一种机械式玉米扎穴深施追肥装置

摘要

本发明属于农业机械技术领域，特别涉及一种机械式玉米扎穴深施追肥装置。所述装置由主梁架(1)、动力传递机构、定轨机构和扎穴施肥装置组成。本发明的机械式扎穴深施追肥装置通过传动轴带动曲柄块旋转运动，进一步带动扎穴施肥装置实现“入土扎穴—张嘴施肥—离土—闭嘴”的追肥过程，代替了人工追肥的过程，省时省力，提高了工作效率；通过改变排肥轴堵头在排肥轴的伸入长度，改变追肥量，实现定量追肥效果；采用扎穴深施的追肥方式，降低了对玉米根系的划伤，节约肥料，减少环境污染。

说明书

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，特别涉及一种机械式玉米扎穴深施追肥装置。

背景技术

玉米等高秆农作物中期追肥是农业田间管理的重要环节。长期以来，人们给玉米追肥大 多是人工作业，不仅劳动强度大，生产效率低，且肥料撒施在地表，利用效率低，环境污染 严重。为提高作业效率，人们研制了一些简便的玉米追肥机械，一定程度上提高了肥料的利 用效率，降低了对环境的污染。

专利一种背负式追肥机(ZL201220415961.5)，采用人工背负作业，操作人摇动排肥轴上 摇把驱动排肥轴工作，将肥料直接送到玉米根部，不用弯腰，劳动强度低，且可以任意调节 施肥量，还可以用于小麦、高粱、谷子等大田作物；专利自走式小型追肥机 (ZL201320246113.0)，通过人力推动地轮旋转前进，振动凸轮在皮带和地轮的带动下使得振 动板不断振动，施肥箱内的肥料做循环运动并经排肥螺旋均匀排出，最终经过排肥口进入被 开沟施肥器开挖好的沟内，完成施肥作业；专利双犁中耕追肥机(ZL200820013594.X)，集 开沟扶垄和追肥于一体，采用地轮驱动排肥器工作，将肥料撒施到玉米根部，然后用前后双 犁在原来的垄台上开沟，开沟的土壤翻埋覆盖玉米根部的肥料，避免挥发。

然而，上述背负式追肥机完全靠人工作业，虽较传统的刨坑放肥效率有所提高，但工作 强度依旧较大，且肥料施于地表利用率低，污染环境；上述的自走式小型追肥机靠人力驱动 地轮前进，机具行走阻力大，人工作业强度大，两行玉米间追施一行肥料，肥料距玉米植株 距离大，追肥效果不明显；双犁中耕追肥机能够一次完成三行玉米追肥，较大程度提高工作 效率，施肥量也可以根据需求调节，但是该追肥机仅适用于玉米苗期追肥，在玉米生长中后 期追肥时不适用，容易折断玉米植株，影响玉米产量。

发明内容

本发明的目的是提供一种机械式玉米扎穴深施追肥装置，具体技术方案如下：

一种机械式玉米扎穴深施追肥装置，由主梁架1、动力传递机构、定轨机构和扎穴施肥装 置组成；

所述动力传递机构由传动链轮5、传动轴8、传动轴轴承座4、传动轴支撑轴承2、曲柄块7、 曲柄块轴承31和定位平键32组成；传动轴8具有两级台阶，传动链轮5焊接于传动轴8的中间部 位，传动轴8一级台阶与传动轴轴承座4通过传动轴支撑轴承2连接；曲柄块7主体为一长方体， 长方体一端钻孔，且有键槽，另一端侧面上焊接圆柱形轴，曲柄块7上的钻孔安装在传动轴8 两端二级台阶处，通过定位平键32周向固定；曲柄块7通过曲柄块轴承31与矩形主管9铰接；

所述定轨机构由定轨叉3、定轨叉座6、定轨滑动轴承17、定轨轴18、轴端固定螺栓24、 轴端垫圈25和定位套圈26组成；定轨叉3插入定轨叉座6的孔中；定轨轴18两端钻孔，与定位 套圈26通过轴端固定螺栓24、轴端垫圈25连接，定轨轴滑动轴承17内圈与定轨轴18焊接，根 据定轨叉3的位置确定定轨轴滑动轴承17的位置；

