一种多功能的驱动式甘蔗中耕培土机

摘要

本发明公开了一种多功能的驱动式甘蔗中耕培土机，培土机包括：机架；至少两个培土机构，两个培土机构左右对称分布且与机架左右移动连接；每个培土机构包括：旋耕组件，其包括齿轮箱和旋耕刀组，旋耕刀组与齿轮箱连接；齿轮箱的上端与机架的前端左右移动连接；控土组件，其安装于齿轮箱上且位于旋耕刀组的上方；施肥装置，其安装于齿轮箱上且位于控土组件的后上方；以及培土装置，其与机架左右移动连接且位于施肥装置的后下方。采用本发明的培土机能够适用于甘蔗的不同行距，降低部件损耗，提高培土效果。

说明书

技术领域

本发明涉及农用机械技术领域，特别涉及一种多功能的驱动式甘蔗中耕培土机。

背景技术

甘蔗中耕培土是甘蔗种植过程中的一个农艺要求，作用是松土、保墒、施肥，并且通过将土培到蔗兜位置，能够提高甘蔗的抗倒伏能力和甘蔗产量，便于后期的机械化收获。因此，现有的甘蔗中耕培土机和甘蔗破垄机基本上可以完成中耕培土、施肥、除草一系列田间管理工作。但是，甘蔗精细化种植对甘蔗中耕培土机提出了越来越高的要求，传统机型在培土作业主要依靠培土装置推动和挤压土壤进行，无法将土壤完全培进蔗兜或培进蔗兜的土壤较少。在碎土率低、土量不足时，土壤更是难以培进蔗兜处，将会导致蔗茎基部填充不实，从而出现蔗苗旁边土壤堆积而蔗兜部缺土的“火山口”垄形，引起甘蔗倒伏和切割破头率高。此外，在甘蔗机械化收获时，“火山口”垄形会导致收获机械高位切割，蔗头预留过长，造成产量损失，容易诱发高位芽早萌发，抑制低位芽的萌发，减少蔗兜有效发株数量，进而影响宿根蔗产量。而且，在进行宿根蔗破垄培土时，只是使用拖拉机带动锄铲铧犁对蔗地进行破垄作业。但甘蔗收获机作业后的蔗地土质十分坚硬，土壤坚实度高，如果单纯使用锄铲铧犁强行将土壤剖开翻起，一则碎土率低，培土效果不理想；二则会极大增加拖拉机前进阻力，进而提高功耗，加重零件的损耗，降低机器的使用寿命。

此外，由于甘蔗种植的行距不同，沟宽与垄宽不同，如果旋耕组件的耕幅固定，则会在改变工作行距之后，耕幅与蔗地沟宽不匹配，在破垄与中耕培土的过程中伤及甘蔗蔗根，导致甘蔗减产，打击农户对甘蔗中耕培土机的使用信心。因此，针对当前中耕培土质量差，不能满足农艺要求，而破垄对机器损耗大的问题，有必要开发一种侧向供土能力强，具有破垄、碎土、施肥、定向供土、培土等多功能驱动式甘蔗中耕培土机，不但可适用于新植蔗的中耕培土，也能适用于宿根蔗的破垄、施肥、培土等新农艺作业。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能的驱动式甘蔗中耕培土机，从而克服甘蔗中耕培土机存在碎土率低、培土效果不佳、极大增加培土机的前进阻力，以及无法适用于行距不同的甘蔗行的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种多功能的驱动式甘蔗中耕培土机，所述培土机包括：机架，其前端与行走机械连接；至少两个培土机构，两个该培土机构左右对称分布且均以能够左右移动的方式安装于所述机架上；其中，每个所述培土机构包括：旋耕组件，其包括齿轮箱和旋耕刀组，所述齿轮箱的上端设有齿轮箱输入轴，下端设有第一齿轮箱输出轴；所述旋耕刀组与所述第一齿轮箱输出轴连接；所述齿轮箱的上端以能够左右移动的方式安装于所述机架的前端，所述齿轮箱输入轴通过第一驱动机构驱动进行转动；控土组件，其安装于所述齿轮箱上且位于所述旋耕刀组的上方，用于控制所述旋耕刀组旋耕时翻抛起来的土壤的流向；施肥装置，其以能够拆卸的方式安装于所述齿轮箱的顶部且位于所述控土组件的后上方，该施肥装置通过第二驱动机构驱动进行转动施肥；以及培土装置，其以能够左右移动的方式安装于所述机架上且位于所述施肥装置的后下方，用于培土。

