一种基于静电吸附的残膜拾取回收装置

技术领域：

本发明涉及农机技术领域，特别涉及一种基于静电吸附的残膜拾取回收装置，主要用于农田地膜及残膜碎屑的拾取回收，也可用于其他领域残膜碎屑的捡拾回收。

背景技术：

农田地膜，即农田地面覆盖膜，用于田块地面的覆盖，以提高土壤温度，保持土壤水分，维持土壤结构，防止害虫侵袭作物和某些微生物引起的病害等，用以促进植物的生长。因技术及成本的原因，目前选用农田地膜的材料多以PVC塑料为主，而不是可降解膜。这种PVC塑料制地膜不能够降解，留在农田里不但对土壤造成严重的污染，而且严重影响农作物的生长，所以就必须将其回收。解决回收农田地膜费力与效果不好问题的关键是起膜器的设计与旧膜缠卷流程的控制，而起膜器、起膜装置是解决农田地膜回收技术的核心关键。

目前，市场上的农田地膜回收起装置一般包括有机架，机架上设置有起膜铲、导向托辊和地膜收集辊。而在具体的工作中，导向托辊或地膜收集辊上会连接有驱动电机，通过驱动电机的运转来带动地膜收集辊对地膜的收卷。这种地膜回收起膜器，结构复杂，并且有额外的长时间运转的驱动机构来对地膜进行回收，这样在一定程度上，增加了整个地膜回收起膜装置的成本同时这个额外的驱动机构又多浪费了能源。此外，这种起膜装置回收过程中，存在大量的塑料屑掉落问题，回收不干净，回收效率较低，依然会造成土壤污染、影响农作物生长。因此亟需设计一种新式残膜回收起膜装置来解决上述问题。

发明内容：

针对市面上残膜回收装置，存在残膜与根茬及土壤的分离效果差，回收率低、碎膜掉落等问题，且结构复杂，且需要额外长时间运转驱动机构，在一定程度上增加了成本和能源浪费，以及存在大量的塑料屑掉落等问题，创新性提出了一种基于静电吸附的残膜拾取回收装置，主要包括起膜辊1、退膜板2、驱动组件3、旋转驱动轴4、静电吸附器5、机架6、端板组件7、控制器8等部件。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的：

一种基于静电吸附的残膜拾取回收装置，主要包括起膜辊1、退膜板2、驱动组件3、旋转驱动轴4、静电吸附器5、机架6、端板组件7、控制器8等部件，其特征在于，所述起膜辊1为导电导磁良好的钢材，表面设有圆周及直线阵列的残膜助起钉1-1，用于帮助拾取地膜，每排残膜助起钉1-1上安装有一共用的退膜板2；所述退膜板2上附有圆孔2-1，退膜板2两端有孔2-2，分别与起膜辊1两端驱动组件3之铰链连杆3-2的长孔3-2-1滑动铰接。

所述驱动组件3包括电机3-1、铰链连杆3-2、驱动连杆3-3，所述电机3-1固定安装于起膜辊1内侧两端的中央，所述驱动连杆3-3穿过两端板的驱动组件安装孔7-2、并通过销轴与铰链连杆3-2之孔3-2-3连接，将电机3-1的运动传递至退膜板2，使退膜板2实现退膜动作。

所述旋转驱动轴4的一端安装于端板法兰中心孔7-1，另一端安装于机架6上的旋转驱动轴连接孔。

所述静电吸附器5固定安装于起膜辊1的内壁，与驱动组件3周向交错排列，其正负极电源线通过端板铜环7-5、弹性电刷6-2与外接电源连接。

所述机架6上有旋转驱动轴连接孔、触碰器6-1与弹性电刷6-2。外部电源通过弹性电刷6-2与正负极铜环7-5触合。机架6的向上尾叉与主支架之间的锐角夹角为42-45度。机架6与其向上尾叉均有触碰器6-1，用于触碰端板上响应位置的触碰开关7-3，以使驱动组件3的电机3-1转动换向，帮助退出残膜。

