CN103609217B - 秸秆全量还田分层耕作施肥播种镇压复式作业装置及方法 - Google Patents
秸秆全量还田分层耕作施肥播种镇压复式作业装置及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了农业种植技术领域内的秸秆全量还田分层耕作施肥播种镇压复式作业装置及方法，其装置包括分设于机架左右两侧的第一轴侧传动箱和第二轴侧传动箱，机架两侧分别固定有左侧板和右侧板，第一旋耕刀轴和第二旋耕刀轴设置在左侧板和右侧板之间，第一旋耕刀轴位于第二旋耕刀轴前上方；第一轴侧传动箱最低部高于第二轴侧传动箱最低部；第一轴旋耕刀所耕作区域同时覆盖第二轴旋耕刀所耕作区域及第二轴侧传动箱对应的区域；第二旋耕刀轴后方设有施肥箱和播种箱，第一轴旋耕刀前方还设有秸秆切断装置。其方法提供了一次性秸秆切断、旋耕、施肥、播种及镇压复式化作业步骤，使秸秆全量还田，加大了耕深，提高了耕作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种秸秆还田施肥播种作业装置及方法，属于农业种植技术领域。
背景技术
我国目前秸秆的年产量约为6.2亿多吨，只有6%的秸秆被还田。大量被废弃、焚烧，造成环境污染和火灾隐患给国民经济造成损失严重。农业部近年已将秸秆还田列为“丰收计划”和“沃土计划”的主要内容，并多次发出紧急通知，要求各地严禁焚烧秸秆，切实做好秸秆还田和综合利用工作。
目前的单轴旋耕机耕深浅（不到16cm），土壤中的秸秆比太高，影响小麦的正常生长。解决的方案主要有两种，一种采用犁耕，而犁耕后还需多道工序才能种植，所耗时间长，效率低，不便于实现作业的复式化。另一种仍然采用旋耕，通过增大旋耕的耕深来实现秸秆的全量还田，还可以实现作业的复式化。因此采用旋耕仍是较好的选择。
增大旋耕机的耕深主要有两种方案，一种方案是采用回转半径更大的旋耕刀，然而刀轴的扭矩N∝R2（R为旋耕刀的旋转半径），增加旋耕刀的回转半径后会使刀轴的扭矩增加很多，这无疑对刀轴、刀座和旋耕刀的材料、热处理、焊接提出了更高的要求。不仅增加了成本和加工的难度，还降低了旋耕机的可靠性。另一种方案是采用双轴双层旋耕，现有的双层切削旋耕机主要包括悬挂架、机架、前旋耕刀轴及旋耕刀、后旋耕刀轴及旋耕刀、中间传动箱、前后刀轴传动箱、万向节、动力输入轴等。拖拉机传递过来的动力经万向节传递到中间传动箱，中间传动箱通过万向节把动力传递给前后刀轴传动箱，前后刀轴传动箱再将动力传递给前后旋耕刀轴。然而现有的双层切削旋耕机的后旋耕刀轴的安装宽度大于或等于前旋耕刀轴的安装宽度，使得后旋耕刀轴难以入土，不仅很难达到要求的耕作深度，还使旋耕时的阻力增加。此外，双轴传动箱在土中迎土滑行，不仅增加阻力，也增加了传动箱箱体的磨损。总之，现有的双层切削旋耕机耕作深度很难达到要求、旋耕消耗功率大，旋耕机效率低，已无法满足市场的更高要求。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种秸秆全量还田分层耕作施肥播种镇压复式作业装置，使其能提高耕作深度和施肥深度，从而更好地满足农艺要求；能够一次性实现秸秆切碎、深耕、深施肥、播种工序，以减少作业次数，提高机器的作业效率，降低能耗，减少作业时间，降低生产成本。
