一种中耕、除草、培土、变量施肥谷子田间作业机
阅读说明：本技术 一种中耕、除草、培土、变量施肥谷子田间作业机 (Millet field operation machine for intertillage, weeding, ridging and variable fertilization ) 是由 杨平 陈昱利 巩法江 毕海滨 高明慧 王东峰 卓玛 牛国才 李娜 聂凯 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种中耕、除草、培土、变量施肥谷子田间作业机,包括机架、变量施肥机构、中耕培土机构和除草机构,变量施肥机构由肥箱、外槽轮排肥器、排肥轴、链条、主动链轮、从动链轮、控制电机、导肥管、开沟器,除草机构由锯齿状除草刀、弹簧、往复摆动杆、调节杆、偏心轮组成,中耕培土铲是一个复合铲,复合铲由铲柄、培土铲和中耕刀组成,中耕刀呈镰刀状,实现一体化作业。(The invention provides an intertillage, weeding, ridging and variable fertilization millet field operation machine which comprises a frame, a variable fertilization mechanism, an intertillage ridging mechanism and a weeding mechanism, wherein the variable fertilization mechanism comprises a fertilizer box, an outer grooved pulley fertilizer discharger, a fertilizer discharging shaft, a chain, a driving chain wheel, a driven chain wheel, a control motor, a fertilizer guide pipe and a furrow opener, the weeding mechanism comprises a serrated weeding knife, a spring, a reciprocating swing rod, an adjusting rod and an eccentric wheel, the intertillage ridging shovel is a composite shovel, the composite shovel comprises a shovel handle, a ridging shovel and a intertillage knife, and the intertillage knife is sickle-shaped, so that the integrated operation is realized.)
技术领域
本发明涉及一种田间管理机械，尤其涉及一种中耕、除草、培土、变量施肥谷子田间作业机。
背景技术
目前谷子田间作业机械品种单一，只能实现单一的一种功能，除草机通常采用除草铲，由于杂草属于须根系，根系分布范围广，呈圆台分布，传统中耕除草机采用人字形铲，铲头呈尖状，田间作业时，铲头的运动轨迹是一条线，作业面积窄，尖状的铲头无法将杂草根系彻底铲断，根系不能铲断杂草，继续生长，除草效果差，其次，中耕和培土采用一个“人字形”的铲，“人字形”的铲翻土效果差，达不到培土效果，施肥采用外槽轮等量施肥，土壤的肥力存在差异，谷子植株生长也存在差异。
发明内容
本发明能够实现根据面积系数变量施肥、往复摆动杆上带动锯齿状除草刀将行间的杂草切断根系、切断土壤的表土导管，减少水分蒸发，培土铲具有培土、中耕作用。
其技术方案为：一种中耕、除草、培土、变量施肥谷子田间作业机，包括机架、变量施肥机构、中耕培土机构和除草机构，在机架上的前端对应每一个作业行设有叶面积图像处理器，在机架上设有浮动仿形的往复运动锯齿状除草刀，在机架上设有中耕培土铲。
