿形地轮轴2044和轴承盖2041中穿过，并通过一对轴间轴承2045与仿形地轮轴2044连接，所述轴间轴承2045通过轴间卡簧2046固接在仿形地轮轴2044上。左仿形开沟单体的刀盘轴2053的右端通过右轴承2055与仿形开沟右侧板202连接，右轴承2055通过轴用卡簧和右轴承端盖2056固定在仿形开沟右侧板202上；所述刀盘轴2053的左端与动力轴2057固接；动力轴2057通过左轴承2058和左轴承端盖2059固定在仿形开沟左侧板201上，并与传动装置6连接；右仿形开沟单体的刀盘轴2053的左端通过左轴承2058与仿形开沟左侧板201连接，左轴承2058通过轴用卡簧和左轴承端盖2059固定在仿形开沟左侧板201上；所述刀盘轴2053的右端与动力轴2057固接；动力轴2057通过右轴承2055和右轴承端盖2056固定在仿形开沟右侧板202上，并与传动装置6连接。

如图2c所示，所述左仿形开沟单体的轴承盖2041的左端分别与仿形地轮轴承2043和轴间轴承2045接触，所述右仿形开沟单体的轴承盖2041的右端分别与仿形地轮轴承2043和轴间轴承2045接触，限制仿形地轮轴承2043和轴间轴承2045轴向移动。

如图1a和图1b所示，所述播种装置3包括种箱301、外槽轮排种装置302、排种轴303、导种管304和落种管305。

所述种箱301的两侧通过螺栓固定在机架左侧板101和机架右侧板102的上部上；多个与仿形开沟装置2一一对应的外槽轮排种装置302安装在种箱301的底部；所述排种轴303依次穿过多个外槽轮排种装置302，驱动外槽轮排种装置302排种作业，排种轴303的两端通过轴承分别与机架左侧板101和机架右侧板102连接，排种轴303的一端设有调节手轮306，通过调整调节手轮306，可以使排种轴303轴向移动，进而带动外槽轮排种装置302的槽轮移动，以改变外槽轮排种装置302的有效排种宽度。排种轴303的另一端通过传动装置6与减速箱5的动力输出轴连接。每个外槽轮排种装置302底部的排种口均与一导种管304的上端连通，导种管304的下端与落种管305的顶部连通，保证种子通过外槽轮排种装置302排出后，经导种管304进入到落种管305中；所述落种管305固接在固定梁106的前端面上，落种管305底部前端设有一入土角为钝角的滑刀307，滑刀307与仿形开沟装置2的破土机构205的破土切刀2051共线，种子经落种管305进入草地土层。

多个与落种管305一一对应的镇压装置4固接在固定梁106的后端面上。如图3所示，所述镇压装置4包括安装板401、拉伸弹簧402、限位架403、调节档杆404、“V”形镇压圆盘405、镇压轮连接板406和镇压轮407。

所述安装板401的前端固接在固定梁106上，所述限位架403的前端通过销钉与安装板401的后端铰接，所述镇压轮407通过镇压轮连接板406固接在限位架403的后端。所述限位架403的中部上端面设有一限位调节板4031，限位调节板4031上开有多个与安装板401距离不等的限位调节卡槽4032。所述调节档杆404穿过限位调节板4031的限位调节卡槽4032，调节档杆404的底端通过销钉与限位架403的中部铰接。所述拉伸弹簧402的前端与安装板401的后端连接，拉伸弹簧402的后端连接在调节档杆404的中部。所述“V”形镇压圆盘405固接在限位架403的底部。通过改变调节档杆404位于不同的限位调节卡槽4032内，调节“V”形镇压圆盘405的入土力和镇压轮407对地表的压力。

所述减速箱5固接在机架1的前横梁103与中横梁104之间，减速箱5的动力输入轴与拖拉机的动力输出轴连接。

所述传动装置6包括开沟传动单元和播种传动单元；所述开沟传动单元包括开沟连接轴601、开沟传动轴602、上开沟换向器603和下开沟换向器604。

每个仿形开沟装置2的破土机构205的动力轴2057通过下开沟换向器604与开沟传动轴602的下端连接；开沟传动轴602的上端与上开沟换向器603连接；所述减速箱5的左右两个动力输出轴与其两侧的仿形开沟装置2的上开沟换向器603之间，以及相邻的两个仿形开沟装置2的上开沟换向器603之间均通过开沟连接轴601连接。

