一种驱动式甘蔗宿根蔗破垄施肥起垄一体机

技术领域

本发明涉及农用机械技术领域，特别涉及一种驱动式甘蔗宿根蔗破垄施肥起垄一体机。

背景技术

甘蔗破垄培土是一种新农艺，是指在甘蔗收获后就开始进行破垄作业，在破垄后施加长效肥，然后就将土培至蔗兜，埋覆宿根蔗头形成新的蔗垄，一方面可以减少破垄后因蔗头裸露引发的病害、干旱与人畜破坏，促进宿根蔗低位芽萌发，扎根更深，更不易倒伏；另一方面，由于春季甘蔗中耕培土窗口期短，在宿根蔗破垄后进行培土可以省去后续的中耕培土作业，避免由于作业时机不当造成的产量损失。

现如今没有专门针对破垄培土而研制的机型，而现有的甘蔗破垄机械绝大部分为锄铲式，破垄效率低，碎土效果差，不能满足破垄培土的农艺要求。而且，在进行宿根蔗破垄培土时，只是使用拖拉机带动锄铲铧犁对蔗地进行破垄作业。但甘蔗收获机作业后的蔗地土质十分坚硬，土壤坚实度高，如果单纯使用锄铲铧犁去强行将土壤剖开翻起，一则碎土率低，培土效果不理想；二则会极大增加拖拉机前进阻力，进而提高功耗，加重零件的损耗，降低机器的使用寿命。因此，急需一种专门针对破垄培土这项新农艺的甘蔗破垄施肥培土机，具有破垄、施肥和培土功能，而且可靠性高，适应性好，能够满足破垄培土的农艺要求和性能要求。

此外，由于甘蔗种植的行距不同，沟宽与垄宽不同，如果旋耕组件的耕幅固定，则会在改变工作行距之后，耕幅与蔗地沟宽不匹配，在破垄培土的过程中伤及甘蔗蔗根，导致甘蔗减产，打击农户对甘蔗培土机的使用信心。因此，有必要开发一种具有破垄、碎土、施肥、培土等多功能驱动式甘蔗宿根蔗破垄施肥起垄一体机，不但可适用于新植蔗的中耕培土，也能适用于宿根蔗的破垄、施肥、培土等新农艺作业。

发明内容

本发明的目的在于为甘蔗破垄培土的新型农艺提供一种驱动式甘蔗宿根蔗破垄施肥起垄一体机，从而克服甘蔗培土机存在碎土率低和培土效果不佳的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种驱动式甘蔗宿根蔗破垄施肥起垄一体机，所述破垄施肥起垄一体机包括：机架，其前端与行走机械连接；以及至少两个破垄施肥起垄机构，两个该破垄施肥起垄机构左右对称分布且均以能够左右移动的方式安装于所述机架上；其中，每个所述破垄施肥起垄机构包括：破垄前犁组件，其包括前犁架和两个前犁，所述前犁架的后端以能够左右移动的方式与所述机架的前端连接，两个所述前犁的上端以高度能够调节的方式与所述前犁架的前端连接，且两个所述前犁左右对称分布；旋耕组件，其包括齿轮箱和旋耕刀组，所述齿轮箱的上端设有齿轮箱输入轴，下端设有第一齿轮箱输出轴；所述旋耕刀组与所述第一齿轮箱输出轴连接；所述齿轮箱的上端以能够左右移动的方式安装于所述机架上且位于所述破垄前犁组件的后方，所述齿轮箱输入轴通过第一驱动机构驱动进行转动；施肥装置，其以能够拆卸的方式安装于所述齿轮箱的顶部且位于所述旋耕刀组的后上方，该施肥装置通过第二驱动机构驱动进行转动施肥；培土装置，其以能够左右移动的方式安装于所述机架上且位于所述施肥装置的后下方，用于培土；以及起垄装置，其以能够转动的方式安装于所述培土装置的后侧，用于起垄。

