起垄覆膜播种机

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起垄覆膜播种机\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种农业机械，特别指田间作业的起垄覆膜播种的机械。\n背景技术\n[0002] 实践证明，马铃薯种植的机械化能减轻农民的劳动强度，提高生产率和马铃薯的商品化率。当前，我国马铃薯种植仍采用人工种植方式，不但劳动强度大，生产效率低，薯品质量差，而且会造成株距和行距的不规范，种植过深或者过浅，从而影响产量。\n[0003] 在欧美的发达国家中，马铃薯种植机经过几十年的发展和应用，其技术水平已经达到了相当完善的程度，无论是作业速度、生产效率、工作性能、播种质量，还是播种机具的通用性和适应性方面，都比较先进。如美国研制的W90系列的马铃薯播种机和帕梅公司研制的马铃薯播种机采用了新型开沟器，能有效地防止种薯滚动，并可迅速地覆盖种薯。有的采用了自位轮锁定装置，可使机具保持直线行驶。不锈钢的排种杯和种薯搅动凸轮。有的还在开沟器附近安装限深轮，可以进行精确地深度控制。德国生产的GL34/36型马铃薯播种机有作业行数为4行和6行两种机型，能够一次完成开沟、施肥、播种和覆土等作业，具有种薯间距稳定、作业质量高的特点。GRIMME公司生产的VL19E型马铃薯播种机主要由带勺式排种器、芯铧式开沟器、覆土起垄圆盘、橡胶充气地轮、链条式传动机构和箱体等部分组成。具有传动平稳、结构紧凑、牵引阻力小、作业质量好等特点。意大利的F.LLISPEDO公司生产既有手扶拖拉机配套使用的半自动单垄作业机械，又有与中小型四轮拖拉机相配套的自动单垄和多垄机械，适合不同规模的用户。但是，这些较成熟的马铃薯播种机价格昂贵，投资成本高，而且结构复杂，有的不能适应我国种植作业的农艺要求，例如起垄行距、坐水点种、作业同时铺设滴灌管道等。\n[0004] 近十多年来，我国马铃薯播种机正不断地得到改进和优化。目前生产定型的有\n2CMFL-2型、2BSL-2型、2CM-4型、2MB-1/2型马铃薯播种机，这些机具均可一次完成开沟、播种、施肥、起垄、覆膜、覆土镇压等作业。它们采用种肥分施的技术，减少肥料对种薯的损伤；\n机具大部分采用链条升运勺式或夹持链勺式排种结构的排种部件，种植比较均匀，漏薯率和重播率较低；机具的排种单体、施肥部件、覆土部件和镇压部件均可调节，可适应不同的行距种植要求。有的还研制成功与手扶拖拉机配套的侧置式马铃薯播种机，排种均匀，能够实现合理密植，劳动生产效率高，并获得国家发明专利。但是，我国马铃薯播种机仍存在着功率消耗大，生产效率低，可靠性和适应性较差，特别是不适应旱作农业地区起垄垄侧播种、膜下滴灌节水的新农艺新技术以及进一步降低马铃薯的漏播率和重播率指标等缺点。\n[0005] 旱作农业在我国农业中占有相当大的比重，旱作农业地区的显著特点就是干旱少雨、水资源十分缺乏，农业十年九旱。因此，近年来我国农业部门提出大力发展以节水增产技术为核心的设施农业，积极推广膜下滴灌的节水灌溉和覆膜栽培等新技术、新设备，有效地推动农业可持续发展，提高抗御自然灾害的能力。当前，农业生产中，特别是种植马铃薯铺设滴灌管道仍靠人工完成，或者是在播种机播种覆膜后的土地上，再用机具铺设。这样的分段作业既增加了机具、人工等作业的投资成本，而且延长作业时间，耽误农时，增加了拖拉机压地的次数。总而言之，现在能适合规模化种植要求的马铃薯起垄覆膜播种联合作业机组，即能一次完成开沟、施肥、播种、起垄、整形、铺设滴灌管道、覆膜、压膜、覆土镇压等工序的联合作业机组仍处于空白。\n[0006] 本发明就是针对高垄垄侧双行覆膜滴灌种植模式研究设计的起垄覆膜播种机。