CN113647240B - 一种草场豆科杂草收获及粉碎深埋一体化作业机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种草场豆科杂草收获及粉碎深埋一体化作业机械，包括收割输送装置、切割粉碎装置、翻土填料装置和履带式底盘；切割粉碎装置的输入端安装收割输送装置，履带式底盘后部安装翻土填料装置；翻土填料装置包括料箱、覆土轮、装置框架、第一犁体、第二犁体、调节杆和空心调节杆；装置框架安装在履带式底盘的后部，料箱固定在装置框架上；空心调节杆一端与料箱底部连通，第一犁体安装在空心调节杆另一端上，覆土轮固定在空心调节杆上；装置框架底部通过调节杆固定安装若干第二犁体，且第一犁体位于第二犁体侧下方。本发明实现了粉碎豆科杂草的深层掩埋，豆科杂草还田的同时还使杂草腐化过程不影响浅层土壤温度和微生物环境的改变。

Description

一种草场豆科杂草收获及粉碎深埋一体化作业机械
技术领域
本发明涉及草田轮作中草场豆科杂草深埋还田与浅耕技术综合应用领域，具体涉及一种草场豆科杂草收获及粉碎深埋一体化作业机械。
背景技术
草田轮作是指大田作物种植若干年后，连续种植一年生或多年生牧草，实行草田轮作。如利用苜蓿、三叶草等豆科牧草进行单播或混播，以促进土壤团粒结构形成和土壤肥力的恢复和提高，并给畜牧业提供优良饲料。草田轮作模式现实中的主要实施方式是将大田分为两块，其中一块地种植作物而另一块地种植豆科杂草“养地”，草场中种植的豆科杂草经过光合作用积累了大量的氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种具有多用途的可再生的生物资源，种植的豆科杂草并不全部用于畜牧业提供饲料，除部分用于饲料外，其余剩下部分进行掩埋还田，为田块提供作物生长所需的养分。
目前秸秆还田方式有三种：粉碎还田，覆盖还田和高留茬还田。但传统的秸秆还田方式对大面积、高密度的豆科杂草还田存在着一定的弊端，草田轮作中草场杂草多为豆科牧草，其中豆科牧草蛋白质含量高，适口性好，与根瘤菌共生，能固定大气中的氮为自身提供氮素营养，并提高土壤肥力且多为匍匐型与缠绕型藤条，其茎秆表现出极大的韧性。从其茎秆类型的分析也能得出传统秸秆还田方式的不适应性，使用覆盖还田法和浅层粉碎还田法时，田地表层覆盖一层厚厚的豆科杂草，对犁和耙工作时造成堵塞，严重的影响精耕细作，旋耕时未腐化完全的秸秆还会对旋耕刀组的工作造成巨大阻力，使得旋耕功率加大，旋耕质量下降。而且使用豆科杂草浅层粉碎还田时在播种后这些未腐化的秸秆会架空土壤，导致苗死苗弱问题，又或者在浅层秸秆腐化过程中微生物腐化过程会放出大量的热量造成烧苗现象，大量的微生物聚集同时也会造成新生苗的病害发生，严重威胁新生苗的早期生长。同时目前草茎粉碎及压块的机器较为单一，或只完成粉碎过程，大部分不能进行粉碎与还田实时作业需要配合其余机械共同完成作业，作业效率低，能源利用率低。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种草场豆科杂草收获及粉碎深埋一体化作业机械，草田轮作模式中草地的豆科杂草由扶直滚筒扶直后在往复式割刀切下在割台内经输送滚筒强行送往切断粉碎装置；送来的豆科杂草经喂入头推入切碎装置，未经切割的长茎秆经低速切割段被切短，随后被切割为短条的豆科杂草在高速粉碎段粉碎，被粉碎的秸秆由尾部输送板送至集料箱；翻土填料装置前端为众多小犁体完成浅耕作业，而被粉碎的秸秆经集料箱下部通道直接通入开沟装置后端的大犁体底部，最后覆土轮将土层掩埋到粉碎的杂草上面。本发明解决了草田轮作模式中草地豆科杂草的处理问题，实现了粉碎豆科杂草的深层掩埋，豆科杂草还田的同时还使杂草腐化过程不影响浅层土壤温度和微生物环境的改变，保护了环境，同时实现了豆科杂草还田的全程机械化，节约了人力成本投入，提高了豆科杂草还田效率。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种草场豆科杂草收获及粉碎深埋一体化作业机械，包括收割输送装置、切割粉碎装置、翻土填料装置和履带式底盘；