优选地，上述技术方案中，所述第一驱动机构包括分动箱和两个伸缩式联轴器，所述分动箱安装于所述机架上且位于两个所述破垄施肥起垄机构之间，所述分动箱前端的动力输入轴通过万向节与所述行走机械的动力输出轴连接，所述分动箱左右两侧的动力输出轴分别通过一个所述伸缩式联轴器与一个所述旋耕组件的所述齿轮箱输入轴连接。

优选地，上述技术方案中，在每个所述破垄施肥起垄机构中，所述第二驱动机构包括两个链轮和链条，所述齿轮箱的上端还设有第二齿轮箱输出轴，其中一个所述链轮固定安装于所述第二齿轮箱输出轴上，另一个所述链轮安装于所述施肥装置的驱动轴上，所述链条绕设于两个所述链轮之间。

优选地，上述技术方案中，所述旋耕刀组的数量为两个，所述第一齿轮箱输出轴的数量也为两个，且两个所述第一齿轮箱输出轴分别设置于所述齿轮箱的左右两侧，两个所述旋耕刀组分别与一个所述第一齿轮箱输出轴连接。

优选地，上述技术方案中，所述旋耕刀组包括：旋耕刀轴，其内端通过花键与所述第一齿轮箱输出轴连接，该旋耕刀轴的外端为刀盘连接端，所述刀盘连接端的外圆周面的横截面呈椭圆状；至少一个旋耕刀盘，该旋耕刀盘的中部开设有与所述刀盘连接端相配合连接的通孔，该旋耕刀盘的上设有若干个沿同一圆周方向均匀分布的耕耙刀，每个所述耕耙刀与所述旋耕刀盘可拆卸连接；至少两个套筒，每个该套筒均活动套设于所述刀盘连接端上；当所述旋耕刀盘的数量为一个时，两个所述套筒分别位于所述旋耕刀盘的内外两侧；当所述旋耕刀盘的数量至少为两个时，所述套筒的数量与所述旋耕刀盘的数量相同，两个相邻的所述旋耕刀盘之间设有一个所述套筒，位于外侧的所述旋耕刀盘的外侧设有一个所述套筒；以及端盖，其以能够拆卸的方式与所述刀盘连接端的外端连接。

优选地，上述技术方案中，每个所述破垄施肥起垄机构还包括控土组件，所述控土组件包括两个控土板，两个所述控土板对称的设置于所述齿轮箱的左右两侧，每个所述控土板的内侧以能够上下摆动的方式与所述齿轮箱连接，且每个所述控土板均通过角度调节机构驱动进行上下摆动。

优选地，上述技术方案中，所述齿轮箱的左右两侧壁上均设有切草刀组，每个所述切草刀组包括若干个沿上下方向间隔分布的切草刀，每个所述切草刀通过安装座与所述齿轮箱可拆卸连接。

优选地，上述技术方案中，所述培土装置包括连接架和培土犁，所述连接架的前端以能够左右移动的方式安装于所述机架的后端，所述培土犁的上端通过培土架以高度能够调节的方式安装于所述连接架上。

优选地，上述技术方案中，所述起垄装置包括起垄架和辊体，所述起垄架的上端以能够前后摆动的方式与所述连接架连接，且所述起垄架自前至后向下倾斜，所述起垄架的中部通过弹性机构与所述培土装置连接，所述辊体以能够转动的方式安装于所述起垄架的下端。

优选地，上述技术方案中，在每个所述起垄装置中，所述辊体包括转轴和两个仿形起垄辊，所述转轴的中部与所述起垄架转动连接，两个所述仿形起垄辊分别设置于所述转轴的左右两端，每个所述仿形起垄辊呈大口方向朝内的圆锥状；其中，在两个所述起垄装置中，位于左右两侧的两个所述仿形起垄辊的外侧均设有一个圆柱辊，位于中间的两个所述仿形起垄辊通过一个圆柱辊连接，每个所述圆柱辊的直径由两端向中间逐渐减小。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明的破垄施肥起垄一体机是专门用于甘蔗破垄培土作业的，能够满足甘蔗破垄培土这一新的农艺要求，填补了甘蔗破垄培土没有专门的农业机械这一空白；使用时，破垄前犁组件能够先剖开蔗地，并能够根据旋耕组件的切深调整前犁高度，局部翻开地块，进行破垄操作，便于后方旋耕组件对地块进行大面积翻开，并将翻出的土块进行粉碎，减小旋耕组件的工作阻力与功耗，降低部件损耗率，提高碎土率和供土量，进而提高培土效果；并且后续的培土装置和起垄装置，能够进行培土和对培土后的蔗垄进行修整和压实，减少因雨水冲刷而形成的沟壑，防止甘蔗倒伏，提高甘蔗产量，便于后续甘蔗收获作业的进行。