所述扎穴施肥装置由矩形主管9、支柱19、定量排肥机构、支柱回位机构、支柱限位机构 和扎穴嘴开闭机构组成；

支柱19主体为12×10mm的矩形钢，宽面顶端焊接圆柱形回位弹簧上止点30，窄面两侧焊 接圆柱形支柱上止点29，支柱上止点29比回位弹簧上止点30低5mm；支柱19窄面中间焊接一 角倒圆角的蹄形滑轨支板22，焊接方式为蹄形滑轨支板22侧面与支柱19窄面重合；支柱19底 端焊接支地板16；支柱19和矩形主管9通过支柱回位弹簧10弹性连接，可在支柱上下卡板和滚 动套筒15形成的空间中作平行滑动；

所述定量排肥机构由排肥轴37、蝶形螺栓38、排肥轴堵头39、排肥轴定位卡盘47、排肥 轴堵头定位螺母48、排肥连杆27、施肥连杆限位卡23和含肥腔46组成；排肥轴37为一塑料圆 轴，圆轴上有凹槽，凹槽形状与排肥轴堵头39形状一致，排肥轴37与排肥轴堵头39这两个部 件通过蝶形螺栓38、排肥轴堵头定位螺母48连接；调节好排肥轴堵头39在排肥轴37凹槽内的 长度后，锁紧蝶形螺栓38和排肥轴堵头定位螺母48，则两者位置相对固定；排肥轴37两端与 排肥轴定位卡盘47连接，排肥连杆27由一块圆形铁皮和具有折弯的细轴焊接而成，圆形铁皮 上开孔，用紧定螺钉连接排肥连杆27、排肥轴定位卡盘47和排肥轴定位座36，最终限制排肥 轴轴向移动，不限制其周向转动；施肥连杆限位卡23由两根直径为6mm的钢条组成，焊接在 支柱19上，形成固定宽度的限位卡槽，使排肥连杆27能够随矩形主管9和支柱19的相对运动旋 转一定角度，实现充肥和排肥的功能；含肥腔46是由排肥轴堵头39和排肥轴37形成的空腔， 含肥腔46的大小决定了排肥量的大小；

所述支柱回位机构由回位弹簧上止点30、支柱回位弹簧10、回位弹簧下支点11和支地板 16组成；回位弹簧上止点30焊接于支柱19的顶端，回位弹簧下止点11焊接在矩形主管9的中部， 为“7”字形结构，支柱回位弹簧10两端分别与回位弹簧上止点30和回位弹簧下止点11连接； 支地板16焊接于支柱19的近地端，作用是在地表支持力下使支柱19和矩形主管9有一个相对运 动；当矩形主管9和支柱19处于相对静止状态时，弹簧处于初始拉伸状态，当支地板16受力时， 支柱19相对于矩形主管向上运动，则回位弹簧上止点30和回位弹簧下支点11相对距离增大， 弹簧被拉长；当支地板16受力结束后，支柱回位弹簧10使支柱19回到初始位置。

所述支柱限位机构由支柱下卡板42、支柱上卡板45、滚动套筒15和不锈钢圆轴43组成； 支柱下卡板42和支柱上卡板45形状一致，均由两块矩形薄板组成，分别在矩形薄板上钻有小 孔，滚动套筒15处于两矩形薄板间，通过不锈钢圆轴43连接，每组薄板间水平分布两个滚动 套筒15，两套筒间的距离恰好为10mm，在上下卡板间形成支柱19的固定运动轨道；