为实现以上目的，本发明的技术方案如下：一种秸秆全量还田分层耕作施肥播种镇压复式作业装置，包括悬挂架，悬挂架与机架活动连接，机架上设有中间传动箱、第一轴侧传动箱和第二轴侧传动箱，第一轴侧传动箱和第二轴侧传动箱分设于机架左右两侧，中间传动箱与第一轴侧传动箱和第二轴侧传动箱之间传动连接；机架两侧分别固定有左侧板和右侧板，第一旋耕刀轴和第二旋耕刀轴平行且可转动地设置在左侧板和右侧板之间，第一旋耕刀轴上安装有第一轴旋耕刀，第二旋耕刀轴上安装有第二轴旋耕刀，第一旋耕刀轴与第一轴侧传动箱传动连接；第二旋耕刀轴与第二轴侧传动箱传动连接；在前后方向上，所述第一旋耕刀轴位于第二旋耕刀轴前方；在高度方向上，第一旋耕刀轴位于第二旋耕刀轴上方；第一轴侧传动箱最低部高于第二轴侧传动箱最低部；第一轴旋耕刀刀尖回转轨迹的最底部等于或略低于第二轴侧传动箱的最底部；在宽度方向上，第一轴旋耕刀所耕作区域同时覆盖第二轴旋耕刀所耕作区域及第二轴侧传动箱对应的区域；所述机架上位于第二旋耕刀轴后方设有施肥箱和播种箱，施肥箱底部设有排肥器，播种箱底部设有排种器，所述排肥器的出口位于排种器的出口前侧且低于排种器的出口；所述第一轴旋耕刀前方设有秸秆破碎装置，秸秆破碎装置包括秸秆破碎刀轴，秸秆破碎刀轴上安装有秸秆破碎刀，与秸秆破碎刀相对应设有若干用于压住秸秆的固定刀，所述秸秆破碎刀穿插在固定刀之间，固定刀及秸秆破碎刀的最下缘高度高于第一轴旋耕刀最下缘高度。
本发明工作时，固定刀压住秸秆，通过秸秆破碎刀转动将秸秆切碎；第一轴旋耕刀在前先将土层一定深度旋耕，然后第二轴旋耕刀在第一轴旋耕刀旋耕的基础上，将更深层的土层进行旋耕，达到更大耕深，第一轴旋耕刀旋耕区域覆盖了第二轴旋耕刀的耕作区域，可保证第二轴旋耕刀很好地入土；第一轴旋耕刀旋耕区域也覆盖了第二轴侧传动箱的厚度区域，使得第二轴侧传动箱最底部前行时，能贴靠在第一轴旋耕刀旋耕后的沟底，而第一轴侧传动箱最低部可直接贴靠在底面前行，保证了第二轴旋耕刀能继续向下耕作，在上述旋耕的作用下，秸秆被破碎并混合埋入泥土中，其降解后可成为肥料，可长时间给植物的生长提供营养，同时其可保持土壤疏松透气，有利于植物根系的生长。施肥机构可以在前后旋耕刀双层切削深耕后随即进行深施肥，播种机构可以在深耕、深施肥后立即进行播种，播种深度浅于施肥深度，一方面能保证种子的出芽和生长良好，另一方面可保证肥料能从植物的根下方更好地供给。该装置结构合理，生产制造容易，操作使用方便，旋耕作业效果好，效率高，比普通的旋耕机能更好地满足农艺要求，相比于犁耕，可进行旋耕、施肥、播种复式化作业，减少了耕作时间，降低了农业劳作强度，降低旋耕机功率消耗，提高旋耕机工作效率。
作为本发明的进一步改进，所述左侧板和右侧板包括呈阶梯形设置的外侧板、中间板和内侧板，中间板连接在外侧板和内侧板之间，第一旋耕刀轴安装在外侧板上，第二旋耕刀轴安装在内侧板上，内侧板间距与第二轴侧传动箱厚度之和小于外侧板间距。该结构简单，制造方便，能保证结构强度。
作为本发明的进一步改进，所述第一旋耕刀轴位于第二旋耕刀轴前方距离不小于10cm，第一旋耕刀轴位于第二旋耕刀轴上方距离不小于10cm，第一轴侧传动箱最低部高于第二轴侧传动箱最低部不小于5cm。该技术方案能使本装置具有较大耕深。
作为本发明的进一步改进，所述第二轴侧传动箱前侧设有小犁铲，小犁铲下缘与第二轴侧传动箱的最低部基本等高。小犁铲可以将耕作后的表土铲出，保证第二轴侧传动箱紧贴第一轴旋耕刀耕作后的沟底，减小前行阻力，降低能耗。
为保证具有足够的旋耕深度，所述第一轴旋耕刀的耕作深度为5-15cm，第二轴旋耕刀的耕作深度为5-15cm。整个耕作深度可以保证在22cm以上。
本发明的目的之二是提供一种秸秆全量还田分层耕作施肥播种镇压复式作业方法，使其能将秸秆全量还田，同时能一次性实现秸秆切碎、深耕、深施肥、播种及镇压。