优选地，上述技术方案中，所述第一驱动机构包括分动箱和两个伸缩式联轴器，所述分动箱安装于所述机架上且位于两个所述培土机构之间，所述分动箱前端的动力输入轴通过万向节与所述行走机械的动力输出轴连接，所述分动箱左右两侧的动力输出轴分别通过一个所述伸缩式联轴器与一个所述旋耕组件的所述齿轮箱输入轴连接。

优选地，上述技术方案中，在每个所述培土机构中，所述第二驱动机构包括两个链轮和链条，所述齿轮箱的上端还设有第二齿轮箱输出轴，其中一个所述链轮固定安装于所述第二齿轮箱输出轴上，另一个所述链轮安装于所述施肥装置的驱动轴上，所述链条绕设于两个所述链轮之间。

优选地，上述技术方案中，所述旋耕刀组的数量为两个，所述第一齿轮箱输出轴的数量也为两个，且两个所述第一齿轮箱输出轴分别设置于所述齿轮箱的左右两侧，两个所述旋耕刀组分别与一个所述第一齿轮箱输出轴连接。

优选地，上述技术方案中，所述旋耕刀组包括：旋耕刀轴，其内端通过花键与所述第一齿轮箱输出轴连接，该旋耕刀轴的外端为刀盘连接端，所述刀盘连接端的外圆周面的横截面呈椭圆状；至少一个旋耕刀盘，该旋耕刀盘的中部开设有与所述刀盘连接端相配合连接的通孔，该旋耕刀盘的上设有若干个沿同一圆周方向均匀分布的耕耙刀，每个所述耕耙刀与所述旋耕刀盘可拆卸连接；至少两个套筒，每个该套筒均活动套设于所述刀盘连接端上；当所述旋耕刀盘的数量为一个时，两个所述套筒分别位于所述旋耕刀盘的内外两侧；当所述旋耕刀盘的数量至少为两个时，所述套筒的数量与所述旋耕刀盘的数量相同，两个相邻的所述旋耕刀盘之间设有一个所述套筒，位于外侧的所述旋耕刀盘的外侧设有一个所述套筒；以及端盖，其以能够拆卸的方式与所述刀盘连接端的外端连接。

优选地，上述技术方案中，所述控土组件包括两个控土板，两个所述控土板对称的设置于所述齿轮箱的左右两侧，每个所述控土板的内侧以能够上下摆动的方式与所述齿轮箱连接，且每个所述控土板均通过角度调节机构驱动进行上下摆动。

优选地，上述技术方案中，所述控土板包括顶板、前侧板、后侧板和外侧板，所述前侧板的上端与所述顶板的前端连接，且所述前侧板自上至下向前倾斜；所述后侧板的上端与所述顶板的后端连接，且所述后侧板自上至下向后倾斜；所述外侧板的上端与所述顶板的外端连接，且所述外侧板自上至下向外倾斜。

优选地，上述技术方案中，所述齿轮箱的左右两侧壁上均设有切草刀组，每个所述切草刀组包括若干个沿上下方向间隔分布的切草刀，每个所述切草刀通过安装座与所述齿轮箱可拆卸连接。

优选地，上述技术方案中，所述培土装置包括：连接架，其前端以能够左右移动的方式安装于所述机架的后端；培土犁，其上端通过培土架以高度能够调节的方式安装于所述连接架上；以及整垄辊，其安装于所述连接架上并位于所述培土犁的后方。