所述扎穴嘴开闭机构由扎穴嘴20、扎穴嘴开闭连杆13、扎穴嘴开闭轴承12、蹄形滑轨支 板22、蹄形滑轨14、蹄形滑轨回位弹簧21、蹄形滑轨绕轴44、连杆回位支轴40和连杆回位 弹簧41组成；扎穴嘴20侧面为三角形，展开图形为等腰梯形，侧面钻有小孔；扎穴嘴开闭 连杆13为“U”型结构，其一端与扎穴嘴20侧面小孔焊接，另一端连接扎穴嘴开闭轴承12； 扎穴嘴开闭轴承12选用异型轴承，其外径为20mm；在扎穴嘴开闭连杆13中间处焊接上一 细短轴，连杆回位弹簧41分别挂接在扎穴嘴开闭连杆13的细短轴和连杆回位支轴40上，保 证扎穴嘴20在不工作时处于关闭状态；蹄形滑轨14通过蹄形滑轨绕轴44与蹄形滑轨支板 22连接，通过蹄形滑轨回位弹簧21与支柱19连接。

进一步地，所述主梁架1由横梁33和竖梁34组成；横梁33为40×40mm方管，竖梁34为40 ×10mm扁钢，横梁33与竖梁34焊接在一起，形成扁口形状；定轨叉座6焊接于竖梁34内侧， 两侧竖梁34的内侧对称焊接定轨叉座6，传动轴轴承座4焊接在竖梁34中间，且两侧对称，与 定轨叉座6相隔一定距离。

进一步地，所述矩形主管9由主管轴承盒35、进肥口28、排肥轴定位座36和连杆回位支轴 40组成；矩形主管9主体为40×30mm的方管，上端焊接有主管轴承盒35，主管轴承盒35端面 与矩形主管9宽面重合，与曲柄块7上的圆柱形轴台通过曲柄块轴承31铰接；进肥口28位于矩 形主管9窄面的中上部位，为直径16mm的圆管，一端伸入矩形主管9内，接触部分焊接封严， 另一端与进肥管连接；在进肥口28正下方50mm处切出弧形缺口，然后在弧形缺口两侧焊接排 肥轴定位座36，排肥轴定位座36为圆管形，半径与弧形缺口半径一致，端面钻有螺纹孔；排 肥轴定位座36正下方50mm处焊接定位套圈26；进肥口28的对面同一高度处焊接支柱上卡板 45，距离矩形主管9底端100mm处焊接支柱下卡板42；连杆回位支轴40焊接在矩形主管9侧面 上，位于定位套圈26下端50mm处；矩形主管9下端斜切开口，切口高度为100mm。

进一步地，所述蹄形滑轨14为半月牙形，一端为方块形，另一端为弧线形，在方块形侧 面上钻孔，通过蹄形滑轨绕轴44与蹄形滑轨支板22连接，弧线形段侧面焊接一细短轴，用 蹄形滑轨回位弹簧21连接蹄形滑轨14和支柱19，保证蹄形滑轨14在转过一定角度后回到 原位。

进一步地，所述定轨叉3由手提把49、卡位档50和轴轨51构成；卡位档50为普通的长条形 方钢条，手提把49为圆形钢条弯成半圆形，焊接在卡位档50一面上；轴轨51由两根圆钢制成， 在两根圆钢上分别切削一平面，两根轴轨51对称焊接在卡位档50的另外一面上，两切削平面 相对。

本发明的有益效果为：

机械式扎穴深施追肥装置通过传动轴带动曲柄块旋转运动，进一步带动扎穴施肥装置实 现“入土扎穴—张嘴施肥—离土—闭嘴”的追肥过程，代替了人工追肥的过程，省时省力， 提高了工作效率；通过改变排肥轴堵头在排肥轴的伸入长度，改变追肥量，实现定量追肥效 果；采用扎穴深施的追肥方式，降低了对玉米根系的划伤，节约肥料，减少环境污染。

