一种寒地玉米秸秆深埋还田机

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体是涉及一种寒地玉米秸秆深埋还田机。

背景技术

目前，对东北寒地黑土区域的土壤保护措施主要包括秸秆覆盖免耕播种、深松、减化肥增加有机肥以及秸秆还田等措施。秸秆还田技术不仅可以使耕作层增加，而且可以显著提高土壤有机质含量，已经成为了东北黑土层保护的一项重要措施其中。玉米秸秆单纯还田至完全腐解变为有机质至少需要 2-3 年时间，如果湿度和温度过低，可能降解的时间更长。近年来将秸秆粉碎至5厘米左右后，喷洒腐解菌剂然后将秸秆深埋至土壤30厘米以下是近年来逐步推广的一项秸秆还田技术，是有效促进秸秆腐解的重要措施。

现有的秸秆喷洒腐解菌剂后还田深埋大多采用秸秆粉碎施菌与秸秆深埋两套设备。现有的秸秆粉碎施菌机大多为后置式，拖拉机轮辙会压紧秸秆易造成粉碎效果不理想的现象，同时后置式的秸秆粉碎施菌机在进行作业后，需要更换秸秆深埋机进行作业，如此需要分成两步进行作业，消耗大量的农耕周期，工作效率低，并且施菌器不能按照秸秆粉碎施菌机的工作状况自动启停，照成了大量的腐解菌剂的浪费。现有的秸秆还田深埋设备大多采用将秸秆翻出后直接翻入土壤，由于秸秆比重轻，在机械翻压作业中会导致秸秆在空间分布大上多集中在土壤的中层，仅有少量秸秆分布在地下30厘米的土壤深层，作业质量较差。并且秸秆还田后存在参与秸秆腐解的相关土壤微生物与作物争氮的现象，因此为秸秆还田进行合理的氮肥配施也尤为重要。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提供种寒地玉米秸秆深埋还田机，秸秆粉碎施菌装置与秸秆还田深埋施肥装置同时工作，仅需一次作业就完成秸秆粉碎施菌与秸秆深埋的工作，提高了作业效率并且解决了拖拉机轮辙会压紧秸秆造成漏割的问题，施菌器也能按照秸秆粉碎施菌机的工作状况自动启停。并且也能够将地表的秸秆深埋至土壤30厘米以下的同时根据秸秆还田深埋施肥机的行驶速度施撒氮肥，提高了秸秆腐解速率，实现资源合理配置与农业区域绿色可持续发展。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种寒地玉米秸秆深埋还田机，包括拖拉机、秸秆还田深埋施肥装置和秸秆粉碎施菌装置，所述秸秆还田深埋施肥装置前部设置有深埋装置悬挂机构，所述深埋装置悬挂机构上设置有支撑梁，所述支撑梁上设置有深翻犁支架与地轮支架，所述深翻犁支架上设置有深翻犁，所述地轮支架上设置有地轮，所述秸秆粉碎施菌装置后部设置有粉碎装置悬挂机构，所述秸秆粉碎施菌装置上设有粉碎刀轴，所述粉碎刀轴上设置有粉碎动刀，所述拖拉机前部设置有前支架，所述前支架上设置有药箱，所述拖拉机后部通过深埋装置悬挂机构与秸秆还田深埋施肥装置连接，所述拖拉机前部通过粉碎装置悬挂机构与秸秆粉碎施菌装置连接；

所述秸秆还田深埋施肥装置内的支撑梁上从前向后依次固定有深翻犁支架、施肥机构、清理板支架、地轮支架；所述清理板支架上下两端分别与两个秸秆清理板连接，所述秸秆清理板位于深翻犁的后方，所述秸秆清理板底边的水平高度低于深翻犁底边的水平高度，所述秸秆清理板的作业区域为下一次深翻犁作业的区域，所述施肥机构设置有两个，所述两个施肥机构固定在支撑梁上下两侧，所述深翻犁、秸秆清理板、施肥机构、地轮都相对于支撑梁对称布置，所述施肥机构上设置有施肥管，所述施肥管下端设置在深翻犁后面；