优选地，上述技术方案中，所述整垄辊包括整垄架和辊体，所述整垄架的上端以能够前后摆动的方式与所述连接架连接，且所述整垄架自前至后向下倾斜，所述整垄架与所述培土架之间连接有弹性机构，所述辊体以能够转动的方式安装于所述整垄架的下端；其中，所述整垄架上设有与所述辊体上下相对分布的刮土板。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明的培土机集碎土、施肥、定向供土和培土等功能于一体，功能多样化，能够一次完成碎土、施肥和培土等工作，提高工作效率；两个培土机构能够左右移动，以调整两个培土机构间的间距，从而适用于不同行距的甘蔗行，适用范围广，实用性强；其中，旋耕组件能够对地块进行大面积翻开，并将翻出的土块进行粉碎，减小旋耕组件的工作阻力与功耗，降低部件损耗率，提高碎土率和供土量；且旋耕组件能够与其顶部的控土组件有机结合起来使用，控土组件能够将旋耕组件旋耕时翻抛起来的土壤反弹至甘蔗的蔗兜处，再通过后方的培土装置将土壤推送至蔗兜处，共同完成土壤的培土工作，避免蔗兜形成“火山口”状，提高培土效果。

2.本发明培土机的旋耕刀组为组合式设计，耕耙刀以可拆卸的方式安装于旋耕刀盘上，每个旋耕刀盘可安装若干个耕耙刀，构成不同螺旋线分布，耕耙刀的数量可以根据碎土率和供土量要求进行调整，通过增加耕耙刀数量，来提高碎土率，改善培土效果；另外，刀盘连接端上安装有套筒，通过更换不同长度的套筒，可以调整旋耕刀盘之间的相对距离，也可调整旋耕刀盘的数量，以达到改变旋耕刀组工作幅宽和调整耕幅的目的，从而使其适应不同的地况和不同的农艺要求。

3.本发明培土机通过在旋耕组件上安装控土组件，能够与培土装置整合成为一个土壤输送系统，可将旋耕刀组旋耕时翻抛起来的土壤反弹并抛撒至甘蔗蔗兜附近，完成一次土壤分配，并通过后方的培土装置将土壤推至甘蔗蔗兜处，完成二次土壤分配，以解决当前甘蔗中耕培土无法将土壤完全培至蔗兜的问题；其中，控土组件的控土板能够根据不同的培土需求，上下转动调整角度。

4.本发明培土机在齿轮箱左右侧面布置切草刀组，可切割旋耕组件卷入的杂草，减少旋耕组件上的缠草，有效减少农户清理和维护机器的工作量；另外，在进行宿根蔗破垄作业时，切草刀组将旋入的蔗叶切断后，再由旋耕刀组粉碎后进行还田，省去了另外使用旋耕机进行蔗叶还田的步骤。

5.本发明的培土装置包括培土犁和整垄辊，培土犁能够将旋耕刀组旋耕后的碎土拨向两侧甘蔗行的蔗兜处，再采用整垄辊对蔗垄和蔗沟进行平整，以提高后续甘蔗收割机的收割质量。

附图说明

图1是根据本发明的多功能的驱动式甘蔗中耕培土机的三维结构示意图。

图2是根据本发明的图1的右视示意图。

图3是根据本发明的图1的前视示意图。

图4是根据本发明的旋耕刀具的爆炸结构示意图。

图5是根据本发明的控土组件安装于旋耕组件上的结构示意图。

主要附图标记说明：

1-机架，2-控土组件，21-连接杆，22-铰接座，23-顶板，24-外侧板，25-后侧板，26-前侧板，27-连接板，3-旋耕组件，31-旋耕刀组，311-旋耕刀轴，312-耕耙刀，313-旋耕刀盘，314-端盖，315-螺栓顶盖，316-弹簧垫圈，317-套筒，32-齿轮箱，4-安装板，5-培土装置，51-培土犁，52-辊体，53-整垄架，54-弹簧，55-培土架，56-连接架，57-刮土板，6-施肥装置，61-链轮，62-链条，7-伸缩式联轴器，8-分动箱，9-切草刀组，91-安装座，92-切草刀。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