所述履带式底盘上安装切割粉碎装置，所述切割粉碎装置的输入端安装收割输送装置，所述履带式底盘后部安装翻土填料装置，用于将粉碎的秸秆埋入土下；
所述收割输送装置包括割台、扶直滚筒杆齿、扶直滚筒体和输送滚筒；所述割台前部安装扶直滚筒体，所述扶直滚筒体上均布若干扶直滚筒杆齿，用于将草场豆科杂草扶直；所述割台后部安装输送滚筒，用于输送豆科杂草茎秆进入切割粉碎装置；
所述翻土填料装置包括料箱、覆土轮、装置框架、第一犁体、第二犁体、调节杆、加固套和空心调节杆；所述装置框架安装在履带式底盘的后部，所述料箱固定在装置框架上，所述切割粉碎装置将豆科杂草茎秆切碎后输送到料箱内；所述空心调节杆一端与料箱底部连通，所述第一犁体安装在空心调节杆另一端上，所述覆土轮固定在空心调节杆上；所述装置框架底部通过调节杆固定安装若干第二犁体，且第一犁体位于第二犁体侧下方。
进一步，所述切割粉碎装置包括低速切割段筒壁、高速切割段盖板、导流板、输送带、粉碎刀、高速粉碎刀筒、喂入头、切断支撑板、切断刀和低速切断刀筒；所述输送滚筒与低速切割段筒壁连接，所述低速切断刀筒和喂入头位于低速切割段筒壁内，所述低速切断刀筒与喂入头相连，所述低速切割段筒壁上均布若干切割支撑板，所述低速切断刀筒上均布若干切断刀，且切断刀位于两个切割支撑板之间，用于豆科杂草茎秆的切断；所述低速切割段筒壁安装履带式底盘上，所述高速切割段盖板位于低速切割段筒壁一侧，所述导流板固定于高速切割段盖板内侧，所述高速粉碎刀筒位于高速切割段盖板内；所述低速切断刀筒与高速粉碎刀筒连接，所述高速粉碎刀筒上安装若干高速粉碎刀，用于对切断后的豆科杂草茎秆段进行粉碎；所述输送带位于高速粉碎刀筒末端，用于将将粉碎的豆科杂草茎秆输送到翻土填料装置。
进一步，所述扶直滚筒体由若干滚筒体单元构成，所述滚筒体单元前半部分为半圆柱，所述滚筒体单元后半部分为长方体；所述滚筒体单元圆周方向排布4～6个扶直滚筒杆齿。
进一步，所述扶直滚筒体由21～23个滚筒体单元构成。
进一步，所述低速切割段筒壁内径550～600mm，所述低速切割段筒壁长度600～650mm；2个所述切断支撑板为一组，螺旋均布在低速切割段筒壁内壁内，每组所述切断支撑板横向间隙10～20mm。
进一步，所述低速切断刀筒直径250～300mm，所述切断刀最大厚度6～8mm，所述切断刀截面为直角三角形，所述切断刀的长直角边8～10mm，所述切断刀在低速切断刀筒呈双螺旋线式分布。
进一步，所述高速粉碎刀筒直径300～350mm，所述高速粉碎刀筒长度600～650mm，所述粉碎刀采用Y型刀，所述粉碎刀呈双螺旋线排列在所述高速粉碎刀筒上，双螺旋线排列的所述粉碎刀的螺距为100mm。
进一步，还包括安全控制杆，所述安全控制杆一端与装置框架连接，所述安全控制杆另一端与空心输送杆连接，用于保护空心输送杆。
本发明的有益效果在于：
1.本发明所述的草场豆科杂草收获及粉碎深埋一体化作业机械，割台采用扶直滚筒的设计适用于豆科牧草的扶直与推送作业，针对于豆科与禾本科牧草生长过程中倒伏在地面的特点，设计的扶直滚筒杆齿可以将豆科牧草进行扶直并拾起，同时扶直滚筒体前半部分半圆柱后半部分长方体的设计使得杆齿在旋转过程中伸出部分逐渐缩短，起到了杆齿茎秆防缠绕的作用。
2.本发明所述的草场豆科杂草收获及粉碎深埋一体化作业机械，采用逐级粉碎，用喂入头将豆科牧草强行喂入到装置的低速切断刀筒割断，配合使用的切割刀和切断支撑板把豆科牧草的茎秆切成较短的一段，随后送入高速粉碎段，较快转速的粉碎刀将成段的豆科杂草茎段迅速粉碎成更小的小块，实现了秸秆的粉碎化，使豆科杂草再深埋入土后能够更快的腐化成腐殖质，为作物生长提供天然养料。