为实现该目的之二，采用的技术方案包括如下步骤：
（1）将灭茬秸秆均铺于田间；
（2）利用权利要求1所述的秸秆全量还田分层耕作施肥播种镇压复式作业装置进行分层耕作复式种植作业，其连续按如下步骤进行：
a．固定刀压住秸秆，秸秆破碎刀转动将秸秆切碎；
b.第一轴旋耕刀正转旋耕，旋耕深度为5-15cm；切碎的秸秆混合进入土中；
c.第二轴旋耕刀反转旋耕，在第一轴旋耕刀旋耕的基础上往下耕深5-15cm；切碎的秸秆混合进入更深的土中；
d.深施肥，施肥深度为8-15cm；
e.播种，播种深度为1-3cm；
f.镇压。
该秸秆全量还田双层切削施肥播种复式作业方法简单合理，能够很好地满足现代农艺和农业生产的需求，实现了复式化作业，减少了耕作时间，降低了农业劳作强度，提高旋耕机工作效率，具有很好的市场前景。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的左视图。
图3是本发明的右视图。
图4是本发明的俯视图。
图5是本发明的局部结构示意图。
图6是本发明的耕作横断面示意图。
图7是本发明的立体图。
图8是本发明的左侧板主视图。
图9是图6中左侧板的左视图。
图10是本发明的左侧板立体结构图。
图中：1第二轴侧传动箱，2万向节，3悬挂架，4中间传动箱，5机架，6第一轴侧传动箱，7第二轴旋耕刀，8第二旋耕刀轴，9第一旋耕刀轴，10第一轴旋耕刀，11小犁铲，12左侧板，1201内侧板，1202中间板，1203外侧板，13右侧板，14排肥器，15排种器，16播种箱，17施肥箱，18定刀轴，19固定刀，20秸秆破碎刀轴，21秸秆破碎刀，22链传动机构，23第三传动箱，24第四传动箱。
具体实施方式
实施例1
如图1-图7所示，为，包括悬挂架3，悬挂架3与机架5活动连接，机架5上设有中间传动箱4、第一轴侧传动箱6和第二轴侧传动箱1，第一轴侧传动箱6和第二轴侧传动箱1分设于机架5左右两侧，中间传动箱4与第一轴侧传动箱6和第二轴侧传动箱1之间经万向节2传动连接；机架5两侧分别固定有左侧板12和右侧板13，第一旋耕刀轴9和第二旋耕刀轴8平行且可转动地设置在左侧板12和右侧板13之间，第一旋耕刀轴9上安装有第一轴旋耕刀10，第二旋耕刀轴8上安装有第二轴旋耕刀7，第一旋耕刀轴9与第一轴侧传动箱6传动连接；第二旋耕刀轴8与第二轴侧传动箱1传动连接；动力经拖拉机通过万向节2传入中间齿轮传动箱，中间齿轮传动箱通过万向节2将动力分别分配给第二轴侧传动箱1和第一轴侧传动箱6，第二轴侧传动箱1将动力传递给第二轴旋耕刀7，第一轴侧传动箱6将动力传递给第一轴旋耕刀10。第一轴旋耕刀10的耕作深度为5-15cm，第二轴旋耕刀7的耕作深度为5-15cm。机架上位于第二旋耕刀轴8后方设有施肥箱17，施肥箱17后侧设有播种箱16，施肥箱17底部设有排肥器14，播种箱16底部设有排种器15，排肥器14的出口位于排种器15的出口前侧且低于排种器15的出口；第一轴旋耕刀10的前方设有秸秆破碎装置，秸秆破碎装置包括秸秆破碎刀轴20，秸秆破碎刀轴20上安装有秸秆破碎刀21，与秸秆破碎刀21相对应设有若干用于压住秸秆的固定刀19，该固定刀19安装在定刀轴18上，定刀轴18及秸秆破碎刀轴20均与机架位置相对固定，秸秆破碎刀轴20可转动，秸秆破碎刀21穿插在固定刀19之间，固定刀19及秸秆破碎刀21的最下缘高度高于第一轴旋耕刀10的最下缘高度。为能方便地传递动力，在第一轴侧传动箱6的同一侧设有给排肥器和排种器传递动力的第四传动箱24、给秸秆破碎刀轴传递动力的第三传动箱23，第四传动箱24及第三传动箱23内设有链传动机构22来传动，使整个装置可通过拖拉机供给全部动力。
