CN114794068A - 一种卷辊拔草装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种卷辊拔草装置及方法。所述装置包括机架、卷辊高度调节机构和卷辊机构；所述机架包括前横梁、后横梁、上纵梁、下纵梁、前立柱、后立柱和行进轮；所述卷辊机构包括卷辊、压板、固定螺栓和卷辊安装板；所述卷辊高度调节机构包括链轮、丝杠、限位板、传动链和电机。本发明可靠性高，装置整体受力合理，作业稳定性高，可以达到完全去除杂草的目的，极大的节省了除草环节人力投入。

Description

一种卷辊拔草装置及方法

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，涉及一种卷辊拔草装置及方法。

背景技术

杂草的生长会与农作物或建制品种的草争夺养分，侵占后者的生长资源，会对作物产量和品质产生不利影响。现有国内外对于杂草的去除方法主要分为人工方法、化学方法、机械方法、生物方法。其中化学除草方法占主导地位，在稻田中的应用面积高达90％。但是农药的广泛使用会引起杂草抗药性增强、误用误伤事件频发和环境污染等诸多负面影响。相较而言，机械方法除草具有达到环保要求、提高工作效率、改善土壤结构等优点，对粮食安全和生物安全同样有着非常重要的意义。现有除草机械的相关研究主要集中于粮食作物种植过程和果园林地除草，针对草原等非粮食作物地表杂草除草机械的研究较少，尤其是针对部分茎秆韧性强、生长快、密丛高、分蘖能力强、根系分布较深的杂草而言，目前少有能将其完全清除的方法及配套的机械装备。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的一个目的是提供一种卷辊拔草卷辊拔草装置，以实现上述方法的目的，装置可靠性高、整体受力合理、作业稳定性高，可以达到完全去除杂草的目的，极大地节省了除草环节人力投入。

本发明的另一目的是提供一种方法，以解决部分茎秆韧性强、生长快、密丛高、分蘖能力强、根系分布较深的杂草的完全清除问题。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种卷辊拔草装置，包括机架1、卷辊高度调节机构2和卷辊机构3。

所述机架1包括前横梁101、后横梁102、上纵梁103、下纵梁104、前立柱105、后立柱106和行进轮107；其中，两个上纵梁103分别固接在前横梁101和后横梁102的左右两端，构成一矩形框架；两个前立柱105和两个后立柱106分别垂直固接在该矩形框架的角部；两组前立柱105与后立柱106之间分别固接一下纵梁104；每个前立柱105和后立柱106的底端均设有一由动力驱动的行进轮107。

所述卷辊机构3包括卷辊301、压板302、固定螺栓303和卷辊安装板304；左右两侧的上纵梁103与下纵梁104之间分别固接有一对左右对称的卷辊安装板304；同侧的两个卷辊安装板304倾斜布置并呈倒“八”字形分布。

每个卷辊安装板304上沿其长度方向均设有一移动槽305；两个卷辊301的辊轴的左右两端分别位于左右两侧相互对称的两个卷辊安装板304的移动槽305内；每个卷辊301的辊体外侧均设有一平行于卷辊301的辊轴且与卷辊301的辊体表面间隔距离可调的压板302；所述压板302通过两个固定螺栓303与卷辊301的辊轴连接；两个卷辊301由动力驱动反向转动。

所述固定螺栓303通过拧紧螺母固定压板302，将草通过压板302固定于卷辊301上。

所述卷辊301的辊体表面上设有四条相互交叉且两两关于卷辊301轴截面对称的螺旋线纹路306。

所述卷辊高度调节机构2包括链轮201、丝杠202、限位板203、传动链204和电机205；四个丝杠202分别竖直地安装在两个前立柱105和两个后立柱106上；每个丝杠202的顶端均固接一链轮201，所述传动链204套接在四个链轮201上；所述电机205安装于机架101顶部，电机205的动力输出轴与一丝杠202同轴固接；两个限位板203分别水平地布置在机架1的左右两侧，限位板203的前后两端分别安装在前后两个丝杠202上；所述限位板203上沿其长度方向设有水平限位槽206；两个卷辊301的辊轴的左右两端分别位于左右两侧的水平限位槽206内。