所述的中耕、除草、培土、变量施肥谷子田间作业机，变量施肥机构由肥箱、外槽轮排肥器、排肥轴、链条、主动链轮、从动链轮、控制电机、导肥管、开沟器，其中肥箱设置在机架的最上方，呈中空的长方体，底面轴向中间设有多个长方形通孔，外槽轮排肥器落肥口与长方形的通孔相匹配，且固定在排肥箱底面上，排肥轴贯穿外槽轮排肥器的中心孔，在排肥轴上设有从动链轮，机架上设有控制电机，控制系统与控制电机连接，控制电机的输出轴上设有主动链轮，链条挂接到主动链轮和从动链轮上，排肥轴转动外槽轮排肥器转动，肥料从外槽轮排肥器进入导肥管，导肥管一端与外槽轮排肥器连接，另一端与开沟器连接，进而进入开沟器落入土壤中，在开沟器支撑柄上设有弹簧Ⅱ，起浮动仿形作用，给系统中的电路供电，叶面积图像处理器实时采集谷子的叶面积与数据库中同时期叶面积进行比较，当实际叶面积小于同时期叶面积理论数值时，说明该位置土壤养分不足，在整个地块光照、水分条件相同时，达不到理论上的叶面积，经过系统计算需要补充氮、磷、钾养分数量，控制系统发出指令，控制着控制电机的转速，相应地控制外槽轮排肥器供应量，外槽轮排肥器分为窝眼式排肥器和沟槽式排肥器，设有清晰的高速叶面积图像采集器，系统计算出实时采集的叶面积，计算出有效叶面积，控制电机为调速电机，采用图像采集、对图像数据算法处理，通过MATLAB软件和有限元软件分析，控制系统采用PLC，结合谷子不同生育时期叶面积系数和对氮、磷、钾养分需求量，计算实际需要补充的数量。
所述的中耕、除草、培土、变量施肥谷子田间作业机，除草机构由锯齿状除草刀、弹簧、往复摆动杆、调节杆、偏心轮组成，动力施加在偏心轮上，锯齿状除草刀固定在往复摆动杆上，往复摆动杆与调节杆铰接，调节杆与偏心轮铰接，往复摆动杆带动锯齿状除草刀在轴向上做往复运动，切断杂草根系、切断土壤表土导管，减少水分蒸发，所述的轴向是指与机器前进方向垂直的方向，水平设置，弹簧对锯齿状除草刀起浮动仿形作用，支持杆对锯齿状除草刀起固定支持作用，调节杆上设置调节手柄防止出现死点。
所述的中耕、除草、培土、变量施肥谷子田间作业机，其特征在于：中耕培土铲是一个复合铲，复合铲由铲柄、培土铲和中耕刀组成，中耕刀呈镰刀状，既有覆土功能又有中耕的功能，杂草的根系属于须根系，根系分布范围呈雨伞状，属于草本科，韧性强，锯齿状除草刀轴向往复摆动，相当于曲柄滑块机构，将垄间的杂草一次铲除，切割的范围大于直线运动的切割刀，在机器带动下，锯齿状除草刀沿机器前进方向运动，是一个复合运动，根系切不断，杂草不能枯死，斩草要除根就是这个道理，中耕刀切断土壤水分导管，起抗旱保墒的作用，提高地温，中耕刀中耕后谷子地的土壤有水又有火，弹簧Ⅰ对中耕培土铲起浮动仿形作用，弹簧Ⅱ对开沟器起浮动仿形作用。
与现有技术相比，中耕、除草、培土、变量施肥谷子田间作业机的有益效果。
1、图像采集器能够实时采集谷子叶面积，系统通过计算与同期叶面积理论数据对比，计算出需要补充氮、磷、钾养分的数量，控制系统发出指令，控制电机转速，相应地控制外槽轮排肥器供应量。
2、往复摆动杆带动锯齿状除草刀运动，一次切断杂草根系、切断土壤表土导管，减少水分蒸发。
3、中耕培土铲是一个复合铲，包括培土铲、中耕刀，培土铲向谷子根部培土，中耕刀有中耕的功能。
附图说明
图1是中耕、除草、培土、变量施肥谷子田间作业机示意图。
其中图中：1、机架2、叶面积图像处理器3、地轮4、导肥管5、开沟器6、锯齿状除草刀7、往复摆动杆8、培土铲9、中耕刀10、弹簧Ⅰ11、偏心轮12、调节杆13、弹簧Ⅱ14、外槽轮排肥器15、从动链轮16、主动链轮17、支撑杆。
具体实施方式
实施例1。
结合图1，采用优选方式，一种中耕、除草、培土、变量施肥谷子田间作业机，包括机架1、变量施肥机构、中耕培土机构和除草机构，变量施肥机构由排肥箱、外槽轮排肥器14采用窝眼式、排肥轴、链条、主动链轮16、从动链轮15、控制电机、导肥管4、开沟器5，其中排肥箱设置在机架1的最上方，呈中空的长方体，底面轴向中间设有多个长方形通孔，窝眼式外槽轮排肥器落肥口与长方形的通孔相匹配，且固定在排肥箱的底面上，排肥轴贯穿窝眼式外槽轮排肥器14的中心孔，在排肥轴上设有从动链轮15，机架1上设有控制电机，控制系统与控制电机连接，控制电机的输出轴上设有主动链轮16，链条挂接到主动链轮16和从动链轮15上，排肥轴转动窝眼式外槽轮排肥器14转动，肥料从窝眼式外槽轮排肥器14进入导肥管4，导肥管4一端与窝眼式外槽轮排肥器14连接，另一端与开沟器5连接，肥料从排肥箱经由窝眼式外槽轮排肥器14，再进入导肥管4，最后进入开沟器5落入土壤中，肥料采用含有N、P、K的复合肥，给系统中的电路供电，叶面积图像处理器2实时采集谷子的叶面积与系统中数据库中同时期叶面积进行比较，当实际叶面积小于同时期叶面积理论数值时，说明该位置土壤养分不足，在整个地块光照、水分条件相同时，达不到理论上的叶面