其中，所述下开沟换向器604以及位于最左端和最右端的两个仿形开沟装置2的上开沟换向器603为直角换向器，其余的仿形开沟装置2的上开沟换向器603为“T”形换向器。

所述播种传动单元包括排种传动轴605、第一排种换向器606、第二排种换向器607和能够调节转速的调速装置608。

所述排种传动轴605通过链传动装置609与开沟传动单元开沟连接轴601连接；链传动装置609通过固定筋板109固接在中横梁104上。所述排种传动轴605的一端通过第一排种换向器606与调速装置608的调速输入轴6081连接，调速装置608的调速输出轴6082通过第二排种换向器607与排种轴303连接。

如图4a和图4b所示，所述调速装置608包括调速输入轴6081、调速输出轴6082、调速装置壳体6083、调速轮6084、锥轮6085、支架6086、手轮轴6087和调速手轮6089。

所述调速装置壳体6083固接在机架左侧板101或机架右侧板102上，所述调速输出轴6082、调速输入轴6081和手轮轴6087自上而下依次设置在调速装置壳体6083中；所述锥轮6085固接在调速输出轴6082上；所述调速轮6084通过键安装在调速输入轴6081上，随调速输入轴6081转动并能够沿调速输入轴6081的轴向移动，并且在轴向移动过程中，调速轮6084的表面始终与锥轮6085的圆锥面接触；所述支架6086的上部具有两个夹持臂，两个夹持臂滑动套设在调速输入轴6081上，并分别位于调速轮6084的两侧；支架6086的下部与手轮轴6087螺纹连接；手轮轴6087位于调速装置壳体6083外部的端部与调速手轮6089固接。通过转动调速手轮6089，轴向移动调速轮6084，改变调速轮6084与锥轮6085的接触位置，进而实现转速调节。

本发明还提供一种高坚实度草地复合土层播种/补播改良方法，包括：

a.先通过破土切刀2051以主动旋转的方式贯入土层，在复合土层切开一条开沟深度均匀一致的窄沟缝，窄沟缝宽度范围为5～10mm，然后通过具有入土角为钝角的滑刀307的落种管305形成“V”形种沟，种沟宽度范围为10～18mm，种子经落种管305落入土层中；

b.种子落入土层后，通过“V”形镇压圆盘405将窄沟缝两侧土壤向中间聚集，后通过镇压轮407对聚集的土壤进行镇压，使种子与土壤充分接触；

通过以上工序以低扰动的方式实现高坚实度草地复合土层播种/补播改良作业。

如图5a和图5b所示，本发明的工作过程如下：

机具作业时，拖拉机通过三点悬挂装置107挂接并牵引高坚实度退化草地复合土层用播种/补播改良机具移动，同时拖拉机动力输出轴通过万向节将动力传递给减速箱5；减速箱5将动力通过开沟连接轴601传递至邻近的上开沟换向器603(“T”形换向器)；水平方向上，动力经过上开沟换向器603并通过邻近的开沟连接轴601传递至下一个上开沟换向器603(“T”形换向器)，以此类推，直至传递至机具两侧的上开沟换向器603(直角换向器)；竖直方向上，动力经过上开沟换向器603并经由开沟传动轴602传递至下开沟换向器604；通过下开沟换向器604将动力传递至动力轴2057，动力轴2057带动刀盘2052主动转动，破土切刀2051转动，切开高坚实度草地的复合土层，实现开沟作业；通过改变破土切刀2051在刀盘2052上的安装位置可以实现开沟深度的改变；机具移动的同时仿形地轮204在压缩弹簧208的作用下始终紧贴地面行走，由于仿形地轮204与破土切刀2051同轴线，所以仿形地轮204与破土切刀2051同时贴地面仿形行走，由此保证破土切刀2051开沟深度的均匀一致性，同时由于破土切刀2051为主动旋转贯入土层，作业时切开土层，作业后仅留一条窄沟缝，因此不会产生土壤翻垡，对草地地表扰动小。