2.本发明破垄施肥起垄一体机的旋耕刀组为组合式设计，耕耙刀以可拆卸的方式安装于旋耕刀盘上，每个旋耕刀盘可安装若干个耕耙刀，构成不同螺旋线分布，耕耙刀的数量可以根据碎土率和供土量要求进行调整，通过增加耕耙刀数量，来提高碎土率，改善培土效果；另外，刀盘连接端上安装有套筒，通过更换不同长度的套筒，可以调整旋耕刀盘之间的相对距离，也可调整旋耕刀盘的数量，以达到改变旋耕刀组工作幅宽和调整耕幅的目的，从而使其适应不同的地况和不同的农艺要求。

3.本发明破垄施肥起垄一体机通过在旋耕组件上安装控土组件，能够与培土装置整合成为一个土壤输送系统，以将旋耕刀组旋耕时翻抛起来的土壤反弹并抛撒至甘蔗蔗兜附近，完成一次土壤分配，并通过后方的培土装置将土壤推至甘蔗蔗兜处，完成二次土壤分配，以解决当前甘蔗培土无法将土壤完全培至蔗兜的问题。

4.本发明破垄施肥起垄一体机在齿轮箱左右侧面布置切草刀组，可切割旋耕组件卷入的杂草，减少旋耕组件上的缠草，有效减少农户清理和维护机器的工作量；另外，在进行宿根蔗破垄作业时，切草刀组将旋入的蔗叶切断后，再由旋耕刀组粉碎后进行还田，省去了另外使用旋耕机进行蔗叶还田的步骤。

5.本发明的起垄装置包括起垄架和辊体，辊体又包括转轴和两个仿形起垄辊，能够对培土后的蔗垄进行修整和压实，减少因雨水冲刷而形成的沟壑，而这种沟壑会导致甘蔗蔗兜部缺土，甘蔗容易倒伏，降低产量，并影响后续收获作业。

附图说明

图1是根据本发明的驱动式甘蔗宿根蔗破垄施肥起垄一体机的三维结构示意图。

图2是根据本发明的驱动式甘蔗宿根蔗破垄施肥起垄一体机的另一个视角的三维结构示意图

图3是根据本发明的图1的右视示意图。

图4是根据本发明的图1的前视示意图。

图5是根据本发明的旋耕刀具的爆炸结构示意图。

主要附图标记说明：

1-机架，2-破垄前犁组件，201-前犁，202-前犁架，3-旋耕组件，301-旋耕刀组，3011-旋耕刀轴，3012-耕耙刀，3013-旋耕刀盘，3014-端盖，3015-螺栓顶盖，3016-弹簧垫圈，3017-套筒，302-齿轮箱，4-安装板，5-控土组件，6-培土装置，601-培土犁，602-连接架，603-培土架，7-起垄装置，701-圆柱辊，702-仿形起垄辊，703-弹簧，704-起垄架，705-转轴，8-施肥装置，801-链轮，802-链条，9-伸缩式联轴器，10-分动箱，11-切草刀组，1101-切草刀，1102-安装座。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