所述秸秆粉碎施菌装置，包括机架，所述机架中后部表面设置传动箱，所述传动箱上设置有传动箱输入轴和输出轴，所述传动箱输入轴与拖拉机的分动箱连接，所述输出轴一端连接皮带轮一，所述皮带轮一与皮带轮二通过皮带连接，所述粉碎刀轴穿过机架与皮带轮二连接，所述输出轴另一端连接水泵，所述水泵通过进药管与药箱连接，所述水泵的出水口与输药管连接，所述输药管上设置有喷药头，所述喷药头固定在机架的上部，所述喷药头的喷嘴穿过机架，所述输药管上设置有电磁阀，所述输药管与溢流阀连接，所述溢流阀通过回药管与药箱连接，所述机架上设置有倾斜开关，所述倾斜开关通过导线与电磁阀连接。

进一步的，所述施肥机构包括肥料箱，所述肥料箱底部开有长方形的孔，所述肥料箱底部长方形的开孔处设置有排肥管，所述肥料箱底部的左右两边设置有支撑板，所述支撑板下端有施肥机构输入轴穿过，所述施肥机构输入轴上固定有施肥器，所述施肥器位于两个支撑板之间，所述施肥器紧贴在排肥管下部，所述施肥器一侧开有凹槽，所述肥料箱的底部设置有集肥器，所述集肥器底部与施肥管上端相连通。

进一步的，所述排肥管底部的左右两边开设半圆形的凹槽，所述施肥器两端紧贴在排肥管底部的半圆形凹槽，所述施肥器两侧紧贴在排肥管的侧壁上。

进一步的，所述支撑板、排肥管与施肥器均在集肥器内部。

进一步的，所述地轮的中心固定有中心轴，所述中心轴穿过地轮支架上的轴承与输出万向节连接，所述输出万向节通过传动轴与输入万向节连接，所述输入万向节与施肥机构上的施肥机构输入轴连接。

进一步的，所述秸秆粉碎施菌装置结构宽度设置为秸秆还田深埋施肥装置最大工作宽度的两倍。

进一步的，所述支撑梁为空心长条状。

进一步的，所述倾斜开关采用水银开关。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

它通过秸秆粉碎施菌装置的结构设计，解决了拖拉机轮辙会压紧秸秆造成漏割的问题，并且在拖拉机后面秸秆还田深埋施肥装置与前置式秸秆粉碎施菌机一同作业，提高了工作效率；采用倾斜开关与电磁阀，使施菌器也能按照秸秆粉碎施菌机的工作状况自动启停。通过深翻犁将土地翻出一条深沟，然后通过施肥机构根据秸秆还田深埋施肥机的行驶速度在深沟内施加肥料，秸秆清理板可以将深翻犁下一次作业位置上的秸秆推送到深翻犁刚开的深沟中，深翻犁下一次作业时将清扫完秸秆的土壤翻到之前开好的沟中，确保秸秆能够全部深埋在地下30~40厘米处。进而解决了现有秸秆深埋机，深埋秸秆空间分布过浅以及秸秆腐解的相关土壤微生物与作物争氮的问题。秸秆粉碎施菌装置的工作宽度约为秸秆还田深埋施肥装置工作宽度的两倍，秸秆粉碎施菌装置能够对地面上的被粗略粉碎过的秸秆再次粉碎两遍，进而满足秸秆粉碎至5厘米左右的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为秸秆深埋施肥装置的结构示意图；

