一種草原雜草-鳶尾科植物的去除方法及去除裝置的製作方法
2023-06-28 08:50:11 1
專利名稱:一種草原雜草-鳶尾科植物的去除方法及去除裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於雜草去除技術領域：
，特別關於ー種針對鳶尾科植物如馬蓮等的去除方法及其專用去除裝置。
背景技術：
目前，國內大部分草地處於退化狀態，其中部分草地的退化表現為原優勢種群草數量明顯減少，而多數家畜均不喜食的鳶尾科植物如馬蓮等則大量繁殖，這些雜草與原建 群種牧草形成強烈競爭，影響了草地產草量和經濟效益，並造成草地的退化。因此，為改善此類退化草地的種群結構，需要去除混生鳶尾科植物雜草。而目前國內外尚無鳶尾科植物的專用去除機具，多為人工去除。這種除雜方式勞動強度大，效率低。中國農業大學王德成教授等人曾提出了「一種馬蓮除葉碎根裝置」(專利公開號CN101558756A)，這種作業方式對土壤的作用較強，作業後碎根效果好，但是易形成土壤過於粉碎，土壌修復時間長。因此，需考慮在儘量不破壞土壤的前提下，機械化去除草原雜草的技術和方法。
發明內容
針對上述問題，本發明的目的是要提供一種鳶尾科植物的去除方法及去除裝置，根據鳶尾科植物的生長和生物學特性，採用機械方式破壞其植物根系，達到除滅的目的。
為了達到本發明的第一個目的，所採用的技術方案包括ー種草原雜草-鳶尾科植物的去除方法，其特徵在於，採用雙側刀具，以近似垂直根系的斜方向角度、先後異截面入土切根作業。
所述刀具在切根作業同時隨自走機械牽弓I方向前行。
所述刀具入土深度最大為200mm。
兩側刀具切縫間距根據入土角度而定，關係是d = 2h tana，其中a即入土角度，是刀具平面與垂直面間的夾角，為19° 45°，11是刀具的入土深度。
所述雙側刀具先後異截面入土切根作業通過如下方式實現
I)並聯設置兩組液壓系統，分別控制雙側刀具的入土動作，包括雙向液壓鎖，三位四通電磁換向閥，電磁比例調速閥，電磁溢流閥，壓カ表，壓カ繼電器，液壓泵，節流閥和油箱；
2)啟動將發動機與液壓泵的離合器結合，左右電磁溢流閥通電，液壓泵處於待工作狀態；
3)控制右液壓缸的相應溢流閥斷電，調速閥通電，進行右液壓缸下降指定調速；
4)控制右液壓馬達的溢流閥斷電，通過時間延時器的控制，右液壓缸下降系統預設的時間後右液壓馬達開始運轉，刀具入土後根據設在液壓缸上的傳感器檢測的壓カ進行反饋控制；
5)通過時間延時器的控制，自走機械前進指定時間後，控制左液壓缸的調速閥通電，進行左液壓缸下降指定調速；[0014]6)通過時間延時器的控制，左液壓缸下降系統預設時間後左液壓馬達開始運轉，刀具入土後根據設在液壓缸上的傳感器檢測的壓カ進行反饋控制；
7)右液壓缸活塞杆推至末端後通過液壓鎖鎖定位置，停止下降，此時刀具邊前進邊旋轉；
8)左液壓缸活塞杆推至末端後通過液壓鎖鎖定位置，停止下降，此時刀具邊前進邊旋轉；
9)通過設立在液壓馬達的壓カ傳感器的控制，至設定壓カ值後，右液壓缸上升；
10)通過設立在液壓馬達的壓カ傳感器的控制，至設定壓カ值後，左液壓缸上升；
11)停機至左右液壓缸上升至原始位置後，相應的電磁溢流閥通電，液壓泵回到待工作狀態。為了達到本發明的第二個目的，所採用的技術方案包括ー種草原雜草-鳶尾科植物的去除裝置，包括一機架，機架上設置ー橫向定位液壓缸和一滑板，滑板兩端分別通過一滑塊滑設在機架上，橫向定位液壓缸與一所述滑塊相連，滑板的正中央設置ー對正杆，對正杆左右兩側各設置ー組角度調整裝置，兩組角度調整裝置按前後方向錯位設置，每ー組角度調整裝置各連接ー工作液壓缸，工作液壓缸下端固定連接一刀架，液壓馬達與刀架固定連接，液壓馬達上連接刀盤，刀盤上周向均布3 4個刀具，左右兩組刀具呈V形傾斜對置；並聯設置兩組液壓系統，分別控制雙側刀具的入土動作，包括雙向液壓鎖，三位四通電磁換向閥，電磁比例調速閥，電磁溢流閥，壓カ表，壓カ繼電器，液壓泵，節流閥和油箱。