所述卷辊301的辊轴上设有用于与固定螺栓303的末端固定环固接的环槽。

所述螺旋线纹路306的螺旋角为17.66°，螺距为200mm。

相邻的两条螺旋线纹路306的相位角相差180°。

所述螺旋线纹路306的横截面为等腰梯形，所述梯形截面的顶边为6mm，底边为20mm，高为2.5mm。

所述卷辊301的直径为200mm。

所述电机205为减速电机。

一种卷辊拔草方法，包括如下步骤：

S1、驱动卷辊拔草装置运动到待除杂草上方，使草位于装置中心；

S2、根据草的高度，通过电机205带动丝杠202同步转动，带动限位板203移动，调整卷辊301高度至合适的工作高度；

S3、将草分为体积相当的两份，将两份草分别通过固定螺栓303夹在两组卷辊301与压板302之间；

S4、动力驱动下转动卷辊301，关闭电机205，在草对卷辊301的反作用力作用下，卷辊301转动的同时带动限位板203一起下降，草围绕卷辊301无滑动缠绕；

S5、当卷辊301和限位板203均降低到卷辊安装板304的移动槽305的最低位置时，启动电机205，驱动丝杠202转动，限位板203在丝杠202带动下向上运动，卷辊301转动的同时随着限位板203上升，直至将草连根拔起；

S6、动力驱动下反转卷辊301，直至能够调整压板302以释放已被拔起的草，一次拔草作业结束。

当发现装置过载或者发生故障时，立刻停止卷辊301转动以及电机205转动，动力驱动下反转卷辊301，直至能够调整压板302以释放掉草，停止工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、装置卷辊301可以在动力驱动下带动草无滑动缠绕在卷辊301上并随之转动，进而将草连根拔起，极大地减少了体力劳动，为部分茎秆韧性强、生长快、密丛高、分蘖能力强、根系分布较深的杂草的完全清除提供了一种方案；

2、丝杠202通过链轮201链连接，各丝杠202转动完全同步，限位板203始终处于同一水平高度，卷辊301始终位于同一水平面内且互相平行，保证了装置受力合理，增加了装置的工作可靠性，延长了装置的使用寿命；

3、当发现装置过载或者发生故障时，可以停止卷辊301转动以及电机205转动，动力驱动下反转卷辊301，直至可以调整压板302以释放掉草，停止工作，避免装置因为过载而损坏或及时进行维修。

附图说明

图1是本发明的卷辊拔草装置的立体结构示意图；

图2是本发明的卷辊拔草装置的侧视结构示意图；

图3是本发明的卷辊拔草装置的俯视结构示意图；

图4是本发明的卷辊301的结构示意图；

图5是本发明的卷辊301的螺旋线纹路306的横截面图；

图6是本发明装置的固定螺栓303的结构示意图。

其中的附图标记为：

1机架

101前横梁 102后横梁

103上纵梁 104下纵梁

105前立柱 106后立柱

107行进轮

2卷辊高度调节机构

201链轮 202丝杠

203限位板 204传动链

205电机 206水平限位槽

3卷辊机构

301卷辊 302压板

303固定螺栓 304卷辊安装板

305移动槽 306螺旋线纹路

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1、图2和图3所示，一种卷辊拔草装置，包括机架1、卷辊高度调节机构2和卷辊机构3。

所述机架1包括前横梁101、后横梁102、上纵梁103、下纵梁104、前立柱105、后立柱106和行进轮107；其中，两个上纵梁103分别固接在前横梁101和后横梁102的左右两端，构成一矩形框架；两个前立柱105和两个后立柱106分别垂直固接在该矩形框架的角部；两组前立柱105与后立柱106之间分别固接一下纵梁104。每个前立柱105和后立柱106的底端均设有一行进轮107。所述行进轮107由动力驱动，使装置可以运动到合适的工作位置。

所述卷辊机构3包括卷辊301、压板302、固定螺栓303和卷辊安装板304；左右两侧的上纵梁103与下纵梁104之间分别固接有一对左右对称的卷辊安装板304；同侧的两个卷辊安装板304倾斜布置并呈倒“八”字形分布，近似于草的倒锥外形轮廓，便于卷辊301在初始状态时利用压板302夹紧草，当卷辊301下降时，两个卷辊301的间距缩小，使得装置对草的垂直于地面向上的合力尽可能大，以增大装置的工作效率。每个卷辊安装板304上沿其长度方向均设有一移动槽305；两个卷辊301的辊轴的左右两端分别位于左右两侧相互对称的两个卷辊安装板304的移动槽305内。每个卷辊301的辊体外侧均设有一平行于卷辊301的辊轴且与卷辊301的辊体表面间隔距离可调的压板302；所述压板302通过两个固定螺栓303与卷辊301的辊轴连接；两个卷辊301由动力驱动反向转动，保证在工作过程中装置对草的合力始终是竖直向上。