\n发明内容\n[0007] 本发明要解决的技术问题是提供一种田间作业的起垄覆膜播种联合作业机组。这种机组在拖拉机的牵引下，可在田间一次完成开沟—施肥—播种—起垄整形—铺滴灌管道—覆膜—压膜—覆土等作业。\n[0008] 本发明的技术问题是由如下方案解决的：起垄覆膜播种联合作业机组包括施肥开沟铲、悬挂架、前机架、种肥箱、排种管、种薯排种机构、种薯箱、滴灌管支架、后机架、滴灌管引轮、压膜轮机构、圆盘覆土机构、L型伸缩支架、膜卷支架、起垄整形器、圆盘起垄机构、圆盘起垄机构深度调节装置、地轮、种薯开沟器。\n[0009] 所述前机架、后机架和L型伸缩支架，分别置于起垄覆膜播种联合作业机组的前方、中端和后方。所述前机架作用是支撑施肥开沟铲、种肥箱、种薯开沟器、种薯排种机构、种薯箱及圆盘起垄机构。后机架与前机架为柔性绞链连接，为确保两机架之间相对平行，在机架两侧安装有压力调节弹簧装置。后机架作用是支撑滴灌管支架、膜卷支架、起垄整形器。L型伸缩支架为两套，分别用固定螺栓固定在后机架的末端横梁两端。伸缩支架由两个大小不同的矩形管组成。大矩形管上装有压膜轮机构，而L型小矩形管上装有圆盘覆土机构，通过伸缩小矩形管在大矩形管内的位置，即可调整圆盘覆土机构和压膜轮机构之间的前后距离。\n[0010] 所述施肥开沟铲用螺栓和U型卡箍固定在机架的最前方，通过上下调整施肥开沟铲柄在所述与所述施肥开沟铲相连的U型卡箍的位置，即可调节开沟深度。根据作物播种株距要求，也可沿机架横梁左右调节两施肥开沟铲间距。每个施肥开沟铲后端安装有输肥管，通过管道与种肥箱排肥管相连。工作时，施肥开沟铲一边开沟，一边在种床侧(约50mm处)下方施撒种肥，实现种肥分层播种。\n[0011] 所述种薯开沟器安装在输种管的下端。并用螺栓和U型卡箍固定在前机架横梁上。\n其作用是在土垄的侧面半腰处开沟，为种薯创造良好的种床。作业时，种薯通过排种管落入下面种薯开沟器开出的沟内。其开沟的深度可通过开沟器柄在U型卡箍中上下位置来调节。\n也可按农艺要求，调整两行种薯开沟器的间距，以适应作物播种行距的要求。\n[0012] 所述圆盘起垄机构与圆盘起垄机构深度调节装置相连接。圆盘起垄机构深度调节装置安装在前机架后端的横梁上。两个相对的起垄圆盘其后端向内偏置，以便在机组运行时，圆盘旋转同时将地面土壤刮起并收拢，形成土垄。通过调整圆盘起垄机构深度调节装置上的压力弹簧的压力，可调节圆盘起垄机构的入土压力和深度，进而改变相应的起垄尺寸。\n其两个圆盘的偏置角度均可调。\n[0013] 所述起垄整形器通过轴承和轴承座安装在后机架横梁上，位于圆盘起垄机构的后方。起垄整形器由垄台整形压辊、两个锥形压轮、整形器架以及压轮固定螺钉螺母等部件组成。当拖拉机牵引机具作业时，起垄整形器向前滚动利用自重将前道工序所形成的松散不规则的土垄，进行修整和压实。按照各地垄作播种的农艺要求，可通过调整压轮之间的距离，形成尺寸不同的梯形和三角形的垄形。其梯形截面的上底宽为270－800mm,高为200mm；\n三角形垄形高为200mm，下底宽为270mm。\n[0014] 所述种薯排种机构采用双薯勺取种器，其包括双取种薯勺连接支架、小取种薯勺、大取种薯勺、小取种薯勺芯以及双取薯种勺固定螺钉螺母，所述大取薯种勺垂直焊接在小取薯种勺边缘，所述小取种薯勺芯用十字螺钉与小取薯种勺固定，所述双薯勺取种器通过双取种薯勺连接支架和固定螺钉螺母紧固在升运滚子链条上，双薯勺取种器由主动链轮、升运滚子链条和被动链轮带动在种薯箱和输种管道之间运动，双薯勺取种器的最高点布置在种薯箱内；双薯勺取种器能围绕主动链轮向上方移动并进入种薯箱底部取种；随升运滚子链条转动至最高点后倾斜，多余的薯块靠自重落下，沿升运器输送管道重新返回种薯箱内；双薯勺取种器围绕被动链轮向下移动，薯块由小取种薯勺芯被动链轮内掉出，沿输种管道落入地面垄沟。