CN114931009B - 一种智能双行井窖打穴移栽一体装置、设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能双行井窖打穴移栽一体装置、设备及方法，涉及作物小苗栽植领域，包括安装板，安装板两侧交错设置有打穴栽植机构，打穴栽植机构包括沿垂直于安装板方向依次设置的齿轮传动机构、非圆齿轮传动机构，齿轮传动机构、非圆齿轮传动机构分别通过曲柄与连杆相连；连杆一端连接驱动机构，且驱动机构连接变螺距成穴器，连杆另一端安装鸭嘴栽植器。本发明能够实现栽植在垄上的烟苗呈之字形排列，可提升作业效率；能够实时监测栽植情况，避免出现漏苗现象。

Description

一种智能双行井窖打穴移栽一体装置、设备及方法

技术领域

本发明涉及作物小苗栽植领域，尤其涉及一种智能双行井窖打穴移栽一体装置、设备及方法。

背景技术

目前的井窖移栽多先制作井窖，然后人工将烟苗投入已打好的井窖内，最后再进行注水，效率低下，不能满足作物小苗井窖移栽农艺要求。井窖制作采用以小型汽油机为动力源的背负式井窖制作机，利用打穴装置末端输出的圆柱结构对土壤进行挤压形成盲孔；采用上述方式进行打穴自动化程度低，只能对打穴点一对一操作，需要预先定位，以控制株距，且成穴器入土阻力大，钻尖磨损严重。

CN111788900A公开了一种智能电驱自走式烟草井窖注水打穴机，包括移动底座以及设置在移动底座上的打穴机构；打穴机构包括打穴支架和垂于地面的打穴钻头；打穴钻头可转动地固定在打穴支架上；打穴钻头的顶部连接可将水流浇灌在打穴钻头上的导流罩；移动底座还设有控制底座移动、打穴支架上下移动以及钻头转动的智能控制箱。

上述方案虽然通过打穴钻头实现自动井窖打穴，在一定程度上提高了打穴效率，但是其一次打穴个数比较有限，且不能有效的向外排土，形成的井窖穴体直径不均匀。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种智能双行井窖打穴移栽一体装置、设备及方法，能够实现栽植在垄上的烟苗呈之字形排列，可有效提升种群密度，优化资源配置，实现增产；能够实时监测栽植情况，避免出现漏苗现象。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种智能双行井窖打穴移栽一体装置，包括安装板，安装板两侧交错设置有打穴栽植机构，打穴栽植机构包括沿垂直于安装板方向依次设置的齿轮传动机构、非圆齿轮传动机构，齿轮传动机构、非圆齿轮传动机构分别通过曲柄与连杆相连；连杆一端连接驱动机构，且驱动机构连接变螺距成穴器，连杆另一端安装鸭嘴栽植器。

作为进一步的实现方式，所述齿轮传动机构包括依次啮合的第一直齿轮、第二直齿轮和第三直齿轮，所述非圆齿轮传动机构包括相互啮合的第一非圆齿轮和第二非圆齿轮；

其中，第一直齿轮和第一非圆齿轮通过第一连接轴相连。

作为进一步的实现方式，所述第三直齿轮通过第二连接轴与第一曲柄一端相连，第一曲柄另一端通过第三连接轴与连杆远离鸭嘴栽植器的一端相连；

所述第一非圆齿轮通过第四连接轴与第二曲柄一端相连，第二曲柄另一端通过第五连接轴与连杆靠近鸭嘴栽植器的一端相连。

作为进一步的实现方式，所述驱动机构包括换向减速器，换向减速器的输入轴通过相互啮合的第四直齿轮、第五直齿轮与连杆相连，变螺距成穴器安装于换向减速器的输出端。

作为进一步的实现方式，所述变螺距成穴器包括成穴器壳体、安装于成穴器壳体内的变螺距螺旋叶片，所述变螺距螺旋叶片一端连接驱动机构，另一端具有可拆卸的锥形钻尖。

第二方面，本发明的实施例还提供了一种智能双行井窖打穴移栽一体设备，包括自走式底盘和安装于自走式底盘的苗盘、投苗装置和所述的打穴移栽装置；变螺距成穴器一侧安装注水装置；所述自走式底盘还安装有智能监测装置。

作为进一步的实现方式，所述智能监测装置包括控制面板、角度传感器、水流传感器和光电开关，其中控制面板安装于自走式底盘的扶手，角度传感器安装于自走式底盘的地轮，水流传感器安装于注水装置，光电开关固定于鸭嘴栽植器顶部。

