一种荞麦中耕除草机的制作方法

1.本发明涉及农业机械领域，尤其涉及作物中耕除草机，具体是一种荞麦中耕除草机。


背景技术：

2.目前，常见的作物除草方式主要有除草剂除草和机械式除草两种。但作物生长过程中过量使用除草剂不仅会降低粮食品质，而且会污染土壤和水源，对生态环境造成巨大的损害。常见的机械式除草装置主要有锄铲式、圆盘式、拨指式和除草轮式。
3.然而实践表明，现有机械式除草装置在用于荞麦时存在以下问题：一是工作阻力大，锄铲式除草需要依靠拖拉机牵引锄铲切割土壤，才能实现除草过程；二是除尽率低，锄铲式除草机与圆盘式除草机均存在工作宽度小的问题，易发生漏除，同时除草轮除草转速过快时易发生空转，进一步增大了漏除率；三是易缠草阻塞，现有除草装置，均为连续锄草，易纠缠杂草，增大工作阻力的同时，除草轮或除草机缠草后，除草功能丧失，进一步增大了漏除率。
4.中耕除草机能够对田间土壤进行浅层翻转，达到疏松土壤、去除杂草、避免土壤板结的目的。田间除草是影响许多作物产量的主要因素之一，有效地中耕除草对提高作物产量具有重要意义。基于此，有必要发明一种荞麦中耕除草机，减小工作阻力，提高除尽率，降低缠草率。