3.本发明所述的草场豆科杂草收获及粉碎深埋一体化作业机械，翻土填料装置使用较多第二犁体对土壤进行浅耕作业，浅耕深度为200mm左右，随后装配的第一犁体进行深开沟，开沟深度为300～400mm，开沟的同时将粉碎的豆科与禾本科牧草通过通道送入深开沟的土下，并使用覆土轮将粉碎秸秆深埋，实现了豆科杂草的深层掩埋，使豆科与禾本科牧草掩埋还田的同时还使其腐化过程不影响浅层作物根系发育，同时保护了环境。
附图说明
图1为本发明所述的草场豆科杂草收获及粉碎深埋一体化作业机械总图。
图2为本发明所述切割粉碎装置示意图。
图3为本发明所述切割粉碎装置开盖结构示意图。
图4为本发明所述的低速切割段筒壁侧视图。
图5为本发明所述翻土填料装置后视图。
图6为本发明所述翻土填料装置左视图。
图中：
1-收割输送装置；101-割台、102-扶直滚筒杆齿；103-扶直滚筒体；104-输送滚筒；2-切割粉碎装置；201-低速切割段筒壁；202-高速切割段盖板；203-导流板；204-输送带；205-粉碎刀；206-高速粉碎刀筒；207-喂入头；208-切断支撑板；209-切断刀；2010-低速切断刀筒；3-翻土填料装置；301-料箱；302-覆土轮；303-装置框架；304-第一犁体；305-第二犁体；306-调节杆；307-加固套；308-空心调节杆；3010-安全控制杆。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明所述的草场豆科杂草收获及粉碎深埋一体化作业机械，包括收割输送装置1、切割粉碎装置2、翻土填料装置3和履带式底盘；所述履带式底盘上安装切割粉碎装置2，所述切割粉碎装置2的输入端安装收割输送装置1，所述履带式底盘后部安装翻土填料装置3，用于将粉碎的秸秆埋入土下；
如图2所示，所述收割输送装置1包括割台101、扶直滚筒杆齿102、扶直滚筒体103和输送滚筒104；所述割台101前部安装扶直滚筒体103，所述扶直滚筒体103上均布若干扶直滚筒杆齿102，用于将草场豆科杂草扶直；所述割台101后部安装输送滚筒104，用于输送豆科杂草茎秆进入切割粉碎装置2；所述扶直滚筒体103由若干滚筒体单元构成，所述滚筒体单元前半部分为半圆柱，所述滚筒体单元后半部分为长方体，所述滚筒体单元的回转轴线为半圆柱的轴线，所述滚筒体单元圆周方向排布4～6个扶直滚筒杆齿102，所述扶直滚筒体103由21～23个滚筒体单元构成。所述扶直滚筒杆齿102工作时，伸出部分随旋转不断变短，防止豆科杂草茎秆缠绕。
如图3和图4所示，所述切割粉碎装置2包括低速切割段筒壁201、高速切割段盖板202、导流板203、输送带204、粉碎刀205、高速粉碎刀筒206、喂入头207、切断支撑板208、切断刀209和低速切断刀筒2010；所述输送滚筒104与低速切割段筒壁201连接，所述低速切断刀筒2010和喂入头207位于低速切割段筒壁201内，所述低速切断刀筒2010与喂入头207相连，所述低速切割段筒壁201上均布若干切割支撑板208，所述低速切断刀筒2010上均布若干切断刀209，且切断刀209位于两个切割支撑板208之间，用于豆科杂草茎秆的切断；所述低速切割段筒壁201安装履带式底盘5上，所述高速切割段盖板202位于低速切割段筒壁201一侧，所述导流板203固定于高速切割段盖板202内侧，所述高速粉碎刀筒206位于高速切割段盖板202内；所述导流板203正焊接于高速切割段盖板202内壁且与侧板夹角为60°，横向均布三个间距150mm。所述低速切断刀筒2010与高速粉碎刀筒206连接，所述高速粉碎刀筒206上安装若干高速粉碎刀205，用于对切断后的豆科杂草茎秆段进行粉碎；所述输送带204位于高速粉碎刀筒206末端，用于将将粉碎的豆科杂草茎秆输送到翻土填料装置3。所述低速切割段筒壁201内径550～600mm，所述低速切割段筒壁201长度600～650mm；2个所述切断支撑板208为一组，螺旋均布在低速切割段筒壁201内壁内，每组所述切断支撑板208横向间隙10～20mm。相邻组所述切断支撑板208相位角为120°。所述低速切断刀筒2010直径250～300mm，所述切断刀209最大厚度6～8mm，所述切断刀209截面为直角三角形，所述切断刀209的长直角边8～10mm，所述切断刀209在低速切断刀筒2010呈双螺旋线式分布，且保证每把切断刀209工作时都能在一组切断支撑板208组两端运动且不发生干涉。所述高速粉碎刀筒206直径300～350mm，所述高速粉碎刀筒206长度600～650mm，所述粉碎刀205采用Y型刀，所述粉碎刀205呈双螺旋线排列在所述高速粉碎刀筒206上，双螺旋线排列的所述粉碎刀205的螺距为100mm。