所述控制器8控制驱动组件3电机3-1以及静电吸附器5等，用于帮助起膜捡拾并吸附残膜，提高残膜捡拾效率与回收质量。

所述端板组件7位于起膜辊1的两侧，包括端板法兰中心孔7-1、驱动连杆通过孔7-2、触碰开关7-3、铰链连杆支架7-4、正负极铜环7-5，正负极铜环7-5表面光滑平整，以保证与弹性电刷6-2触合良好。其中，触碰开关7-3用于控制驱动组件3的电机3-1的电流换向以帮助起膜和退膜。所述铰链连杆支架7-4的一端固定于端板法兰上，另一端通过销轴与铰链连杆3-2的孔3-2-2连接。所述端板组件7上的正负极铜环7-5，在端板法兰内侧通过导电柱引出接线为静电吸附器5以及电机3-1供电，电压可根据具体实际情况用外接电源进行调整。此外，起膜辊1两侧的机架6与端板组件7结构均相同，可只在一侧安装触碰开关等，另一侧备用，以延长使用寿命。

本发明基于静电吸附的残膜拾取回收装置的工作过程如下：开始工作时，在电机3-1的作用下，接近地面的退膜板2紧贴起膜辊1，此时驱动组件3的电机3-1通过旋转使驱动连杆3-3向两端运动，即处于伸长状态，以助于起膜。随着起膜辊1向前滚动，当起膜辊1一端的端板组件7中的触碰开关7-3与机架6的触碰器6-1触碰后，所对应电机3-1原先的电流方向将改变，使驱动连杆3-3远离两端运动，即向中间运动使原来的伸长状态变为收缩状态，进而抬起退膜板2，以将残膜推出起膜辊1的残膜助起钉1-1。在拖拉机的牵引下，随着起膜辊1继续向前滚动，端板组件7中的触碰开关7-3与机架6的另一触碰器6-1触碰，此时在控制器8的作用下使电机3-1的电流换向，使原来的缩短状态变为伸长状态，进而使退膜板2紧贴起膜辊1的外表面，以利于残膜助起钉1-1拾取作物杂草根茎阻碍下田地中残膜。这样周而复始，退膜板2就能够很好地协助残膜助起钉1-1完成残膜拾取并提高残膜拾取效率。

本发明的有益效果主要如下，1)随着起膜辊1工作转动、电机3-1带动驱动组件帮助拾取或退出残膜，不需增加额外电机长时间的驱动运动，仅在需要的时候启动控制电机，避免能源浪费；2)回收时，通过退膜板2将残膜推出残膜助起钉1-1，避免了残膜挂在残膜助起钉上对后续残膜起膜捡拾的影响，提高了残膜捡拾回收效率；3)通过静电吸附避免残膜屑掉落，提高了残膜的回收质量。

附图说明：

图1为本发明提出的一种基于静电吸附的残膜拾取回收装置的整体结构示意图；

图2为本发明提出的一种基于静电吸附的残膜拾取回收装置的起膜辊和退膜板结构示意图；

图3为本发明提出的一种基于静电吸附的残膜拾取回收装置的内壁电机及静电吸附器等结构示意图；

图4为本发明提出的一种基于静电吸附的残膜拾取回收装置的端板组件之端板法兰结构示意图固定于卷筒器内壁的电动机及与之相连的推压板结构示意图；

图5为本发明提出的一种基于静电吸附的残膜拾取回收装置的铰链连杆的结构示意图。

附图标记说明如下：

1、起膜辊；1-1、残膜助起钉；2、退膜板；2-1、圆孔；3、驱动组件；3-1、电机；3-2、铰链连杆；3-3、驱动连杆；4、旋转驱动轴；5、静电吸附器；6、机架；6-1、触碰器；7、端板组件7；7-1、端板法兰中心孔；7-2、驱动连杆通过孔；7-3、触碰开关；7-4、铰链连杆支架；7-5、正负极铜环；8、控制器。

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的实施方式进行具体描述，实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，一种基于静电吸附的残膜拾取回收装置，主要包括起膜辊1、驱动组件3、旋转轴4、静电吸附器5、机架6、端板组件7、控制器8等部件，其特征在于，所述起膜辊1为导电导磁良好的钢材，表面设有圆周直线阵列的残膜助起钉1-1，用于帮助拾取地膜；所述退膜板2上附有圆孔2-1，每横排残膜助起钉上安装有一带有圆孔2-1的退膜板2，退膜板2两端有孔2-2，分别与起膜辊1两端驱动组件3之铰链连杆3-2的长孔3-2-1滑动铰接。所述驱动组件3包括电机3-1、铰链连杆3-2、驱动连杆3-3，所述电机3-1固定安装于起膜辊1内侧两端的中央，所述驱动连杆3-3穿过两端板的驱动组件安装孔7-2、并通过销轴与铰链连杆3-2之孔3-2-3连接，将电机3-2的运动传递至退膜板2，使退膜板2实现退膜。