技术实现要素：

5.本发明为了解决现有机械式除草装置在用于荞麦时工作阻力大、除尽率低、易缠草的问题，提供了一种荞麦中耕除草机。
6.本发明是采用如下技术方案实现的：一种荞麦中耕除草机，包括手扶拖拉机与锄刀，所述手扶拖拉机包括机架与电动机；机架的左侧通过第i高度调节机构连接有支撑立杆，支撑立杆的右侧固定有位于机架下方的z形支架，z形支架上设置有曲柄摇杆机构，电动机通过传动机构与曲柄摇杆机构连接；所述曲柄摇杆机构包括顶端部与z形支架上部铰接的摇杆，摇杆的底端部设置有左端部与其铰接的倒l形连杆，锄刀固定连接于倒l形连杆的右下端部；倒l形连杆的右上端部设置有位于其前侧的曲柄杆，曲柄杆的一端与倒l形连杆铰接、另一端前侧固定穿设有曲柄动力轴，曲柄动力轴的中部转动连接于z形支架的底部；所述传动机构包括连接于电动机输出轴的驱动轮、固定于机架上侧的减速器和固定装配于曲柄动力轴且位于z形支架前方的曲柄动力轴带轮，减速器的输入传动轮通过第i皮带与驱动轮连接、输出传动轮通过第ii皮带与曲柄动力轴带轮连接。
7.进一步地，一种荞麦中耕除草机，还包括限深机构，所述限深机构包括前立杆，前立杆的顶端部通过第ii高度调节机构连接于支撑立杆左侧、底端部设置有位于锄刀左方的限深轮。
8.进一步地，所述锄刀为上下尖中间厚的锄刀，且其左部与右部呈对称设置，锄刀的底端尖部呈沿纵向布置的圆弧状。
9.进一步地，z形支架的右侧设置有与其转动连接的皮带张紧轮，皮带张紧轮与第ii皮带滚动接触。
10.进一步地，所述第i高度调节机构包括固定于机架左端部的连接立杆，连接立杆的中部开设有左右贯通的第i条形孔，第i条形孔内穿设有两个间距小于第i条形孔的长度且左部穿于支撑立杆的第i连接螺栓。
11.进一步地，所述第ii高度调节机构包括固定于支撑立杆左表面的连接块，前立杆的中部开设有前后贯通的第ii条形孔，第ii条形孔内穿设有两个间距小于第ii条形孔的长度且后部穿于连接块的第ii连接螺栓。
12.进一步地，摇杆的上铰接点与下铰接点之间的距离为187.5mm，且其上铰接点与曲柄动力轴之间的距离为187.5mm；倒l形连杆的上横杆段的左铰接点与右铰接点之间的距离为112.5mm；曲柄杆的两个铰接点之间的距离为75mm；锄刀底端与倒l形连杆的上横杆段的左铰接点之间的距离为186.87mm；锄刀底端与倒l形连杆的上横杆段的右铰接点之间的距离为180mm。
13.本发明结构设计合理可靠，锄刀入土容易，出土省劲，实现了降低除草时工作阻力的目的，而且曲柄动力轴转速、锄尖轨迹设计合理，能够切断杂草根系，有效增加了杂草的除尽率，同时能够模拟人的手工除草作业，避免了缠草的问题，进一步的，可实现自动锄草、退土的功能，能够防止荞麦籽粒脱落，具有运行时不易堵塞、安全性能好、方便调节的优点，能够一次性完成除草和中耕松土作业，适合荞麦等小杂粮作物的中耕除草作业。
附图说明
14.图1是本发明的结构示意图；图2是本发明中曲柄摇杆机构的布置示意图；图3是图2中e点的轨迹示意图；图4是本发明中锄刀的正视示意图；图5是本发明中锄刀的侧视示意图；图6是本发明中传动机构的结构示意图。
15.图中，1
‑
锄刀，2
‑
机架，3
‑
支撑立杆，4
‑ꢀ
z形支架，5
‑
摇杆，6
‑
倒l形连杆，7
‑
曲柄杆，8
‑
曲柄动力轴，9
‑
驱动轮，10
‑
减速器，11
‑
曲柄动力轴带轮，12
‑
第i皮带，13
‑
第ii皮带，14
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前立杆，15
‑
限深轮，16
‑
皮带张紧轮，17
‑
连接立杆，18
‑
第i连接螺栓，19
‑
第ii条形孔，20
‑
第ii连接螺栓。
具体实施方式
16.一种荞麦中耕除草机，如附图1所示，包括手扶拖拉机与锄刀1，所述手扶拖拉机包括机架2与电动机；机架2的左侧通过第i高度调节机构连接有支撑立杆3，支撑立杆3的右侧固定有位于机架2下方的z形支架4，z形支架4上设置有曲柄摇杆机构，电动机通过传动机构与曲柄摇杆机构连接；如附图1所示，所述曲柄摇杆机构包括顶端部与z形支架4上部铰接的摇杆5，摇杆5
的底端部设置有左端部与其铰接的倒l形连杆6，锄刀1固定连接于倒l形连杆6的右下端部；倒l形连杆6的右上端部设置有位于其前侧的曲柄杆7，曲柄杆7的一端与倒l形连杆6铰接、另一端前侧固定穿设有曲柄动力轴8，曲柄动力轴8的中部转动连接于z形支架4的底部；如附图1、附图6所示，所述传动机构包括连接于电动机输出轴的驱动轮9、固定于机架2上侧的减速器10和固定装配于曲柄动力轴8且位于z形支架4前方的曲柄动力轴带轮11，减速器10的输入传动轮通过第i皮带12与驱动轮9连接、输出传动轮通过第ii皮带13与曲柄动力轴带轮11连接。
17.本发明采用曲柄摇杆机构模拟人的手工除草作业，降低除草工作阻力，减少缠草，一次性完成除草和中耕松工作业；同时通过锄刀1的往复运动，切割土壤表层，达到切断杂草根系的目的，有效增加杂草除尽率；利用曲柄摇杆机构对锄尖轨迹进行控制，实现自动锄草、退土、避免缠草的功能。
