CN112703841A - 一种适合水稻标准育秧棚的高精度联合平整方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种适合水稻标准育秧棚的高精度联合平整方法，首先通过机体框架前端的方犁刀切碎浅表土层，随后由旋转式平整器实施旋转挤压平土作业，滚动平土辊受中心主轴动力旋转驱动并随平整机前行，育秧棚基面的表土层在滚动式平土辊的旋转推力作用下，使表土层土壤颗粒形成平面螺旋流动效应，呈接续状圆形面均匀地摊平，在螺旋面摩擦作用下，将高出部分的土壤均匀地推到地势较低处，并充分保证滚动平土辊反复挤压表土，排除土层空气消除间隙，从而提高平整度和压实程度，最后由机体框架后部的滚筒式镇压器，对平整后的基面进行镇压，再次强制压实土壤基面，压实地表。本发明实现碎‑平‑压组合精整工艺，一次完成精细平整育秧基面的要求。

Description

一种适合水稻标准育秧棚的高精度联合平整方法

技术领域：

本发明涉及的是农业机械技术领域中与水稻标准化和规模化生产配套的育秧生产基地专用精整地设备，具体涉及的是一种适合水稻标准育秧棚的高精度联合平整方法。

背景技术：

推进全程全面机械化是我国农业机械发展规划的总体布局。我国农业机械化发展仍旧存在诸多薄弱环节、空白领域。既要面向科技前沿及国际竞争需求发展高效智能农业装备，也要立足国情发展农民需要、先进适用的特色区域、特色作物的生产作业装备。既要大中型农机，也要发展小型农机，助力乡村振兴，实现农业农村现代化。目前水稻育秧棚育秧基面处理环节采用人工平地滚压或简单工具辅助作业，苗床高度不能保证，出现吊死苗的现象，生产效率低，劳动强度大。

发明内容：

本发明的目的是提供一种适合水稻标准育秧棚的高精度联合平整方法，这种适合水稻标准育秧棚的高精度联合平整方法用于解决北方寒区农场规模化育秧棚春季精整平地的需求，真正地实现水稻全面全程机械化作业的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种适合水稻标准育秧棚的高精度联合平整方法：

通过将方犁刀、旋转式平整器和镇压滚筒集中于一体的联合平整机，利用拖拉机牵引联合平整机进行平整地作业，实现碎-平-压组合精整工艺，完成精细平整育秧基面；

联合平整机包括机体框架、悬挂架、排刀式碎土刮土组合器、旋转式平整器、滚筒式镇压器，排刀式碎土刮土组合器安装在机体框架前端，旋转式平整器设置于机体框架内，滚筒式镇压器设置于机体框架的后面，滚筒式镇压器与机体框架之间由支撑板联接，悬挂架设置于机体框架前端，加强拉筋倾斜设置于悬挂架上部与机体框架之间，机体框架尾部成排安装刮土板，刮土板向上倾斜并与滚筒式镇压器相切；排刀式碎土刮土组合器通过犁刀固定架安装一排方犁刀，方犁刀外形是长方形，方犁刀一面是平面，另一面是三面楔且朝向前进方向的楔形面是陡峭曲面，形成楔形曲面刀；旋转式平整器包括变速齿轮箱、万向节联轴器、立式主轴、固定支架、两组滚动平土辊，万向节联轴器连接变速齿轮箱输入轴，变速齿轮箱下端输出轴连接立式主轴，立式主轴下端连接主换向传动箱，主换向传动箱的两个水平输出轴分别连接传动轴，每个传动轴各连接一个分换向传动箱，每个分换向传动箱下端输出轴连接中心主轴，每个中心主轴下端设置一组滚动平土辊，两组滚动平土辊相对于立式主轴对称设置，每组滚动平土辊包括多个滚动平土辊，多个滚动平土辊沿圆周方向均匀布置，每个滚动平土辊空套在支轴上，滚动平土辊的辊筒外壁安装圆头钉齿，圆头钉齿呈螺旋线状排列，螺旋推力方向指向每组滚动平土辊旋转中心；

