一种用于巨菌草短茎扦插的种苗制配装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于巨菌草短茎扦插的种苗制配装置，包括移动式机箱，所示移动式机箱的底侧设有万向尼龙脚轮，所述移动式机箱内的上部设有一用以运输种苗的运输带，所述运输带上方设有螺纹杆，所述螺纹杆上沿轴向套置有若干用以切断的圆盘刀片，相邻圆盘刀片之间的螺纹杆上套置有套筒，位于套筒左侧端的螺纹杆上螺纹连接有一紧固螺母，所述套筒的右侧端顶接在相邻右侧的圆盘刀片上，所述紧固螺母的左侧端顶接在相邻左侧的圆盘刀片上。本发明每次种苗切断的数量增多，且切种平稳，加大的种苗制配的效率；有效地实现了菌草种苗制配过程的全程自动化，提高了种苗制配效率、减轻了工人劳动强度。
【专利说明】-种用于巨菌草短茎扦插的种苗制配装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于巨菌草短茎扦插的种苗制配装置，适用于巨菌草短茎扦插的 种苗制配。
【背景技术】
[0002] 巨菌草是一种种植在荒地、盐碱地、旱地、沙地等非农田小坡地的高大能源草，耐 旱、耐盐碱、耐瘠薄、适应性强，生长快，产量高。且用途广泛，可用于食用菌培养料、生物能 源燃料、造纸和工业纤维原料、水土保持、饲料等领域。目前，菌草的种植方式主要以全株条 栽法和短茎扦插为主，巨菌草的短茎扦插是指用果树修剪刀剪带有两个节的茎，每畦种两 行，株行距0. 5米X0. 5米左右。茎节腋芽朝上，斜插与地面成45度角，一个节插入土中， 一个节在地表面，周围用土压实，实现整个种植的过程。
[0003] 在巨菌草种植作业的整个流程中，种苗制配是其最为重要的环节之一。目前，在传 统的巨菌草种苗的制配方法有两种：第一种是在种植前，农民采用果树修剪刀将一根根巨 菌草分别剪成一节节带有两个芽结的种苗，然后将种植收集进行泡种，在进行种植；第二种 是农民采用大型电锯将整捆巨菌草种苗切到1〇〇 cm左右，然后将长为100 cm的巨菌草茎杆 作为一个巨菌草种苗进行种植。采用短茎扦插栽培时，巨菌草种苗只需要带有一个芽节，就 可以满足种植要求，然而考虑到其他因素影响种植的环境，为使巨菌草良好繁殖，一般最多 采用带2?3个芽节的茎杆作为巨菌草种苗，就可以保证种苗较高的发芽率和良好的发芽 势。由于巨菌草任意两芽结之间的距离在15?20cm，所以采用短茎扦插的巨菌草种苗的 最佳长度应为20?30 cm。
[0004] 目前采用短茎扦插栽培方法的巨菌草种苗制配方法和装备，存在的主要问题和不 足有以下几点：第一，由于在种苗切割技术和工艺上，以及较低种苗切口损伤率上得不到保 证，现有的采用大型电锯将整捆巨菌草切割制配种苗的方法，并不能将整捆巨菌草种苗切 至IJ 100 cm以内，同时切割巨菌草长度不容易控制。第二，采用上述的整捆切割巨菌草茎杆制 配种苗方法，使得种苗过长，直接将增大各种苗之间的直径和弯曲程度参数差异，首先将增 加后期种苗投放的复杂程度，其次种苗的体积的过大，将带来运输和打捆的不利，加大农民 劳动力的投入，其次，超出菌草种苗的最佳尺寸，将造成巨菌草茎杆的浪费，使巨菌草绿色 能源草的应用和推广价值大打折扣。第三，采用传统的果树修剪刀对一根根巨菌草进行种 苗制配，然后收拢种苗进行泡种，劳动效率不高，工序极为繁琐，根本不能满足菌草大面积 推广种植。
[0005] 随着菌草种植面积的不断扩大，菌草生产全程机械化已成为必然趋势。巨菌草种 植装备与种苗配置装备的相对匮乏制约了菌草产业的可持续发展。为了进一步提高菌草种 植装备的适应范围，减轻人工制种的劳动强度，加快菌草全程生产机械化进程，巨菌草种 苗制配装备已成为现代精准农业、绿色农业和机械化农业的必然发展趋势，对加快菌草产 业的发展进程有着重要的意义。
