一种适用于复合种植的行间机械除草装置及除草机

技术领域

本发明涉及一种农业机械，尤其是一种除草机，具体的说是一种适用于复合种植的行间机械除草装置及除草机。

背景技术

大豆-玉米带状复合种植技术能充分发挥根瘤固氮作用及边际效应，保证粮油种植效能、效率、效益的最大化，是当下我国缓解粮油争地矛盾，保障粮油供给的重要手段。大豆-玉米带状复合种植下，作物具有条带分割、高低错位、营养物质极其丰富、作物农药敏感度差异等显著特点，草害较单一种植模式更为严重。

实际生产中一般采用喷施除草剂的方式对玉米大豆播种前或播后苗前进行灭茬和杂草封闭处理，但是化学除草易造成环境污染和食品安全问题。机械除草是一种绿色高效的除草方法，但是目前的除草机械均是针对单一品种（单一行距）设计的，不能满足大豆-玉米带状复合种植模式下除草要求。主要原因在于常见的铲式和刀式除草结构的（1）工作宽度不可调，不适用于复合种植的变行距模式；（2）工作宽度窄，除草区域无法有效覆盖单个行距；（3）仅仅切除杂草的茎秆，与土壤团聚形态的杂草容易复生。

因此，需要加以改进，以便更好的满足农业生产的需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种适用于复合种植的行间机械除草装置及除草机，通过模块化设计，使其能够有效适应具有不同行距的复合种植区域的除草需求，提高了生产效率。

本发明的技术方案是：

一种适用于复合种植的行间机械除草装置，包括除草组件和机架部件，所述除草组件包括除铲草部件、主要碎草部件、辅助碎草部件和传动部件；

所述除铲草部件包括除铲草刀、左固定安装板、右固定安装板和转动圆环；所述左固定安装板和右固定安装板为大小相同的圆盘状，相互平行间隔设置，其间距与种植区的行间距相适应；所述转动圆环为两个，分别活动的套接在所述左、右固定安装板上；所述除铲草刀设置于所述左、右固定安装板之间，其两端分别与所述转动圆环相连；该除铲草刀为多把，均匀的间隔设置；

所述主要碎草部件设置于所述左、右固定安装板之间，包括碎草主轴；所述碎草主轴为长度可调的直杆状，其两端活动的安装在设于所述左、右固定安装板中心的主安装孔内，其上设有多把均匀分布的碎草刀；

所述辅助碎草部件设置于所述左、右固定安装板之间，包括碎草桶和碎草刀轴；所述碎草桶为纵剖的半圆柱筒形，其侧平面为开敞，其长度与所述左、右固定安装板之间的距离相适应，其两端的中心处分别设有环形安装块；所述碎草刀轴为长度可调的直杆状，设置于所述碎草桶中，其两端活动的穿过所述安装块后，再活动的安装在设于所述左、右固定安装板上的辅安装孔内；该碎草刀轴设有多把均匀分布的碎草刀；

所述传动部件包括内啮合齿轮、小齿轮和大齿轮；所述内啮合齿轮的大小与所述转动圆环相当，并与所述右固定安装板上的转动圆环相连且同心；所述大齿轮固定在所述碎草主轴的一端，并与所述内啮合齿轮共面；所述小齿轮为多个，均布于所述大齿轮和内啮合齿轮之间，且同时与所述大齿轮和内啮合齿轮相啮合；其中一个所述小齿轮固定在所述碎草刀轴的一端，其他所述小齿轮分别通过齿轮转轴活动的安装在设有所述右固定安装板上的齿轮安装孔中；

所述机架部件包括机架；该机架为矩形框架，其两侧边框上分别设有连接孔；所述除草组件设置于该机架中；所述碎草主轴的两端活动的安装在所述连接孔内；所述机架的前端设有仿形轮组件。

进一步的，所述转动圆环通过大轴承与所述左固定安装板或右固定安装板相连。

进一步的，所述除铲草刀包括安装刀柄和刀片组件；所述安装刀柄为直杆状，其长度与所述左、右固定安装板之间的距离相适应；所述刀片组件由刀片左模块和刀片右模块拼接而成，或由刀片左模块、刀片中间模块和刀片右模块拼接而成；所述刀片组件的底边与所述安装刀柄相连，其顶边设有凸起的尖刃；所述刀片组件上设有多个贯通的小孔。

进一步的，所述碎草主轴由主轴左段和主轴右段拼接而成，或由主轴左段、主轴中段和主轴右段拼接而成；所述大碎草刀为“7”字形折板，其下端固定在所述碎草主轴上，其上端为悬空，沿所述碎草主轴的周向螺旋形交错设置。