图3为秸秆深埋施肥装置的俯视图；

图4为深埋装置悬挂机构的结构示意图；

图5为施肥机构的结构示意图；

图6为秸秆粉碎施菌装置右视图；

图7为秸秆粉碎施菌装置结构示意图；

图8为秸秆粉碎施菌装置的俯视图；

图9为秸秆粉碎施菌装置的底视图。

以上各图中， 1、深埋装置悬挂机构；1-1、翻转油缸；1-2、支撑梁；1-3、短调节油缸；1-4、长调节油缸；1-5、悬挂轴；1-6、连接板；1-7、悬挂架； 2、深翻犁；3、深翻犁支架；4、秸秆清理板；5、输出万向节；6、输入万向节；7、地轮支架；8、地轮；9、施肥机构；9-1、肥料箱；9-2、施肥箱；9-3、排肥管；9-4、施肥管；9-5、施肥器；9-6、支撑板；9-7、集肥器；9-8、施肥机构输入轴；9-9、凹槽；10、清理板支架；11、中心轴；12、传动轴；13、前支架；14、上拉杆；15、上悬挂；16、传动轴；17、万向节；18、回药管；19、喷药头；20、皮带；21、水泵；22、传动箱输入轴；23、粉碎动刀；24、粉碎刀轴；25、拖拉机；26、下悬挂；27、提升油缸；28、下拉杆；29、皮带轮一；30、皮带轮二；31、秸秆还田深埋施肥装置；32、秸秆粉碎施菌装置；33、输药管；34、倾斜开关；35、电磁阀；36、溢流阀；37、进药管；38、输出轴；39、传动箱；40、粉碎定刀；41、机架；42、药箱。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

由图1-图9所示。一种寒地玉米秸秆深埋还田机，包括秸秆还田深埋施肥装置31、秸秆粉碎施菌装置32以及拖拉机25，秸秆还田深埋施肥装置31挂载在拖拉机25的后部，秸秆粉碎施菌装置32挂载在拖拉机25的前部。

秸秆还田深埋施肥装置31包括深埋装置悬挂机构1，深埋装置悬挂机构1位于秸秆还田深埋施肥装置31的最前端，深埋装置悬挂机构1包括悬挂架1-7，悬挂架1-7上设置有悬挂轴1-5，悬挂架1-7与拖拉机后悬挂的液压油缸连接，悬挂架1-7与悬挂轴1-5共同与拖拉机25后部相连，悬挂架1-7还设置有翻转油缸1-1，翻转油缸1-1与拖拉机的液压输出端连接，翻转油缸1-1工作可以使悬挂架1-7后面的秸秆还田深埋施肥装置31构旋转180度。悬挂架1-7后面连接有连接板1-6，悬挂架1-7经过连接板1-6与支撑梁1-2连接；悬挂架1-7连接有长调节油缸1-4，连接板1-6上设置有短调节油缸1-3，长调节油缸1-4与短调节油缸1-3与拖拉机的液压输出端连接，支撑梁1-2在长调节油缸1-4与短调节油缸1-3的作用下可以改变的倾斜角度，进而改变秸秆还田深埋施肥装置31的工作宽度。深埋装置悬挂机构1属于现有技术。

秸秆还田深埋施肥装置31上的支撑梁1-2为空心长条状，支撑梁1-2上从前向后依次固定有深翻犁支架3、施肥机构9、清理板支架10、地轮支架7，支撑梁1-2与秸秆还田深埋施肥装置31的前进方向有一定夹角，支撑梁1-2头部固定有深翻犁支架3，深翻犁支架3上下两端分别与两个深翻犁2连接，两个深翻犁2相对于支撑梁1-2对称布置，深翻犁2用于深翻土壤，根据深翻犁2的尺寸在本实施例中深翻犁2的最大工作深度为40厘米，最大工作宽度为120厘米。

秸秆还田深埋施肥装置31上的清理板支架10通过螺栓固定在支撑梁1-2上，清理板支架10位于施肥机构9的后方以及地轮支架7的前方，清理板支架10上固定有秸秆清理板4，清理板支架10上下两端分别与两个秸秆清理板4连接，两个秸秆清理板4相对于支撑梁1-2对称布置，深翻犁2的底边的水平高度高于秸秆清理板4的底边的水平高度，在本实施例中深翻犁2与秸秆清理板4的底边高度差为36厘米；深翻犁2用于开沟，并将深层土壤翻到与其相邻的前一犁幅进而达到土壤深翻的效果，秸秆清理板4位于下一次深翻犁2作业的位置，秸秆清理板4可以将深翻犁2下一次作业位置上的秸秆推送到深翻犁2刚开的沟中，深翻犁2下一次作业时将清扫完秸秆的土壤翻到之前开好的沟中，确保秸秆能够全部深埋在地下30~40厘米处。