作为进一步的实现方式，所述注水装置包括水箱、水泵和导流罩，水泵设于水箱中，导流罩用于承接水箱泵出的水流；水流传感器设置于导流罩入水口处。

第三方面，本发明的实施例还提供了一种智能双行井窖打穴移栽方法，采用所述的打穴移栽机，包括：

自走式底盘沿垄行走，安装板两侧的平行四杆机构交错运动，变螺距成穴器随平行四杆机构工作位置发生改变的同时通过绕轴线自转对垄体钻穴，使井窖在垄上呈之字型排列；并在注水装置输出水流的作用下对井窖内壁土壤润滑和塑形。

作为进一步的实现方式，投苗装置将作物小苗投入鸭嘴栽植器，通过鸭嘴栽植器将作物苗送入制作好的井窖中；

作业过程中，控制面板实时显示水箱内水量、导流罩出水量、漏苗率及自走式底盘是否沿垄直线行走。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明设有两套打穴栽植机构，能够实现栽植在垄上的烟苗呈之字形排列，可有效提升种群密度，优化资源配置，实现增产，减少打穴装备在大面积作业时对大量人工的依赖，提升作物小苗栽植行业机械化水平和种植规模。

(2)本发明通过非圆齿轮-平行四杆机构在入土和出土过程中形成与机具前进速度大小相近、方向相反的速度，抵消机具前进速度，形成直径较均匀的井窖穴体，同时提高机具稳定性。

(3)本发明设置变螺距成穴器，既可减少入土阻力又可向外排除土壤，并且采用可更换式钻尖，避免因钻尖损坏就需要更换整个成穴器，降低成本。

(4)本发明采用智能监测装置，实时监测注水装置通过导流罩的流速与流量，并可以通过控制面板进行调节，也可设置固定的流速与流量自动调节；角度传感器能够监测移栽机自动沿垄行走情况；光电开关感应到漏苗，会在控制面板上及时发出警报，避免出现漏苗。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的移栽机立体图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的移栽机俯视图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的移栽机主视图；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的移栽机侧视图；

图5是本发明根据一个或多个实施方式的双行打穴移栽装置结构示意图；

图6是本发明根据一个或多个实施方式的变螺距成穴器结构示意图；

图7是本发明根据一个或多个实施方式的井窖移栽方法示意图；

图8是本发明根据一个或多个实施方式的垄上井窖排列示意图。

其中，1、苗杯驱动盘，2、苗杯，3、苗杯移动架，4、换向器，5、座位，6、第二曲柄，7、安装板，8、苗盘，9、投苗装置，10、鸭嘴栽植器，11、第一曲柄，12、换向减速器，13、导流罩，14、变螺距成穴器，15、控制面板，16、角度传感器，17、水流传感器，18、光电开关，19、地轮，20、汽油机，21、水箱，22、第二非圆齿轮，23、第一直齿轮，24、第一非圆齿轮，25、第二直齿轮，26、第三直齿轮，27、连杆，28、转轴，29、变螺距螺旋叶片，30、锥形钻尖。

具体实施方式

实施例一：

本实施例提供了一种智能双行井窖打穴移栽一体装置，如图5所示，包括安装板7和两组打穴栽植机构，安装板7竖直设置，其两侧各安装一组打穴栽植机构，且两组打穴栽植机构交错设置，即，沿安装板7长度方向上错开一定距离。

本实施例的安装板7为矩形板，当然，在其他实施例中，安装板7的形状可以适应性调整。

如图5所示，打穴栽植机构包括齿轮传动机构、非圆齿轮传动机构和四杆机构，四杆机构和齿轮传动机构组成平行四杆机构；非圆齿轮传动机构位于齿轮传动机构的外侧,(以靠近安装板7的一侧为内侧)。

在本实施例中，齿轮传动机构包括沿安装板7长度方向依次啮合的第一直齿轮23、第二直齿轮25和第三直齿轮26，非圆齿轮传动机构包括相互啮合的第一非圆齿轮24和第二非圆齿轮22，第一直齿轮23、第二直齿轮25和第三直齿轮26所处平面与第一非圆齿轮24和第二非圆齿轮22所处平面平行。

三个直齿轮和第二非圆齿轮22分别通过对应的转轴与安装板7转动连接，例如转轴与安装板7通过轴承连接；第一非圆齿轮24和第一直齿轮23通过第一连接轴固定连接，使二者可以同步运动。

在本实施例中，非圆齿轮为椭圆形齿轮。

四杆机构包括第一曲柄11、第二曲柄6、连杆和安装板7，第三直齿轮26通过第二连接轴与第一曲柄11的一端形成铰接结构，第一曲柄11另一端通过第三连接轴与连杆27一端形成铰接结构，连杆27另一端安装鸭嘴栽植器10；第一非圆齿轮24通过第四连接轴与第二曲柄6的一端形成铰接结构，第二曲柄6另一端通过第五连接轴与连杆27靠近鸭嘴栽植器10的一端形成铰接结构。