所述旋转驱动轴4的一端安装于端板法兰中心孔7-1，另一端安装在机架6上的旋转驱动轴连接孔。所述静电吸附器5安装在起膜辊内壁上，与驱动组件3周向交错排列，其正负极电源线通过导电柱与端板铜环7-5的内侧相连，铜环7-5的外侧通过弹性电刷6-2与外接电源连接。所述机架6上有旋转轴连接孔、触碰器6-1与弹性电刷6-2，弹性电刷6-2与正负极铜环7-5触合，保证与外接电源良好连接。机架6的向上尾叉与主支架之间的锐角夹角为42-45度。机架6与其向上尾叉均触碰器6-1，用于触碰端板上相应位置的触碰开关7-3，以使驱动组件3的电机3-1转动换向，帮助退出残膜。

所述端板组件7包括端板法兰中心孔7-1、驱动连杆通过孔7-2、触碰开关7-3、铰链支架7-4、正负极铜环7-5。其中，触碰开关7-3用于控制驱动组件3的电机3-1的电流换向以帮助起膜和退膜。所述铰链连杆支架7-4的一端固定于端板法兰上，另一端通过销轴与铰链连杆3-2的孔3-2-2连接。所述控制器8控制驱动组件3电机3-1以及静电吸附器5等，用于帮助起膜捡拾并吸附残膜，提高残膜捡拾效率与回收质量。

本发明基于静电吸附的残膜拾取回收装置的工作过程如下：

开始工作时，在电机3-1的作用下，接近地面的退膜板2紧贴起膜辊1，此时驱动组件3的电机3-1通过旋转使驱动连杆3-3向两端运动，即处于伸长状态，以助于起膜。随着起膜辊1向前滚动，当起膜辊1一端的端板组件7中的触碰开关7-3与机架6的触碰器6-1触碰后，所对应电机3-1原先的电流方向将改变，使驱动连杆3-3远离两端运动，即向中间运动使原来的伸长状态变为收缩状态，进而抬起退膜板2，以将残膜推出起膜辊1的残膜助起钉1-1。在拖拉机的牵引下，随着起膜辊1继续向前滚动，端板组件7中的触碰开关7-3与机架6的另一触碰器6-1触碰，此时在控制器8的作用下使电机3-1的电流再次换向，使原来的收缩状态变为伸长状态，进而使退膜板2紧贴起膜辊1的外表面，以利于残膜助起钉1-1拾取作物杂草根茎阻碍下田地中残膜。这样周而复始，在残膜助起钉1-1与退膜板2的协同组合作用下完成残膜的起膜与拾取并提高残膜捡拾效率，还在静电吸附器5的协同帮助吸附下提高残膜回收质量。正负极铜环7-5表面光滑平整，以保证与弹性电刷6-2触合良好。两侧端板组件7上均有正负极铜环7-5，在端板法兰内侧通过导电柱引出接线与静电吸附器5以及电机3-1相连，电压可根据具体实际情况用外接电源进行调整。此外，起膜辊1两侧的机架6与端板组件7结构均相同，可只在一侧安装触碰开关，另一侧备用，以延长使用寿命。

如图2所示，所述起膜辊1的材料为导电导磁良好的钢材，表面设有圆周直线阵列设计的残膜助起钉1-1，用于帮助拾取地膜；每排残膜助起钉1-1上安装有一共用的带圆孔2-1的退膜板2，所述退膜板2上附有圆孔2-1，退膜板2两端有孔2-2，分别与起膜辊1两端驱动组件3之铰链连杆3-2的长孔3-2-1滑动铰接。

如图3所述静电吸附器5固定安装于起膜辊1的内壁，与驱动组件3周向交错排布，其正负极电源线通过导电柱、端板铜环7-5、弹性电刷6-2与外接电源连接。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。