进一步的，所述碎草刀轴由刀轴左段和刀轴右段拼接而成，或有刀轴左段、刀轴中段和刀轴右段拼接而成；所述小碎草刀为“7”字形折板，其下端固定在所述碎草刀轴上，其上端为悬空，沿所述碎草刀轴的周向螺旋形交错设置，并能够在所述碎草桶内转动。

进一步的，所述主安装孔、辅安装孔、齿轮安装孔和安装块中均安装有轴承。

进一步的，所述小齿轮为三个；所述齿轮安装孔和辅安装孔与所述小齿轮的位置相对应；所述大齿轮的侧边设有与其相连且同心的链轮I。

进一步的，所述机架的两侧设有机盖；该机盖能够遮盖所述传动部件；所述机架的前部设有与其相连的加强横杆。

进一步的，所述仿形轮组件包括仿形框架和行走轮；该仿形框架为四角铰接的竖置的四边形，其顶边和底边之间设有弹簧；所述行走轮为车轮状，其轮轴通过支撑杆和连接块与所述仿形框架的底边相连。

一种适用于复合种植的除草机，包括架体和所述除草装置；所述架体为矩形框架，其横向长度与复合种植区相适应，其后端与所述除草装置的机架的前端相连，其前端与拖拉机相连；所述除草装置为两台或两台以上，并排设置；各所述除草装置的宽度与复合种植区域的行间宽度相适应；还包括链轮轴；该链轮轴活动的穿装在立柱的上端；该立柱的下端固定在所述架体上；所述链轮轴上设有链轮II和链轮III；该链轮II通过链条与所述链轮I相连；该链轮III通过链条与设于减速器输出轴上的链轮IV相连；该减速器的输入轴与所述拖拉机的发动机相连。

本发明的有益效果：

（1）对除铲草刀、主要碎草部件、碎草刀轴模块均采用模块化设计，可针对玉米大豆复合种植模式，通过简单的改变模块数量来适应不同的行距要求，有效提高了复合种植区的除草效率。

（2）纯机械除草设计，可以适用于有机品种种植的除草要求；

（3）通过除铲草刀切断杂草根部，并把杂草连根铲起，再通过主要碎草部件和辅助碎草部件打碎作业，增强了杂草的损伤效果；

（4）除铲草刀上设有凸起的尖刃，可以快速切断土壤，防止通过撕扯来切削土壤，可以有效保护玉米大豆根系。

附图说明

图1是本发明的大行距模块除草装置的结构示意图。

图2是本发明的大行距模块中的除铲草部件的结构示意图。

图3是本发明的大行距模块中的主要碎草部件的结构示意图。

图4是本发明的大行距模块中的辅助碎草部件的结构示意图。

图5是本发明的大行距模块中的传动部件的结构示意图。

图6是本发明的大行距模块中的机架部件的结构示意图。

图7是本发明中的仿形轮组件的结构示意图。

图8是本发明的小行距模块除草装置的结构示意图。

图9是本发明的小行距模块中的除铲草部件的结构示意图。

图10是本发明的小行距模块中的主要碎草部件的结构示意图。

图11是本发明的小行距模块中的辅助碎草部件的结构示意图。

图12是本发明的小行距模块中的机架部件的结构示意图。

图13本发明的除草机的结构示意图。

其中，1-机架部件；2-主要碎草部件；3-除铲草刀部件；4-传动部件；5-辅助碎草部件；6-仿形轮组件；101-机架；102-加强横杆；103-连接孔；104-机盖；201-主轴左段；202-主轴中段；203-主轴右段；204-销轴；205-大碎草刀；301-左固定安装板；302-安装刀柄；303-小孔；304-刀片左模块；305-刀片中间模块；306-刀片右模块；307-大轴承；308-转动圆环；309-右固定安装板；310-齿轮安装孔；311-主安装孔；312-辅安装孔；401-大齿轮；402-内啮合齿轮；403-小齿轮；501-碎草桶；502-刀轴左段；503-刀轴中段；504-小碎草刀；505-刀轴右段；506-安装块；601-仿形框架；602-连接块；603-行走轮；604-弹簧；605-支撑杆；606-轮轴；701-链轮Ⅰ；702--链轮Ⅱ；703-链轮Ⅲ；704-链轮Ⅳ；705-链轮轴；706-链条；8-架体；9-立柱；10-输出轴；11-输入轴；12-减速器。

实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。文中所涉的“左”、“右”、“前”、“后”、“上”、“下”等表述均为便于技术方案的描述，并非是对技术方案的限定。