所述卷辊301的辊轴上设有用于与固定螺栓303的末端固定环固接的环槽，固定螺栓303的结构如图6所示。所述固定螺栓303通过拧紧螺母固定压板302，将草通过压板302固定于卷辊301上，卷辊301带动压板302一起转动从而将草连根拔起。

如图4所示，所述卷辊301的辊体表面上设有四条相互交叉且两两关于卷辊301轴截面对称的螺旋线纹路306，所述螺旋线纹路306的螺旋角为17.66°、螺距为200mm。相邻的两条螺旋线纹路306的相位角相差180°；如图5所示，所述螺旋线纹路306的横截面为等腰梯形，所述梯形截面的顶边为6mm，底边为20mm，高为2.5mm。

所述卷辊301的直径为200mm。

所述卷辊301上的螺旋线纹路306可以增大辊体与草的摩擦力，在压板302的共同作用下保证工作过程中草不会滑脱，并且随着卷辊301一起转动，草在卷辊301上的缠绕圈数不断增加，进一步增大摩擦力，保证了装置工作的可靠性。

如图1、图2和图3所示，所述卷辊高度调节机构2包括链轮201、丝杠202、限位板203、传动链204和电机205。四个丝杠202分别竖直地安装在两个前立柱105和两个后立柱106上；每个丝杠202的顶端均固接一链轮201，所述传动链204套接在四个链轮201上；所述电机205安装于机架101顶部，电机205的动力输出轴与一丝杠202同轴固接；两个限位板203分别水平地布置在机架1的左右两侧，限位板203的前后两端分别安装在前后两个丝杠202上；所述限位板203上沿其长度方向设有水平限位槽206；两个卷辊301的辊轴的左右两端分别位于左右两侧的水平限位槽206内。

所述电机205为减速电机，保证丝杠202不会仅在卷辊301、压板302、固定螺栓303和限位板203的重力作用下即发生转动，致使卷辊301高度下降，而是工作时卷辊301带动草发生转动，进而草对卷辊301产生垂直于地面向下的分力时，或者是电机205主动驱动时，丝杠202才会转动，卷辊301、压板302、固定螺栓303、限位板203才会相应调整高度。

所述卷辊301可以在动力驱动下反转，当发现装置过载或者发生故障时，直至可以调整压板302以释放掉草，停止工作，避免装置因为过载而损坏或及时进行维修。

一种卷辊拔草方法，包括如下步骤：

S1、驱动卷辊拔草装置运动到待除杂草上方，使草位于装置中心；

S2、根据草的高度，通过电机205带动丝杠202同步转动，带动限位板203移动，调整卷辊301高度至合适的工作高度；

S3、将草分为体积相当的两份，将两份草分别通过固定螺栓303夹在两组卷辊301与压板302之间；

S4、动力驱动下转动卷辊301，关闭电机205，在草对卷辊301的反作用力作用下，卷辊301转动的同时带动限位板203一起下降，草围绕卷辊301无滑动缠绕；

S5、当卷辊301和限位板203均降低到卷辊安装板304的移动槽305的最低位置时，启动电机205，驱动丝杠202转动，限位板203在丝杠202带动下向上运动，卷辊301转动的同时随着限位板203上升，直至将草连根拔起；

S6、动力驱动下反转卷辊301，直至能够调整压板302以释放已被拔起的草，一次拔草作业结束。

当发现装置过载或者发生故障时，立刻停止卷辊301转动以及电机205转动，动力驱动下反转卷辊301，直至可以调整压板302以释放掉草，停止工作。

Claims (9)

1.一种卷辊拔草装置，其特征在于，所述装置包括机架(1)、卷辊高度调节机构(2)和卷辊机构(3)；

所述机架(1)包括前横梁(101)、后横梁(102)、上纵梁(103)、下纵梁(104)、前立柱(105)、后立柱(106)和行进轮(107)；其中，两个上纵梁(103)分别固接在前横梁(101)和后横梁(102)的左右两端，构成一矩形框架；两个前立柱(105)和两个后立柱(106)分别垂直固接在该矩形框架的角部；两组前立柱(105)与后立柱(106)之间分别固接一下纵梁(104)；每个前立柱(105)和后立柱(106)的底端均设有一由动力驱动的行进轮(107)；

