阅读说明：本技术 一种土壤成坡装置及采用其的农作物阳坡播种方法 (Soil slope forming device and crop sunny slope sowing method adopting same ) 是由 付会期 张建宏 唐丽媛 江振兴 陈林 徐志杰 张香云 于 2020-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种土壤成坡装置及采用其的农作物阳坡播种方法,包括等距离固定在牵引机械的机架前梁上的多个起坡机构,每个起坡机构包括：转轴、套筒、转向机构、卡板和成坡器,转轴可转动连接在套筒内,套筒竖直设置,其外壁与卡板固定连接,卡板可拆卸连接在机架前梁上,卡板的顶端连接有驱动安装板,驱动安装板上固定安装有转向机构,转向机构与转轴传动连接,转轴的底端固定连接有成坡器,成坡器的底板倾斜设置且一端朝下翻折；本发明通过成坡器将原来平整好的土地顺推成和阳光线近乎垂直、有一定宽度的阳坡,通过转向机构,使来去都可以形成朝阳的斜坡,在坡面上种植一行或两行作物,最大程度吸收转化太阳光能。(The invention discloses a soil slope forming device and a crop sunny slope sowing method adopting the same, comprising a plurality of slope raising mechanisms which are fixed on a front beam of a frame of a traction machine at equal intervals, wherein each slope raising mechanism comprises: the rotary shaft is rotatably connected in the sleeve, the sleeve is vertically arranged, the outer wall of the sleeve is fixedly connected with the clamping plate, the clamping plate is detachably connected to a front beam of the rack, the top end of the clamping plate is connected with a driving mounting plate, the driving mounting plate is fixedly provided with the steering mechanism, the steering mechanism is in transmission connection with the rotary shaft, the bottom end of the rotary shaft is fixedly connected with the slope forming device, a bottom plate of the slope forming device is obliquely arranged, and one end of the bottom plate of the slope forming device is turned downwards; the invention pushes the original leveled land into a sunny slope which is nearly vertical to the sunlight and has a certain width through the slope forming device, and the sunny slope can be formed when the land goes by the steering mechanism, one or two rows of crops are planted on the slope surface, and the solar energy is absorbed and converted to the maximum extent.)

一种土壤成坡装置及采用其的农作物阳坡播种方法

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，更具体的说是涉及一种土壤成坡装置及采用其的农作物阳坡播种方法。

背景技术

我国位于北半球，山地的南坡为阳坡，北坡为阴坡。阳坡的太阳光线与坡面的夹角比平地大，故阳坡吸收的太阳辐射能量比平地的多，温度比平地的高。目前作物主要在平地播种，不能充分利用光能。因此，作物生产上缺乏一种可调节播种作物土壤坡面角度，从而高效利用光能，提高作物产量及品质的器械及播种方法。

因此，如何提供一种土壤成坡装置及采用其的农作物阳坡播种方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一，提供了一种土壤成坡装置及采用其的农作物阳坡播种方法，可根据不同纬度地区、不同月份时间调节阳坡坡度，最大程度吸收转化太阳光能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种土壤成坡装置，包括等距离固定在牵引机械的机架前梁上的多个起坡机构，每个起坡机构包括：

转轴、套筒、转向机构、卡板和成坡器，所述转轴可转动连接在所述套筒内，所述套筒竖直设置，其外壁与所述卡板固定连接，所述卡板可拆卸连接在所述机架前梁的前面，所述卡板的顶端连接有驱动安装板，所述驱动安装板上固定安装有所述转向机构，所述转向机构与所述转轴传动连接，所述转轴的底端固定连接有所述成坡器，所述成坡器的底板倾斜设置且一端朝下翻折。

通过上述方案，本发明涉及一种适合早春或晚秋播种的农作物阳坡播种的成坡装置，通过成坡器将原来平整好的土地顺推成和午时阳光线近乎垂直、有一定宽度的阳坡，通过转向机构，使来去都可以形成朝阳的斜坡，在坡面上种植一行或两行作物，最大程度吸收转化太阳光能。

进一步的，所述卡板的两侧分别开设有上下分布的两个条形孔，通过U 型螺栓穿过同侧的两个条形孔将所述卡板与所述机架前梁固定连接。

采用上述方案的有益效果，卡板通过U型螺栓固定在机架前梁，通过卡板上的条形孔可调节成坡器距机架前梁的高度。

进一步的，所述转向机构包括推动件和齿条，所述推动件固定连接在所述驱动安装板上，所述齿条与所述推动件的推杆固定连接，所述套筒的顶端与所述齿条对应处开口，位于所述套筒内的所述转轴的顶端连接有与所述齿条啮合的齿轮。