【发明内容】
[0006] 鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于巨菌草短茎扦插的种苗制 配装置。
[0007] 本发明的技术方案在于： 一种用于巨菌草短茎扦插的种苗制配装置，包括移动式机箱和设于移动式机箱内的总 开关、220v交流电源、继电器、5v开关电源、24v开关电源、PLC控制器、触摸屏，所示移动 式机箱的底侧设有万向尼龙脚轮，其特征在于：还包括第一伺服驱动器、第二伺服驱动器， 所述移动式机箱内的上部设有一用以运输种苗的运输带，所述运输带上方设有一经轴承与 移动式机箱转动连接的且与运输带平行设置的螺纹杆，所述螺纹杆上沿轴向套置有若干用 以切断的圆盘刀片，相邻圆盘刀片之间的螺纹杆上套置有套筒，位于套筒左侧端的螺纹杆 上螺纹连接有一紧固螺母，所述套筒的右侧端顶接在相邻右侧的圆盘刀片上，所述紧固螺 母的左侧端顶接在相邻左侧的圆盘刀片上，位于运输带下方的移动式机箱上设有一与螺纹 杆平行的中间光轴，所述中间光轴的两端分别固连有一主链轮，两主链轮分别经各自的链 条与设于螺纹杆两端的从链轮传动连接，所述中间光轴的中部固连有一带轮，所述带轮经 V型带由设于移动式机箱内腔底部上的第一电机驱动，所述运输带套置在转动连接于移动 式机箱的两水平布设的带轮轴上，所述带轮轴的一端设有一皮带轮，所述皮带轮经同步带 由设于移动式机箱内腔底部上的第二电机驱动，所述第一伺服驱动器、第二伺服驱动器分 别驱动第一电机、第二电机，所述总开开关经220v交流电源及继电器与24v开关电源电路 连接，所述24v开关电源分别与PLC控制器及触摸屏供电连接，所述220v交流电源的输出 端侧还分接出两路，各经第一伺服驱动器、第二伺服驱动器回接到总开关输入端侧，所述5v 开关电源分别与第一伺服驱动器、第二伺服驱动器电路连接。
[0008] 其中，所述移动式机箱内腔中设有一弧形设置的导种槽，所述导种槽的出料口经 一外接于移动式机箱外侧的弧形导槽后与一浸种搅拌罐联通，所述导种槽的出料口高度要 高于弧形导槽的出料口高度。
[0009] 所述浸种搅拌罐内设设有纵向布设的搅拌叶片，所述搅拌叶片由设于浸种搅拌罐 顶部的电机驱动；所述导种槽的出料口 口径为8cm。
[0010] 所述套筒内径尺寸3. 4cm，套筒外径采用4cm，圆盘刀片内径为3. 4cm，外径为 16cm，紧固螺母19内径采用与螺纹杆配合的尺寸；紧固螺母左端外径为与圆盘刀片内径配 合的3. 4cm，长度为0. 5cm，紧固螺母中间部分外径尺寸为5cm，长度为0. 5cm，紧固螺母右端 与套筒相连，其外径为4cm，长度为I. 5cm
[0011] 位于链条下部设有一固连于移动式机箱内壁上的油池，所述油池液位漫过链条的 最低端。
[0012] 所述运输带包括套置在带轮轴上的若干排同步带，位于其中一侧的带轮轴的外侧 设有一刮屑弹片组，所述刮屑弹片组包括若干对应每条同步带的刮屑弹片，所述刮屑弹片 的外端弹性连接于连杆上，所述连杆的两端分别固连于带轮轴两侧的移动式机箱上，所述 刮屑弹片的内端与同步带顶接。
[0013] 相邻同步带之间设有一 30cm的沉槽，所述同步带的下方设有一水平固连于移动 式机箱上的接屑底板，其中一侧为下料侧。
[0014] 所述第一伺服驱动器、第二伺服驱动器还分别接地连接。