所述卷辊机构(3)包括卷辊(301)、压板(302)、固定螺栓(303)和卷辊安装板(304)；左右两侧的上纵梁(103)与下纵梁(104)之间分别固接有一对左右对称的卷辊安装板(304)；同侧的两个卷辊安装板(304)倾斜布置并呈倒“八”字形分布；

每个卷辊安装板(304)上沿其长度方向均设有一移动槽(305)；两个卷辊(301)的辊轴的左右两端分别位于左右两侧相互对称的两个卷辊安装板(304)的移动槽(305)内；每个卷辊(301)的辊体外侧均设有一平行于卷辊(301)的辊轴且与卷辊(301)的辊体表面间隔距离可调的压板(302)；所述压板(302)通过两个固定螺栓(303)与卷辊(301)的辊轴连接；两个卷辊(301)由动力驱动反向转动；

所述固定螺栓(303)通过拧紧螺母固定压板(302)，将草通过压板(302)固定于卷辊(301)上；

所述卷辊(301)的辊体表面上设有四条相互交叉且两两关于卷辊(301)轴截面对称的螺旋线纹路(306)；

所述卷辊高度调节机构(2)包括链轮(201)、丝杠(202)、限位板(203)、传动链(204)和电机(205)；四个丝杠(202)分别竖直地安装在两个前立柱(105)和两个后立柱(106)上；每个丝杠(202)的顶端均固接一链轮(201)，所述传动链(204)套接在四个链轮(201)上；所述电机(205)安装于机架(101)顶部，电机(205)的动力输出轴与一丝杠(202)同轴固接；两个限位板(203)分别水平地布置在机架(1)的左右两侧，限位板(203)的前后两端分别安装在前后两个丝杠(202)上；所述限位板(203)上沿其长度方向设有水平限位槽(206)；两个卷辊(301)的辊轴的左右两端分别位于左右两侧的水平限位槽(206)内。

2.根据权利要求1所述的卷辊拔草装置，其特征在于，所述卷辊(301)的辊轴上设有用于与固定螺栓(303)的末端固定环固接的环槽。

3.根据权利要求1所述的卷辊拔草装置，其特征在于，所述螺旋线纹路(306)的螺旋角为17.66°，螺距为200mm。

4.根据权利要求1所述的卷辊拔草装置，其特征在于，相邻的两条螺旋线纹路(306)的相位角相差180°。

5.根据权利要求1所述的卷辊拔草装置，其特征在于，所述螺旋线纹路(306)的横截面为等腰梯形，所述梯形截面的顶边为6mm，底边为20mm，高为2.5mm。

6.根据权利要求1所述的卷辊拔草装置，其特征在于，所述卷辊(301)的直径为200mm。

7.根据权利要求1所述的卷辊拔草装置，其特征在于，所述电机(205)为减速电机。

8.一种利用如权利要求1-7任一项所述的装置的卷辊拔草方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1、驱动卷辊拔草装置运动到待除杂草上方，使草位于装置中心；

S2、根据草的高度，通过电机(205)带动丝杠(202)同步转动，带动限位板(203)移动，调整卷辊(301)高度至合适的工作高度；

S3、将草分为体积相当的两份，将两份草分别通过固定螺栓(303)夹在两组卷辊(301)与压板(302)之间；

S4、动力驱动下转动卷辊(301)，关闭电机(205)，在草对卷辊(301)的反作用力作用下，卷辊(301)转动的同时带动限位板(203)一起下降，草围绕卷辊(301)无滑动缠绕；

S5、当卷辊(301)和限位板(203)均降低到卷辊安装板(304)的移动槽(305)的最低位置时，启动电机(205)，驱动丝杠(202)转动，限位板(203)在丝杠(202)带动下向上运动，卷辊(301)转动的同时随着限位板(203)上升，直至将草连根拔起；

S6、动力驱动下反转卷辊(301)，直至能够调整压板(302)以释放已被拔起的草，一次拔草作业结束。

9.根据权利要求8所述的卷辊拔草方法，其特征在于，当发现装置过载或者发生故障时，立刻停止卷辊(301)转动以及电机(205)转动，动力驱动下反转卷辊(301)，直至能够调整压板(302)以释放掉草，停止工作。

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