图1至图5显示了根据本发明优选实施方式的一种驱动式甘蔗宿根蔗破垄施肥起垄一体机的结构示意图，破垄施肥起垄一体机包括机架1以及至少两个破垄施肥起垄机构。参考图1至图5，机架1前端与行走机械连接，其中，行走机械可为拖拉机，机架1的前端与拖拉机的后端采用三点悬挂式连接方式，以通过拖拉机的行走，来带动破垄施肥起垄一体机移动，并能够通过拖拉机上的提升油缸对破垄施肥起垄一体机进行提升与下降操作，便于破垄施肥起垄一体机的转移和工作。两个破垄施肥起垄机构左右对称分布且均以能够左右移动的方式安装于机架1上，以调整两个破垄施肥起垄机构间的间距，从而使其适用于不同行距的甘蔗行，适用范围广，实用性强。其中，每个破垄施肥起垄机构包括破垄前犁组件2、旋耕组件3、控土组件5、施肥装置8、培土装置6以及起垄装置7。破垄前犁组件2包括前犁架202和两个前犁201，前犁架202的后端以能够左右移动的方式与机架1的前端连接，两个前犁201的上端以高度能够调节的方式与前犁架202的前端连接，能够根据旋耕组件3的切深来调整前犁201高度，且两个前犁201左右对称分布。旋耕组件3包括齿轮箱302和旋耕刀组301，齿轮箱302的上端设有齿轮箱输入轴，齿轮箱302的下端设有第一齿轮箱输出轴；旋耕刀组301与第一齿轮箱输出轴连接；齿轮箱302的上端以能够左右移动的方式安装于机架1上且位于破垄前犁组件2的后方，齿轮箱输入轴通过第一驱动机构驱动进行转动。施肥装置8以能够拆卸的方式安装于齿轮箱302的顶部且位于旋耕刀组301的后上方，施肥装置8通过第二驱动机构驱动进行转动施肥，用于对两侧的甘蔗行进行施肥。培土装置6以能够左右移动的方式安装于机架1上且位于施肥装置8的后下方，用于培土。起垄装置7以能够转动的方式安装于培土装置6的后侧，用于起垄。本发明的破垄施肥起垄一体机是专门用于甘蔗破垄培土作业的，目的是为了满足甘蔗破垄培土这一新的农艺要求，填补了甘蔗破垄培土没有专门的农业机械这一空白；使用时，破垄前犁组件2能够先剖开蔗地，并能够根据旋耕组件3的切深调整前犁201高度，局部翻开地块，进行破垄操作，便于后方旋耕组件3对地块进行大面积翻开，并将翻出的土块进行粉碎，减小旋耕组件3的工作阻力与功耗，降低部件损耗率，提高碎土率和供土量，进而提高培土效果；并且后续的培土装置6和起垄装置7，能够进行培土和对培土后的蔗垄进行修整和压实，减少因雨水冲刷而形成的沟壑，防止甘蔗倒伏，提高甘蔗产量，便于后续甘蔗收获作业的进行。

参考图1至图3，第一驱动机构可为电机，也可为与行走机械的动力输出轴相连接的传动机构。优选地，第一驱动机构包括分动箱10和两个伸缩式联轴器9，分动箱10安装于机架1上且位于两个破垄施肥起垄机构之间，分动箱10前端的动力输入轴通过万向节与行走机械的动力输出轴连接，分动箱10左右两侧的动力输出轴分别通过一个伸缩式联轴器9与一个旋耕组件3的齿轮箱输入轴连接，以将行走机械的旋转动力通过分动箱10输送给左右两个破垄施肥起垄机构的齿轮箱302上，再通过齿轮箱302输送给对应的旋耕刀组301，驱动旋耕刀组301转动碎土。其中，伸缩式联轴器9能够伸缩，以便于调整两个破垄施肥起垄机构的间距。

参考图1至图4，在每个破垄施肥起垄机构中，第二驱动机构可为电机，也可为与齿轮箱302连接的链传动机构。优选地，在每个破垄施肥起垄机构中，第二驱动机构包括两个链轮801和链条802，齿轮箱302的上端还设有第二齿轮箱输出轴，其中一个链轮801安装于第二齿轮箱输出轴上，另一个链轮801安装于施肥装置8的驱动轴上，链条802绕设于两个链轮801之间，以将齿轮箱302的驱动力传递给施肥装置8，驱动施肥装置8转动施肥。其中，施肥装置8为现有技术，市售可得。