\n[0015] 所述滴灌管支架安装在后机架上方，可装滴灌管；并配有喷药罐。其作用是在机组作业同时，在垄台上部整齐铺设滴灌管管道。实现膜下滴灌的农艺要求。\n[0016] 所述膜卷支架安装在后机架横梁上，位于起垄整形器后端。其作用是为整形好的垄台和滴灌管覆盖地膜。\n[0017] 所述压膜轮机构是由压膜轮、压膜轮轴、压膜轮支架组成。压膜轮机构是通过压膜轮支架和固定螺栓固定在L型伸缩支架上，它位于膜卷支架后端，并分置在机架左右两侧。\n其作用是将前道工序铺好的地膜两侧边缘压实，使其紧贴地垄表面。通过调节左右伸缩支架在后机架横梁上孔的位置，即可调节压膜轮间距。也可调节压膜轮支架在伸缩支架上孔的位置，来调整压膜轮对地膜的压力。\n[0018] 所述圆盘覆土机构是由覆土圆盘、轴承、立杆、螺栓和U型卡箍组成。它通过螺栓和U型卡箍固定在L型伸缩机架的最后端，并相对分置于机架的左右两侧。两侧圆盘后端向内偏置一定角度，便于切土和刮土。圆盘覆土机构的作用是将前道工序压实的地膜及时用土压实。通过调节在圆盘覆土机构的U型卡箍中立杆的高低或左右转动立杆角度，即可调整圆盘切土和刮土的深度。\n[0019] 所述地轮为胶轮。其作用是支撑机组行走和驱动传动机构。\n[0020] 所述传动机构包括驱动链轮、种薯排种机构的主动链轮、排肥箱链轮、以及传动链条。机组作业时，与地轮同轴的驱动链轮通过链条带动排种机构的主动链轮、被动链轮和种肥箱的链轮运动，同时完成排种肥—取种薯—排种薯的工序。\n[0021] 本发明有如下效果：1.机组在拖拉机的牵引下，可在田间一次完成开沟—施肥—播种—起垄整形—铺滴灌管道—覆膜—压膜—覆土等多项作业。\n[0022] 2.实现高垄垄侧双行覆膜滴灌种植模式。实践证明，在垄侧半腰播种的垄作可便于后续圆盘覆土机构的覆土和中耕机中耕培土作业，特别是便于中耕培土掩苗一次到位，以便封杀苗间杂草，节省动力。\n[0023] 3.该机组可同时在膜下铺设滴灌管道，为干旱地区推广应用旱作农业膜下滴灌节水新技术提供机具保障，切实有效地为农户增强抗御自然灾害的能力。而且节肥效果显著，可使肥料有效利用率较比传统种植马铃薯方式提高30﹪—40﹪，适合生产商品薯的专业户和中小型农场使用。\n[0024] 4.机组结构简单紧凑，机动灵活，便于操作，节省农户机械投资。按照各地的农艺要求，机组的播种行距、株距调节方式简便。\n附图说明\n[0025] 图1为起垄覆膜播种机主视图\n[0026] 图2为起垄覆膜播种机俯视图\n[0027] 图3为起垄垄侧半腰播种种植方式示意图\n[0028] 图4a为播种机用双薯勺取种器结构侧视图；\n[0029] 图4b为播种机用双薯勺取种器结构正视图；\n[0030] 图4c为双薯勺取种器传动和取薯种工作过程示意图；\n[0031] 图5是起垄覆膜播种机起垄整形器示意图\n[0032] 附图标记说明：\n[0033] 施肥开沟铲1、悬挂架2、前机架3、种肥箱4、排种管5、种薯排种机构6、种薯箱7、滴灌管支架8、后机架9、滴灌管引轮10、压膜轮机构11、圆盘覆土机构12、L型伸缩机架13、膜卷支架14、起垄整形器15、圆盘起垄机构16、起垄机构深度调节装置17、地轮18、传动机构19、种薯开沟器20、小取种薯勺21、大取种薯勺22、小取种薯勺芯23、升运滚子链条24、主动链轮\n25、被动链轮26、垄台整形压辊轴27、垄台整形压辊28和垄台整形压轮29。