秸秆还田深埋施肥装置31上的地轮支架7通过螺栓固定在支撑梁1-2上，地轮支架7位于支撑梁1-2的尾部，地轮支架7上固定有地轮8，地轮支架7上下两端分别与两个地轮8连接，两个地轮8相对于支撑梁1-2对称布置；地轮8的中心固定有中心轴11，中心轴11穿过地轮支架7上的轴承与输出万向节5连接，输出万向节5通过传动轴12与输入万向节6连接，输入万向节6与施肥机构9上的施肥机构输入轴9-8连接，在地轮8转动时，即可将地轮8旋转的动力通过万向节与传动轴12传送到施肥机构9的内部的施肥机构输入轴9-8。

秸秆还田深埋施肥装置31上的施肥机构9设置有两个，两个施肥机构9通过螺栓固定在支撑梁1-2上下两侧，施肥机构9位于深翻犁支架3的后方以及清理板支架10的前方，施肥机构9包括肥料箱9-1，肥料箱9-1上部为长方体状下部向内倾斜为倒四棱锥状，肥料箱9-1底部开有长方形的孔，肥料箱9-1底部长方形的开孔处设置有排肥管9-3，排肥管9-3为矩形方管状并与肥料箱9-1底部长方形的开孔相对应，排肥管9-3底部的左右两边为半圆形的凹槽，排肥管9-3用于排出肥料箱9-1内的肥料；肥料箱9-1下部设置有施肥箱9-2，施肥箱9-2内部设置有两个支撑板9-6，支撑板9-6上端固定在肥料箱9-1底部的左右两边，支撑板9-6下端有施肥机构输入轴9-8穿过，施肥机构输入轴9-8上固定有施肥器9-5，施肥器9-5为圆柱状且横着固定在施肥机构输入轴9-8上，施肥器9-5位于两个支撑板9-6之间，支撑板9-6用于支撑施肥机构输入轴9-8与施肥器9-5，施肥机构输入轴9-8与施肥器9-5可在支撑板9-6内自由转动，施肥器9-5两端紧贴在排肥管9-3下面的半圆形凹槽，施肥器9-5两侧紧贴在排肥管9-3的侧壁上，通过施肥器9-5紧贴在排肥管9-3可防止肥料从施肥器9-5与排肥管9-3之间漏出，施肥器9-5一侧开有凹槽9-9，凹槽9-9用于存取肥料且可与排肥管9-3上下对应；肥料箱9-1的底部设置有集肥器9-7，集肥器9-7底部与施肥管9-4相连通，集肥器9-7位于施肥箱9-2的内部，支撑板9-6、排肥管9-3与施肥器9-5均在集肥器9-7内部，当施肥机构输入轴9-8带动施肥器9-5转动时，施肥器9-5内的凹槽9-9也跟着转动，当凹槽9-9与排肥管9-3相对时肥料就从排肥管9-3落入凹槽9-9中，当施肥机构输入轴9-8继续转动，凹槽9-9会转出排肥管9-3，凹槽9-9内的肥料能够使在重力的作用下从凹槽9-9落入集肥器9-7通过施肥管9-4播撒到深翻犁2刚开的沟中，当寒地玉米秸秆深埋还田机行驶速度加快时，带动地轮8的速度也加快，进而动施肥机构输入轴9-8与施肥器9-5的转动速度也提升，进而增加施肥机构9的施肥量，从而施肥机构9即可按照秸秆还田深埋施肥装置31前进速度进行施肥。