如图5和图6所示，所述翻土填料装置3包括料箱301、覆土轮302、装置框架303、第一犁体304、第二犁体305、调节杆306、加固套307、空心调节杆308和安全控制杆3010；所述装置框架303安装在履带式底盘5的后部，所述装置框架303为承重框架结构。所述料箱301固定在装置框架303上，所述切割粉碎装置2将豆科杂草茎秆切碎后输送到料箱301内；所述空心调节杆308一端与料箱301底部连通，所述第一犁体304安装在空心调节杆308另一端上，所述覆土轮302固定在空心调节杆308上；所述装置框架303底部通过调节杆306固定安装若干第二犁体305，且第一犁体304位于第二犁体305侧下方。所述安全控制杆3010一端与装置框架303连接，所述安全控制杆3010另一端与空心输送杆308连接，用于保护空心输送杆308。
所述装置框架303底部距离地面20～30mm，所述调节杆306长度170～180mm，通过调节调节杆306可以使若干第二犁体305顺利插入地面内，用于实现浅耕。第二犁体305横向切土距离100mm。所述空心输送杆308与前进方向夹角为70°，所述空心调节杆308底端与最大开沟深度距离30～50mm，保证第一犁体304最大开沟深度350～400mm；所述覆土轮302直径200～230mm，轮面公法线与地面倾斜30°且与作业行进方向倾斜30°。所述安全控制杆3010的极限破坏强度低于所述第一犁体305的极限破坏强度，保证工作时遇到高硬度土块或阻碍时，安全控制杆3010先于第一犁体305发生破坏。
本发明所述的草场豆科杂草收获及粉碎深埋一体化作业机械的工作过程：倒伏在草场的豆科杂草首先被切割输送装置1的扶直滚筒的扶直滚筒杆齿102扶直后，被往复式割刀切割，后经割台搅拢和输送滚筒的输送后送入到切割粉碎装置2进行豆科杂草茎秆的分级粉碎，先进行低速切割段筒壁201对秸秆进行切断处理，然后进入高速粉碎段进行粉碎处理，被粉碎的草场豆科杂草茎秆由输送带204送往料箱301，由空心调节杆308将粉碎后的草场豆科杂草茎秆直接送至第一犁体304开沟的最深处并通过覆土轮302将土层盖到粉碎的草场豆科杂草茎秆之上，在完成草场豆科杂草茎秆深埋的同时，装置的第二犁体305也对田地进行浅耕作业，在完成草场豆科杂草茎秆粉碎深埋的同时也实现了田地浅耕。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种草场豆科杂草收获及粉碎深埋一体化作业机械，其特征在于，包括收割输送装置（1）、切割粉碎装置（2）、翻土填料装置（3）和履带式底盘；
所述履带式底盘上安装切割粉碎装置（2），所述切割粉碎装置（2）的输入端安装收割输送装置（1），所述履带式底盘后部安装翻土填料装置（3），用于将粉碎的秸秆埋入土下；
所述收割输送装置（1）包括割台（101）、扶直滚筒杆齿（102）、扶直滚筒体（103）和输送滚筒（104）；所述割台（101）前部安装扶直滚筒体（103），所述扶直滚筒体（103）上均布若干扶直滚筒杆齿（102），用于将草场豆科杂草扶直；所述割台（101）后部安装输送滚筒（104），用于输送豆科杂草茎秆进入切割粉碎装置（2）；
