專利名稱：新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種專用多功能農(nóng)田耕作機(jī)具，即一種新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)。
針對(duì)這個(gè)問題，國內(nèi)外開始提倡保護(hù)性耕作。所謂保護(hù)性耕作，即是將秸稈殘茬保留覆蓋在土壤表面的耕作方式。保護(hù)性耕作能夠大幅度提高農(nóng)田蓄水保墑的能力，減少水土流失。但為了耕作時(shí)不影響表土覆蓋，保護(hù)性耕作都必須使用配套機(jī)械來進(jìn)行。最常見的保護(hù)性耕作方法為無耕(或不耕)以及條耕。
所謂無耕，即收割后的秸稈殘茬保留覆蓋在田面，播種時(shí)也不翻動(dòng)土壤的耕種方法。其配套機(jī)械主要的組件包括一個(gè)清行開路的園盤，隨后跟著一對(duì)雙圓盤開溝機(jī)開出一道很窄的種植淺溝，作物種子則被植入窄溝中。在靠近種植溝旁另開一道溝來加以施肥，肥料存在較難以被作物根部吸收的問題。對(duì)于雜草，則必需使用化學(xué)除草劑來控制，由此造成對(duì)環(huán)境與空氣的污染。
無耕雖影響表土覆蓋極小，但種子在被雙盤緊壓后的溝中，影響發(fā)育成長，特別是緊實(shí)的粘質(zhì)土，會(huì)造成減產(chǎn)。條耕即為改進(jìn)這項(xiàng)缺點(diǎn)，在清行單園盤與雙盤開溝器間加一松土器，將種植行溝加以耙松以改良種子成長環(huán)境。除此之外，條耕使用機(jī)具與無耕完全相同。耙拉犁(Paraplow)為最新發(fā)展的松土器，它除了能完成開溝松土并能松動(dòng)兩側(cè)土心，使部分表土開裂加速雨水滲透和吸收，減少雨水沖刷和徑流的問題，產(chǎn)量也較無耕種植稍高。它的構(gòu)造是將一般松土鏟支柱下端向側(cè)彎伸45°度。其缺點(diǎn)為阻力大，為抵消此側(cè)向阻力，也有成對(duì)使用，惟不同側(cè)彎伸。另外缺點(diǎn)為牽引力大，松土不均，粗放，也會(huì)影響種子及施肥的均勻分布。
雖然這兩種保護(hù)性耕作對(duì)土壤的表層破壞小，但須用昂貴的大型種植機(jī)械才能實(shí)施。條耕種植機(jī)的組件較多，可多達(dá)9項(xiàng)。下種施肥如同時(shí)進(jìn)行則需兩組園盤耙，所需直壓重量約1000公斤，所需牽引力約500公斤，使得一般小型拖拉機(jī)難以配套采用，平常10KW左右的手扶拖拉機(jī)則根本無法使用。另外，由于須用很大的垂直壓力才能將園盤耙壓入土中，這種耕作方式能量消耗極高。而使用這些重型機(jī)械耕種，也會(huì)造成土壤被過分壓實(shí)的不良后果。
本發(fā)明新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)由法蘭盤、垂直碎土刀、斜向碎土刀和中心導(dǎo)管構(gòu)成；中心導(dǎo)管上端與所述法蘭盤同軸連接，法蘭盤上設(shè)置有與中心導(dǎo)管內(nèi)孔貫通的透孔；所述中心導(dǎo)管的下端，至少設(shè)置有兩個(gè)斜向碎土刀，斜向碎土刀的一端與所述中心導(dǎo)管的下端相固定，其另一端向下傾斜30～60°，斜向碎土刀的刀口方向與旋轉(zhuǎn)方向相協(xié)調(diào)，刀口邊位于其下前方，并以10～15°的進(jìn)土角傾斜固定；垂直碎土刀的數(shù)量與斜向碎土刀的數(shù)量相對(duì)應(yīng)，每個(gè)垂直碎土刀垂直安裝在所述法蘭盤及相應(yīng)的斜向碎土刀之間，垂直碎土刀的里側(cè)表面與其最小回轉(zhuǎn)圓切線的夾角為10～15°，與刀背相比，其刀口遠(yuǎn)離中心導(dǎo)管，垂直碎土刀的刀口旋向與斜向碎土刀的刀口旋向相同，垂直碎土刀與中心導(dǎo)管之間留有能夠使碎土順利通過的適當(dāng)?shù)目臻g。
進(jìn)一步地，所述斜向碎土刀的向下傾角為45°。
進(jìn)一步地，所述垂直碎土刀和斜向碎土刀的刀口切削角均為5～15°。
進(jìn)一步地，所述斜向碎土刀最遠(yuǎn)端所形成的最大回轉(zhuǎn)圓的直徑為20～25cm，所述垂直碎土刀刀口所形成的最大回轉(zhuǎn)圓的直徑為15～20cm，從所述法蘭盤下表面到所述斜向碎土刀最下端的垂直距離為25～30cm。
進(jìn)一步地，所述法蘭盤上安裝有水平切割刀盤，該水平切割刀盤上向外呈放射狀均布有若干水平切割刀。