平整育秧基面时，联合平整机随拖拉机前行，首先通过机体框架前端的方犁刀切碎浅表土层，随后由旋转式平整器实施旋转挤压平土作业，滚动平土辊受中心主轴动力旋转驱动并随平整机前行，育秧棚基面的表土层在滚动式平土辊的旋转推力作用下，使表土层土壤颗粒形成平面螺旋流动效应，呈接续状圆形面均匀地摊平，在螺旋面摩擦作用下，将高出部分的土壤均匀地推到地势较低处，并充分保证滚动平土辊反复挤压表土，排除土层空气消除间隙，从而提高平整度和压实程度，最后由机体框架后部的滚筒式镇压器，对平整后的基面进行镇压，再次强制压实土壤基面，压实地表。

上述方案中排刀式碎土刮土组合器结构包括犁刀固定架、方犁刀和角度调节机构， 12个方犁刀通过刀柄被固定在犁刀固定架的固定孔板下方，刀柄穿过固定孔板的固定孔，与固定孔间隙配合，刀柄上下有限位螺母，限制方犁刀的上下位置；角度调节机构包括12个平动连杆、拉杆、杠杆联接杆、操纵杆、弹性铰体，刀柄顶端联接平动连杆的一端，每个平动连杆的另一端均铰接至拉杆上，拉杆的一端从犁刀固定架侧板伸出并与杠杆联接架的竖杆连接，操纵杆下端穿过杠杆联接架的横杆固定在固定架侧板的弹性铰体上，通过拉杆的横向移动，带动12个方犁刀转动相同的角度，可根据土壤墒情需要进行调节碎土或刮土功能的强弱。

上述方案中滚筒式镇压器包括镇压滚筒和压力加载装置，镇压滚筒为厚壁圆筒结构，镇压滚筒两侧安装固定轴承座，固定轴承座分别与支撑板联接；压力加载装置包括弹簧和加载杆，机体框架向后伸出安装板，弹簧和加载杆设置于安装板与滚筒轴之间，压力加载装置通过弹簧组给滚筒式镇压器施加对地压力，增加镇压器对育秧基面的压强。

上述方案中机体框架顶部设置排尘口，排尘口设置于机体框架的后部，排尘口是长方形口，排尘口上部焊接弧形导流罩，由于机具前端底部是开放的，因此，形成了前后畅通的流向通道，总体防止了灰尘不定向散布，气流夹杂灰尘从排尘口集中排除，便于细小土壤颗粒集中排放到镇压器前部，被进一步滚压进入育秧基面表土内。

上述方案中机体框架两侧壁下端设置多组调节孔，每组调节孔内由多个沿竖直方向的调节孔构成，每组调节孔处设置一个限深滑板，各个限深滑板的下端均共同固定在一条限位板上，限深滑板与调节孔通过调节螺栓固定，通过限深滑板与不同的调节孔连接，调节滚动平土辊祼露出来的程度，从而调节滚动平土辊平整土壤的深度。

上述方案中滚动平土辊是中空密封结构，滚动平土辊由辊筒、圆头钉齿、推力轴承、支撑毂和密封端盖组成，辊筒的两端通过密封盖密封，轴端密封采用高强度耐磨的四氟格莱密封圈；辊筒内部设置支撑毂，一对推力轴承通过支撑毂设置在支轴外，用于保证平土辊绕支轴滚动；圆头钉齿高度为1.5cm，圆头钉齿排列按照3头螺旋线排列。

本发明具有以下有益效果：

1、首次创新设计一种高精度联合平整机应用于标准化水稻秧棚平整地作业。采用三面楔碎土、离心旋转滚压和强制镇压技术，联合完成水稻秧棚内育秧基面精确平地的需求，保证育秧基面平整精度≤±2mm，土壤坚实度≥5kg/cm²。

2、本发明完全改变了人工整地的模式，以精细耕作为出发点，实现全面机械化，可以提高大幅度生产效率，减少劳动人员数量。超平基面使摆放秧盘基面高度平整，保证棚室秧苗接受水肥效果一致性好，苗情生长效果一致，没有吊死苗的现象。而且基底坚实增加育秧秧盘的盘根效果，增加优质水稻秧苗产出率。

3、本发明的高精度联合平整机，实现一机多用，如果调整方犁刀转角，可以实现对硬质基面的刮平功用。如果调整镇压强度或者摘除镇压器，该机可以当作作畦机或者微耕地机使用。该机结构合理，性能稳定，效率高，尤其解决了北方寒区农场规模化秧棚春季育秧基面精整平地的机械化需求问题。