秸秆粉碎施菌装置32，包括机架41，机架41的后部设有与拖拉机25前部连接的粉碎装置悬挂机构，粉碎装置悬挂机构包括上悬挂15与下悬挂26，机架41的中部设有上悬挂15，机架41的下部固定有两个下悬挂26，上悬挂15与下悬挂26呈“三角形”结构分别与上拉杆14、下拉杆28铰接，上拉杆14与下拉杆28铰接在前支架13上，前支架13固定在拖拉机25上，能够将秸秆粉碎施菌装置32挂载在拖拉机25前面，前支架13上还设置有药箱42，药箱42用于存放腐解菌剂秸秆粉碎施菌装置32与药箱42布置在拖拉机25前面还具有拖拉机配重的功能。前支架13上还设置提升油缸27，提升油缸27与下拉杆28铰接，通过提升油缸27工作即可提升或降下秸秆粉碎施菌装置32。

秸秆粉碎施菌装置32上的机架41中后部表面还设置传动箱39，传动箱39上设置有传动箱输入轴22和输出轴38，传动箱输入轴22通过万向节17与传动轴16连接，传动轴16另一端与拖拉机25的分动箱连接，输出轴38一端连接皮带轮一29另一端连接水泵21；机架41的左右侧板之间设有一根粉碎刀轴24，粉碎刀轴24上设置有多个粉碎动刀23，粉碎刀轴24穿过机架41的右侧板连接有皮带轮二30，皮带轮一29与皮带轮二30通过皮带20连接，机架41的内壁上固定有多个粉碎定刀40；当拖拉机25的动力从传动轴16传送到传动箱39内，传动箱39通过输出轴38将力矩传给水泵21与皮带轮一29，皮带轮一29通过皮带20将力矩传给皮带轮二30，皮带轮二30即可带动粉碎刀轴24转动，进而粉碎刀轴24上的粉碎动刀23与粉碎定刀40开始粉碎秸秆；秸秆粉碎施菌装置32的机构宽度大于拖拉机25的宽度，秸秆粉碎施菌装置32的秸秆宽度约为秸秆还田深埋施肥装置31最大工作宽度的两倍；在玉米收获时，玉米收割机的秸秆粉碎装置能够对玉米秸秆粗略的粉碎一遍，在寒地玉米秸秆深埋还田机工作过程中，秸秆粉碎施菌装置32能够对地面上的被粗略粉碎过的秸秆再次粉碎两遍，进而满足秸秆粉碎至5厘米左右的要求。

秸秆粉碎施菌装置32上的水泵21固定在机架41的左后部，水泵21与输出轴38连接，输出轴38转动可以带动水泵21工作，水泵21的进水口与进药管37连接，进药管37与药箱42连接，用于吸取药箱42内的腐解菌剂，水泵21的出水口与输药管33连接，输药管33设置有多个喷药头19，喷药头19固定在机架41的上部，并且喷药头19的喷嘴穿过机架41，在秸秆粉碎施菌装置32工作时，机架41上部的喷药头19能够对即将被粉碎的秸秆表面喷洒一层腐解菌剂，然后秸秆被粉碎动刀23搅拌粉碎，在粉碎动刀23搅拌的过程中能够使腐解菌剂与秸秆充分混合。

秸秆粉碎施菌装置32上的输药管33上设置有电磁阀35，电磁阀35位于输药管33的前部用于控制输药管33的开闭，电磁阀35与拖拉机的电瓶连接，输药管33与溢流阀36连接，溢流阀36通过回药管18与药箱42连接，当输药管33内的压力过大时溢流阀36打开让输药管33内多余的腐解菌剂通过回药管18流回药箱42，机架41上设置有倾斜开关34，倾斜开关34通过导线与电磁阀35连接，通过倾斜开关34能够控制电磁阀35的开闭进而能够控制输药管33的导通与关闭，本实施例中倾斜开关34采用水银开关，当秸秆粉碎施菌装置32停止工作或者工作到地头需要对下一垄的秸秆进行粉碎时，会通过提升油缸27将秸秆粉碎施菌装置32抬起并翻转一定的角度，当倾斜开关34检测到秸秆粉碎施菌装置32翻转一定的角度时，会使电磁阀35截止进而将输药管33关闭，喷药头19停止工作，输药管33内的压力会增大，然后溢流阀36打开让输药管33内多余的腐解菌剂通过回药管18流回药箱42，当换好垄后或者开始工作时，秸秆粉碎施菌装置32被平放到地面上，倾斜开关34检测到秸秆粉碎施菌装置32放平时，会电磁阀35打开从而开启输药管33，喷药头19开始工作。