進(jìn)一步地，所述水平切割刀盤與法蘭盤可以分開單獨(dú)使用，除草或碎土開溝。
本新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)繞其垂直軸快速旋轉(zhuǎn)(400～500rpm)，垂直碎土刀產(chǎn)生的離心力具有自動(dòng)清行防堵作用，免除清行園盤的使用，此外支承軸使用的是空心鋼管，可作為施肥的通道，能將肥料均勻的施撒在種植溝的底部，有助于種苗的吸收，節(jié)省了一組雙盤另行開溝施肥的笨重機(jī)件。
本新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)下端的至少兩個(gè)斜向碎土刀被安裝成螺旋狀，當(dāng)旋轉(zhuǎn)后，斜向碎土刀自動(dòng)帶動(dòng)機(jī)具進(jìn)入土層當(dāng)中，當(dāng)達(dá)到預(yù)定深度后，則由一耕深調(diào)節(jié)輪支撐(非本設(shè)計(jì))，阻止機(jī)具繼續(xù)向下旋進(jìn)，與斜向碎土刀在土層中旋轉(zhuǎn)切出一個(gè)梯形疏松土層的同時(shí)，垂直碎土刀在土層中旋轉(zhuǎn)切出一個(gè)具有適當(dāng)寬度的垂直平行段。斜向碎土刀和垂直碎土刀工作時(shí)，不但使其回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的土層得到精細(xì)疏松，而且將該范圍內(nèi)的殘茬雜草全部切斷，消除了它們裹繞機(jī)具的問題。斜向碎土刀在土層下高速旋轉(zhuǎn)，對(duì)其周圍的土層產(chǎn)生一種向上的推力，使周圍的土層向上微升而蓬松，土層表面則隨著隆起而出現(xiàn)小的縫隙，讓雨水及灌溉用水能夠很好地深入土層中，從而改善了周圍土層的透氣及透水性。肥料從機(jī)具中心導(dǎo)管中被送入斜向碎土刀回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的土中，在斜向碎土刀的作用下，肥料散布在種子根部與土壤完全均勻混合，可充分的被吸收，讓種子幼苗一直處于營養(yǎng)豐富的環(huán)境當(dāng)中。
新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)上同時(shí)安裝水平切割刀后，可以兼具除草機(jī)的功能，免除或減少噴灑除草劑除草的使用，從而減少化學(xué)品對(duì)環(huán)境的影響。若是拖拉機(jī)有配套割草機(jī)，新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)則可通過一個(gè)特制的齒輪箱直接安裝在割草機(jī)的動(dòng)力輸出軸上即可使用。經(jīng)田間試驗(yàn)，水平切割刀可在田面的覆蓋物下方進(jìn)行。切割寬度視需要及拖拉機(jī)動(dòng)力大小而定，使用手扶拖拉機(jī)時(shí)不宜超過70cm。
本新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)單一機(jī)體重僅10多公斤，在其自轉(zhuǎn)速度400～500rpm的狀態(tài)下，其效率為0.37kw/m3/s。在實(shí)驗(yàn)室土槽試驗(yàn)，以耕深15cm，前進(jìn)速度為0.2m/s，轉(zhuǎn)度為200rpm，土壤壓實(shí)度為2000～3000kpa，松土斷層面積為0.05m2。使用2對(duì)垂直刀與斜面刀，其動(dòng)力消耗為2kw，牽引力25kg，種植溝寬度為20～22cm。使用3對(duì)垂直刀與斜面刀，其動(dòng)力消耗為2.16kw，牽引力27kg，種植溝寬度為15～17cm。在田間使用9kw的手扶拖拉機(jī)裝有割草刀。前進(jìn)速度為0.4～0.5m/s，轉(zhuǎn)速為200rpm，土壤壓實(shí)度為2000kpa左右，松土面積、種植寬度與土糟同。其動(dòng)力消耗約為6kw，牽引力則在25kg以下。
使用本發(fā)明新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)，作物種植行精耕的剖面形狀為下部梯形段接上方平行延伸段，上方平行延伸段的寬度等于梯形上邊寬度，類似一個(gè)倒扣的寬口漏斗。作物種植行深約10～20cm，底邊寬20～30cm，上邊寬15～25cm。在耕作作物種植行的同時(shí)，肥料被送入作物種植行的底部梯形段，并與土壤充分混合；作物種子則被植入作物種植行精耕的土壤溝中。作物種植行兩側(cè)被種植行底部所述梯形的兩邊向上斜推，土壤向上隆，降低壓實(shí)度。在實(shí)驗(yàn)室土槽以及田間試驗(yàn)，其土壤壓實(shí)度與未經(jīng)耕作的土壤相比可降低至50～70％，作物種植行的土壤壓實(shí)度則可降低至90％，達(dá)到土壤精細(xì)的疏松。整個(gè)耕作土壤疏松的剖面形成一個(gè)上寬下窄的梯形。梯形底邊亦是種植行底部寬20～30cm，梯形上邊寬40～60cm，是種植行底寬的兩倍。