18.传动机构与曲柄摇杆机构紧贴机架两端，整机纵向宽度大大减小，一是能够防止推到作物，防止荞麦籽粒脱落，二是能够避免将荞麦卷入本除草机造成机器堵塞；传动机构采用皮带传动，工作阻力过大时，皮带打滑，利用带传动打滑机制，实现过载保护，起到安全保护作用。
19.本发明中锄刀1往复运动时，锄尖轨迹如附图3所示，运动轨迹为近平行四边形结构，入土段，锄尖速度与地面呈锐角α，且α为52
°
，利于入土；入土工作段，锄尖速度与前进方向夹角180
°
，与地面平行，保证沟底平整；出土段，锄尖速度与地面角度逐渐增大，便于将锄面的土块和杂草抛出，防止缠草。
20.工作时，启动电动机，带动驱动轮9转动，在第i皮带12、减速器输入传动轮、减速器输出传动轮、第ii皮带13、曲柄动力轴带轮11的传动下，驱动轮9转动依次带动减速器输入轴、减速器输出轴转动，进而带动曲柄动力轴8转动，带动曲柄杆7旋转，曲柄杆7旋转带动曲柄摇杆机构做平面运动，由此带动摇杆5、倒l形连杆6、锄刀1一起做往复运动，锄刀1往复运动时，锄尖切削土壤与杂草，切断杂草茎秆与根系，实现除草的目的，同时锄刀1运动时能够自动锄草、退土，避免了缠草的问题，克服了现有机械式除草装置在用于荞麦时工作阻力大、除尽率低、易缠草的问题。
21.一种荞麦中耕除草机，如附图1所示，还包括限深机构，所述限深机构包括前立杆14，前立杆14的顶端部通过第ii高度调节机构连接于支撑立杆3左侧、底端部设置有位于锄刀1左方的限深轮15。
22.限深机构使本除草机能够根据土壤及杂草生长等田间情况对锄尖的作业深度进行调节，使得本除草机适用于不同的田间情况，适用性能进一步提升。
23.如附图4、附图5所示，所述锄刀1为上下尖中间厚的锄刀，且其左部与右部呈对称设置，锄刀1的底端尖部呈沿纵向布置的圆弧状。
24.锄刀1工作面为中间凸起的形状，沿纵向的宽度为400mm，沿竖向的高度为70mm，底端尖部为直径2000mm的圆弧段，实现向两端垄土的功能。如附图5所示，锄刀1侧面为流线形设计，中间厚度为4mm，刃口角9
°
，开刃长度25mm，尾端夹角18
°
，同时锄刀1整体流线形设计，使得锄刀1入土容易，出土省劲，减小了入土和出土阻力，极大地减小了工作阻力。此外，锄刀1工作面中间凸起，两端较短，耕作后土壤自然堆到地垄上。
25.如附图1所示，z形支架4的右侧设置有与其转动连接的皮带张紧轮16，皮带张紧轮
16与第ii皮带13滚动接触。
26.皮带张紧轮16能够增加第ii皮带13的张紧度，进一步提高了本除草机的结构可靠性。
27.如附图1所示，所述第i高度调节机构包括固定于机架2左端部的连接立杆17，连接立杆17的中部开设有左右贯通的第i条形孔，第i条形孔内穿设有两个间距小于第i条形孔的长度且左部穿于支撑立杆3的第i连接螺栓18。
28.机架2与支撑立杆3呈两段布置，高度方向位置可通过第i高度调节机构调节，操作简单，结构可靠。
29.如附图1所示，所述第ii高度调节机构包括固定于支撑立杆3左表面的连接块，前立杆14的中部开设有前后贯通的第ii条形孔19，第ii条形孔19内穿设有两个间距小于第ii条形孔19的长度且后部穿于连接块的第ii连接螺栓20。
30.限深机构与支撑立杆3呈两段布置，高度方向位置可通过第ii高度调节机构调节，操作简单，结构可靠。
31.如附图1、附图2所示，摇杆5的上铰接点与下铰接点之间的距离为187.5mm，且其上铰接点与曲柄动力轴8之间的距离为187.5mm；倒l形连杆6的上横杆段的左铰接点与右铰接点之间的距离为112.5mm；曲柄杆7的两个铰接点之间的距离为75mm；锄刀1底端与倒l形连杆6的上横杆段的左铰接点之间的距离为186.87mm；锄刀1底端与倒l形连杆6的上横杆段的右铰接点之间的距离为180mm。
32.本发明中曲柄摇杆机构由曲柄驱动，布置在在机架2的一侧，如附图2所示，图中r1为187.5mm、r2为75mm、r3为112.5mm、r4为187.5mm、r5为180mm、r6为186.87mm，在此曲柄摇杆机构的驱动下，锄尖e的运动轨迹如附图3所示，本除草机静止时，x方向的总位移l1为295mm，其中工作位移l2为100mm，y方向的总位移l3为170mm，锄刀入土角α为52
°
、出土角β为22
°
。
33.本除草机传动机构由手扶拖拉机的发动机驱动，功率9kw。手扶拖拉机发动机的输出转速n1为3600r/min；驱动轮9的直径d1为70mm；减速器输入传动轮的直径d2为70mm；减速器输出传动轮的直径d3为70mm；减速器10减速比i为17：1；曲柄动力轴带轮11的直径d4为70mm；减速器输入轴转速：；减速器输出轴转速：；曲柄动力轴转速：。
34.本除草机对曲柄动力轴8转速进行了优化，并通过与手扶拖拉机前进速度的配合，加之锄尖轨迹合理设计，大幅度提高了本除草机的除尽率。
35.具体实施过程中，所述手扶拖拉机为履带式拖拉机；所述机架2采用焊接制造，结构紧凑；第i皮带12、第ii皮带13均为a型v带；减速器10为摆线齿轮减速器。