另一方面，开沟连接轴601转动带动链传动装置609工作，动力通过链传动装置609传递至排种传动轴605，后通过第一排种换向器606传递至调速装置608，带动调速输入轴6081转动，调速输入轴6081转动带动调速轮6084转动，调速轮6084通过表面摩擦带动锥轮6085转动，进而带动调速输出轴6082转动，通过第二排种换向器607带动排种轴303转动，排种轴303转动带动外槽轮排种装置302工作，进行排种，种子经过导种管304进入落种管305，落种管305底部的入土角为钝角的滑刀307在破土切刀2051开设的窄沟缝中移动，进一步形成“V”形种沟，种子经落种管305进入土层，在拉伸弹簧402的作用下，“V”形镇压圆盘405将种沟两侧土壤向中间靠拢，后在镇压轮407的作用下实现镇压，完成播种和镇压作业。

通过调整调节手轮306，可以调节外槽轮排种装置302的有效工作长度，通过调节调速手轮6089，可以调节调速轮6084的轴向位置，进而改变调速输出轴6082的转速，进一步改变外槽轮排种装置302的排种速度，由于外槽轮排种装置302的动力主要拖拉机后输出轴通过减速箱5、链传动装置609和调速装置608传递的，因此解决了传统播种机因地轮滑移造成的漏播的问题。

通过改变调节档杆404的位置，可以调整“V”形镇压圆盘405的入土性能和镇压轮407的压实能力。

Claims (10)

1.一种高坚实度退化草地复合土层用播种改良机具，其特征在于，该机具包括机架(1)、仿形开沟装置(2)、播种装置(3)、镇压装置(4)、减速箱(5)和传动装置(6)；

所述机架(1)包括机架左侧板(101)和机架右侧板(102)，以及由前至后依次固接在机架左侧板(101)和机架右侧板(102)之间的前横梁(103)、中横梁(104)、后横梁(105)和固定梁(106)；

所述仿形开沟装置(2)包括左仿形开沟单体和右仿形开沟单体，多个等间距布置的左仿形开沟单体和多个等间距布置的右仿形开沟单体以平行于机具前进方向的中心轴左右对称地固接在前横梁(103)上；所述左仿形开沟单体和右仿形开沟单体均包括仿形开沟左侧板(201)、仿形开沟右侧板(202)、支撑板(203)、仿形地轮(204)、破土机构(205)、弹簧架(206)、压缩弹簧支撑杆(207)、压缩弹簧(208)和限位板(209)；

所述仿形开沟左侧板(201)和仿形开沟右侧板(202)左右对称布置，所述支撑板(203)固接在仿形开沟左侧板(201)和仿形开沟右侧板(202)的前端，左仿形开沟单体的仿形开沟左侧板(201)的前端设有连接耳，右仿形开沟单体的仿形开沟右侧板(202)的前端设有连接耳，所述连接耳与机架(1)的前横梁(103)连接；所述弹簧架(206)固接在仿形开沟左侧板(201)和仿形开沟右侧板(202)的后端；所述限位板(209)固接在机架(1)的后横梁(105)上，竖直设置的压缩弹簧支撑杆(207)可上下滑动地连接在限位板(209)上，压缩弹簧支撑杆(207)底端铰接在弹簧架(206)上，所述压缩弹簧(208)套设在压缩弹簧支撑杆(207)上，位于限位板(209)与弹簧架(206)之间；

所述仿形地轮(204)和破土深度可调的破土机构(205)同轴心地设置在仿形开沟左侧板(201)与仿形开沟右侧板(202)之间；所述破土机构(205)通过减速箱(5)经传动装置(6)驱动主动旋转破土，破土机构(205)与仿形地轮(204)差速转动；

所述破土机构(205)包括破土切刀(2051)、刀盘(2052)和刀盘轴(2053)；多个破土切刀(2051)安装位置可调地均匀地固接在刀盘(2052)上，所述刀盘轴(2053)通过键(2054)与刀盘(2052)固接；其中，左仿形开沟单体的刀盘(2052)位于仿形地轮(204)的左侧；右仿形开沟单体的刀盘(2052)位于仿形地轮(204)的右侧；

所述仿形地轮(204)包括轴承盖(2041)、仿形地轮卡簧(2042)、仿形地轮轴承(2043)和仿形地轮轴(2044)，所述仿形地轮轴(2044)通过一对仿形地轮轴承(2043)安装在仿形地轮(204)上；仿形地轮轴承(2043)通过仿形地轮卡簧(2042)与仿形地轮(204)固接；左仿形开沟单体的仿形地轮轴(2044)的右端与轴承盖(2041)固接，所述轴承盖(2041)固接在仿形开沟右侧板(202)上；右仿形开沟单体的仿形地轮轴(2044)的左端与轴承盖(2041)固接，所述轴承盖(2041)固接在仿形开沟左侧板(201)上；