积，经过系统计算需要补充氮、磷、钾养分数量，控制系统发出指令，控制着控制电机的转速，相应地控制窝眼式外槽轮排肥器14供应量，在机架1上的前端对应每一个作业行设有叶面积图像处理器2，采用图像采集、对图像数据算法处理，通过MATLAB软件和有限元软件分析，控制系统采用PLC，结合谷子不同生育时期叶面积系数和对氮、磷、钾养分需求量，计算实际需要补充的数量，在机架1上设有浮动仿形的往复运动锯齿状除草刀6，动力施加在偏心轮11上，在机架1上设有中耕培土铲，除草机构由锯齿状除草刀6、弹簧、往复摆动杆7、调节杆12、偏心轮11组成，锯齿状除草刀6固定在往复摆动杆7上，往复摆动杆7与调节杆12铰接，调节杆12与偏心轮11铰接，往复摆动杆7带动锯齿状除草刀6，锯齿状除草刀6水平设置，在轴向上做往复运动，切断杂草根系、切断土壤表土导管，减少水分蒸发，所述的轴向是指与机器前进方向垂直的方向，锯齿状除草刀6水平设置，弹簧对锯齿状除草刀6起浮动仿形作用，支撑杆17对锯齿状除草刀6起固定支持作用，中耕培土铲是一个复合铲，复合铲由铲柄、培土铲8和中耕刀9组成，中耕刀9呈镰刀状，既有覆土功能又有中耕的功能，弹簧Ⅰ10对复合铲起浮动仿形作用，作业时，将拖拉机三点悬挂点分别与机架1上的三点悬挂点联接，调节中耕、除草、培土、变量施肥各个部件，使之达到最佳作业状态，起动拖拉机，拖拉机沿前进方向行走，带动中耕、除草、培土、变量施肥谷子田间作业机沿作业行行走，地轮3起支撑支撑和限位作用，中耕、除草、培土、变量施肥各个部件有序进行田间作业。
实施例2。
结合图1，采用优选方式，一种中耕、除草、培土、变量施肥谷子田间作业机，包括机架1、变量施肥机构、中耕培土机构和除草机构，变量施肥机构由排肥箱、外槽轮排肥器14采用沟槽式、排肥轴、链条、主动链轮16、从动链轮15、控制电机、导肥管4、开沟器5，其中排肥箱设置在机架1的最上方，呈中空的长方体，底面轴向中间设有多个长方形通孔，沟槽式外槽轮排肥器14落肥口与长方形的通孔相匹配，且固定在排肥箱的底面上，排肥轴贯穿沟槽式外槽轮排肥器14的中心孔，在排肥轴上设有从动链轮15，机架1上设有控制电机，控制系统与控制电机连接，控制电机的输出轴上设有主动链轮16，链条挂接到主动链轮16和从动链轮15上，排肥轴转动沟槽式外槽轮排肥器14转动，肥料从沟槽式外槽轮排肥器14进入导肥管4，导肥管4一端与沟槽式外槽轮排肥器14连接，另一端与开沟器5连接，肥料从排肥箱经由沟槽式外槽轮排肥器14，再进入导肥管4，最后进入开沟器5落入土壤中，肥料采用含有N、P、K的复合肥，给系统中的电路供电，叶面积图像处理器实时采集谷子的叶面积与数据库中同时期叶面积进行比较，当实际叶面积小于同时期叶面积理论数值时，说明该位置土壤养分不足，在整个地块光照、水分条件相同时，达不到理论上的叶面积，经过系统计算需要补充氮、磷、钾养分数量，控制系统发出指令，控制着控制电机的转速，相应地控制沟槽式外槽轮排肥器14供应量，在机架1上的前端对应每一个作业行设有叶面积图像处理器2，采用图像采集、对图像数据算法处理，通过MATLAB软件和有限元软件分析，控制系统采用PLC，结合谷子不同生育时期叶面积系数和对氮、磷、钾养分需求量，计算实际需要补充的数量，在机架1上设有浮动仿形的往复运动锯齿状除草刀6，在偏心轮11上施加动力，在机架1上设有中耕培土铲，除草机构由锯齿状除草刀6、弹簧、往复摆动杆7、调节杆12、偏心轮11组成，锯齿状除草刀6固定在往复摆动杆7上，往复摆动杆7与调节杆12铰接，调节杆12与偏心轮11铰接，往复摆动杆7带动锯齿状除草刀6，锯齿状除草刀6水平设置，在轴向上做往复运动，切断杂草根系、切断土壤表土导管，减少水分蒸发，所述的轴向是指与机器前进方向垂直的方向，锯齿状除草刀6水平设置，弹簧对锯齿状除草刀6起浮动仿形作用，支撑杆17对锯齿状除草刀6起固定支撑作用，中耕培土铲是一个复合铲，复合铲由铲柄、培土铲8和中耕刀9组成，中耕刀9呈镰刀状，弹簧Ⅰ10对复合铲起浮动仿形作用，既有覆土功能又有中耕的功能，作业时，将拖拉机三点悬挂点分别与机架1上的三点悬挂点联接，调节中耕、除草、培土、变量施肥各个部件，使之达到最佳作业状态，起动拖拉机，拖拉机沿前进方向行走，带动中耕、除草、培土、变量施肥谷子田间作业机沿作业行行走，地轮3起支撑支撑和限位作用，中耕、除草、培土、变量施肥各个部件有序进行田间作业。
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