所述V形角度在38° 90°之間。
所述橫向定位液壓缸、工作液壓缸、液壓馬達由自走機械油箱和液壓泵控制供油。
本發明由於採取以上技術方案，具有如下優點1、本發明方法及裝置對土壤的擾動非常小，作業后土壌結構不會被破壞，機具作業時自走機械不需停止前進，效率高。2、入土方式為刀具前後錯開入土，可利用先切割形成的縫隙減少第二把刀具入土的土壤擠壓力，從而減小刀具的入土阻力。3、本發明對鳶尾科植物的去除和液壓自動作業程序均提出了具體可行方案，適用於因雜草叢生而退化的草地改良。4、除草的機械化符合農業可持續發展的觀點，提高生產カ的同時沒有汙染，因此應用前景廣泛。
圖I為本發明安裝在自走機械上的示意圖；
圖2為本發明裝置的主視結構示意圖；
圖3為本發明裝置的左視結構示意圖；
圖4為本發明裝置的液壓系統圖；
圖5為本發明的刀具呈19°角的安裝示意圖；
圖6為本發明的刀具呈30°角的安裝示意圖；
圖7為本發明的刀具呈45°角的安裝示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施方式對本發明作進ー步說明。
如圖I所示，本發明的切根方法，採用雙側刀具，斜方向、先後異截面入土的作業方式，刀具隨機具牽引方向沿縱向前行。
上述的切根作業入土深度為200mm，兩側切縫間距根據入土角度而定，關係是d =2h tana，其中d即是兩刀具之間的切縫間距；a是刀具平面與垂直面間的夾角，即入土角度，入土角度優選為19° 45°，通常選擇19°、30°和45°三個角度；h是刀具的入土深度。
為實現這種在行進間進行鳶尾科植物切根作業的方法，本發明設置了一種切根裝置，如圖2、圖3所示的實施例，包括橫向定位液壓缸I、對正杆2、角度調整裝置3、滑板4、工作液壓缸5、滑塊6、機架7、液壓馬達8、刀架9、刀盤10、刀具11，它們組成本發明裝置的主體。
其中，機架7隻有ー個；橫向定位液壓缸I也只有ー個，設置在機架7 —端，與一滑塊6相連。滑板4兩端分別通過ー滑塊6滑設在機架7上。橫向定位液壓缸I推動滑板4 在機架7上滑動。在滑板4的正中央設置ー對正杆2。在滑板4上對正杆2的左右兩側各設置ー組角度調整裝置3，每ー組角度調整裝置3各連接ー工作液壓缸5，工作液壓缸5下端固定連接刀架9，液壓馬達8與刀架9固定連接。液壓馬達8上通過平鍵與刀盤10連接，刀盤10上周向均布3 4個刀具11。左右兩組刀具呈V形傾斜對置。V形角度在38° 90°之間。
在滑板4上，兩組角度調整裝置3及其按上述關係連接的工作液壓缸5、液壓馬達
8、刀架9、刀盤10、刀具11等，按前後方向錯位設置。
角度調整裝置3採用現有技術的結構即可，比如絲槓調節裝置，在作業前，採用人エ調整角度，手持扳手類工具夾持絲槓上的六角形調整體，讓絲槓帶動螺旋滑塊偏轉，從而帶動工作液壓缸5作相應偏轉，螺旋滑塊設置在滑板4上的弧形槽中，通過緊固螺栓固定。工作液壓缸5液壓缸體偏轉角度大小由角度指示器作出指示，偏轉角度達到エ況要求後，擰緊緊固螺栓即可。
作業時，整個鳶尾科植物去除裝置固定在自走機械前端，通過螺栓連接。動カ由發動機傳遞給液壓泵，高壓油經過高壓油管輸送至橫向定位液壓缸I、工作液壓缸5及液壓馬達8。液壓泵帶動液壓馬達8轉動和工作液壓缸5活塞杆軸向移動。在液壓馬達8的驅動下，刀盤10和刀具11 一同高速旋轉。工作吋，駕駛員通過視覺發現成簇的雜草後，駕駛拖拉機或自走機械至雜草附近，進行初定位。在此過程中一邊行走一邊調整橫向位置，使對正杆2對準雜草中心，在工作部件經過馬蓮前時，駕駛員便控制液壓系統使其開始工作。在自走機械和液壓機構的作用下，邊前進邊旋轉斜方向向下切割雜草的地下根系，直至液壓缸活塞杆推至末端。通過設立在液壓馬達的壓カ傳感器指示至切割完畢後液壓機構自動提升，駕駛員駕駛機器前往下ー工作目標。