参考图1和图4，优选地，旋耕刀组301的数量为两个，第一齿轮箱输出轴的数量也为两个，且两个第一齿轮箱输出轴分别设置于齿轮箱302的左右两侧，两个旋耕刀组301分别与一个第一齿轮箱输出轴连接，以便于进行旋耕碎土操作。

参考图5，优选地，旋耕刀组301包括旋耕刀轴3011、至少一个旋耕刀盘3013、至少两个套筒3017以及端盖3014。旋耕刀轴3011的内端通过花键与第一齿轮箱输出轴连接，该旋耕刀轴3011的外端为刀盘连接端，刀盘连接端的外圆周面的横截面呈椭圆状，以与其内端形成台阶面，便于驱动旋耕刀盘3013转动。旋耕刀盘3013的中部开设有与刀盘连接端相配合连接的通孔，旋耕刀盘3013的上设有若干个沿同一圆周方向均匀分布的耕耙刀3012，且所有的耕耙刀3012所围成的圆周面的圆心与旋耕刀盘3013的轴线共线，每个耕耙刀3012通过螺栓与旋耕刀盘3013可拆卸连接，便于耕耙刀3012的拆装。每个旋耕刀盘3013可安装若干个耕耙刀3012，构成不同螺旋线分布，耕耙刀3012的数量可以根据碎土率和供土量要求进行调整，通过增加耕耙刀3012数量，来提高碎土率，改善培土效果。每个套筒3017均活动套设于刀盘连接端上；当旋耕刀盘3013的数量为一个时，两个套筒3017分别位于旋耕刀盘3013的内外两侧；当旋耕刀盘3013的数量至少为两个时，套筒3017的数量与旋耕刀盘3013的数量相同，两个相邻的旋耕刀盘3013之间设有一个套筒3017，位于最外侧的旋耕刀盘3013的外侧设有一个套筒3017，位于最内侧的旋耕刀盘3013抵靠在台阶面上。端盖3014以能够拆卸的方式与刀盘连接端的外端连接，且端盖3014的内端与位于最外侧的套筒3017的外端相互抵靠，压紧轴向各个零件，避免轴向串动。其中，端盖3014通过螺栓顶盖3015与刀盘连接端的外端螺纹连接，且螺栓顶盖3015与端盖3014之间设有弹簧垫圈3016，避免螺纹松动。通过更换不同长度套筒3017，可以调整旋耕刀盘3013的相对距离，也可以调整旋耕刀盘3013的数量，以达到改变旋耕刀组301工作幅宽和耕幅的目的，从而使其适应于不同的地况和不同的农艺要求。

参考图1至图4，优选地，每个破垄施肥起垄机构还包括控土组件5，控土组件5包括两个控土板，两个控土板对称的设置于齿轮箱302的左右两侧，每个控土板包括顶板、后侧板和外侧板，后侧板的上端与顶板的后端连接，且后侧板自上至下向后倾斜；外侧板的上端与顶板的外端连接，且外侧板自上至下向外倾斜，以便于控制被翻抛起来的土壤的流向，将土壤输送至蔗兜处。

参考图3和图4，优选地，齿轮箱302的左右两侧壁上均设有切草刀组11，每个切草刀组11包括若干个沿上下方向间隔分布的切草刀1101，每个切草刀1101通过安装座1102与齿轮箱302可拆卸连接，可切割旋耕组件3卷入的杂草，减少旋耕组件3上的缠草，有效减少农户清理和维护机器的工作量；另外，在进行宿根蔗破垄作业时，切草刀组11将旋入的蔗叶切断后，再由旋耕刀组301粉碎后进行还田，省去了另外使用旋耕机进行蔗叶还田的步骤。