进一步的，所述套筒的顶端套接有筒盖，所述筒盖与所述套筒转动连接，所述筒盖与所述齿轮的端面上均设有螺孔，通过螺杆将所述筒盖和所述齿轮固定连接。

采用上述方案的有益效果，通过推动件带动齿条沿直线往复运动，带动齿轮旋转，实现底部成坡器的旋转。

进一步的，所述推杆与所述齿条平行设置，所述推杆与所述齿条之间还设置有限位板，所述限位板的侧壁与所述驱动安装板垂直固定连接，所述限位板中沿其长度方向开设有条形孔，所述条形孔中滑动连接有一连接块，所述连接块的两端分别与所述推杆及所述齿条的同一端垂直固定连接。

采用上述方案的有益效果，限位板的条形孔起到限位的作用，保证齿条与齿轮始终啮合。

进一步的，所述推动件为电推杆、电子油缸、液压油缸的任一种。

进一步的，所述成坡器为中空结构，包括顶部的水平连接板、两侧的成坡板和底部的V型镇压板，所述水平连接板呈等腰三角形，两个所述成坡板分别与所述水平连接板的相邻两侧垂直固定连接，所述V型镇压板的的相邻两侧边与两个所述成坡板固定连接，且所述V型镇压板的尖角端朝下翻折，所述转轴贯穿所述水平连接板与所述底部折压板铰接。

采用上述方案的有益效果，由于顶部为三角形，使用时一侧的成坡板为前进方向，并且使角平分线与前梁平行，成坡器通过成坡板从一侧取土，因为倾斜设置会将土向后顺推，到另一侧下面，经过成坡器底部的V型镇压板，形成一个平整的大坡面和一个小坡面。

进一步的，所述转轴的底部位于所述套筒外，且底端连接有矩形管，所述水平连接板上开设有调节孔，所述矩形管通过所述调节孔贯穿所述水平连接板，底端与所述V型镇压板铰接，所述调节孔两侧固定连接有调节板，所述矩形管的相对的两侧壁对应开设有通孔，两个所述调节板上沿弧线方向均匀开设有多个与所述通孔对应的坡度调节孔。

采用上述方案的有益效果，可改变成坡器与转轴的夹角，从而改变成坡的角度。

一种农作物阳坡播种方法，采用所述的土壤成坡装置，包括以下步骤：

(1)根据所属地区在播种时期的太阳入射角，确定地面的成坡坡度；

(2)调节成坡器使成坡角度符合播种需要；

(3)动力设备带动牵引机械机架前梁上的多个起坡机构在地面上行进，卡板通过U型螺丝固定在机架前梁，通过卡板上的条形孔可调节成坡器距机架前梁的高度，同时通过调节卡板的任一侧和机架前梁间隙的大小来调节坡面窄宽；

(4)成坡器通过成坡板从一侧取土，因为倾斜设置会将土向后顺推，到另一侧下面，经过成坡器底部的V型镇压板，形成一个平整的大坡面和一个小坡面，大坡面的角度为所需要的成坡角度，大坡面用于播种1行或2行作物；

(5)转轴在转向机构的驱动下180度往复转动，通过旋转成坡器，实现成坡器在地面上的往返过程中都可以形成朝阳的斜坡。

进一步的，所述调节板上沿弧线方向均开设有3个与所述通孔对应的坡度调节孔，所述矩形管的相对的两侧壁对应开设有通孔，所述坡度调节孔与所述通孔通过螺栓连接，3个坡度调节孔用于控制大坡面成坡角度在25、30、 35度切换。

采用上述方案的有益效果，可自行调节成坡的坡度，以适应生产需要。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种土壤成坡装置及采用其的农作物阳坡播种方法，适合东西行向耕作，可根据不同纬度地区、不同月份时间调节阳坡坡度，将原来平整好的土地顺推成和阳光线近乎垂直、有一定宽度的阳坡，在坡面上种植一行或两行作物，最大程度吸收转化太阳光能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的立体结构示意图。

图3为本发明的前进方向的结构示意图。

图4为本发明的俯视图。

图5为本发明的部分结构放大图。

图6为本发明的限位板的结构示意。

图7为本发明的侧视图。

图8为本发明太阳照射地球表面入射角(高度角)变化示意图。

图9为采用本发明的成坡结构示意图。

其中：10-机架前梁；11-筒盖；20-套筒；21-卡板；22-推动件；23-齿条；24-矩形管；30-成坡器；31-水平连接板；311-调节孔；32-成坡板；33-V 型镇压板；34-挡土板；40-调节板；41-坡度调节孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明实施例公开了一种农作物阳坡播种的成坡装置，包括等距离固定在牵引机械的机架前梁10上的多个起坡机构，每个起坡机构包括：