4、本发明集三面楔形方犁刀、旋转式平整器平土辊和镇压滚筒于一体，实现碎-平-压组合精整工艺，一次完成精细平整育秧基面的要求。

5、本发明是立足于水稻育秧棚育秧基面处理环节采用人工平地滚压或简单工具辅助作业的现状，原创性设计的水稻秧棚高精度联合平整机。完全改变了以往粗放耕整地的模式，以精细耕作为出发点，超平基面后使摆放秧盘的平整度高，使苗床高度一致。

6、本发明结构设计合理、一机多用、安全可靠、使用方便、节省人力、作业效率高。该平整机适应小规模平整地作业，尤其解决了北方寒区农场规模化秧棚春季育秧基面精整平地的机械化需求问题，在水稻育秧生产中节本增效等方面贡献显著。

附图说明

图1为本发明中联合平整机的结构示意图；

图2为旋转平整器俯视图；

图3为排刀式碎土刮土组合器结构图；

图4为滚动平土辊的剖视图；

图5方犁刀示意图。

图中，1排刀式碎土刮土组合器 2悬挂架 3加强拉筋 4万向节联轴器 5机体框架 6变速齿轮箱 7立式主轴 8滚动平土辊 9排尘口 10限深滑板 11压力加载装置 12支撑板 13镇压滚筒 14刮土板 15罩壳 16传动轴 17分换向传动箱 18犁刀固定架 19连杆 20限位螺母 21刀柄 22固定孔板 23方犁刀 24拉杆 25弹性铰体26操纵杆 27杠杆联接架 28密封端盖 29辊筒 30推力轴承 31圆头钉齿 32支撑毂33支轴 34主换向传动箱 35平面 36三面楔 37固定支架 38中心主轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

这种适合水稻标准育秧棚的高精度联合平整方法：通过将方犁刀23、旋转式平整器和镇压滚筒集中于一体的联合平整机，利用拖拉机牵引联合平整机进行平整地作业，实现碎-平-压组合精整工艺，完成精细平整育秧基面；

平整育秧基面时，联合平整机随拖拉机前行，首先通过机体框架5前端的方犁刀23切碎浅表土层，随后由旋转式平整器实施旋转挤压平土作业，滚动平土辊8受中心主轴38动力旋转驱动并随平整机前行，育秧棚基面的表土层在滚动平土辊8的旋转推力作用下，使表土层土壤颗粒形成平面螺旋流动效应，呈接续状圆形面均匀地摊平，在螺旋面摩擦作用下，将高出部分的土壤均匀地推到地势较低处，并充分保证滚动平土辊8反复挤压表土，排除土层空气消除间隙，从而提高平整度和压实程度，最后由机体框架5后部的滚筒式镇压器，对平整后的基面进行镇压，再次强制压实土壤基面，压实地表。

结合图1-图5所示，联合平整机包括机体框架5、悬挂架2、加强拉筋3、排刀式碎土刮土组合器1、旋转式平整器、滚筒式镇压器，排刀式碎土刮土组合器1安装在机体框架5前端，旋转式平整器设置于机体框架5内，排刀式碎土刮土组合器1和旋转式平整器在同一框架内，为一体式结构，罩壳15及框架5为角钢和钢板焊合而成。滚筒式镇压器设置于机体框架5的后面，滚筒式镇压器与机体框架5之间由支撑板联接，支撑板12联接板上有4个调节孔。悬挂架2设置于机体框架5前端，加强拉筋3倾斜设置于悬挂架2上部与机体框架5之间，机体框架5尾部成排安装刮土板14，刮土板14向上倾斜并与滚筒式镇压器相切。机体框架5顶部设置排尘口9，排尘口9设置于机体框架5的后部，排尘口9是长方形口，上部焊接弧形导流罩。由于机具前端底部是开放的，因此，形成了前后畅通的流向通道，总体防止了灰尘不定向散布。气流夹杂灰尘从排尘口9集中排除，便于细小土壤颗粒集中排放到镇压器前部，被进一步滚压进入育秧基面表土内。