附图说明

图1为机械式扎穴深施追肥装置示意图；

图2为主梁架示意图；

图3为扎穴施肥装置示意图；

图4为排肥轴装配示意图；

图5为定轨叉示意图。

图中各标号的具体含义如下：1-主梁架，2-传动轴支撑轴承，3-定轨叉，4-传动轴轴承座， 5-传动链轮，6-定轨叉座，7-曲柄块，8-传动轴，9-矩形主管，10-支柱回位弹簧，11-回位弹 簧下支点，12-扎穴嘴开闭轴承，13-扎穴嘴开闭连杆，14-蹄形滑轨，15-滚动套筒，16-支地 板，17-定轨滑动轴承，18-定轨轴，19-支柱，20-扎穴嘴，21-蹄形滑轨回位弹簧，22-蹄形滑 轨支板，23-施肥连杆限位卡，24-轴端固定螺栓，25-轴端垫圈，26-定位套圈，27-排肥连杆， 28-进肥口，29-支柱上止点，30-回位弹簧上止点，31-曲柄块轴承，32-定位平键，33-横梁， 34-竖梁，35-主管轴承盒，36-排肥轴定位座，37-排肥轴，38-蝶形螺栓，39-排肥轴堵头，40- 连杆回位支轴，41-连杆回位弹簧，42-支柱下卡板，43-不锈钢圆轴，44-蹄形滑轨绕轴，45- 支柱上卡板，46-含肥腔，47-排肥轴定位卡盘，48-排肥轴堵头定位螺母，49-手提把，50-卡 位档，51-轴轨。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细描述。应该强调的是，下述说明仅仅是示 例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

如图1～图5所示，机械式玉米扎穴深施追肥装置由主梁架1、动力传递机构、定轨机构和 扎穴施肥装置组成。

所述主梁架1由横梁33和竖梁34组成；横梁33为40×40mm方管，竖梁34为40×10mm扁钢， 横梁33与竖梁34焊接在一起，形成扁口形状；定轨叉座6焊接于竖梁34内侧，两侧竖梁34的内 侧对称焊接定轨叉座6，传动轴轴承座4焊接在竖梁34中间，且两侧对称，与定轨叉座6相隔一 定距离。

所述动力传递机构由传动链轮5、传动轴8、传动轴轴承座4、传动轴支撑轴承2、曲柄块7、 曲柄块轴承31和定位平键32组成；传动轴8具有两级台阶，传动链轮5焊接于传动轴8的中间部 位，传动轴8一级台阶与传动轴轴承座4通过传动轴支撑轴承2连接；曲柄块7主体为一长方体， 长方体一端钻孔，且有键槽，另一端侧面上焊接圆柱形轴，曲柄块7上的钻孔安装在传动轴8 两端二级台阶处，通过定位平键32周向固定；曲柄块7通过曲柄块轴承31与矩形主管9铰接。

所述定轨机构由定轨叉3、定轨叉座6、定轨滑动轴承17、定轨轴18、轴端固定螺栓24、 轴端垫圈25和定位套圈26组成；定轨叉3插入定轨叉座6的孔中；定轨轴18两端钻孔，与定位 套圈26通过轴端固定螺栓24、轴端垫圈25连接，定轨轴滑动轴承17内圈与定轨轴18焊接，根 据定轨叉3的位置确定定轨轴滑动轴承17的位置。

所述扎穴施肥装置由矩形主管9、支柱19、定量排肥机构、支柱回位机构、支柱限位机构 和扎穴嘴开闭机构组成；

所述矩形主管9由主管轴承盒35、进肥口28、排肥轴定位座36和连杆回位支轴40组成；矩 形主管9主体为40×30mm的方管，上端焊接有主管轴承盒35，主管轴承盒35端面与矩形主管9 宽面重合，与曲柄块7上的圆柱形轴台通过曲柄块轴承31铰接；进肥口28位于矩形主管9窄面 的中上部位，为直径16mm的圆管，一端伸入矩形主管9内，接触部分焊接封严，另一端与进 肥管连接；在进肥口28正下方50mm处切出弧形缺口，然后在弧形缺口两侧焊接排肥轴定位座 36，排肥轴定位座36为圆管形，半径与弧形缺口半径一致，端面钻有螺纹孔；排肥轴定位座 36正下方50mm处焊接定位套圈26；进肥口28的对面同一高度处焊接支柱上卡板45，距离矩形 主管9底端100mm处焊接支柱下卡板42；连杆回位支轴40焊接在矩形主管9侧面上，位于定位 套圈26下端50mm处；矩形主管9下端斜切开口，切口高度为100mm；