转轴、套筒20、转向机构、卡板21和成坡器30，转轴可转动连接在套筒20内，套筒20竖直设置，其外壁与卡板21固定连接，卡板21可拆卸连接在机架前梁10的前面，卡板21的顶端连接有驱动安装板，驱动安装板上固定安装有转向机构，转向机构包括推动件22和齿条23，推动件22固定连接在驱动安装板上，齿条23与推动件22的推杆固定连接，套筒20的顶端与齿条23对应处开口，位于套筒20内的转轴的顶端连接有与齿条23啮合的齿轮；套筒20的顶端套接有筒盖11，筒盖11与套筒20转动连接，筒盖11与齿轮的端面上均设有螺孔，通过螺杆将筒盖11和齿轮固定连接；推杆与齿条 23平行设置，推杆与齿条23之间还设置有限位板25，限位板25的侧壁与驱动安装板垂直固定连接，限位板25中沿其长度方向开设有条形孔，条形孔中滑动连接有一连接块26，连接块26的两端分别与推杆及齿条23的同一端垂直固定连接，转轴的底端固定连接有成坡器30，成坡器30的底板倾斜设置且一端朝下翻折，形成内凹的105°的V型底板。

在一个实施例中，在卡板21的两侧分别开设有上下分布的两个条形孔，通过U型螺栓穿过同侧的两个条形孔将卡板21与机架前梁10固定连接，可以调节成坡器30的高度；并且通过在卡板21的任一侧和机架前梁10之间加装垫片可以使成坡器整体左倾或右倾，用以调节坡面的窄宽，成坡宽度L范围为25-35cm，例如：在卡板21的左侧和机架前梁10之间加装0.3厘米厚垫片可以使成坡器左侧整体前倾，坡面宽度L变窄至25厘米；不加垫片，大坡面宽度L变为30厘米；右侧加装此垫片，成坡器右侧前倾，大坡面宽度L变为35厘米。

具体的，成坡器30为中空结构，包括顶部的水平连接板31、两侧的成坡板32和底部的V型镇压板33，水平连接板31呈等腰三角形，两条腰长度a 为60cm，两个成坡板32分别与水平连接板31的相邻两侧垂直固定连接，V 型镇压板33为三角形板，其大小与水平连接板31对应，且V型镇压板33的尖角端朝下翻折形成105°的夹角，两侧边与两个成坡板32固定连接，总体构成一个中空开口的腔体，转轴贯穿水平连接板31与V型镇压板33铰接。

有利的，在成坡板32的推土的一端连接有挡土板34，挡土板34呈梯形结构，上边窄下边宽，上边为3cm，下边为5cm，高度与成坡器的高度相同，斜边减小了行进过程的阻力，挡土板34与装置的前进方向平行，有利于将土壤全部向后方汇集。

更有利的，V型镇压板由两个相同的三角板对称连接而成，两个三角板中间连接处外凸具有一定夹角α，可以是160°夹角，通过此结构设计更有利于对成坡器底部的土镇压，且不会影响装置的行进，避免土壤堆积阻碍成坡器前进的现象产生。

在另一个具体的实施例中，转轴的底部位于套筒20外，且底端连接有矩形管24，水平连接板31上开设有方形的调节孔311，矩形管24通过调节孔 311贯穿水平连接板31，V型镇压板33的上表面中间固定有U型板，矩形管24的底端位于U型板内并与U型板两侧壁铰接，调节孔两侧固定连接有调节板40，矩形管24的相对的两侧壁对应开设有通孔，两个调节板40上沿弧线方向均开设有多个与通孔对应的坡度调节孔41，弧线是以矩形管24的底端与 V型镇压板33的铰接处为中心到矩形管的通孔的距离为半径所画的弧线，通过将不同位置的坡度调节孔41与通孔连接，可以改变成坡器30的倾斜角度，用于控制大坡面的成坡角度。

一种农作物阳坡播种方法，采用上述的土壤成坡装置，包括以下步骤：

(1)根据所属地区在播种时期的太阳入射角，确定地面的成坡坡度；

(2)调节成坡器使成坡角度符合播种需要；

(3)动力设备带动牵引机械机架前梁上的多个起坡机构在地面上行进，卡板通过U型螺丝固定在机架前梁，通过卡板上的条形孔可调节成坡器距机架前梁的高度，同时通过调节卡板任一侧和机架前梁间隙的大小来调节坡面窄宽；

(4)成坡器通过成坡板从一侧取土，因为倾斜设置会将土向后顺推，到另一侧下面，经过成坡器底部的V型镇压板，形成一个平整的大坡面和一个小坡面，大坡面的角度为所需要的成坡角度，大坡面用于播种1行或2行作物；