悬挂架2与拖拉机后悬挂系统实现三点挂接，使拖拉机牵引机具进行平整地作业。加强拉筋3用于加固悬挂架2与水平机架的稳固性与垂直度，从而保证旋转式平整器的水平。

机具前端排刀式碎土刮土组合器1可以破碎细化育秧基面3cm厚的土层，如果统一调节方犁刀23转角，减小刀片间间隙便形成平面刮刀，用于刮平育秧基面。中部平整部件（旋转式平整器）是由两个对向旋转式带自转功能的滚动平土辊8组构成。每组滚动平土辊8是由三个滚动式螺旋钉齿排列的滚动平土辊组成，育秧棚基面的表土层在螺旋钉齿平土辊的旋转推力作用下，使表土层土壤颗粒形成平面螺旋流动效应，呈接续状圆形面均匀地摊平。在螺旋面摩擦作用下，将高出部分的土壤均匀地推到地势较低处，并充分保证平土辊反复挤压表土，排除土层空气消除间隙，从而提高平整度和压实程度。

参阅图3，排刀式碎土刮土组合器1结构包括犁刀固定架18、方犁刀23和角度调节机构， 12个方犁刀23通过刀柄21被固定在犁刀固定架18的固定孔板22下方，刀柄21穿过固定孔板22的固定孔，与固定孔间隙配合，刀柄21上下有限位螺母20，限制方犁刀23的上下位置；角度调节机构包括12个平动连杆、拉杆24、杠杆联接杆27、操纵杆26、弹性铰体25，刀柄21顶端联接平动连杆的一端，每个平动连杆的另一端均铰接至拉杆24上，拉杆24的一端从犁刀固定架18侧板伸出并与杠杆联接架27的竖杆连接，操纵杆26下端穿过杠杆联接架27的横杆固定在固定架侧板的弹性铰体25上，通过拉杆24的横向移动，带动12个方犁刀23转动相同的角度，可根据土壤墒情需要进行调节碎土或刮土功能的强弱。

参阅图5，方犁刀23外形是长方形，一面是平面35，另一面是三面楔36，且朝向前进方向的上表面是陡峭曲面。工作状态是方犁刀23平面与前进方向平行。当顺时针调整方犁刀23转轴角度超过45℃，使犁刀平面朝向前进方向时，排刀式碎土刮土组合器1的功能变成平面刮板器。而且可以根据刮土量的大小，调节犁刀间隙。使刮起的土壤均匀地从犁刀间的空隙向后方排出，有效防止刮土时拥土现象。

工作时，方犁刀23应与前进方向平行。工作面是方犁刀的三面楔36，其上表面是陡峭曲面，能够显著提升碎土效果。当调整操纵杆26，杠杆联接架27带动拉杆 24向左右侧窜动，连杆19与拉杆24铰接，连杆19另一端带动方犁刀刀柄21转动。

角度调节机构采用杠杆原理设计，调整手柄长度联接拉杆24，拉杆24带动连杆19，连杆19驱使刀柄轴转动。

参阅图2，旋转式平整器包括变速齿轮箱6、万向节联轴器4、立式主轴7、固定支架37、两组滚动平土辊8，万向节联轴器4连接变速齿轮箱6输入轴，变速齿轮箱6下端输出轴连接立式主轴7，立式主轴7下端连接主换向传动箱34，主换向传动箱34的两个水平输出轴分别连接传动轴16，每个传动轴16各连接一个分换向传动箱17，每个分换向传动箱17下端输出轴连接中心主轴38，每个中心主轴38下端设置一组滚动平土辊8，两组滚动平土辊8相对于立式主轴7对称设置，每组滚动平土辊包括3个滚动平土辊，3个滚动平土辊沿圆周方向均匀布置，相邻两个滚动平土辊8夹角为120度，每个滚动平土辊8空套在支轴33上。

参阅图4，滚动平土辊8包括辊筒29、推力轴承30、支撑毂32和密封端盖28组成。滚动平土辊8是中空结构，两端安装密封端盖28，轴端密封采用高强度耐磨的四氟格莱密封圈；辊筒29外壁上安装有圆头钉齿31，圆头钉齿31高度1.5cm，圆头钉齿31排列按照3头螺旋线排列，螺旋推力方向指向每组滚动平土辊旋转中心，将土壤摊平的过程中，使土壤向相应的中心主轴方向收敛。平土辊筒内部固定有一对推力轴承30，用于保证平土辊绕支轴33滚动，平土辊在支轴33上转动并在地面滚行，要求推力轴承30固定槽内加工精度和支轴33配合精度较高，防止旋转平土辊转动时径向跳动。