具体使用过程为，首先秸秆还田深埋施肥装置31通过深埋装置悬挂机构1挂载在拖拉机25的后部，秸秆粉碎施菌装置32通过粉碎装置悬挂机构挂载在拖拉机25的前部。

通过提升油缸27伸出，使秸秆粉碎施菌装置32下降，进而使其平放到地面上，秸秆粉碎施菌装置32上的传动箱39通过传动轴16连接拖拉机的分动箱；通过翻转油缸1-1翻转，使得秸秆还田深埋施肥装置31处于竖直状态，通过拖拉机后悬挂的液压油缸伸出将秸秆还田深埋施肥装置31放在地面上，通过长调节油缸1-4与短调节油缸1-3调节秸秆还田深埋施肥装置的工作宽度，然后肥料倒入肥料箱9-1内，腐解菌剂倒入药箱42内，准备工作。

拖拉机向前移动时，拖拉机25的动力从传动轴16传送到秸秆粉碎施菌装置32的传动箱39内，传动箱39通过输出轴38将力矩传给水泵21与皮带轮一29，皮带轮一29通过皮带20将力矩传给皮带轮二30，皮带轮二30即可带动粉碎刀轴24转动，进而粉碎刀轴24上的粉碎动刀23与粉碎定刀40开始粉碎秸秆；水泵21通过进药管37从药箱42内吸取腐解菌剂，然后通过输药管33将腐解菌剂传送到喷药头19，机架41上部的喷药头19能够对即将被粉碎的秸秆表面喷洒一层腐解菌剂，然后秸秆被粉碎动刀23搅拌粉碎，在粉碎动刀23搅拌的过程中能够使腐解菌剂与秸秆充分混合。

秸秆还田深埋施肥装置31开始随拖拉机运行，深翻犁2在拖拉机的带动下向前移动，通过深翻犁2将土壤开出宽120厘米深40厘米的深沟，并将深层土壤翻到与其相邻的前一犁幅达到土壤深翻的效果，深翻犁2后面的地轮8也跟着转动，即可将地轮8旋转的动力通过万向节传送到施肥机构9内部的施肥机构输入轴9-8。施肥机构输入轴9-8带动施肥器9-5转动，施肥器9-5内的凹槽9-9也跟着转动，凹槽9-9内的肥料能够使在重力的作用下从凹槽9-9落入集肥器9-7通过施肥管9-4播撒到深翻犁2刚开的沟中，施肥机构9即可按照秸秆还田深埋施肥装置31前进速度进行施肥。在施肥机构9的后面，秸秆清理板4位于下一次深翻犁2作业的位置，秸秆清理板4可以将深翻犁2下一次作业位置上的秸秆推送到深翻犁2刚开的沟中，通过秸秆清理板4能够使秸秆落入地下30~40厘米处。

当寒地玉米秸秆深埋还田机工作到地头需要对下一垄的秸秆进行粉碎深埋时，通过提升油缸27回缩将秸秆粉碎施菌装置32抬起并翻转一定的角度，当倾斜开关34检测到秸秆粉碎施菌装置32翻转一定的角度时，会使电磁阀35截止进而将输药管33关闭，喷药头19停止工作，输药管33内的压力会增大，然后溢流阀36打开让输药管33内多余的腐解菌剂通过回药管18流回药箱42，当换好垄后或者开始工作时，秸秆粉碎施菌装置32被放到地面上，电磁阀35打开从而开启输药管33，喷药头19开始工作。通过拖拉机后悬挂的液压油缸回缩将秸秆还田深埋施肥装置31抬起，通过翻转油缸1-1将秸秆还田深埋施肥装置31翻转180度后，在按照上述过程进行作业，深翻犁2作业时将清扫完秸秆的土壤翻到之前开好的沟中，即可将混有腐解菌剂的秸秆与肥料深埋在地下30-40公分处。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。