本發(fā)明首先為作物提供了一個(gè)適宜其生長的環(huán)境，提高了肥料的吸收利用率，其次兼顧了對(duì)環(huán)境的保護(hù)，最后還降低了耕作過程中的動(dòng)力消耗以及對(duì)土壤的大力壓實(shí)，具有廣泛的應(yīng)用前景。
使用時(shí)，通過安裝孔12將新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)安裝到驅(qū)動(dòng)輸出軸上，驅(qū)動(dòng)輸出軸帶動(dòng)新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)旋轉(zhuǎn)，由于兩把斜向碎土刀3具有15°的螺旋入土傾角，因而，機(jī)具旋轉(zhuǎn)后，斜向碎土刀3產(chǎn)生向下的進(jìn)土力，帶動(dòng)機(jī)具自動(dòng)深入土層中，直至耕深調(diào)節(jié)輪(拖拉機(jī)原有配件)支承阻止其繼續(xù)下陷。隨著機(jī)具旋轉(zhuǎn)并在拖拉機(jī)等機(jī)械的牽引下，斜向碎土刀3和垂直碎土刀2自動(dòng)完成碎土剖面作物種植行。新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)在工作中以200～500rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，使碎土刀回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的土壤得到精細(xì)疏松，并且在斜向碎土刀3及垂直碎土刀2的推壓下，作物種植行兩側(cè)的土層向上微隆。隨著機(jī)具在牽引機(jī)械的牽引下前行，垂直碎土刀2將其回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的殘茬雜草全部切斷。工作過程中，將肥料從中心導(dǎo)管4送入土中，隨著斜向碎土刀3的高速旋轉(zhuǎn)，使其與種植行底部土壤充分混合。
斜向碎土刀3向下傾斜45°時(shí)為其最佳耕作角度。在該狀態(tài)下，作物種植行兩側(cè)可得到最大范圍的隆起土層。
附圖
5所示為水平切割刀盤即除草刀盤，該刀盤由除草刀5和支撐盤6構(gòu)成，除草刀5通過鉚釘8固定在支撐盤6上，除草刀盤通過安裝孔7固定到專用耕作機(jī)具上。安裝時(shí)，刀口51的方向與碎土刀的刀口方向一致。安裝上除草刀盤后，可達(dá)到一機(jī)多用的目的。
附圖6所示為本新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)的使用狀態(tài)，本機(jī)具安裝在動(dòng)力輸出箱61上，動(dòng)力輸出箱61的輸出軸為中空軸，肥料輸送管62穿過中空軸進(jìn)入中心導(dǎo)管4，并將肥料送入土中。
如圖7、圖8所示，作物種植行1剖面形狀由下方的梯形段和上方的平行延伸段構(gòu)成，作物種植行兩側(cè)土層10受到推擠向上微微隆起，作物種植行及其兩側(cè)隆起的土層構(gòu)成一個(gè)斜倒梯形。作物種植行中的土壤得到精細(xì)疏松，土壤的實(shí)壓度相當(dāng)于倒梯形外不耕作地的土層壓實(shí)度的10～20％，而其兩側(cè)土層實(shí)壓度也只有不耕作地的土層的30～50％。作物種植行9上小下大。在耕作的同時(shí)將肥料送到作物種植行的下方梯形段種子根部，使之與土壤充分混合，提高了肥料的吸收率。兩側(cè)土層10向上微微隆起后，既未破壞土層表面的作物殘茬覆蓋，又使其表面產(chǎn)生許多微小縫隙，改善了土層的透氣、吸水性能。
本設(shè)計(jì)可用在各型大小拖拉機(jī)建議如下1.使用5kw小型手扶拖拉機(jī)前進(jìn)速可用0.2～0.3m/s，轉(zhuǎn)速200rpm。
2. 9～10kw中型手扶拖拉機(jī)前進(jìn)速可用0.4～0.5m/s，轉(zhuǎn)速500rpm。