参考图1至图4，优选地，培土装置6包括连接架602和培土犁601。连接架602的前端以能够左右移动的方式安装于机架1的后端，培土犁601的上端通过培土架603以高度能够调节的方式安装于连接架602上，便于调整甘蔗的培土高度；培土犁601能够将旋耕刀组301旋耕后的碎土拨向两侧甘蔗行的蔗兜处，对甘蔗进行培土。进一步优选地，培土架603的上端开设有若干个第一连接孔，连接架602上开设有第二连接孔，采用螺栓连接第二连接孔和不同的第一连接孔，便能够调节培土犁601的高度。

参考图1至图4，优选地，起垄装置7包括起垄架704和辊体，起垄架704的上端以能够前后摆动的方式与连接架602连接，辊体以能够转动的方式安装于起垄架704的下端。且起垄架704自前至后向下倾斜，起垄架704的中部通过弹性机构与连接架602连接，弹性机构为弹簧703，通过弹性机构的作用，能够使辊体对地面形成压紧力，使辊体弹性浮动。进一步优选地，在每个起垄装置7中，辊体包括转轴705和两个仿形起垄辊702，转轴705的中部与起垄架704转动连接，两个仿形起垄辊702分别设置于转轴705的左右两端，每个仿形起垄辊702呈大口方向朝内的圆锥状；其中，在两个起垄装置7中，位于左右两侧的两个仿形起垄辊702的外侧均设有一个圆柱辊701，位于中间的两个仿形起垄辊702通过一个圆柱辊701连接，每个圆柱辊701的直径由两端向中间逐渐减小，通过仿形起垄辊702和圆柱辊701的作用，能够对培土后的蔗垄进行修整和压实。

参考图3，优选地，在每个破垄施肥起垄机构中，前犁201的上端沿上下方向开设有若干个第三连接孔，前犁架202在与每个前犁201对应的位置上开设有第四连接孔，采用螺栓连接第四连接孔和不同的第三连接孔，便能够调整前犁201的高度。

参考图1至图4，优选地，为了便于破垄前犁组件2、旋耕组件3和培土装置6的左右移动，前犁架202的后端设有连接装置，齿轮箱302的前后两端分别设有一个连接装置，以及连接架602的前端设有连接装置。连接装置包括两个间隔分布的安装板4，其中一个安装板4固定在前犁架202、齿轮箱302或连接架602上，另一个安装板4活动设置，安装时，将机架1的横杆夹设在两个安装板4之间，采用螺栓将两个安装板4紧固连接，需要移动时，松开螺栓，左右滑动前犁架202、齿轮箱302或连接架602，将其调整至所需位置后，再拧紧螺栓即可，调整方式简单方便。

采用本发明提供的一种驱动式甘蔗宿根蔗破垄施肥起垄一体机，可以对机械化收获后的蔗地进行破垄施肥培土，也可以对新植蔗蔗地进行破垄施肥培土，还可以针对不同种植行距的甘蔗进行工作部件间距的调整。破垄时，先使用破垄前犁组件2预先对地块进行剖开切分，再使用旋耕组件3对地块进行二次剖开与粉碎土块，提高碎土率，改善破垄培土时的作业效果，降低旋耕组件3的功耗，提高旋耕组件3的耐久度。通过调整旋耕刀组301的宽度，可以对不同耕幅的甘蔗种植行进行破垄施肥培土作业，避免了由于耕幅不合适而损伤蔗苗的情况。并能够将旋耕组件3、控土组件5、培土装置6及起垄装置7整合成为一个土壤分配输送系统，经由旋耕组件3翻抛起的土壤运动方向不一，一部分运动至控土组件5后，被反弹至蔗兜处，完成第一阶段培土；一部分运动至培土犁601上，与培土犁601从垄沟提升起来的土壤混合后，受到培土犁601侧壁的挤压运动至蔗兜处，最后利用起垄装置7推动剩余土壤进入蔗兜，并对蔗垄进行修整和压实，完成第二阶段培土，提高培土效果。采用本发明的破垄施肥起垄一体机，碎土率可达90％以上，培土高度可达15cm以上。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。