对应于连杆27与第一曲柄11的铰接点安装第四直齿轮，第四直齿轮与第五直齿轮啮合，第五直齿轮安装于换向减速器12的输入轴上，换向减速器12的输出轴安装变螺距成穴器14；其中，换向减速器12和第四直齿轮、第五直齿轮构成驱动机构。

在本实施例中，换向减速器12为锥齿轮换向减速器。

如图6所示，变螺距成穴器14包括成穴器壳体、安装于成穴器壳体内的变螺距螺旋叶片29，变螺距螺旋叶片29的中心位置安装转轴28，转轴28与换向减速器12的输出轴相连，通过换向减速器12驱动变螺距螺旋叶片29旋转。

变螺距螺旋叶片29的末端(远离换向减速器12的一端)可拆卸连接有锥形钻尖30，锥形钻尖30可根据垄体替换不同型号的锥形钻尖30；通过该变螺距成穴器14既可减少入土阻力又可向外排除土壤，并且采用可更换式钻尖，避免因钻尖损坏就需要更换整个成穴器，降低成本。

变螺距螺旋叶片29指的是螺距发生变化的螺旋叶片，本实施例的螺旋叶片螺距从连接换向减速器12的一端至另一端逐渐减小，即靠近锥形钻尖30处叶片最密，这是根据钻进深度而定的。

本实施例通过非圆齿轮-平行四杆机构在入土和出土过程中形成与机具前进速度大小相近、方向相反的速度，抵消机具前进速度，形成直径较均匀的井窖穴体，同时提高机具稳定性。

本实施例通过交错设置的两组打穴栽植机构组成双行打穴移栽装置，能够实现栽植在垄上的烟苗呈“之”字形排列，可提升作业效率。

“之”字形排列方式如图8所示，即通过两组交错分布的打穴栽植机构形成的两排井窖，两排井窖错位布置。

实施例二：

本实施例提供了一种智能双行井窖打穴移栽一体设备，包括自走式底盘和安装于自走式底盘的苗盘8、投苗装置9和打穴移栽装置，打穴移栽装置采用实施例一所述的结构。

如图1-图4所示，自走式底盘的一侧横梁安装汽油机20，苗盘8安装于汽油机20上方，苗盘8两侧向下伸出支撑梁固定于自走式底盘两侧的大梁；投苗装置9安装于自走式底盘两侧大梁，位于苗盘8前部；打穴栽植装置安装于自走式底盘的中间位置。

本实施例还包括注水装置、智能监测装置，注水装置包括水箱21、水泵和导流罩13，水泵设于水箱21中，导流罩13布置在变螺距成穴器14一侧。

导流罩13用于承接水箱21泵出的水流，使水流从导流罩13与变螺距成穴器14间隙中流出，并呈环形向外扩散，使水体均匀覆盖成穴器侧面，保证变螺距成穴器14与穴体间的润滑和塑性效果，不仅可避免穴体塌陷，还可为烟苗前期生长发育提供水分。

智能监测装置包括控制面板15、角度传感器16、水流传感器17和光电开关18，其中，控制面板15安装于自走式底盘的扶手上，角度传感器16安装于自走式底盘的前部地轮19上，水流传感器17安装于导流罩13的入水口处，光电开关18固定于鸭嘴栽植器10顶部。

本实施例实时监测注水装置通过导流罩13的流速与流量，并可以通过控制面板15进行调节，也可设置固定的流速与流量自动调节；角度传感器用于监测移栽机自动沿垄行走情况；光电开关18如感应到漏苗，会在控制面板15上及时发出警报，避免出现漏苗。

投苗装置9包括苗杯2、苗杯移动架3和苗杯驱动盘1，苗杯2设于苗杯移动架3上，苗杯移动架3内侧设置苗杯驱动盘1，通过苗杯驱动盘1实现苗杯2旋转。

自走式底盘还安装有座位5、换向器4，其布置方式均为现有结构，此处不再赘述。

本实施例的工作原理为：

自走式底盘沿垄自动行走，齿轮传动机构左右两侧的平行四杆机构交错运动，变螺距成穴器随平行四杆机构工作位置发生改变的同时自身也在通过绕轴线自转对垄体钻穴，使井窖在垄上呈“之”字型排列，如图8所示；并在注水装置输出水流的作用下对井窖内壁土壤润滑和塑形。

井窖制作完成后，投苗装置9将作物小苗投入鸭嘴栽植器10，随后鸭嘴栽植器10将作物苗送入制作好的井窖中，如图7所示。

作业过程中，安装控制面板15实时显示水箱21内水量、导流罩13出水量、漏苗率及自走式底盘是否沿垄直线行走，可以自动调节导流罩13出水量；自走式底盘的行走也可手动调节。

