CN114651592A - 一种根茎收获方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种根茎收获方法，其包括以下步骤：S1：拖拉机携带前置的杀秧机、后置的挖掘机以及设置在挖掘机尾部的筛分装置对准种植川芎的田垄，使杀秧机和挖掘机的宽度覆盖川芎所有的生长区域；S2：杀秧机粉碎长在田垄上表面的川芎秸秆，露出川芎的根茎；S3：挖掘机从地下将带土的川芎根茎挖出，并将带土的根茎和粉碎的川芎秸秆输送到筛分装置；S4：筛分装置将川芎根茎、泥土和秸秆进行分离，泥土和秸秆分离掉落到田垄上，川芎根茎从挖掘机的尾部排出。本收获方法能显著提高川芎收获效率、降低收获成本，保障了人工的安全作业，也降低了人工工作强度。
Description
技术领域
本发明涉及农作物收获技术领域，具体涉及一种根茎收获方法。
背景技术
川芎为多年生草本，秸秆高40-50厘米，根茎发达，形成不规则的结节状拳形团块，川芎是驰名中外的药材，以干燥的根茎入药，属于浅根系作物。
现有川芎收获作业主要依靠人工作业，农民使用背负式割灌机左右、上下粉碎川芎秸秆，粉碎的秸秆和打散的泥土四处乱飞，割灌机粉碎作业容易造成人员损伤，存在很大的安全隐患，这种秸秆粉碎作业效率低，劳动强度大，噪声大；在人工挖掘收获川芎时，需用特制钉耙挖起或者刨出每一个的川芎，人工挖出来的川芎上附带大量泥土，需用钉耙不断敲击去除泥土，或者用滚筒筛土机去土，最后捡拾收集，川芎种植密度一般有8000株/亩-12000株/亩，人工挖掘收获川芎劳动强度很大，效率极低，耗工量大，人工成本高。
因此，人工收获川芎工序繁杂，收获效率低，劳动强度大，存在安全隐患，生产成本较高。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种解决川芎收获低效率、高强度、高危险、高成本问题的根茎收获方法。
为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：
提供一种根茎收获方法，其包括以下步骤：
S1：拖拉机携带前置的杀秧机、后置的挖掘机以及设置在挖掘机尾部的筛分装置对准种植川芎的田垄，使杀秧机和挖掘机的宽度覆盖川芎所有的生长区域；
S2：杀秧机粉碎长在田垄上表面的川芎秸秆，露出川芎的根茎；
S3：挖掘机从地下将带土的川芎根茎挖出，并将带土的根茎和粉碎的川芎秸秆输送到筛分装置；
S4：筛分装置将川芎根茎、泥土和秸秆进行分离，泥土和秸秆分离掉落到田垄上，川芎根茎从挖掘机的尾部排出。
进一步地，步骤S4包括：
S41：川芎的根茎、泥土和秸秆的混合物输送到筛分装置的抖土筛上；
S42：抖土筛以设定的加速度a向后抛起摔打混合物，使附着在根茎上的泥土脱落、大块的泥土破碎，部分泥土和秸秆从抖土筛掉落到田垄上；
S43：抖土筛通过后抛过程将未掉落的根茎、泥土和秸秆传送到输送链上，在输送链上将大块的泥土再次进行破碎，使泥土和秸秆全部掉落在田垄上；
S44：川芎的根茎通过输送链排入筛分装置尾部的收集箱中。
进一步地，步骤S42中加速度a数学模型为：
u＝ma
ucosα-mgsinα＝F
N＝usinα+mgcosα
其中，u为惯性力，m为泥土、秸秆和根茎混合物的质量，F为混合物所受摩擦力，α为抖土筛与水平方向的夹角，
为泥土、秸秆和根茎混合物在抖土筛上的摩擦角，N为泥土、秸秆和根茎混合物受到的支持力，g为重力加速度；
抖土筛输送泥土、秸秆和根茎混合物的条件为：
ucosα-mgsinα≥F。
进一步地，杀秧机粉碎川芎秸秆的打碎长度≤10cm，留茬的长度≤5cm。
进一步地，挖掘机的挖掘深度为13-15cm。
进一步地，步骤S2中杀秧机粉碎川芎的秸秆后，秸秆放在田垄上晾晒一天，使秸秆中的水分蒸发，使秸秆的体积缩小后，再执行步骤S3。
本发明的有益效果为：本发明提供了一种川芎分段式机械收获的方法，拖拉机携带杀秧机和挖掘机分别进行杀秧和挖掘工作，前端杀秧，后端挖掘收获，可同步进行，作业过程安全可靠，作业效率为人工40倍，由此可见本收获方法能显著提高川芎收获效率、降低收获成本，保障了人工的安全作业，也降低了人工工作强度。
附图说明
图1为根茎收获方法的流程图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，本方案的根茎收获方法包括以下步骤：
S1：拖拉机携带前置的杀秧机、后置的挖掘机以及设置在挖掘机尾部的筛分装置对准种植川芎的田垄，使杀秧机和挖掘机的宽度覆盖川芎所有的生长区域，避免收获过程中川芎漏收。杀秧机的转速由拖拉机的液压油路提供动力，工作时，需加大拖拉机油门，提高杀秧机转速，以保证秸秆的粉碎达标。拖拉机的后置动力输出轴与挖掘机的动力输入轴相连，拖拉机发动机给挖掘机提供动力，工作时，需放下挖掘机到指定高度，控制前行速度为0.6m/s-0.7m/s进行作业。