图1至图5显示了根据本发明优选实施方式的一种多功能的驱动式甘蔗中耕培土机的结构示意图，培土机包括机架1以及至少两个培土机构。参考图1至图5，机架1前端与行走机械连接，其中，行走机械可为拖拉机，机架1的前端与拖拉机的后端采用三点悬挂式连接方式，以通过拖拉机的行走，来带动培土机移动，并能够通过拖拉机上的提升油缸对培土机进行提升与下降操作，便于培土机的转移和工作。两个培土机构左右对称分布且均以能够左右移动的方式安装于机架1上，以调整两个培土机构间的间距，从而使其适用于不同行距的甘蔗行，适用范围广，实用性强。其中，每个培土机构包括旋耕组件3、控土组件2、施肥装置6以及培土装置5。旋耕组件3包括齿轮箱32和旋耕刀组31，齿轮箱32的上端设有齿轮箱输入轴，齿轮箱32下端设有第一齿轮箱输出轴；旋耕刀组31与第一齿轮箱输出轴连接；齿轮箱32的上端以能够左右移动的方式安装于机架1的前端，齿轮箱输入轴通过第一驱动机构驱动进行转动。控土组件2安装于齿轮箱32上且位于旋耕刀组31的上方，用于控制旋耕刀组31旋耕时翻抛起来的土壤的流向，以将被翻抛起来的土壤反弹至甘蔗蔗茎基部附近。施肥装置6以能够拆卸的方式安装于齿轮箱32的顶部且位于控土组件2的后上方，施肥装置6通过第二驱动机构驱动进行转动施肥，用于对两侧的甘蔗行进行施肥。培土装置5以能够左右移动的方式安装于机架1上且位于施肥装置6的后下方，用于培土。采用本发明的培土机集碎土、施肥、定向供土和培土等功能于一体，功能多样化，能够一次完成碎土、施肥和培土等工作，提高工作效率；其中，旋耕组件3能够对地块进行大面积翻开，并将翻出的土块进行粉碎，减小旋耕组件3的工作阻力与功耗，降低部件损耗率，提高碎土率和供土量；且旋耕组件3能够与其顶部的控土组件2有机结合起来使用，控土组件2能够将旋耕组件3旋耕时翻抛起来的土壤反弹至甘蔗的蔗兜处，再通过后方的培土装置5将土壤推送至蔗兜处，共同完成土壤的培土工作，避免蔗兜形成“火山口”状，提高培土效果。

参考图1至图3，第一驱动机构可为电机，也可为与行走机械的动力输出轴相连接的传动机构。优选地，第一驱动机构包括分动箱8和两个伸缩式联轴器7，分动箱8安装于机架1上且位于两个培土机构之间，分动箱8前端的动力输入轴通过万向节与行走机械的动力输出轴连接，分动箱8左右两侧的动力输出轴分别通过一个伸缩式联轴器7与一个旋耕组件3的齿轮箱输入轴连接，以将行走机械的旋转动力通过分动箱8输送给左右两个培土机构的齿轮箱32上，再通过齿轮箱32输送给对应的旋耕刀组31，驱动旋耕刀组31转动碎土。其中，伸缩式联轴器7能够伸缩，以便于调整两个培土机构的间距。

参考图1至图3，在每个培土机构中，第二驱动机构可为电机，也可为与齿轮箱32连接的链传动机构。优选地，在每个培土机构中，第二驱动机构包括两个链轮61和链条62，齿轮箱32的上端还设有第二齿轮箱输出轴，其中一个链轮61固定安装于第二齿轮箱输出轴上，另一个链轮61安装于施肥装置6的驱动轴上，链条62绕设于两个链轮61之间，以将齿轮箱32的驱动力传递给施肥装置6，驱动施肥装置6转动施肥。其中，施肥装置6为现有技术，市售可得。