支柱19主体为12×10mm的矩形钢，宽面顶端焊接圆柱形回位弹簧上止点30，窄面两侧焊 接圆柱形支柱上止点29，支柱上止点29比回位弹簧上止点30低5mm；支柱19窄面中间焊接一 角倒圆角的蹄形滑轨支板22，焊接方式为蹄形滑轨支板22侧面与支柱19窄面重合；支柱19底 端焊接支地板16；支柱19和矩形主管9通过支柱回位弹簧10弹性连接，可在支柱上下卡板和滚 动套筒15形成的空间中作平行滑动；

所述定量排肥机构由排肥轴37、蝶形螺栓38、排肥轴堵头39、排肥轴定位卡盘47、排肥 轴堵头定位螺母48、排肥连杆27、施肥连杆限位卡23和含肥腔46组成；排肥轴37为一塑料圆 轴，圆轴上有凹槽，凹槽形状与排肥轴堵头39形状一致，排肥轴37与排肥轴堵头39这两个部 件通过蝶形螺栓38、排肥轴堵头定位螺母48连接；调节好排肥轴堵头39在排肥轴37凹槽内的 长度后，锁紧蝶形螺栓38和排肥轴堵头定位螺母48，则两者位置相对固定；排肥轴37两端与 排肥轴定位卡盘47连接，排肥连杆27由一块圆形铁皮和具有折弯的细轴焊接而成，圆形铁皮 上开孔，用紧定螺钉连接排肥连杆27、排肥轴定位卡盘47和排肥轴定位座36，最终限制排肥 轴轴向移动，不限制其周向转动；施肥连杆限位卡23由两根直径为6mm的钢条组成，焊接在 支柱19上，形成固定宽度的限位卡槽，使排肥连杆27能够随矩形主管9和支柱19的相对运动旋 转一定角度，实现充肥和排肥的功能；含肥腔46是由排肥轴堵头39和排肥轴37形成的空腔， 含肥腔46的大小决定了排肥量的大小；

所述支柱回位机构由回位弹簧上止点30、支柱回位弹簧10、回位弹簧下支点11和支地板 16组成；回位弹簧上止点30焊接于支柱19的顶端，回位弹簧下止点11焊接在矩形主管9的中部， 为“7”字形结构，支柱回位弹簧10两端分别与回位弹簧上止点30和回位弹簧下止点11连接； 支地板16焊接于支柱19的近地端，作用是在地表支持力下使支柱19和矩形主管9有一个相对运 动；当矩形主管9和支柱19处于相对静止状态时，弹簧处于初始拉伸状态，当支地板16受力时， 支柱19相对于矩形主管向上运动，则回位弹簧上止点30和回位弹簧下支点11相对距离增大， 弹簧被拉长；当支地板16受力结束后，支柱回位弹簧10使支柱19回到初始位置；

所述支柱限位机构由支柱下卡板42、支柱上卡板45、滚动套筒15和不锈钢圆轴43组成； 支柱下卡板42和支柱上卡板45形状一致，均由两块矩形薄板组成，分别在矩形薄板上钻有小 孔，滚动套筒15处于两矩形薄板间，通过不锈钢圆轴43连接，每组薄板间水平分布两个滚动 套筒15，两套筒间的距离恰好为10mm，在上下卡板间形成支柱19的固定运动轨道；

所述扎穴嘴开闭机构由扎穴嘴20、扎穴嘴开闭连杆13、扎穴嘴开闭轴承12、蹄形滑轨支 板22、蹄形滑轨14、蹄形滑轨回位弹簧21、蹄形滑轨绕轴44、连杆回位支轴40和连杆回位 弹簧41组成；扎穴嘴20侧面为三角形，展开图形为等腰梯形，侧面钻有小孔；扎穴嘴开闭 连杆13为“U”型结构，其一端与扎穴嘴20侧面小孔焊接，另一端连接扎穴嘴开闭轴承12； 扎穴嘴开闭轴承12选用异型轴承，其外径为20mm；在扎穴嘴开闭连杆13中间处焊接上一 细短轴，连杆回位弹簧41分别挂接在扎穴嘴开闭连杆13的细短轴和连杆回位支轴40上，保 证扎穴嘴20在不工作时处于关闭状态；蹄形滑轨14通过蹄形滑轨绕轴44与蹄形滑轨支板 22连接，通过蹄形滑轨回位弹簧21与支柱19连接。