所述刀盘轴(2053)从仿形地轮轴(2044)和轴承盖(2041)中穿过，并通过一对轴间轴承(2045)与仿形地轮轴(2044)连接，所述轴间轴承(2045)通过轴间卡簧(2046)固接在仿形地轮轴(2044)上；左仿形开沟单体的刀盘轴(2053)的右端通过右轴承(2055)与仿形开沟右侧板(202)连接，右轴承(2055)通过轴用卡簧和右轴承端盖(2056)固定在仿形开沟右侧板(202)上；所述刀盘轴(2053)的左端与动力轴(2057)固接；动力轴(2057)通过左轴承(2058)和左轴承端盖(2059)固定在仿形开沟左侧板(201)上，并与传动装置(6)连接；右仿形开沟单体的刀盘轴(2053)的左端通过左轴承(2058)与仿形开沟左侧板(201)连接，左轴承(2058)通过轴用卡簧和左轴承端盖(2059)固定在仿形开沟左侧板(201)上；所述刀盘轴(2053)的右端与动力轴(2057)固接；动力轴(2057)通过右轴承(2055)和右轴承端盖(2056)固定在仿形开沟右侧板(202)上，并与传动装置(6)连接；

所述播种装置(3)包括种箱(301)、外槽轮排种装置(302)、排种轴(303)、导种管(304)和落种管(305)；

所述种箱(301)的两侧固定在机架左侧板(101)和机架右侧板(102)的上部上；多个与仿形开沟装置(2)一一对应的外槽轮排种装置(302)安装在种箱(301)的底部；所述排种轴(303)依次穿过多个外槽轮排种装置(302)，驱动外槽轮排种装置(302)排种作业，排种轴(303)的两端通过轴承分别与机架左侧板(101)和机架右侧板(102)连接，排种轴(303)的另一端通过传动装置(6)与减速箱(5)的动力输出轴连接；每个外槽轮排种装置(302)底部的排种口均与一导种管(304)的上端连通，导种管(304)的下端与落种管(305)的顶部连通；所述落种管(305)固接在固定梁(106)的前端面上，落种管(305)底部前端设有一入土角为钝角的滑刀(307)，滑刀(307)与对应的仿形开沟装置(2)的破土机构(205)的破土切刀(2051)共线；

多个与落种管(305)一一对应的镇压装置(4)固接在固定梁(106)的后端面上。

2.根据权利要求1所述的高坚实度退化草地复合土层用播种改良机具，其特征在于，所述左仿形开沟单体的轴承盖(2041)的左端分别与仿形地轮轴承(2043)和轴间轴承(2045)接触，所述右仿形开沟单体的轴承盖(2041)的右端分别与仿形地轮轴承(2043)和轴间轴承(2045)接触，限制仿形地轮轴承(2043)和轴间轴承(2045)轴向移动。

3.根据权利要求1所述的高坚实度退化草地复合土层用播种改良机具，其特征在于，所述破土机构(205)的破土深度为1～6cm。

4.根据权利要求1所述的高坚实度退化草地复合土层用播种改良机具，其特征在于，所述破土切刀(2051)的刃口为弧线，通过改变破土切刀(2051)在刀盘(2052)上的安装位置改变破土切刀(2051)的入土深度。

5.根据权利要求1所述的高坚实度退化草地复合土层用播种改良机具，其特征在于，所述排种轴(303)的一端设有调节手轮(306)，通过调整调节手轮(306)，使排种轴(303)轴向移动，进而带动外槽轮排种装置(302)的槽轮移动，以改变外槽轮排种装置(302)的有效排种宽度。

6.根据权利要求1所述的高坚实度退化草地复合土层用播种改良机具，其特征在于，所述镇压装置(4)包括安装板(401)、拉伸弹簧(402)、限位架(403)、调节档杆(404)、“V”形镇压圆盘(405)、镇压轮连接板(406)和镇压轮(407)；