如圖4所示，液壓系統為兩組並聯設置的系統，分別控制兩刀具，包括雙向液壓鎖14、14』，三位四通電磁換向閥15、15』、15」和15」』，電磁比例調速閥16、16』，電磁溢流閥17、17』，壓カ表18、18』，壓カ繼電器19、19』，液壓泵20，節流閥21、21』，油箱22。其中，自走機械上配置的發動機啟動後，經皮帶傳動，使液壓泵20工作，齒輪泵從油箱吸油後，根據液壓系統的邏輯順序，將具有一定工作壓カ的液壓油壓入三位四通電磁換向閥15或15』或15」或15」』的進油ロ使液壓馬達或液壓缸工作。上述換向閥有三個油路控制位置左位、中位和右位。左位和右位分別控制左、右兩工作液壓缸5的下降行程和上升行程；而處於中位時，液壓缸的活塞杆的位置被鎖定，加上雙向液壓鎖14或14』的作用，液壓缸位置確保被鎖定。通過液壓系統邏輯順序的設計，從而實現了對整個機器的升、降以及轉動狀態的過程控制。
液壓系統自動作業程序具體如下
(I)啟動按下啟動鍵，將發動機與液壓泵的離合器結合，電磁溢流閥17和17』通電，液壓泵20處於待工作狀態(卸荷)；
(2)右液壓缸5下降溢流 閥17斷電，調速閥16』通電，進行右液壓缸5下降指定調速；
(3)右液壓馬達8運轉溢流閥17』斷電，通過時間延時器的控制，右液壓缸5下降系統預設的時間後液壓馬達8開始運轉，刀具入土後根據設在液壓缸上的傳感器檢測的壓カ進行反饋控制(速度V);
(4)左液壓缸5下降通過時間延時器的控制，自走機械前進指定時間後。調速閥16通電，進行左液壓缸5下降指定調速；
(5)左液壓馬達8運轉通過時間延時器的控制，左液壓缸5下降系統預設時間後左液壓馬達8開始運轉。刀具入土後根據設在液壓缸上的傳感器檢測的壓カ進行反饋控制(速度V);
(6)右液壓缸5停止下降活塞杆推至末端後通過液壓鎖鎖定位置，此時刀具邊前進邊旋轉；
(7)左液壓缸5停止下降活塞杆推至末端後通過液壓鎖鎖定位置，此時刀具邊前進邊旋轉；
(8)右液壓缸5上升通過設立在液壓馬達的壓カ傳感器的控制，至設定壓カ值後，右液壓缸5上升；
(9)左液壓缸5上升通過設立在液壓馬達的壓カ傳感器的控制，至設定壓カ值後，左液壓缸5上升；
(10)停機至左右液壓缸上升至原始位置後，電磁溢流閥17和17』通電，液壓泵20處於待工作狀態(卸荷)。
為適應根系分布不同的植株的切根要求，本發明設計的刀具入土角度調整為19° 45°。當需要調整角度時，圖5、圖6和圖7所示分別為19°、30°、45°的實施例，改變角度調整裝置的安裝位置即可。
生長在乾旱環境中的鳶尾科植物，其根系呈垂直分布，本發明採用斜方向旋切入土的方式，在自走機械和液壓機構的作用下，邊前進邊切割作物根系。此方法對土壤的作用小，作業后土壤不至於粉碎的同時作業效率高。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.ー種草原雜草-鳶尾科植物的去除方法，其特徵在於，採用雙側刀具，以近似垂直根系的斜方向角度、先後異截面入土切根作業。
2.如權利要求
I所述的ー種草原雜草-鳶尾科植物的去除方法，其特徵在於，所述刀具在切根作業的同時隨自走機械牽弓I方向前行。
3.如權利要求
I所述的ー種草原雜草-鳶尾科植物的去除方法，其特徵在於，所述刀具入土深度最大為200mm。
4.如權利要求
I所述的ー種草原雜草-鳶尾科植物的去除方法，其特徵在於，兩側刀具切縫間距根據入土角度而定，關係是d = 2h ^tana，其中a即入土角度，是刀具平面與垂直面間的夾角，為19° 45°，11是刀具的入土深度。