[0015] 本发明的优点在于：本发明每次种苗切断的数量增多，且切种平稳，加大的种苗制 配的效率；有效地实现了菌草种苗制配过程的全程自动化，提高了种苗制配效率、减轻了工 人劳动强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是本发明的结构主视图， 图2是图1的左视图， 图3是图1的俯视图， 图4是本发明制配工艺方法的工作流程图， 图5是圆盘刀链传动机械机构示意图， 图6是圆盘刀机械结构示意图， 图7是PLC触摸屏画面图， 图8是PLC程序流程图， 图9为本发明的电路不意图。
【具体实施方式】
[0017] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详 细说明如下。
[0018] 参考图1至图9,本发明涉及一种用于巨菌草短茎扦插的种苗制配装置，包括移动 式机箱1和设于移动式机箱内的总开关、220v交流电源、继电器、5v开关电源、24v开关电 源、PLC控制器、触摸屏，所示移动式机箱的底侧设有万向尼龙脚轮2,还包括第一伺服驱动 器、第二伺服驱动器，所述移动式机箱内的上部设有一用以运输种苗的运输带3,所述运输 带上方设有一经轴承与移动式机箱转动连接的且与运输带平行设置的螺纹杆4,所述螺纹 杆上沿轴向套置有若干用以切断的圆盘刀片5,相邻圆盘刀片之间的螺纹杆上套置有套筒 6,位于套筒左侧端的螺纹杆上螺纹连接有一紧固螺母7,所述套筒的右侧端顶接在相邻右 侧的圆盘刀片上，所述紧固螺母的左侧端顶接在相邻左侧的圆盘刀片上，位于运输带下方 的移动式机箱上设有一与螺纹杆平行的中间光轴8，所述中间光轴的两端分别固连有一主 链轮9,两主链轮分别经各自的链条10与设于螺纹杆两端的从链轮11传动连接，所述中间 光轴的中部固连有一带轮12,所述带轮经V型带由设于移动式机箱内腔底部上的第一电机 13驱动，所述运输带套置在转动连接于移动式机箱的两水平布设的带轮轴14上，所述带轮 轴的一端设有一皮带轮15,所述皮带轮经同步带由设于移动式机箱内腔底部上的第二电机 16驱动，所述第一伺服驱动器、第二伺服驱动器分别驱动第一电机、第二电机，所述总开开 关经220v交流电源及继电器与24v开关电源电路连接，所述24v开关电源分别与PLC控 制器及触摸屏供电连接，所述220v交流电源的输出端侧还分接出两路，各经第一伺服驱动 器、第二伺服驱动器回接到总开关输入端侧，所述5v开关电源分别与第一伺服驱动器、第 二伺服驱动器电路连接。
[0019] 上述移动式机箱内腔中设有一弧形设置的导种槽17,所述导种槽的出料口经一外 接于移动式机箱外侧的弧形导槽18后与一浸种搅拌罐19联通，所述导种槽的出料口高度 要高于弧形导槽的出料口高度。
[0020] 上述浸种搅拌罐内设设有纵向布设的搅拌叶片20,所述搅拌叶片由设于浸种搅拌 罐顶部的电机21驱动；所述导种槽的出料口 口径为8cm。
[0021] 上述套筒内径尺寸3. 4cm，套筒外径采用4cm，圆盘刀片内径为3. 4cm，外径为 16cm，紧固螺母19内径采用与螺纹杆配合的尺寸；紧固螺母左端外径为与圆盘刀片内径配 合的3. 4cm，长度为0. 5cm，紧固螺母中间部分外径尺寸为5cm，长度为0. 5cm，紧固螺母右端 与套筒相连，其外径为4cm，长度为I. 5cm。
[0022] 位于链条下部设有一固连于移动式机箱内壁上的油池22,所述油池液位漫过链条 的最低端。
[0023] 上述运输带包括套置在带轮轴上的若干排同步带，位于其中一侧的带轮轴的外侧 设有一刮屑弹片组23,所述刮屑弹片组包括若干对应每条同步带的刮屑弹片，所述刮屑弹 片的外端弹性连接于连杆24上，所述连杆的两端分别固连于带轮轴两侧的移动式机箱上， 所述刮屑弹片的内端与同步带顶接。