所述安装板(401)的前端固接在固定梁(106)上，所述限位架(403)的前端与安装板(401)的后端铰接，所述镇压轮(407)通过镇压轮连接板(406)固接在限位架(403)的后端；所述限位架(403)的中部上端面设有一限位调节板(4031)，限位调节板(4031)上开有多个与安装板(401)距离不等的限位调节卡槽(4032)；所述调节档杆(404)穿过限位调节板(4031)的限位调节卡槽(4032)，调节档杆(404)的底端与限位架(403)的中部铰接；所述拉伸弹簧(402)的前端与安装板(401)的后端连接，拉伸弹簧(402)的后端连接在调节档杆(404)的中部；所述“V”形镇压圆盘(405)固接在限位架(403)的底部。

7.根据权利要求1所述的高坚实度退化草地复合土层用播种改良机具，其特征在于，所述传动装置(6)包括开沟传动单元和播种传动单元；所述开沟传动单元包括开沟连接轴(601)、开沟传动轴(602)、上开沟换向器(603)和下开沟换向器(604)；

每个仿形开沟装置(2)的破土机构(205)的动力轴(2057)通过下开沟换向器(604)与开沟传动轴(602)的下端连接；开沟传动轴(602)的上端与上开沟换向器(603)连接；所述减速箱(5)的左右两个动力输出轴与其两侧的仿形开沟装置(2)的上开沟换向器(603)之间，以及相邻的两个仿形开沟装置(2)的上开沟换向器(603)之间均通过开沟连接轴(601)连接；

所述播种传动单元包括排种传动轴(605)、第一排种换向器(606)、第二排种换向器(607)和能够调节转速的调速装置(608)；

所述排种传动轴(605)通过链传动装置(609)与开沟传动单元开沟连接轴(601)连接；链传动装置(609)固接在中横梁(104)上；所述排种传动轴(605)的一端通过第一排种换向器(606)与调速装置(608)的调速输入轴(6081)连接，调速装置(608)的调速输出轴(6082)通过第二排种换向器(607)与排种轴(303)连接。

8.根据权利要求7所述的高坚实度退化草地复合土层用播种改良机具，其特征在于，所述调速装置(608)包括调速输入轴(6081)、调速输出轴(6082)、调速装置壳体(6083)、调速轮(6084)、锥轮(6085)、支架(6086)、手轮轴(6087)和调速手轮(6089)；

所述调速装置壳体(6083)固接在机架左侧板(101)或机架右侧板(102)上，所述调速输出轴(6082)、调速输入轴(6081)和手轮轴(6087)自上而下依次设置在调速装置壳体(6083)中；所述锥轮(6085)固接在调速输出轴(6082)上；所述调速轮(6084)通过键安装在调速输入轴(6081)上，随调速输入轴(6081)转动并能够沿调速输入轴(6081)的轴向移动，并且在轴向移动过程中，调速轮(6084)的表面始终与锥轮(6085)的圆锥面接触；所述支架(6086)的上部具有两个夹持臂，两个夹持臂滑动套设在调速输入轴(6081)上，并分别位于调速轮(6084)的两侧；支架(6086)的下部与手轮轴(6087)螺纹连接；手轮轴(6087)位于调速装置壳体(6083)外部的端部与调速手轮(6089)固接；通过转动调速手轮(6089)，轴向移动调速轮(6084)，改变调速轮(6084)与锥轮(6085)的接触位置，进而实现转速调节。

9.根据权利要求1所述的高坚实度退化草地复合土层用播种改良机具，其特征在于，所述减速箱(5)固接在机架(1)的前横梁(103)与中横梁(104)之间，减速箱(5)的动力输入轴与拖拉机的动力输出轴连接。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的高坚实度退化草地复合土层用播种改良机具的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.先通过破土切刀(2051)以主动旋转的方式贯入土层，在复合土层切开一条开沟深度均匀一致的窄沟缝，窄沟缝宽度范围为5～10mm，然后通过具有入土角为钝角的滑刀(307)的落种管(305)形成“V”形种沟，种沟宽度范围为10～18mm，种子经落种管(305)落入土层中；

b.种子落入土层后，通过镇压装置(4)的“V”形镇压圆盘(405)将窄沟缝两侧土壤向中间聚集，后通过镇压装置(4)的镇压轮(407)对聚集的土壤进行镇压，使种子与土壤充分接触。

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