本发明一种适用于复合种植的行间机械除草装置包括大行距模块和小行距模块。

如图1至7所示，一种适用于复合种植的行间机械除草装置的大行距模块，包括除草组件和机架部件1。

所述除草组件包括除铲草部件3、主要碎草部件2、辅助碎草部件5和传动部件4等。

所述除铲草部件包括除铲草刀、左固定安装板301、右固定安装板309和转动圆环308。所述左固定安装板301和右固定安装板309为大小相同的圆盘状，相互平行间隔设置，其间距与种植区的行间距相适应。所述转动圆环308为两个，分别通过大轴承307套接在所述左、右固定安装板上，使其可以与所述左、右固定安装板作相对转动。

所述除铲草刀设置于所述左、右固定安装板之间，包括安装刀柄302和刀片组件。

所述安装刀柄302为直杆状，其长度与所述左、右固定安装板之间的距离相适应，其两端与所述转动圆环308相连。所述刀片组件由刀片左模块304、刀片中间模块305和刀片右模块306拼接而成，以便适应大行距。各刀片模块的端面为凹凸形状，便于拼接时位置准确。所述刀片组件的底边与所述安装刀柄302通过螺栓进行连接，其顶边设有凸起的尖刃，可以有效防止在铲草过程中根土复合体从刃口方向掉落。所述刀片组件上设有多个贯通的小孔303，可以在切除杂草根部时来降低土壤的阻力，同时也使碎土直接掉落来降低负载。

所述除铲草刀为十把，均匀的间隔设置。同时，该除铲草刀为倾斜设置，便于在滚动中插入土壤中。工作时，所述除铲草刀随所述转动圆环的转动而滚动，入土一定深度并发生转动，从后往前对杂草的根部进行切除，并把切除后得到的杂草根土复合体带离地面，并且在到达一定高度后抛落到主要碎草部件和辅助碎草部件上。

所述主要碎草部件2设置于所述左、右固定安装板之间，包括碎草主轴和大碎草刀205。

所述碎草主轴为直杆状，由主轴左段201、主轴中段202和主轴右段203拼接而成，以便适应大行距除草需求。所述主轴左段201和主轴中段202拼接端面上，以及所述主轴中段202和主轴右段203的拼接的端面上分别设有相互对应的凹孔和凸块。该凹孔和凸块为相同形状，如方形，便于两者对接。同时，在凹孔和凸块上设有贯通的销轴孔，可以用销轴204插入该销轴孔而将两者连接牢固。

所述大碎草刀205为“7”字形折板，其下端固定在所述碎草主轴上，其上端为悬空。该大碎草刀205为十把，沿所述碎草主轴的周向双螺旋布置，可以随所述碎草主轴的转动来切碎被带离地面的根土复合体。

所述碎草主轴的两端活动的安装在设于所述左、右固定安装板中心的主安装孔311内，并在该主安装孔311内设置轴承，使所述碎草主轴转动灵活。

所述辅助碎草部件5设置于所述左、右固定安装板之间，包括碎草桶501、碎草刀轴和小碎草刀504等。

所述碎草桶501为纵剖的半圆柱筒形，其侧平面为开敞，其长度与所述左、右固定安装板之间的距离相适应，其两端的中心处分别设有环形安装块506。

所述碎草刀轴为直杆状，由刀轴左段502、刀轴中段503和刀轴右段505拼接而成，以便适应大行距除草。该碎草刀轴的拼接方法与所述碎草主轴的拼接方法相同。

该碎草刀轴设置于所述碎草桶501中，其两端活动的穿过所述安装块506后，再活动的安装在设于所述左、右固定安装板上的辅安装孔312内，使所述碎草刀轴沿所述辅安装孔转动时，所述碎草桶不跟随所述碎草刀轴转动。所述安装块,506和辅安装孔312内均设有轴承，以便使转动灵活。

所述小碎草刀504的形状与所述大碎草刀205基本相同，其下端固定在所述碎草刀轴上，其上端为悬空。所述小碎草刀504为多把，沿所述碎草刀轴的周向螺旋形交错均匀设置。该小碎草刀504的高度与所述碎草桶501的内径相适应，使其可以随所述碎草刀轴在所述碎草桶内转动，进一步切碎被带离地面的根土复合体。