5.如權利要求
I所述的ー種草原雜草-鳶尾科植物的去除方法，其特徵在於，所述雙側刀具先後異截面入土切根作業通過如下方式實現 1)並聯設置兩組液壓系統，分別控制雙側刀具的入土動作，包括雙向液壓鎖，三位四通電磁換向閥，電磁比例調速閥，電磁溢流閥，壓カ表，壓カ繼電器，液壓泵，節流閥和油箱； 2)啟動將發動機與液壓泵的離合器結合，左右電磁溢流閥通電，液壓泵處於待工作狀態； 3)控制右液壓缸的相應溢流閥斷電，調速閥通電，進行右液壓缸下降指定調速； 4)控制右液壓馬達的溢流閥斷電，通過時間延時器的控制，右液壓缸下降系統預設的時間後右液壓馬達開始運轉，刀具入土後根據設在液壓缸上的傳感器檢測的壓カ進行反饋控制； 5)通過時間延時器的控制，自走機械前進指定時間後，控制左液壓缸的調速閥通電，進行左液壓缸下降指定調速； 6)通過時間延時器的控制，左液壓缸下降系統預設時間後左液壓馬達開始運轉，刀具入土後根據設在液壓缸上的傳感器檢測的壓カ進行反饋控制； 7)右液壓缸活塞杆推至末端後通過液壓鎖鎖定位置，停止下降，此時刀具邊前進邊旋轉; 8)左液壓缸活塞杆推至末端後通過液壓鎖鎖定位置，停止下降，此時刀具邊前進邊旋轉; 9)通過設立在右液壓馬達的壓カ傳感器的控制，至設定壓カ值後，右液壓缸上升； 10)通過設立在左液壓馬達的壓カ傳感器的控制，至設定壓カ值後，左液壓缸上升； 11)停機至左、右液壓缸上升至原始位置後，相應的電磁溢流閥和通電，液壓泵回到待工作狀態。
6.ー種草原雜草-鳶尾科植物的去除裝置，其特徵在於，包括一機架，機架上設置ー橫向定位液壓缸和一滑板，滑板兩端分別通過一滑塊滑設在機架上，橫向定位液壓缸與一所述滑塊相連，滑板的正中央設置ー對正杆，對正杆左右兩側各設置ー組角度調整裝置，兩組角度調整裝置按前後方向錯位設置，每ー組角度調整裝置各連接ー工作液壓缸，工作液壓缸下端固定連接一刀架，液壓馬達與刀架固定連接，液壓馬達上連接刀盤，刀盤上周向均布3 4個刀具，左右兩組刀具呈V形傾斜對置； 並聯設置兩組液壓系統，分別控制雙側刀具的入土動作，包括雙向液壓鎖，三位四通電磁換向閥，電磁比例調速閥，電磁溢流閥，壓カ表，壓カ繼電器，液壓泵，節流閥和油箱。
7.如權利要求
6所述的ー種草原雜草-鳶尾科植物的去除裝置，其特徵在於，所述V形角度在38° 90°之間。
8.如權利要求
6或7所述的ー種草原雜草-鳶尾科植物的去除裝置，其特徵在於，所述橫向定位液壓缸、工作液壓缸、液壓馬達由自走機械油箱和液壓泵控制供油。
專利摘要
本發明公開了一種草原雜草-鳶尾科植物的去除方法及去除裝置，方法採用雙側刀具，斜方向、先後異截面入土切根作業。裝置包括一機架，機架上設置一橫向定位液壓缸和一滑板，滑板兩端通過滑塊安裝在機架上，橫向定位液壓缸與一滑塊相連，滑板的正中央設置一對正杆，對正杆左右兩側各設置一組角度調整裝置，兩組角度調整裝置按前後方向錯位設置，每一組角度調整裝置各連接一工作液壓缸，工作液壓缸下端連接一刀架，液壓馬達與刀架固定連接，液壓馬達上連接刀盤，刀盤上周向均布3～4個刀具，左右兩組刀具呈V形傾斜對置。本發明對鳶尾科植物去除提出了具體可行方案，適用於因雜草叢生而退化的草地改良，符合農業可持續發展的觀點，因此應用前景廣泛。
文檔編號A01M21/02GKCN102090387 B發布類型授權 專利申請號CN 201010544020
公開日2012年11月28日 申請日期2010年11月12日
發明者王光輝, 王德成, 馬傑超 申請人:中國農業大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan