一种圆捆机喂入调节及菌剂喷洒实验装置及实验方法

1.本发明涉及一种圆捆机喂入调节及菌剂喷洒实验装置及实验方法，属于牧草收获机械领域。


背景技术：

2.随着农业产业结构的调整，畜牧业发展迅速，牧草作为食草动物的主要饲料，可经发酵后提高其营养价值和适口性。王草是一种优质的簇生根类禾草，具有生长速度快、分蘖能力强等特点，已经成为重要的畜牧业产业重要饲草来源之一。
3.王草等簇生根类禾草分蘖繁多，和青贮玉米等单株生作物在生长方式、形态等方面差别较大。青贮玉米等单株生作物在播种时株距行距固定，各种植区域长势基本一致，因此收获机在收获时喂入较为均匀，喂入堵塞现象较少；王草等簇生根禾草宿根性强，株型较大，国家品种委员会审定的热研4号王草最高可达500cm，每株可分蘖20～80个，这类作物生长点密集，每株分蘖繁多，收获时为非稳态不对行收割，造成了短时喂入量激增骤降明显，喂入量不均匀且波动较大，喂入堵塞现象常有发生。因此，可在该类禾草进入成捆室前增加喂入调节装置，改善喂入禾草的均匀性，减少堵塞。同时，王草等牧草由于经过厌氧发酵营养物质才能够有效保存，但自然状态下青贮易受到环境的影响，影响青贮效果，因而在打捆裹包前合理添加菌剂，可有效改善青贮品质。
4.专利号为201621071230.8的实用新型专利公开了一种打捆机可开启喂入底板，通过喂入底板的开合解决堵塞问题；专利号为201521069059.2的实用新型专利公开了一种配合自走式青贮收获机使用的液体自动化喷洒设备，通过在草料仓内部或者输送带上进行喷洒液体。然而，能够适用于王草等簇生根类禾草收获，改善物料喂入的均匀性，减少喂入堵塞，通过振荡方式翻涌物料提高菌剂喷洒的均匀性的圆捆机喂入调节及菌剂喷洒实验装置及实验方法尚未见报道。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种圆捆机喂入调节及菌剂喷洒实验装置及实验方法，可以减少王草等簇生根类禾草喂入堵塞现象和提高菌剂喷洒均匀性。
6.为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：
7.一种圆捆机喂入调节及菌剂喷洒实验装置，其中，所述装置包括实验装置机架、振荡喂入组件、菌剂喷洒组件和成捆组件；所述振荡喂入组件、菌剂喷洒组件和成捆组件均置于实验装置支撑机架上方，所述振荡喂入组件置于实验装置机架前部，所述菌剂喷洒组件位于振荡喂入组件的上方，所述成捆组件位于振荡喂入组件后方；
8.所述实验装置机架包括支撑机架1、振荡喂入组件机架底板12、成捆组件机架底板13、振荡喂入组件驱动电机支撑座2和成捆组件驱动电机支撑座3；
9.所述振荡喂入组件机架底板12固接在支撑机架1的中下部的前半部分，所述振荡喂入组件驱动电机支撑座2通过螺栓固定于振荡喂入组件机架底板12的上方，所述成捆组
件机架底板13固接在支撑机架1的中下部的后半部分，所述成捆组件驱动电机支撑座3通过螺栓固定于成捆组件机架底板13的上方；
10.所述振荡喂入组件包括振荡喂入组件罩壳4、振荡板41、支撑板42、振幅调节装置43、弹簧减震器44、曲轴连杆45、曲轴46、输送拨草轮47和振荡喂入组件驱动电机21；
11.所述振荡喂入组件罩壳4通过螺栓固定于支撑机架1上方，所述振荡板41的后端通过螺栓固定于振荡喂入组件罩壳4上，所述支撑板42的上端通过螺栓固定于振荡板41的下端；支撑板42上设有与支撑板42的下板面水平布置的滑道，振幅调节装置43通过螺栓与支撑板42的滑道连接；所述弹簧减震器44的上端通过螺栓与振幅调节装置43连接，弹簧减震器44的下端通过螺栓与曲轴连杆45的上端连接，用于减少振动对试验台架的干扰与影响，提高实验装置的精度；曲轴连杆45的下端与曲轴46通过螺栓连接；
12.所述输送拨草轮47布置在振荡喂入组件罩壳4的内部后端，振荡板41的上方；
13.所述振荡喂入组件驱动电机21通过螺栓固定于振荡喂入组件驱动电机支撑座2的上方，振荡喂入组件驱动电机21的动力输出轴与曲轴46连接，振荡喂入组件驱动电机21的动力输出轴与输送拨草轮47通过链传动连接；
14.菌剂喷洒组件包括储液罐7、角度调节手柄71、喷杆72、喷头73、紧固螺栓74、储液罐安装座75、阀门76、出液管77、液泵电机78、液压泵79和进液口旋盖710；
15.角度调节手柄71位于振荡喂入组件罩壳4右侧，喷杆72通过角度调节手柄71和紧固螺栓74固定于振荡喂入组件罩壳4内部，所述喷头73安装固定在喷杆72上；
16.液压泵79通过液泵电机78驱动，液压泵79的进口与储液罐7的出口相连，液压泵79的出液管77与喷杆72的进口相连；阀门76安装于出液管77上，所述储液罐安装座75通过螺栓横向安装在振荡喂入组件罩壳4上，所述进液口旋盖710安装在储液罐7的上方；
17.所述成捆组件包括缠网机构51、送网对辊52、切网机构53、喂入拨草轮54、护板55、钢辊56、液压开仓机构9、前仓盖5、后仓盖6和成捆组件驱动电机31；
18.前仓盖5和后仓盖6置于支撑机架1上方，其内部为成捆室8，成捆室8前后周向安装有钢辊56，成捆室8的喂入口处安装有喂入拨草轮54和护板55；所述缠网机构51置于前仓盖5的前上部，为圆筒状，用于储存未进入成捆室的网；所述送网对辊52置于缠网机构51的下方，用于将缠网机构51储存的网经切网机构53输送至成捆室8；所述切网机构53置于送网对辊52的下方，用于在缠网完成后进行切网作业；所述液压开仓机构9安装在前仓盖5和后仓盖6的上方，前端固定在前仓盖5上，后端固定在后仓盖6上，通过液压开仓机构9的伸缩带动后仓盖6的开合，放出制作好的圆草捆；
19.所述成捆组件驱动电机31通过螺栓固定于成捆组件驱动电机支撑座3的上方，与钢辊56通过链传动连接，用于驱动成捆组件各机构的运转。
20.其中，所述输送拨草轮47上的弹齿为十字错行交叉布置，相邻弹齿的空间交错角度为90
°
，相邻弹齿在输送拨草轮47轴线方向的间距为75mm。
21.其中，振荡喂入组件驱动电机21通过变频控制设备进行转速调节，实现不同的振动频率和振动时长的调节实验，振荡频率的调节范围为60～600次/分，单次物料喂入振荡时长范围为2～30s。
22.其中，所述振荡喂入组件的支撑板42上设有水平布置的上部滑道、中间滑道和下部滑道；所述振幅调节装置43上设有四个螺孔，四个螺孔位置为菱形布置，用于安装螺栓。
其中上部有一个螺孔，与支撑板42上的上部滑道对齐；中间有两个螺孔，与支撑板42上的中间滑道对齐；下部有一个螺孔，与支撑板42上的下部滑道对齐；振幅调节装置43通过调整螺栓在支撑板42滑道上的紧固位置实现振幅的无级调节，实现对多种不同实验要求的模拟。
23.其中，喷头73的喷射方向与地面夹角角度调节范围为20～90
°
。
24.一种利用圆捆机喂入调节及菌剂喷洒实验装置的实验方法，其中，所述方法包括如下步骤：
25.1、选定菌剂，提前注入储液罐7；
26.2、根据实验条件调节振荡板41安装的倾角进而改变振幅，通过振幅调节装置43沿着支撑板42的滑道移动调节，用螺栓进行紧固安装，实现对振荡板41振幅的调整；
27.3、根据所模拟收获工作条件，通过振荡喂入组件驱动电机21的变频控制器选定频率，实现对振荡板41的振荡频率和对物料的喂入速度的调节，通过控制成捆组件驱动电机31的转速，配合喂入速度的变化实现对牧草的卷制成捆速度的调整；
28.4、根据所模拟收获工作条件，通过菌剂喷洒组件的角度调节手柄71调整喷头73的角度，实现对菌剂喷洒角度的调整；
29.5、安装调试完毕，手动模拟将物料送入振荡板41的前端，通过振荡板41在设定的振动频率下控制振动时长，在输送拨草轮47的辅助作用下实现将物料向后输送，在输送的过程中物料翻涌腾空，菌剂全面、均匀地喷洒在物料的表层和里层，物料在振荡板41后端经过喂入拨草轮54进入成捆组件，成捆组件在设定的转速下实现对物料的卷制成形，最后缠网机构51对形成的圆草捆进行缠网，液压开仓机构9抬起后仓盖6，圆草捆卸捆，完成振荡喂入、菌剂喷洒、成捆、卸捆实验过程。
30.所述振荡喂入组件及成捆组件分别通过振荡喂入组件驱动电机21和成捆组件驱动电机驱动31驱动，其中振荡喂入组件驱动电机21及成捆组件驱动电机31选用可调速电机，通过变频控制设备进行转速调节控制，实现振荡喂入组件振荡频率、振荡幅度、振荡时长的调节实验和成捆组件成捆速度的调节实验，当振荡喂入组件喂入速度增加或降低时，其成捆组件成捆速度相应增加或降低；菌剂喷洒组件根据实验条件确定喷洒角度。
31.其中，步骤2中，振荡板41振幅的调整步骤如下：
32.2.1、实验前将振幅调节装置43通过螺栓紧固在支撑板42上滑道的前端，即最小振荡幅度位置；
33.2.2、根据实验要求确定每次实验振荡板41倾角单位变化量，通过调整螺栓在支撑板42上滑道的位置改变倾角；
34.2.3、当振幅调节装置43调整至支撑板42上滑道的后端时，即最大振荡幅度位置，振荡幅度调节结束。
35.其中，步骤4中，菌剂喷洒角度调节步骤如下：
36.4.1、实验前旋转角度调节手柄71，使喷头73垂直地面，即与地面夹角为90
°
，利用紧固螺栓74固定喷杆72、喷头73，使其工作过程不产生转动；
37.4.2、根据实验要求确定每次实验菌剂喷洒角度单位变化量，通过调整紧固螺栓74，改变喷头73的喷洒角度，使菌剂不断向实验装置前方喷洒；
38.4.3、当喷头73调整至喷洒方向与地面夹角20
°
时，菌剂喷洒角度调节结束。
39.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
40.本发明的实验装置通过调整振荡板的振荡输送物料，改善喂入的均匀性，减少王草等簇生根类禾草由于喂入时的不均匀造成成捆室入口处禾草的短时大量聚集与缠绕现象的发生，同时，振荡板可实现对物料的翻涌，保证菌剂在喷洒的过程中，底层和内层的物料能够翻涌至表面，提高菌剂喷洒的均匀性。
41.该实验装置设计的振荡板调节装置，在不更换零件的前提下可实现对振幅的无级调节，便于操作且精度较高。
42.该实验装置在振荡板上方设计有弹齿十字错行交叉布置的输送拨草轮，可在辅助物料翻涌的同时减少漏料现象的发生。
43.该实验装置可模拟在多种实验条件下进行实验，通过对振荡板频率、振幅的调整，同时控制振荡时长，不断优化参数，提高喂入的均匀性，减少堵塞现象的发生，同时，还可以通过调整菌剂喷洒喷头的角度，使菌剂喷洒的更均匀，提高后续的青贮发酵效果。
附图说明
44.图1为本发明的一种圆捆机喂入调节及菌剂喷洒实验装置的示意图；
45.图2为本发明的振荡喂入组件的结构及位置关系示意图；
46.图3为本发明的菌剂喷洒组件的结构及位置关系示意图；
47.图4a为振幅调节装置处于第一状态的示意图；
48.图4b为振幅调节装置处于第二状态的示意图；
49.图4c为振幅调节装置处于第三状态的示意图；
50.图5为本发明的成捆组件的结构及位置关系示意图；
51.图6为输送拨草轮的示意图；
52.图7为本发明的振荡喂入组件的局部示意图。
53.其中的附图标记为：
54.1、支撑机架
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2、振荡喂入组件驱动电机支撑座
55.3、成捆组件驱动电机支撑座
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4、振荡喂入组件罩壳
56.5、前仓盖
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6、后仓盖
57.7、储液罐
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8、成捆室
58.9、液压开仓机构
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12、振荡喂入组件机架底板
59.13、成捆组件机架底板
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21、振荡喂入组件驱动电机
60.31、成捆组件驱动电机
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41、振荡板
61.42、支撑板
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43、振幅调节装置
62.44、弹簧减震器
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45、曲轴连杆
63.46、曲轴
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47、输送拨草轮
64.51、缠网机构
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52、送网对辊
65.53、切网机构
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54、喂入拨草轮
66.55、护板
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56、钢辊
67.71、角度调节手柄
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72、喷杆
68.73、喷头
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74、紧固螺栓
69.75、储液罐安装座
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76、阀门
70.77、出液管
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78、液泵电机
71.79、液压泵
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710、进液口旋盖
具体实施方式
72.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
73.如图1和图2所示，一种圆捆机喂入调节及菌剂喷洒实验装置包括实验装置机架、振荡喂入组件、菌剂喷洒组件和成捆组件。所述振荡喂入组件、菌剂喷洒组件和成捆组件均置于实验装置支撑机架上方，所述振荡喂入组件置于实验装置机架前部，所述菌剂喷洒组件位于振荡喂入组件的上方，所述成捆组件位于振荡喂入组件后方。
74.如图1所示，所述实验装置机架包括支撑机架1、振荡喂入组件机架底板12、成捆组件机架底板13、振荡喂入组件驱动电机支撑座2和成捆组件驱动电机支撑座3。
75.所述振荡喂入组件机架底板12固接在支撑机架1的中下部的前半部分，所述振荡喂入组件驱动电机支撑座2通过螺栓固定于振荡喂入组件机架底板12的上方，所述成捆组件机架底板13固接在支撑机架1的中下部的后半部分，所述成捆组件驱动电机支撑座3通过螺栓固定于成捆组件机架底板13的上方。
76.如图2、图6和图7所示，所述振荡喂入组件包括振荡喂入组件罩壳4、振荡板41、支撑板42、振幅调节装置43、弹簧减震器44、曲轴连杆45、曲轴46、输送拨草轮47和振荡喂入组件驱动电机21。
77.所述振荡喂入组件罩壳4通过螺栓固定于支撑机架1上方，所述振荡板41的后端通过螺栓固定于振荡喂入组件罩壳4上，所述支撑板42的上端通过螺栓固定于振荡板41的下端。支撑板42上设有与支撑板42的下板面水平布置的滑道，振幅调节装置43通过螺栓与支撑板42的滑道连接。所述弹簧减震器44的上端通过螺栓与振幅调节装置43连接，弹簧减震器44的下端通过螺栓与曲轴连杆45的上端连接，用于减少振动对试验台架的干扰与影响，提高实验装置的精度。曲轴连杆45的下端与曲轴46通过螺栓连接。
78.所述输送拨草轮47布置在振荡喂入组件罩壳4的内部后端，振荡板41的上方。所述输送拨草轮47上的弹齿为十字错行交叉布置，相邻弹齿的空间交错角度为90
°
，相邻弹齿在输送拨草轮47轴线方向的间距为75mm，有助于物料的翻涌，并且十字错行交叉布置的方式可以减少对茎秆的缠绕，还可以减少对挑起茎秆的连续撞击碰撞，进而减少漏料现象的发生。
79.所述振荡喂入组件驱动电机21通过螺栓固定于振荡喂入组件驱动电机支撑座2的上方，振荡喂入组件驱动电机21的动力输出轴与曲轴46连接，振荡喂入组件驱动电机21的动力输出轴与输送拨草轮47通过链传动连接。振荡喂入组件驱动电机21用于驱动振荡喂入组件各机构的运转，实现对王草等物料的振荡喂入。振荡喂入组件驱动电机21通过变频控制设备进行转速调节，实现不同的振动频率和振动时长的调节实验，振荡频率的调节范围为60～600次/分，单次物料喂入振荡时长范围为2～30s。
80.如图2、图4a、图4b和图4c所示，所述振荡喂入组件的支撑板42上设有与支撑板42的下板面水平布置的上部滑道、中间滑道和下部滑道。所述振幅调节装置43上设有四个螺孔，四个螺孔位置为菱形布置，用于安装螺栓。其中上部有一个螺孔，与支撑板42上的上部滑道对齐；中间有两个螺孔，与支撑板42上的中间滑道对齐；下部有一个螺孔，与支撑板42
上的下部滑道对齐。振幅调节装置43通过调整螺栓在支撑板42滑道上的紧固位置实现振幅的无级调节，实现对多种不同实验要求的模拟。
81.根据实验条件改变振幅调节装置43的螺栓紧固位置，所述振荡喂入组件的振幅通过振幅调节装置43沿着支撑板42的滑道移动调节，可根据实验条件进行无级调节，通过振幅调节装置43与支撑板42在滑道上不同位置的固定，改变振荡板倾角，进而实现不同振幅的实验条件设计，图4a、图4b和图4c分别是螺栓固定在滑道上的最大值、中间值和最小值，对应的倾角为a、b、c，倾角的变化范围为7～13
°
。
82.如图1和图3所示，菌剂喷洒组件包括储液罐7、角度调节手柄71、喷杆72、喷头73、紧固螺栓74、储液罐安装座75、阀门76、出液管77、液泵电机78、液压泵79和进液口旋盖710。
83.角度调节手柄71位于振荡喂入组件罩壳4右侧，喷杆72通过角度调节手柄71和紧固螺栓74固定于振荡喂入组件罩壳4内部，所述喷头73安装固定在喷杆72上。
84.所述角度调节手柄71可调节喷头73的喷洒角度，通过松开紧固螺栓74，手动转动角度调节手柄71，带动喷杆72转动，再拧紧紧固螺栓74，实现对喷头73喷射角度的调整。喷头73的喷射方向与地面夹角角度调节范围为20～90
°
。
85.液压泵79通过液泵电机78驱动，液压泵79的进口与储液罐7的出口相连，液压泵79的出液管77与喷杆72的进口相连。阀门76安装于出液管77上，所述储液罐安装座75通过螺栓横向安装在振荡喂入组件罩壳4上，所述进液口旋盖710安装在储液罐7的上方。
86.如图1和图5所示，所述成捆组件包括缠网机构51、送网对辊52、切网机构53、喂入拨草轮54、护板55、钢辊56、液压开仓机构9、前仓盖5、后仓盖6和成捆组件驱动电机31。