所述翻土填料装置（3）包括料箱（301）、覆土轮（302）、装置框架（303）、第一犁体（304）、第二犁体（305）、调节杆（306）和空心调节杆（308）；所述装置框架（303）安装在履带式底盘（5）的后部，所述料箱（301）固定在装置框架（303）上，所述切割粉碎装置（2）将豆科杂草茎秆切碎后输送到料箱（301）内；所述空心调节杆（308）一端与料箱（301）底部连通，所述第一犁体（304）安装在空心调节杆（308）另一端上，所述覆土轮（302）固定在空心调节杆（308）上；所述装置框架（303）底部通过调节杆（306）固定安装若干第二犁体（305），用于实现浅耕，所述第一犁体（304）位于第二犁体（305）侧后方，用于深耕；
所述切割粉碎装置（2）包括低速切割段筒壁（201）、高速切割段盖板（202）、导流板（203）、输送带（204）、粉碎刀（205）、高速粉碎刀筒（206）、喂入头（207）、切割支撑板（208）、切断刀（209）和低速切断刀筒（2010）；所述输送滚筒（104）与低速切割段筒壁（201）连接，所述低速切断刀筒（2010）和喂入头（207）位于低速切割段筒壁（201）内，所述低速切断刀筒（2010）与喂入头（207）相连，所述低速切割段筒壁（201）上均布若干切割支撑板（208），所述低速切断刀筒（2010）上均布若干切断刀（209），且切断刀（209）位于两个切割支撑板（208）之间，用于豆科杂草茎秆的切断；所述低速切割段筒壁（201）安装在履带式底盘（5）上，所述高速切割段盖板（202）位于低速切割段筒壁（201）一侧，所述导流板（203）固定于高速切割段盖板（202）内侧，所述高速粉碎刀筒（206）位于高速切割段盖板（202）内；所述低速切断刀筒（2010）与高速粉碎刀筒（206）连接，所述高速粉碎刀筒（206）上安装若干粉碎刀（205），用于对切断后的豆科杂草茎秆段进行粉碎；所述输送带（204）位于高速粉碎刀筒（206）末端，用于将粉碎的豆科杂草茎秆输送到翻土填料装置（3）。
2.根据权利要求1所述的草场豆科杂草收获及粉碎深埋一体化作业机械，其特征在于，所述扶直滚筒体（103）由若干滚筒体单元构成，所述滚筒体单元前半部分为半圆柱，所述滚筒体单元后半部分为长方体；所述滚筒体单元圆周方向排布4~6个扶直滚筒杆齿（102）。
3.根据权利要求2所述的草场豆科杂草收获及粉碎深埋一体化作业机械，其特征在于，所述扶直滚筒体（103）由21~23个滚筒体单元构成。
4.根据权利要求1所述的草场豆科杂草收获及粉碎深埋一体化作业机械，其特征在于，所述低速切割段筒壁（201）内径550~600mm，所述低速切割段筒壁（201）长度600~650mm；2个所述切割支撑板（208）为一组，螺旋均布在低速切割段筒壁（201）内壁内，每组所述切割支撑板（208）之间的横向间隙10~20mm。
5.根据权利要求1所述的草场豆科杂草收获及粉碎深埋一体化作业机械，其特征在于，所述低速切断刀筒（2010）直径250~300mm，所述切断刀（209）最大厚度6~8mm，所述切断刀（209）截面为直角三角形，所述切断刀（209）的长直角边8~10mm，所述切断刀（209）在低速切断刀筒（2010）呈双螺旋线式分布。
6.根据权利要求1所述的草场豆科杂草收获及粉碎深埋一体化作业机械，其特征在于，所述高速粉碎刀筒（206）直径300~350mm，所述高速粉碎刀筒（206）长度600~650mm，所述粉碎刀（205）采用Y型刀，所述粉碎刀（205）呈双螺旋线排列在所述高速粉碎刀筒（206）上，双螺旋线排列的所述粉碎刀（205）的螺距为100mm。
7.根据权利要求1所述的草场豆科杂草收获及粉碎深埋一体化作业机械，其特征在于，还包括安全控制杆（3010），所述安全控制杆（3010）一端与装置框架（303）连接，所述安全控制杆（3010）另一端与空心调节杆（308）连接，所述安全控制杆（3010）的极限破坏强度低于所述第一犁体（304）的极限破坏强度，用于保护空心调节杆（308）。
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