S2：杀秧机粉碎长在田垄上表面的川芎秸秆，漏出川芎的根茎；杀秧机粉碎川芎秸秆的打碎长度≤10cm，留茬的长度≤5cm。
本实施例在实施时，杀秧机粉碎川芎的秸秆后，秸秆还可放在田垄上晾晒一天，使秸秆中的水分蒸发，使秸秆的体积缩小后，再执行步骤S3。
S3：挖掘机从地下将带土的川芎根茎挖出，并将带土的根茎和粉碎的川芎秸秆输送到筛分装置；挖掘机的挖掘深度为13-15cm。
挖掘机的挖掘深度保持在13-15cm，川芎为浅根系根本植物，生长在地表表层，但挖掘过浅，会加大川芎损伤率，挖掘过深，会增大挖掘阻力，故挖掘深度在13-15cm最佳。
S4：筛分装置将川芎根茎、泥土和秸秆进行分离，泥土和秸秆分离掉落到田垄上，川芎根茎从挖掘机的尾部排出。包括：
S41：川芎的根茎、泥土和秸秆的混合物输送到筛分装置的抖土筛上；
S42：抖土筛以设定的加速度a向后抛起摔打混合物，使附着在根茎上的泥土脱落、大块的泥土破碎，部分泥土和秸秆从抖土筛掉落到田垄上；加速度a数学模型为：
u＝ma
ucosα-mgsinα＝F
N＝usinα+mgcosα
其中，u为惯性力，m为泥土、秸秆和根茎混合物的质量，F为混合物所受摩擦力，α为抖土筛与水平方向的夹角，
为泥土、秸秆和根茎混合物在抖土筛上的摩擦角，N为泥土、秸秆和根茎混合物受到的支持力，g为重力加速度；
抖土筛输送泥土、秸秆和根茎混合物的条件为：
ucosα-mgsinα≥F。
S43：抖土筛通过后抛过程将未掉落的根茎、泥土和秸秆传送到输送链上，在输送链上将大块的泥土再次进行破碎，使泥土和秸秆全部掉落在田垄上；
S44：川芎的根茎通过输送链排入筛分装置尾部的收集箱中，收获的川芎满足：明茎率≥95％，伤损率≤5％。控制川芎秸秆的打碎长度有利于后续的川芎收获过程中的分离，如秸秆过长，收获过程中难以筛掉秸秆。
在田间耕作的多为老年人，弯腰捡拾川芎极易造成腰酸背痛，通过尾部的收集箱，可大幅降低劳动强度。筛分装置在输送过程中设置有多级振动分离装置，能够有效地去除大部分的泥土和秸秆，从而保证后续川芎的可加工性，避免了挖掘后人工再次清理。
本发明提供了一种川芎分段式机械收获的方法，拖拉机携带杀秧机和挖掘机分别进行杀秧和挖掘工作，前端杀秧，后端挖掘收获，可同步进行，作业过程安全可靠，作业效率为人工40倍，由此可见本收获方法能显著提高川芎收获效率、降低收获成本，保障了人工的安全作业，也降低了人工工作强度。
Claims (6)
1.一种根茎收获方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：拖拉机携带前置的杀秧机、后置的挖掘机以及设置在挖掘机尾部的筛分装置对准种植川芎的田垄，使杀秧机和挖掘机的宽度覆盖川芎所有的生长区域；
S2：杀秧机粉碎长在田垄上表面的川芎秸秆，露出川芎的根茎；
S3：挖掘机从地下将带土的川芎根茎挖出，并将带土的根茎和粉碎的川芎秸秆输送到筛分装置；
S4：筛分装置将川芎根茎、泥土和秸秆进行分离，泥土和秸秆分离掉落到田垄上，川芎根茎从挖掘机的尾部排出。
2.根据权利要求1所述的根茎收获方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
S41：川芎的根茎、泥土和秸秆的混合物输送到筛分装置的抖土筛上；
S42：抖土筛以设定的加速度a向后抛起摔打混合物，使附着在根茎上的泥土脱落、大块的泥土破碎，部分泥土和秸秆从抖土筛掉落到田垄上；
S43：抖土筛通过后抛过程将未掉落的根茎、泥土和秸秆传送到输送链上，在输送链上将大块的泥土再次进行破碎，使泥土和秸秆全部掉落在田垄上；
S44：川芎的根茎通过输送链排入筛分装置尾部的收集箱中。
3.根据权利要求2所述的根茎收获方法，其特征在于，所述步骤S42中加速度a数学模型为：
u＝ma
u cosα-mg sinα＝F
N＝u sinα+mg cosα
其中，u为惯性力，m为泥土、秸秆和根茎混合物的质量，F为混合物所受摩擦力，α为抖土筛与水平方向的夹角，
为泥土、秸秆和根茎混合物在抖土筛上的摩擦角，N为泥土、秸秆和根茎混合物受到的支持力，g为重力加速度；
所述抖土筛输送泥土、秸秆和根茎混合物的条件为：
u cosα-mg sinα≥F。
4.根据权利要求1所述的根茎收获方法，其特征在于，所述杀秧机粉碎川芎秸秆的打碎长度≤10cm，留茬的长度≤5cm。
5.根据权利要求1所述的根茎收获方法，其特征在于，所述挖掘机的挖掘深度为13-15cm。
6.根据权利要求1所述的根茎收获方法，其特征在于，所述步骤S2中杀秧机粉碎川芎的秸秆后，秸秆放在田垄上晾晒一天，使秸秆中的水分蒸发，使秸秆的体积缩小后，再执行步骤S3。
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