参考图1至图3，优选地，旋耕刀组31的数量为两个，第一齿轮箱输出轴的数量也为两个，且两个第一齿轮箱输出轴分别设置于齿轮箱32的左右两侧，两个旋耕刀组31分别与一个第一齿轮箱输出轴连接，以便于进行旋耕碎土操作。

参考图4，优选地，旋耕刀组31包括旋耕刀轴311、至少一个旋耕刀盘313、至少两个套筒317以及端盖314。旋耕刀轴311的内端通过花键与第一齿轮箱输出轴连接，该旋耕刀轴311的外端为刀盘连接端，刀盘连接端的外圆周面的横截面呈椭圆状，以与其内端形成台阶面，便于驱动旋耕刀盘313转动。旋耕刀盘313的中部开设有与刀盘连接端相配合连接的通孔，旋耕刀盘313的上设有若干个沿同一圆周方向均匀分布的耕耙刀312，且所有的耕耙刀312所围成的圆周面的圆心与旋耕刀盘313的轴线共线，每个耕耙刀312通过螺栓与旋耕刀盘313可拆卸连接，便于耕耙刀312的拆装。每个旋耕刀盘313可安装若干个耕耙刀312，构成不同螺旋线分布，耕耙刀312的数量可以根据碎土率和供土量要求进行调整，通过增加耕耙刀312数量，来提高碎土率，改善培土效果。每个套筒317均活动套设于刀盘连接端上；当旋耕刀盘313的数量为一个时，两个套筒317分别位于旋耕刀盘313的内外两侧；当旋耕刀盘313的数量至少为两个时，套筒317的数量与旋耕刀盘313的数量相同，两个相邻的旋耕刀盘313之间设有一个套筒317，位于最外侧的旋耕刀盘313的外侧设有一个套筒317，位于最内侧的旋耕刀盘313抵靠在台阶面上。端盖314以能够拆卸的方式与刀盘连接端的外端连接，且端盖314的内端与位于最外侧的套筒317的外端相互抵靠，压紧轴向各个零件，避免轴向串动。其中，端盖314通过螺栓顶盖315与刀盘连接端的外端螺纹连接，且螺栓顶盖315与端盖314之间设有弹簧垫圈316，避免螺纹松动。通过更换不同长度套筒317，可以调整旋耕刀盘313的相对距离，也可以调整旋耕刀盘313的数量，以达到改变旋耕刀组31工作幅宽和耕幅的目的，从而使其适应于不同的地况和不同的农艺要求。

参考图5，优选地，控土组件2包括两个控土板，两个控土板对称的设置于齿轮箱32的左右两侧，每个控土板包括顶板23、前侧板26、后侧板25和外侧板24，前侧板26的上端与顶板23的前端连接，且前侧板26自上至下向前倾斜；后侧板25的上端与顶板23的后端连接，且后侧板25自上至下向后倾斜；外侧板24的上端与顶板23的外端连接，且外侧板24自上至下向外倾斜；以便于控制被翻抛起来的土壤的流向。每个控土板的顶板23的内侧以能够上下摆动的方式与齿轮箱32连接，且每个控土板的顶板23均通过角度调节机构驱动进行上下摆动，以满足不同的培土需求。进一步优选地，每个顶板23的前后两侧均设有一个角度调节机构，每个调节机构包括连接杆21，连接杆21的下端通过铰接座22与顶板23铰接，连接杆21的上端沿其长度方向开设若干个间隔设置的第一连接孔，齿轮箱32上在与连接杆21对应的位置上设有连接板27，连接板27上开设有若干个沿上下方向间隔分布的第二连接孔，通过螺栓选择连接不同的第一连接孔和第二连接孔，便能够调节顶板23上下摆动的角度，以适用于不同培土高度的需求。