实施例三：

本实施例提供了一种智能双行井窖打穴移栽方法，采用实施例二所述的设备，包括：

针对作物小苗不同的垄作模式(覆膜、无覆膜)，作业前，由人工将作物小苗置于自走式底盘两侧的投苗装置苗杯中，动力由换向器链轮传递至苗杯驱动盘，苗杯驱动盘驱动苗杯运动到指定位置时苗杯的下盖打开，作物小苗落入鸭嘴栽植器中。

作物小苗落入鸭嘴栽植器后，在动力的驱动下打穴栽植装置开始工作，安装于平行四杆机构前端锥齿轮换向减速器上的变螺距成穴器，在远离锥形一端设有导流罩，导流罩与变螺距成穴器同轴配合。

随着平行四杆机构的运动，通过齿轮将动力传递至变螺距成穴器，变螺距成穴器随打穴栽植装置的平行四杆机构工作位置发生改变的同时自身也在通过绕轴线自转对垄体钻穴，并在注水装置输出水流的作用下对井窖内壁土壤润滑和塑形。鸭嘴式栽植器焊接在平行四杆机构连杆的后端，与平行四杆机构一同运动，鸭嘴栽植器将作物小苗放入变螺距成穴器制作好的井窖中。

自走式底盘由汽油机提供动力，通过传动装置传递给后轮，由后轮驱动底盘前进。投苗装置、打穴移栽装置、注水装置均有两套且对称安装在自走式底盘两侧，其中两套打穴移栽装置交错运动，使烟苗呈“之”字型排列在垄上。

作业过程中，安装控制面板实时显示水箱内水量、导流罩出水量、漏苗率及自走式底盘是否沿垄直线行走，可以自动调节导流罩出水量。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能双行井窖打穴移栽一体装置，其特征在于，包括安装板，安装板两侧交错设置有打穴栽植机构，打穴栽植机构包括沿垂直于安装板方向依次设置的齿轮传动机构、非圆齿轮传动机构，齿轮传动机构、非圆齿轮传动机构分别通过曲柄与连杆相连；连杆一端连接驱动机构，且驱动机构连接变螺距成穴器，连杆另一端安装鸭嘴栽植器；所述齿轮传动机构包括依次啮合的第一直齿轮、第二直齿轮和第三直齿轮，所述非圆齿轮传动机构包括相互啮合的第一非圆齿轮和第二非圆齿轮；

其中，第一直齿轮和第一非圆齿轮通过第一连接轴相连；所述第三直齿轮通过第二连接轴与第一曲柄一端相连，第一曲柄另一端通过第三连接轴与连杆远离鸭嘴栽植器的一端相连；

所述第一非圆齿轮通过第四连接轴与第二曲柄一端相连，第二曲柄另一端通过第五连接轴与连杆靠近鸭嘴栽植器的一端相连；

所述驱动机构包括换向减速器，换向减速器的输入轴通过相互啮合的第四直齿轮、第五直齿轮与连杆相连，变螺距成穴器安装于换向减速器的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种智能双行井窖打穴移栽一体装置，其特征在于，所述变螺距成穴器包括成穴器壳体、安装于成穴器壳体内的变螺距螺旋叶片，所述变螺距螺旋叶片一端连接驱动机构，另一端具有可拆卸的锥形钻尖。

3.一种智能双行井窖打穴移栽一体设备，其特征在于，包括自走式底盘和安装于自走式底盘的苗盘、投苗装置和如权利要求1所述的打穴移栽一体装置；变螺距成穴器一侧安装注水装置；所述自走式底盘还安装有智能监测装置；所述智能监测装置包括控制面板、角度传感器、水流传感器和光电开关，其中控制面板安装于自走式底盘的扶手，角度传感器安装于自走式底盘的地轮，水流传感器安装于注水装置，光电开关固定于鸭嘴栽植器顶部。

4.根据权利要求3所述的一种智能双行井窖打穴移栽一体设备，其特征在于，所述注水装置包括水箱、水泵和导流罩，水泵设于水箱中，导流罩用于承接水箱泵出的水流；水流传感器设置于导流罩入水口处。

5.一种智能双行井窖打穴移栽方法，其特征在于，采用如权利要求3或4任一所述的打穴移栽一体设备，包括：

自走式底盘沿垄行走，安装板两侧的平行四杆机构交错运动，变螺距成穴器随平行四杆机构工作位置发生改变的同时通过绕轴线自转对垄体钻穴，使井窖在垄上呈之字型排列；并在注水装置输出水流的作用下对井窖内壁土壤润滑和塑形。

6.根据权利要求5所述的一种智能双行井窖打穴移栽方法，其特征在于，投苗装置将作物小苗投入鸭嘴栽植器，通过鸭嘴栽植器将作物苗送入制作好的井窖中；

作业过程中，控制面板实时显示水箱内水量、导流罩出水量、漏苗率及自走式底盘是否沿垄直线行走。

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