第二轴侧传动箱1前侧设有小犁铲11，小犁铲11下缘与第二轴侧传动箱1的最低部基本等高。小犁铲11由犁形曲面的翻土板以及将小犁铲连接在侧板上的连接固定板组成，犁形曲面的翻土板高为25-30cm，其宽度略大于相应的传动箱的厚度。在第一轴旋耕刀10耕作过后，第二轴旋耕刀7将在第一轴旋耕刀10耕作后的土壤里继续入土旋耕，小犁铲11可将对应侧传动箱前方的土向两侧翻，从而达到更好入土和减少阻力的目的。
在前后方向上，第一旋耕刀轴9位于第二旋耕刀轴8前方；在高度方向上，第一旋耕刀轴9位于第二旋耕刀轴8上方；第一轴侧传动箱6最低部高于第二轴侧传动箱1最低部；第一轴旋耕刀10的刀尖回转轨迹的最底部等于或略低于第二轴侧传动箱1的最底部，该“等于或略低于”是指两者高度相差0-5cm；在宽度方向上，第一轴旋耕刀10所耕作区域同时覆盖第二轴旋耕刀7所耕作区域及第二轴侧传动箱1对应的区域。如图3所示，a应大于等于b+c,以保证第二轴侧传动箱1底部能紧贴第一轴旋耕后的沟底向前运动。
如图8、9、10，左侧板12和右侧板13包括呈阶梯形设置的外侧板1203、中间板1202和内侧板1201，中间板1202连接在外侧板1203和内侧板1201之间，第一旋耕刀轴9安装在外侧板1203上，第二旋耕刀轴8安装在内侧板1201上，内侧板1201的间距与第二轴侧传动箱1厚度之和小于外侧板1203的间距。
第一旋耕刀轴9位于第二旋耕刀轴8前方距离不小于10cm，第一旋耕刀轴9位于第二旋耕刀轴8上方距离不小于10cm，第一轴侧传动箱6最低部高于第二轴侧传动箱1最低部不小于5cm。
第一轴旋耕刀10的耕作深度为5-15cm，第二轴旋耕刀7在第一轴旋耕刀10耕作的基础上再耕作5-15cm，使整个耕作深度达到22cm以上。
实施例2
一种利用实施例1的秸秆全量还田分层耕作施肥播种镇压复式作业装置进行作业的方法，其步骤为：
（1）将灭茬秸秆均铺于田间；
（2）利用权利要求1所述的秸秆全量还田分层耕作施肥播种镇压复式作业装置进行分层耕作复式种植作业，其连续按如下步骤进行：
a．固定刀压住秸秆，秸秆破碎刀转动将秸秆切碎；
b.第一轴旋耕刀正转旋耕，旋耕深度为5-15cm；切碎的秸秆混合进入土中；
c.第二轴旋耕刀反转旋耕，在第一轴旋耕刀旋耕的基础上往下耕深5-15cm；切碎的秸秆混合进入更深的土中；
d.深施肥，施肥深度为8-15cm；
e.播种，播种深度为1-3cm；
f.镇压。
该秸秆全量还田双层切削施肥播种复式作业方法简单合理，能够很好地满足现代农艺和农业生产的需求，实现了复式化作业，减少了耕作时间，降低了农业劳作强度，提高旋耕机工作效率。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种秸秆全量还田分层耕作施肥播种镇压复式作业装置，包括悬挂架，悬挂架与机架活动连接，机架上设有中间传动箱、第一轴侧传动箱和第二轴侧传动箱，第一轴侧传动箱和第二轴侧传动箱分设于机架左右两侧，中间传动箱与第一轴侧传动箱和第二轴侧传动箱之间传动连接；机架两侧分别固定有左侧板和右侧板，第一旋耕刀轴和第二旋耕刀轴平行且可转动地设置在左侧板和右侧板之间，第一旋耕刀轴上安装有第一轴旋耕刀，第二旋耕刀轴上安装有第二轴旋耕刀，第一旋耕刀轴与第一轴侧传动箱传动连接；第二旋耕刀轴与第二轴侧传动箱传动连接；在前后方向上，所述第一旋耕刀轴位