\n具体实施方式：\n[0034] 如图1、图2所示，起垄覆膜播种机由施肥开沟铲1、悬挂架2、前机架3、种肥箱4、排种管5、种薯排种机构6、种薯箱7、滴灌管支架8、后机架9、滴灌管引轮10、压膜轮机构11、圆盘覆土机构12、L型伸缩机架13、膜卷支架14、起垄整形器15、圆盘起垄机构16、起垄机构深度调节装置17、地轮18、传动机构19、种薯开沟器20组成。\n[0035] 其中前机架3、后机架9、L型伸缩机架13，分别置于起垄覆膜播种联合作业机组的前方、中端和后方。\n[0036] 前机架3横梁上装有施肥开沟铲1、悬挂架2、种肥箱4、排种管5、种薯排种机构6、种薯箱7、圆盘起垄机构16、起垄机构深度调节装置17、地轮18、传动机构19以及种薯开沟器\n20。其中施肥开沟铲1、排种管5和种薯排种机构6均为单体设置。可通过移动两个单体的位置，满足播种行距的农艺要求，本机行距可调整为小行距300-400mm，大行距1000-1300mm。\n而株距调整是通过更换驱动轴链轮和相对应的种薯排种机构6中的取种器升运主动链轮来实现，随着挂换不同齿数的链轮调整播种株距，本机的播种株距调节范围为150—450mm。用户可依据土质、实际情况选用。\n[0037] 通过调节排肥轮在排肥盒的长度、排肥轮转速和排肥舌的开度可调节排肥量。\n[0038] 如图5所示，所述起垄整形器15通过轴承和轴承座安装在后机架横梁上，位于圆盘起垄机构的后方。起垄整形器由垄台整形压辊28、两个锥形压轮29、整形器架以及压轮固定螺钉螺母组成。当拖拉机牵引机具作业时，起垄整形器向前滚动利用自重将前道工序所形成的松散不规则的土垄，进行修整和压实。两个垄台整形压轮29锥顶相对的套装在垄台整形压辊28上，固定螺钉螺母将调好位置的垄台整形压轮29可调节地加以固定，以适应不同垄宽；垄台整形压辊28两端的垄台整形压辊轴27活动固定在整形器支架上。按照各地垄作播种的农艺要求，可通过调整压轮之间的距离，形成尺寸不同的梯形和三角形的垄形。其梯形截面的上底宽为270－800mm,高为200mm；三角形垄形高为200mm，下底宽为270mm。\n[0039] 如图4a、4b、4c所示，所述种薯排种机构6采用双薯勺取种器，包括双取种薯勺连接支架、小取种薯勺21、大取种薯勺22、小取种薯勺芯23以及双取薯种勺固定螺钉螺母。\n[0040] 其中所述大取种薯勺22、小取薯种勺21分别由厚度为1mm和1.5mm钢板冲压制作。\n所述小取薯种勺芯23是由尼龙制成，其上部加工成半径为R50mm向下凹面，其容积正好可容纳一个20－30g体积的种薯。所述大取薯种勺22垂直焊接在小取薯种勺21外边缘。所述小取种薯勺芯23用十字螺钉固定在小取薯种勺21内。所述双薯勺取种器通过双取种薯勺连接支架和固定螺钉螺母紧固在升运滚子链条24上。\n[0041] 双薯勺取种器由主动链轮25、升运滚子链条24和被动链轮26带动在种薯箱7和排种管5之间运动，双薯勺取种器的最高点布置在种薯箱7内，使其顺序完成舀薯种、升运薯种、分离薯种以及排出薯种等工序。\n[0042] 在主动链轮25和升运滚子链条24的驱动下，数个所述双薯勺取种器围绕主动链轮\n25和被动链轮26之间移动。当某个双薯勺取种器进入种薯箱7底部并围绕主动链轮25向上方移动时，大取种薯勺22舀取数个薯块，当双薯勺取种器向上移动至接近最高点时，由于大取种薯勺22处于倾斜状态，多余的薯块靠自重落下，沿升运器输送管道重新返回种薯箱7内；当双薯勺取种器移动至被动链轮26最高点时，大取种薯勺22处于垂直状态，其薯勺内薯块掉入小取种薯勺芯内，由于所述小取种薯勺芯下凹容积较小，只能接纳一粒薯块。接着，当双薯勺取种器围绕被动链轮26向下移动时，薯块由小取种薯勺芯21内掉出，沿播种机排种管5落入地面垄沟内，至此完成一粒薯种的播种作业工序。