87.前仓盖5和后仓盖6置于支撑机架1上方，其内部为成捆室8，成捆室8前后周向安装有钢辊56，成捆室8的喂入口处安装有喂入拨草轮54和护板55，用于有序、稳定喂入王草等物料，护板55可防止漏料，减少对机器正常运转的干扰。所述缠网机构51置于前仓盖5的前上部，为圆筒状，用于储存未进入成捆室的网。所述送网对辊52置于缠网机构51的下方，用于将缠网机构51储存的网经切网机构53输送至成捆室8。所述切网机构53置于送网对辊52的下方，用于在缠网完成后进行切网作业。所述液压开仓机构9安装在前仓盖5和后仓盖6的上方，前端固定在前仓盖5上，后端固定在后仓盖6上，通过液压开仓机构9的伸缩带动后仓盖6的开合，放出制作好的圆草捆。
88.所述成捆组件驱动电机31通过螺栓固定于成捆组件驱动电机支撑座3的上方，与钢辊56通过链传动连接，用于驱动成捆组件各机构的运转，实现对王草等物料的卷制成捆，成捆组件驱动电机可通过变频控制设备进行转速调节，实现适应不同喂入速度下的实验。
89.一种利用圆捆机喂入调节及菌剂喷洒实验装置的实验方法，包括如下步骤：
90.1、选定菌剂，提前注入储液罐7；
91.2、根据实验条件调节振荡板41安装的倾角进而改变振幅，通过振幅调节装置43沿着支撑板42的滑道移动调节，用螺栓进行紧固安装，实现对振荡板41振幅的调整；
92.3、根据所模拟收获工作条件，通过振荡喂入组件驱动电机21的变频控制器选定频率，实现对振荡板41的振荡频率和对物料的喂入速度的调节，通过控制成捆组件驱动电机31的转速，配合喂入速度的变化实现对牧草的卷制成捆速度的调整；
93.4、根据所模拟收获工作条件，通过菌剂喷洒组件的角度调节手柄71调整喷头73的角度，实现对菌剂喷洒角度的调整；
94.5、安装调试完毕，手动模拟将物料送入振荡板41的前端，通过振荡板41在设定的振动频率下控制振动时长，在输送拨草轮47的辅助作用下实现将物料向后输送，在输送的过程中物料翻涌腾空，菌剂全面、均匀地喷洒在物料的表层和里层，物料在振荡板41后端经过喂入拨草轮54进入成捆组件，成捆组件在设定的转速下实现对物料的卷制成形，最后缠网机构51对形成的圆草捆进行缠网，液压开仓机构9抬起后仓盖6，圆草捆卸捆，完成振荡喂入、菌剂喷洒、成捆、卸捆实验过程。
95.所述振荡喂入组件及成捆组件分别通过振荡喂入组件驱动电机21和成捆组件驱动电机驱动31驱动，其中振荡喂入组件驱动电机21及成捆组件驱动电机31选用可调速电机，通过变频控制设备进行转速调节控制，实现振荡喂入组件振荡频率、振荡幅度、振荡时长的调节实验和成捆组件成捆速度的调节实验，当振荡喂入组件喂入速度增加或降低时，其成捆组件成捆速度相应增加或降低。菌剂喷洒组件根据实验条件确定喷洒角度。
96.步骤2中，振荡板41振幅的调整步骤如下：
97.2.1、实验前将振幅调节装置43通过螺栓紧固在支撑板42上滑道的前端，即最小振荡幅度位置，如图4c所示；
98.2.2、根据实验要求确定每次实验振荡板41倾角单位变化量，通过调整螺栓在支撑板42上滑道的位置改变倾角；
99.2.3、当振幅调节装置43调整至支撑板42上滑道的后端时，即最大振荡幅度位置，如图4a所示，振荡幅度调节结束。
100.步骤4中，菌剂喷洒角度调节步骤如下：
101.4.1、实验前旋转角度调节手柄71，使喷头73垂直地面，即与地面夹角为90
°
，利用紧固螺栓74固定喷杆72、喷头73，使其工作过程不产生转动；
102.4.2、根据实验要求确定每次实验菌剂喷洒角度单位变化量，通过调整紧固螺栓74，改变喷头73的喷洒角度，使菌剂不断向实验装置前方喷洒；
103.4.3、当喷头73调整至喷洒方向与地面夹角20
°
时，菌剂喷洒角度调节结束。