所述蹄形滑轨14为半月牙形，一端为方块形，另一端为弧线形，在方块形侧面上钻孔， 通过蹄形滑轨绕轴44与蹄形滑轨支板22连接，弧线形段侧面焊接一细短轴，用蹄形滑轨回 位弹簧21连接蹄形滑轨14和支柱19，保证蹄形滑轨14在转过一定角度后回到原位。

所述定轨叉3由手提把49、卡位档50和轴轨51构成；卡位档50为普通的长条形方钢条，手 提把49为圆形钢条弯成半圆形，焊接在卡位档50一面上；轴轨51由两根圆钢制成，在两根圆 钢上分别切削一平面，两根轴轨51对称焊接在卡位档50的另外一面上，两切削平面相对。

本发明所述机械式玉米扎穴深施追肥装置的工作过程如下：

在装置进行作业前，将主梁架1与动力机连接，动力机经链条将动力传输到传动链轮5上， 带动传动轴8转动，进一步驱动曲柄块7做旋转运动。曲柄块7与扎穴施肥装置上矩形主管9通 过曲柄块轴承31连接，曲柄块7的绕转运动带动扎穴施肥装置运动。为保证扎穴施肥装置按照 一定规律运动，且保证左右两套扎穴施肥装置运动完全一致，采用定轨机构确定扎穴施肥装 置的运动轨迹。在扎穴施肥装置相对主梁架1上下运动的过程中，与矩形主管9固定连接的定 轨轴18始终处在定轨叉3中间，定轨轴18上固定的定轨滑动轴承17在定轨叉3的轨轴51平面上 滚动，而定轨叉3相对于主梁架1固定，因此扎穴施肥装置相对于主梁架1做固定轨迹运动。

扎穴施肥装置上下运动过程中，当支地板16与地面接触时，在地表土壤的作用下，支柱 19不再向下运动，而矩形主管9在曲柄块7的作用下继续向下运动，支柱回位弹簧10被拉伸， 扎穴嘴20扎出穴孔；与此同时，支柱19与矩形主管9的相对运动，带动排肥连杆27旋转，进一 步带动排肥轴37旋转，使含肥腔46朝上的状态变成朝下，将含肥腔46里面的肥料排出进入扎 穴嘴20内；支柱19相对矩形主管9向上运动时，扎穴嘴开闭轴承12向下运动，经过蹄形滑轨14 和支柱19形成的内轨道，扎穴嘴20继续保持闭合状态，在矩形主管9运动到最下点时，扎穴嘴 开闭轴承12运动到蹄形滑轨14弧线端以下，过程中蹄形滑轨14受力绕转一定角度，然后在蹄 形滑轨回位弹簧21的作用下回到原位。当矩形主管9向上运动时，扎穴嘴开闭轴承12同时向上 运动，并经过蹄形滑轨14的弧线外轨道，扎穴嘴开闭连杆13开始受力并拉伸连杆回位弹簧41， 扎穴嘴20张开排肥，直至扎穴嘴开闭轴承12脱离蹄型轨道14的弧线外轨道回到初始位置，扎 穴嘴20在连杆回位弹簧41的作用下回到初始位置；与此同时，排肥连杆27带动排肥轴37回复 到初始位置，使肥料充满含肥腔46，为下一次排肥做准备；支地板16脱离地面的瞬间，在支 柱回位弹簧10的作用下，支柱16和矩形主管9回复到初始相对位置。

装置的工作过程就是不断重复上述的作业过程。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵 盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。