机体框架5两侧壁下端设置多组调节孔，每组调节孔内由多个沿竖直方向的调节孔构成，每组调节孔处设置一个限深滑板10，各个限深滑板10的下端均共同固定在一条限位板上，限深滑板10与调节孔通过调节螺栓固定，通过限深滑板10与不同的调节孔连接，调节滚动平土辊8祼露出来的程度，从而调节滚动平土辊8平整土壤的深度。

滚筒式镇压器包括镇压滚筒13和压力加载装置11，镇压滚筒13为厚壁圆筒结构，镇压滚筒13两侧安装固定轴承座，固定轴承座分别与支撑板12联接；压力加载装置11包括弹簧和加载杆，机体框架5向后伸出安装板，弹簧和加载杆设置于安装板与滚筒轴之间，压力加载装置11通过弹簧组给滚筒式镇压器施加对地压力，增加镇压器对育秧基面的压强。

刮土板14是刮土刀片，成排安装在机体尾部，用于刮除镇压滚筒13表面的粘土，保障镇压器表面光洁度。

拖拉机后悬挂系统三个拉杆24与悬挂架2挂接，万向节联轴器4与拖拉机后动力输出轴联接，拖拉机动力通过万向节联轴器4传递给变速齿轮箱6，再由左右传动轴16传递至分换向传动箱17，最终传给中心主轴38带动旋转式平整辊8做旋转平土运动。

Claims (6)

1.一种适合水稻标准育秧棚的高精度联合平整方法，其特征在于：通过将方犁刀（23）、旋转式平整器和镇压滚筒（13）集中于一体的联合平整机，利用拖拉机牵引联合平整机进行平整地作业，实现碎-平-压组合精整工艺，完成精细平整育秧基面；

联合平整机包括机体框架（5）、悬挂架（2）、排刀式碎土刮土组合器（1）、旋转式平整器、滚筒式镇压器，排刀式碎土刮土组合器（1）安装在机体框架（5）前端，旋转式平整器设置于机体框架（5）内，滚筒式镇压器设置于机体框架（5）的后面，滚筒式镇压器与机体框架（5）之间由支撑板（12）联接，悬挂架（2）设置于机体框架（5）前端，加强拉筋（3）倾斜设置于悬挂架（2）上部与机体框架（5）之间，机体框架（5）尾部成排安装刮土板（14），刮土板（14）向上倾斜并与滚筒式镇压器相切；排刀式碎土刮土组合器（1）通过犁刀固定架（18）安装一排方犁刀（23），方犁刀（23）外形是长方形，方犁刀（23）一面是平面（35），另一面是三面楔（36）且朝向前进方向的楔形面是陡峭曲面，形成楔形曲面刀；旋转式平整器包括变速齿轮箱（6）、万向节联轴器（4）、立式主轴（7）、固定支架（37）、两组滚动平土辊（8），万向节联轴器（4）连接变速齿轮箱（6）输入轴，变速齿轮箱（6）下端输出轴连接立式主轴（7），立式主轴（7）下端连接主换向传动箱（34），主换向传动箱（34）的两个水平输出轴分别连接传动轴（16），每个传动轴（16）各连接一个分换向传动箱（17），每个分换向传动箱（17）下端输出轴连接中心主轴（38），每个中心主轴（38）下端设置一组滚动平土辊（8），两组滚动平土辊（8）相对于立式主轴（7）对称设置，每组滚动平土辊包括多个滚动平土辊，多个滚动平土辊（8）沿圆周方向均匀布置，每个滚动平土辊（8）空套在支轴（33）上，滚动平土辊（8）的辊筒（29）外壁安装圆头钉齿（31），圆头钉齿（31）呈螺旋线状排列，螺旋推力方向指向每组滚动平土辊（8）旋转中心；