\n[0043] 其中圆盘起垄机构16为两套，分置在机组的左右两侧，并挂接在起垄机构深度调节装置17上。它的切土深度和起垄大小可通过调整起垄机构深度调节装置17上的弹簧压力来实现。其两个圆盘的偏置角度均可调。\n[0044] 其中所述地轮18是由轮胎、轮轴及轴承座组成。其作用是支撑机组行走和驱动传动机构。\n[0045] 其中传动机构19包括驱动链轮、种薯排种机构6主动链轮、被动链轮和链条、种肥箱4的排肥链轮和链条。机组作业时，与地轮18同轴的驱动链轮通过链条带动种薯排种机构\n6的主动链轮和取种器链条运动，同时带动种肥箱4的排肥链轮运动，一次完成排种肥—取种薯—排种薯的工序。\n[0046] 后机架9通过绞链与前机架3柔性连接，为确保机组在田间作业时，两机架之间相对在一个平面内，在机架两侧安装有压力调节弹簧装置。后机架的横梁上装有起垄整形器\n15、膜卷支架14、滴灌管引轮10，其上方装有滴灌管支架8。当拖拉机牵引机具作业时，起垄整形器15向前滚动利用自重将前道工序所形成的松散不规则的土垄，进行修整和压实。按照各地垄作播种的农艺要求，可通过调整起垄整形器15上的压轮之间的距离，形成尺寸不同的梯形和三角形的垄形。其梯形截面的上底宽为270－800mm,高为200mm；三角形垄形高为200mm，下底宽为270mm。\n[0047] 其中滴灌管支架8可装滴灌管，也可按要求配有喷药管。其作用是在机组作业同时，在垄台上部整齐铺设滴灌管管道，以便实现膜下滴灌的农艺要求。\n[0048] 其中膜卷支架14位于起垄整形器15后端。其作用是为整形好的垄台和滴灌管覆盖地膜。\n[0049] L形伸缩机架13用螺栓固定在后机架9的后端横梁上。它由大矩形管和小L形矩形管组成，其上分别安装有压膜轮机构11和圆盘覆土机构12。其中压膜轮机构11是通过压膜轮支架和固定螺栓固定在活动支架上，它位于膜卷支架14后端，并分置在机架左右两侧。可将前道工序铺好的地膜两侧边缘压实，使其紧贴地垄表面。通过调节左右伸缩支架在后机架横梁上的位置，即可调节两个压膜轮间距。\n[0050] 其中圆盘覆土机构12为两套，相对分置于机组最后的左右两侧。两侧圆盘后端向内偏置一定角度，便于切土和刮土。其作用是将前道工序压实的地膜及时用土压实。通过调节在U形卡箍中立杆的高低或左右转动立杆角度，即可调整圆盘切土和刮土的深度。通过调节L形小矩形管在大矩形管中的位置，即可调节压膜轮机构11和圆盘覆土机构12之间的距离。\n[0051] 该机组与29.4～48.0kW拖拉机配套。机组在田间作业时，首先，前面的两个施肥开沟铲在种肥沟的侧(约50mm处)下方开出较深的垄沟，种肥沿施肥开沟铲后端的输肥管进入沟底；接着，两个种薯开沟器在垄台半腰处开出垄沟，种薯沿排种管直接落入沟内，实现种肥分层播种的农艺要求。后面的起垄圆盘机构刮土起垄，并覆盖种薯。按照最新农艺要求，该机组两行播种的行距和位置，正好在起垄的两侧的半腰处，这样就便于后续的中耕培土作业，而且实现了小行距(300-400mm)和大垄距的种植作业方式(见图3)，既可增加产量，也提高了成薯的商品率和大薯率。随后，起垄整形器向前滚动利用自重将前道工序所形成的松散不规则的土垄，进行修整和压实。按照各地垄作播种的农艺要求，可形成尺寸不同的梯形和三角形垄形。随着机组向前移动，滴灌管平整地铺设在垄台上面，同时地膜卷转动舒展地膜，紧紧地覆盖在压实好的地垄表面，为实现旱作地区膜下滴灌节水新技术创造条件。紧接着压膜轮机构将铺展的地膜两边滚压，以便使地膜紧贴地垄表面。最后圆盘覆土机构拢土，将地膜两边压实。至此，机组在田间一次性完成了开沟—施肥—播种—起垄整形—铺滴灌管道—覆膜—压膜—复土等多项作业。