所述辅助碎草部件5安装在所述主要碎草部件2的前面，且，所述碎草主轴和碎草刀轴的旋转方向相反，进一步提高碎草的效率。

所述传动部件4包括内啮合齿轮402、小齿轮403和大齿轮401。

所述内啮合齿轮402的大小与所述转动圆环308相当，并与所述右固定安装板3上的转动圆环308相连且同心，使两者同步转动。

所述大齿轮401固定在所述主轴右段203的端部，以便带动所述碎草主轴转动。该大齿轮401还同时与链轮I701相连且两者同心。

所述小齿轮403为三个，与所述大齿轮401与内啮合齿轮402共面，并均布于所述大齿轮401和内啮合齿轮402之间，且同时与所述大齿轮401和内啮合齿轮402相啮合，以便通过所述小齿轮403来带动所述啮合齿轮402的转动。其中一个所述小齿轮固定在所述刀轴右段505的端部，以便带动所述碎草刀轴转动。其他所述小齿轮分别通过齿轮转轴活动的安装在设有所述右固定安装板309上的齿轮安装孔310中。该齿轮安装孔310中设有轴承，使转动灵活。

所述机架部件1包括机架101。该机架101为矩形框架，其两侧边框上分别设有连接孔103。所述除草组件设置于该机架101中，并使所述碎草主轴的两端活动的安装在所述连接孔103内，形成滚筒状结构。同时，该连接孔103内设有轴承，使所述碎草主轴转动更灵活。

所述机架101的前端设有仿形轮组件6。该仿形轮组件6包括仿形框架601和行走轮603。该仿形框架601为四角铰接的竖置的四边形，其顶边和底边之间设有弹簧604，使该顶边和底边之间在受到外部压力时可以相互靠近，并在外力消除后，通过所述弹簧的作用而回复原状。所述行走轮603为车轮状，其轮轴606通过支撑杆605和连接块602与所述仿形框架601的底边相连。当行走轮经过不平的地面时，可以通过所述仿形框架的作用而使机架保持平稳，确保除铲草刀的入土深度一致。

所述机架101的两侧分别设有机盖104。该机盖104能够遮盖所述传动部件4，防止杂物对传动部件的影响。同时，所述机架101的前部设有与其相连的加强横杆102。该加强横杆102为“门”字形，其长度与所述机架101的宽度相当，设置于所述机架101的上方，其两端与所述机架101相连，可以增大所述机架的结构强度。

如图8至12所示，一种适用于复合种植的行间机械除草装置的小行距模块，其结构与所述大行距模块基本相同，主要区别在于：

所述刀片组件由刀片左模块和刀片右模块拼接而成；所述安装刀柄的长度也相应缩短；

所述碎草主轴由主轴左段7和主轴右段9拼接而成；

所述碎草刀轴由刀轴左段和刀轴右段拼接而成，同时，所述碎草桶的长度相应的缩短。

所述碎草主轴的拼接方法，以及碎草刀轴的拼接方法均与大行距模块中的拼接方法相同。通过上述调整，可以使除草装置的宽度与复合种植区的小行距的宽度相适应。

如图13所示，本发明一种适用于复合种植的除草机，包括架体8和所述除草装置。

所述架体8为矩形框架，其横向长度与复合种植区相适应，其后端与所述除草装置的机架101的前端相连，其前端与拖拉机相连，以便在所述拖拉机的带动下移动。

所述除草装置为两台或两台以上，并排设置。本实施例应用于玉米大豆复合种植4+2模式区域，即，两边分别种一行玉米，中间种四行大豆，形成了三种行间：玉米行间、玉米大豆行间和大豆行间。其中，玉米行间和大豆行间均为小行距，玉米大豆行间为大行距。相应的，本发明共设置了7台除草装置，包括2台大行距模块和5台小行距模块。其中2台小行距模块位于最外两侧，然后向内分别是2台大行距模块。其余的3台小行距模块居于中间。

还包括链轮轴705。该链轮轴705活动的穿装在立柱9的上端。该立柱9的下端固定在所述架体8上，使所述链轮轴705位于所述架体8的上方。

所述链轮轴705上设有链轮II702和链轮III703。所述链轮II702的数量和位置与所述链轮I701相对应，并通过链条706与所述链轮I701相连。所述链轮III703通过链条与设于减速器12输出轴10上的链轮IV704相连。该减速器12的输入轴11与所述拖拉机的发动机相连。

本发明的工作过程为，在拖拉机的驱动下，带动所述链轮轴转动，进而可通过链轮I带动大齿轮转动，使除草组件工作。然后，除铲草刀把行间的杂草连根切断并带出土壤，在到达一定高度时杂草掉落，经由主要碎草部件上的大碎草刀和辅助碎草部件的小碎草刀来切碎带根土杂草，从而有效防止杂草的复生，减少作业环节。同时，通过不同行距模块的组合，可以充分满足复合种植区域内不同行距的除草需求，极大的提高了工作效率。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。