平整育秧基面时，联合平整机随拖拉机前行，首先通过机体框架（5）前端的方犁刀（23）切碎浅表土层，随后由旋转式平整器实施旋转挤压平土作业，滚动平土辊（8）受中心主轴动力旋转驱动并随平整机前行，育秧棚基面的表土层在滚动式平土辊（8）的旋转推力作用下，使表土层土壤颗粒形成平面螺旋流动效应，呈接续状圆形面均匀地摊平，在螺旋面摩擦作用下，将高出部分的土壤均匀地推到地势较低处，并充分保证滚动平土辊（8）反复挤压表土，排除土层空气消除间隙，从而提高平整度和压实程度，最后由机体框架（5）后部的滚筒式镇压器，对平整后的基面进行镇压，再次强制压实土壤基面，压实地表。

2.根据权利要求1所述的适合水稻标准育秧棚的高精度联合平整方法，其特征在于：所述的排刀式碎土刮土组合器（1）结构包括犁刀固定架（18）、方犁刀（23）和角度调节机构，12个方犁刀（23）通过刀柄（21）被固定在犁刀固定架（18）的固定孔板（22）下方，刀柄（21）穿过固定孔板（22）的固定孔，与固定孔间隙配合，刀柄（21）上下有限位螺母（20），限制方犁刀（23）的上下位置；角度调节机构包括12个平动连杆、拉杆（24）、杠杆联接杆（27）、操纵杆（26）、弹性铰体（25），刀柄（21）顶端联接平动连杆的一端，每个平动连杆的另一端均铰接至拉杆（24）上，拉杆（24）的一端从犁刀固定架（18）侧板伸出并与杠杆联接架（27）的竖杆连接，操纵杆（26）下端穿过杠杆联接架（27）的横杆固定在固定架侧板的弹性铰体（25）上，通过拉杆（24）的横向移动，带动12个方犁刀（23）转动相同的角度，根据土壤墒情需要进行调节碎土或刮土功能的强弱。

3.根据权利要求2所述的适合水稻标准育秧棚的高精度联合平整方法，其特征在于：所述的滚筒式镇压器包括镇压滚筒（13）和压力加载装置（11），镇压滚筒（13）为厚壁圆筒结构，镇压滚筒（13）两侧安装固定轴承座，固定轴承座分别与支撑板（12）联接；压力加载装置（11）包括弹簧和加载杆，机体框架（5）向后伸出安装板，弹簧和加载杆设置于安装板与滚筒轴之间，压力加载装置（11）通过弹簧组给滚筒式镇压器施加对地压力，增加滚筒式镇压器对育秧基面的压强。

4.根据权利要求3所述的适合水稻标准育秧棚的高精度联合平整方法，其特征在于：所述的机体框架（5）顶部设置排尘口（9），排尘口（9）设置于机体框架（5）的后部，排尘口（9）是长方形口，排尘口（9）上部焊接弧形导流罩，由于机具前端底部是开放的，因此，形成了前后畅通的流向通道，气流夹杂灰尘从排尘口集中排除，便于细小土壤颗粒集中排放到滚筒式镇压器前部。

5.根据权利要求4所述的适合水稻标准育秧棚的高精度联合平整方法，其特征在于：所述的机体框架（5）两侧壁下端设置多组调节孔，每组调节孔内由多个沿竖直方向的调节孔构成，每组调节孔处设置一个限深滑板（10），各个限深滑板（10）的下端均共同固定在一条限位板上，限深滑板（10）与调节孔通过调节螺栓固定，通过限深滑板（10）与不同的调节孔连接，调节滚动平土辊（8）祼露出来的程度。

6.根据权利要求5所述的适合水稻标准育秧棚的高精度联合平整方法，其特征在于：所述的滚动平土辊（8）是中空密封结构，滚动平土辊（8）由辊筒（29）、圆头钉齿（31）、推力轴承（30）、支撑毂（32）和密封端盖（28）组成，辊筒（29）的两端通过密封盖密封，轴端密封采用高强度耐磨的四氟格莱密封圈；辊筒（29）内部设置支撑毂（32），一对推力轴承通过支撑毂（32）设置在支轴外，用于保证平土辊绕支轴滚动；圆头钉齿（31）高度为1.5cm，圆头钉齿（31）排列按照3头螺旋线排列。

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