于第二旋耕刀轴前方；在高度方向上，第一旋耕刀轴位于第二旋耕刀轴上方；第一轴侧传动箱最低部高于第二轴侧传动箱最低部；第一轴旋耕刀刀尖回转轨迹的最底部等于或略低于第二轴侧传动箱的最底部；其特征在于：在宽度方向上，第一轴旋耕刀所耕作区域同时覆盖第二轴旋耕刀所耕作区域及第二轴侧传动箱对应的区域；所述机架上位于第二旋耕刀轴后方设有施肥箱和播种箱，施肥箱底部设有排肥器，播种箱底部设有排种器，所述排肥器的出口位于排种器的出口前侧且低于排种器的出口；所述第一轴旋耕刀前方设有秸秆破碎装置，秸秆破碎装置包括秸秆破碎刀轴，秸秆破碎刀轴上安装有秸秆破碎刀，与秸秆破碎刀相对应设有若干用于压住秸秆的固定刀，所述秸秆破碎刀穿插在固定刀之间，固定刀及秸秆破碎刀的最下缘高度高于第一轴旋耕刀最下缘高度；所述左侧板和右侧板包括呈阶梯形设置的外侧板、中间板和内侧板，中间板连接在外侧板和内侧板之间，第一旋耕刀轴安装在外侧板上，第二旋耕刀轴安装在内侧板上，内侧板间距与第二轴侧传动箱厚度之和小于外侧板间距。
2.根据权利要求1所述的秸秆全量还田分层耕作施肥播种镇压复式作业装置，其特征在于：所述第一旋耕刀轴位于第二旋耕刀轴前方距离不小于10cm，第一旋耕刀轴位于第二旋耕刀轴上方距离不小于10cm，第一轴侧传动箱最低部高于第二轴侧传动箱最低部不小于5cm。
3.根据权利要求1所述的秸秆全量还田分层耕作施肥播种镇压复式作业装置，其特征在于：所述第二轴侧传动箱前侧设有小犁铲，小犁铲下缘与第二轴侧传动箱的最低部基本等高。
4.根据权利要求1所述的秸秆全量还田分层耕作施肥播种镇压复式作业装置，其特征在于：所述第一轴旋耕刀的耕作深度为5-15cm，第二轴旋耕刀的耕作深度为5-15cm。
5.一种秸秆全量还田分层耕作施肥播种镇压复式作业方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将灭茬秸秆均铺于田间；
（2）利用权利要求1所述的秸秆全量还田分层耕作施肥播种镇压复式作业装置进行分层耕作复式种植作业，其连续按如下步骤进行：
a．固定刀压住秸秆，秸秆破碎刀转动将秸秆切碎；
b.第一轴旋耕刀正转旋耕，旋耕深度为5-15cm；切碎的秸秆混合进入土中；
c.第二轴旋耕刀反转旋耕，在第一轴旋耕刀旋耕的基础上往下耕深5-15cm；切碎的秸秆混合进入更深的土中；
d.深施肥，施肥深度为8-15cm；
e.播种，播种深度为1-3cm；
f.镇压。
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Application publication date: 20140305 Assignee: Suzhou Xinnuo Intelligent Equipment Co.,Ltd. Assignor: YANGZHOU University Contract record no.: X2024980002536 Denomination of invention: Equipment and method for fully returning straw to the field, layering cultivation, fertilization, sowing, and compaction compound operation Granted publication date: 20160629 License type: Common License Record date: 20240306 |