参考图2和图3，优选地，齿轮箱32的左右两侧壁上均设有切草刀组9，每个切草刀组9包括若干个沿上下方向间隔分布的切草刀92，每个切草刀92通过安装座91与齿轮箱32可拆卸连接，可切割旋耕组件3卷入的杂草，减少旋耕组件3上的缠草，有效减少农户清理和维护机器的工作量；另外，在进行宿根蔗破垄作业时，切草刀组9将旋入的蔗叶切断后，再由旋耕刀组31粉碎后进行还田，省去了另外使用旋耕机进行蔗叶还田的步骤。

参考图1至图3，优选地，培土装置5包括连接架56、培土犁51以及整垄辊。连接架56的前端以能够左右移动的方式安装于机架1的后端，培土犁51的上端通过培土架55以高度能够调节的方式安装于连接架56上；整垄辊安装于连接架56上并位于培土犁51的后方；培土犁51能够将旋耕刀组31旋耕后的碎土拨向两侧甘蔗行的蔗兜处，再采用整垄辊对蔗垄和蔗沟进行平整，以提高后续甘蔗收割机的收割质量。进一步优选地，整垄辊包括整垄架53和辊体52，整垄架53的上端以能够前后摆动的方式与连接架56连接，且整垄架53自前至后向下倾斜，整垄架53与培土架55之间连接有弹性机构，辊体52以能够转动的方式安装于整垄架53的下端，通过弹性机构的作用，能够使整垄辊对地面形成压紧力。其中，整垄架53上设有与辊体52上下相对分布的刮土板57，以刮除辊体52上粘附的黏性土壤，清理辊体52。再次，进一步优选地，培土架55的上端开设有若干个第三连接孔，连接架56上开设有第四连接孔，采用螺栓连接第四连接孔和不同的第三连接孔，便能够调节培土犁51的高度。其中，弹性机构为弹簧54。

参考图1至图3和图5，优选地，为了便于旋耕组件3和培土装置5的左右移动，齿轮箱32的前后两端分别设有一个连接装置，连接架56的前端设有连接装置。连接装置包括两个间隔分布的安装板4，其中一个安装板4固定在齿轮箱32或连接架56上，另一个安装板4活动设置，安装时，将机架1上的横杆夹设在两个安装板4之间，采用螺栓将两个安装板4紧固连接，需要移动时，松开螺栓，左右滑动齿轮箱32或连接架56，将其调整至所需位置后，再拧紧螺栓即可，调整方式简单方便。

采用本发明提供的一种多功能的驱动式甘蔗中耕培土机，可以对机械化收获后的蔗地进行破垄施肥培土，也可以对新植蔗蔗地进行中耕施肥培土，还可以针对不同种植行距的甘蔗进行工作部件间距的调整。使用时，采用旋耕组件3对地块进行剖开与粉碎，提高碎土率，改善后续培土的作业效果，降低培土机的功耗，提高培土机的耐久度。通过调整旋耕刀组31的宽度，以对不同耕幅的甘蔗种植行进行中耕施肥培土作业，避免出现由于耕幅不合适而损伤蔗苗的情况。该培土机能够将旋耕组件3、控土组件2及培土装置5整合成为一个土壤分配输送系统，经由旋耕组件3翻抛起的土壤运动方向不一，一部分运动至控土组件2后，经过反弹至蔗兜处，完成第一阶段培土；一部分运动至培土犁51上，与培土犁51从垄沟提升起来的土壤混合后，受到培土犁51侧壁的挤压运动至蔗兜处，最后利用整垄辊推动剩余土壤进入蔗兜，并对垄沟进行压实，完成第二阶段培土，解决当前甘蔗中耕培土无法培至蔗兜部的问题，避免蔗兜处的土壤出现“火山口”状。通过整垄辊还可以对蔗垄和垄沟进行平整，以提高后续甘蔗收割机的收割质量。其中，采用本发明的培土机，碎土率可达90％以上，培土高度可达15cm以上。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。