3.對(duì)于大田作業(yè)，25～30kw小型四輪拖拉機(jī)可安裝2臺(tái)，雙行使用，前進(jìn)速度在1m/s左右，轉(zhuǎn)速500rpm。每行所需動(dòng)力大約8～10kw。
4.大型拖拉機(jī)可按馬力設(shè)計(jì)多行作業(yè)。每行所需動(dòng)力計(jì)不超于10kw。
權(quán)利要求
1.一種新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)，其特征在于，由法蘭盤、垂直碎土刀、斜向碎土刀和中心導(dǎo)管構(gòu)成；中心導(dǎo)管上端與所述法蘭盤同軸連接，法蘭盤上設(shè)置有與中心導(dǎo)管內(nèi)孔貫通的透孔；所述中心導(dǎo)管的下端，至少設(shè)置有兩個(gè)斜向碎土刀，斜向碎土刀的一端與所述中心導(dǎo)管的下端相固定，其另一端向下傾斜30～60°，斜向碎土刀的刀口方向與旋轉(zhuǎn)方向相協(xié)調(diào)，刀口邊位于其下前方，并以10～15°的進(jìn)土角傾斜固定；垂直碎土刀的數(shù)量與斜向碎土刀的數(shù)量相對(duì)應(yīng)，每個(gè)垂直碎土刀垂直安裝在所述法蘭盤及相應(yīng)的斜向碎土刀之間，垂直碎土刀的里側(cè)表面與其最小回轉(zhuǎn)圓切線的夾角為10～15°，與刀背相比，其刀口遠(yuǎn)離中心導(dǎo)管，垂直碎土刀的刀口旋向與斜向碎土刀的刀口旋向相同，垂直碎土刀與中心導(dǎo)管之間留有能夠使碎土順利通過的適當(dāng)?shù)目臻g。
2.如權(quán)利要求1所述的新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)，其特征在于，所述斜向碎土刀的向下傾角為45°。
3.如權(quán)利要求2所述的新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)，其特征在于，所述垂直碎土刀和斜向碎土刀的刀口切削角均為5～15°。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)，其特征在于，所述斜向碎土刀最遠(yuǎn)端所形成的最大回轉(zhuǎn)圓的直徑為20～25cm，所述垂直碎土刀刀口所形成的最大回轉(zhuǎn)圓的直徑為15～20cm，從所述法蘭盤下表面到所述斜向碎土刀最下端的垂直距離為25～30cm。
5.如權(quán)利要求4所述的新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)，其特征在于，所述法蘭盤上安裝有水平切割刀盤，該水平切割刀盤上向外呈放射狀均布有若干水平切割刀。
6.如權(quán)利要求4所述的新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)，其特征在于，所述水平切割刀盤與法蘭盤可以分開單獨(dú)使用，除草或碎土開溝。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)，該機(jī)具由斜向碎土刀、垂直碎土刀、中心導(dǎo)管和法蘭盤構(gòu)成，在該機(jī)具上安裝水平切割刀，可具兼除草機(jī)的功能，使其在工作時(shí)，一次可完成耕作、施肥、除草等多項(xiàng)工作，而且該機(jī)具可用在各種拖拉機(jī)使用。使用本發(fā)明新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)，可耕作出一個(gè)剖面形狀為下部梯形段接上方平行延伸段的作物種植行，作物種植行范圍內(nèi)的土壤得到精細(xì)疏松，在耕作的同時(shí)，將肥料送入作物種植行的底部，可使其與土壤充分混合，從而為作物提供一個(gè)適宜其生長的環(huán)境。本新型環(huán)保農(nóng)耕微型垂直旋耕機(jī)兼顧了對(duì)環(huán)境的保護(hù)，降低了耕作過程中的動(dòng)力消耗以及對(duì)土壤的大力壓實(shí)，因而具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)A01B33/06GK1428070SQ0215566
公開日2003年7月9日 申請(qǐng)日期2002年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月13日
發(fā)明者張舉珊 申請(qǐng)人:北京美科藝數(shù)碼科技發(fā)展有限公司