(5)转轴在转向机构的驱动下180度往复转动，通过旋转成坡器，实现成坡器在地面上的往返过程中都可以形成朝阳的斜坡。

有利的，调节板上沿弧线方向均开设有3个与通孔对应的坡度调节孔41，坡度调节孔41与通孔通过螺栓连接，3个坡度调节孔41用于控制大坡面的成坡角度在25、30、35度切换。

采用本装置经实际应用后，具有以下优点：

一、经试验证明，阳坡种植比平播土壤温度升高5度左右，而且土壤温度上午开始升高的时间早，下午降低的时间晚，较高温度的时间段延长，增加的全部都是优质有效积温。

二、调节土壤湿度，土壤水分过多时，阳坡上半部分的水分会自然下渗土壤变得通气，利于出苗，减轻苗病；土壤水分不足时，坡上干土层会减少坡的中下部水分蒸发，抗旱保苗。

三、减轻土壤板结及土壤盐分对生长的影响，天气晴朗时大量土壤水分沿坡面蒸发，水中盐分留在了坡顶部，形成破碎的含盐量很高的土块，夜间返潮时土块中的盐分无法溶解，从而减轻或避免了对坡上作物的危害。

四、提高种植作物的产量和品质，可适当推迟秋季播种或适当提前春季播种，延长前茬作物或本季作物生长期，从而提高产量和品质。

以下通过结合数据来解释本装置的优势及背景：

1、太阳斜射、直射与辐射强度关系

1)入射角的日变化

图8中，AB为地平面，CO为太阳光线，DO为正午时的太阳光线，FE 为光线直射垂直线(地面成坡坡度线)，∠COD＝∠AOF＝坡度角S。∠AOC为太阳入射角α，一天当中早上日出时光线CO和地平面AB重合，入射角α为 0度，逐渐升至中午时入射角最大(北半球)，晚上日落又回到0度。

地面日照强度随入射角α早上0度零辐射变化到中午的最大值，之后逐步减弱至晚上0度时的零辐射。因此适当增大播种坡度角S可以提前上午太阳直射的起始时间点和推迟下午直射结束时间点，延长了阳光直射时间，避开了正午过高的太阳辐射，从而增强了作物阳坡播种的优势。

坡面FE向南时可全天候以阳光最大入射角见光，坡面向东或向西时会有近上午或下午时间以较小入射角见光。坡面向正南(即东西行向种植)比向东或向西(即南北行向种植)时地面能获得更多太阳辐射能，因此东西行向种植可以发挥更大效果。

2、太阳入射角度及日照时长的季节变化

1)入射角变化

地球沿椭圆形轨道围绕太阳公转，地球沿着地轴自转，地球赤道面与地球绕太阳公转的轨道平面——黄道面成23.5°角，在这里称它为地轴偏角。

一年当中冬至在12月22日左右，太阳在南回归线上，阳光在北半球入射角最小；夏至在6月22日左右，阳光入射角最大。

以石家庄(简称石)和库尔勒(简称库)市中心点为例，冬至到夏至每月正午太阳入射角α和坡度角S见表1：

表1 冬至-夏至每月平均正午时太阳入射角

注1：太阳入射角计算公式：α＝90°-cos(30°×M)×23.5°-W。其中α为入射角，M为月份，W为纬度(石家庄北纬38°04'，库尔勒41°45')， 23.5°为地轴偏角。

注2：坡度角S＝90°-α

2)日照时间变化

春分(3月21日)时，昼夜等长，之后昼开始慢慢变长，夏至(6月22 日)时，昼最长。在此期间太阳直射北半球，北半球各纬度昼长大于夜长，纬度越高，昼越长，夜越短。

表2 不同纬度夏至石家庄、阿克苏、库尔勒和石河子日照时数差

2、地面成坡坡度角的确定

太阳直射时，地面能获得最大辐射能。根据季节、每天的太阳入射角，采用本发明可调整坡度角的机械装置造就一面能被太阳直射的阳坡。如石家庄在北纬38°左右，棉花在4月中下旬播种，阳坡坡度角S应该选用26°左右；同理库尔勒选用29°左右。

3、地面成坡田间监测结果

应用本装置于2020年3月16-19日在河北石家庄，2020年4月16-17日在新疆库尔勒进行了实地监测。对平地和25，30，35°不同倾角的坡面中部 5厘米地温进行监测，比较开始升温时间，最高温度，最低温度，日均温度及日累计温度。通过比较分析可知，坡面的5厘米地温与平地地温相比较，升温时间提前，最高温度更高，有效积温明显比平地高，升温时段和白天作物生长时段同步；低温时段集中在夜间，且最低温度更低，减少夜间代谢消耗。由此推断，阳坡播种将能更有效利用光能，特别是在春季播种期温度较低情况下，可有效促进棉花早出苗、长壮苗。

石家庄小安舍平地与坡面处理温度检测数据

新疆库尔勒平地与坡面处理温度检测数据

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。