[0024] 相邻同步带之间设有一 30cm的沉槽，所述同步带的下方设有一水平固连于移动 式机箱上的接屑底板25,其中一侧为下料侧。
[0025] 上述第一伺服驱动器、第二伺服驱动器还分别接地连接。
[0026] 实施过程中，如图1、2、3所示，本发明所述的巨菌草短茎扦插种苗制配装备，主要 由种苗切断、动力运输、扫屑、种苗浸泡等部分构成。
[0027] 种苗切断部分摒弃目前切割甘蔗茎杆的一刀切与多刀切的形式，一轴多刀，同时 切种。在提高效率的同时，成功避免茎杆切割时破头，并且使切口更加平整，有利于茎杆后 期种植发育。通过改变套筒的长度，切出巨菌草短茎扦插所需要的种苗长度。通过采用螺 纹杆作为传动轴，利用套筒和紧固螺母，实现刀片的固定。最左端套筒顶住已固定的链轮左 端，再放上刀片，用紧固螺母固定；再用一个套筒顶住紧固螺母，再放上刀片，用紧固螺母固 定，如此循环，直到最后一把刀安装好。该巨菌草种苗制配装置选择的套筒长度，决定了巨 菌草种苗切断后的长度，根据大量实验统计，采用28cm的套筒长度切断出来的种苗为最适 宜巨菌草种植的。为了减少自重和旋转时的偏心，该巨菌草种苗制配装置采用半径尽可能 小的套筒。套筒内径采用比紧固螺母19放刀处略大的尺寸3. 4cm，套筒外径采用4cm，能 够在实现刀片固定的同时，保证种苗连续的切断。该巨菌草种苗制配装置用的刀片内径为 3. 4cm，外径为16cm。紧固螺母的内径采用与丝杆配合的尺寸。紧固螺母左端为放刀处，放 刀处外径为与刀片内径配合的3. 4cm，长度为0. 5cm。紧固螺母中间部分是固定刀片，并保 证刀片平稳旋转的作用，外径尺寸为5cm，长度为0. 5cm。紧固螺母右端起保护中间部分的 作用，并与套筒相连，其外径为4cm，长度为I. 5cm。
[0028] 种苗切断部分中圆盘刀轴工作原理：在刀片转动前，紧固螺母、刀片和套筒之间并 不是紧固牢靠，紧固螺母存在局部松动，导致紧固螺母、刀片和套筒之间是有间隙的。在装 备启动后，螺纹杆件高速旋转，此时紧固螺母是处于静止的，在螺纹杆件的带动下，紧固螺 母高速旋转，紧固螺母在加速的过程中向左旋紧，使紧固螺母、刀片和套筒之间紧密连接， 实现螺纹杆件、紧固螺母、刀片和套筒一体化高速旋转，实现切断巨菌草种苗。
[0029] 如图2所示，本发明的动力传输部分以两电机作为原始动力，带动刀片旋转和运 输带传输。具体实施步骤如下：电机通过带传动传递动力于中间光轴，光轴通过两端同步链 传动，传递动力实现螺纹杆件转动，丝杆通过紧固螺母和套筒，实现刀片转动。为避免螺纹 杆件振动幅度太大，平衡振动在轴上产生的弯矩，采用双边链传动，实现定比传动，增强丝 杆转动平稳。第二电机通过皮带与皮带轮，传递动力到运输带的轴带动运输带转动。
[0030] 中间轴与圆盘刀轴间链传动参数确定说明如下： 初始已知参数：传递功率P = IKw,输入轴速度Ii1 = 700r/min，传动比i = Ii1Ai2 = 1， 初选中心距aQ = 600mm， (1) 链轮齿数选择：主动链轮参数Z1 = 22,则从动链轮齿数Z1 = i Xz2 = 22 (2) 链条计算与选择： 1) 工况系数= 1. 4 (参考机械设计手册） 齿数系数f2 = 1. 55 2) 链条选择 修正功率 Pc = Pf^f2 = I. 58kW 按Pc = I. 58kW和Ii1 = 700r/min在机械设计手册承载能力图上，可选取滚子链为08B 系列。链条节距均为P = 15. 875mm (3) 链条长度 计算链长节数
【权利要求】
1. 一种用于巨菌草短茎扦插的种苗制配装置，包括移动式机箱和设于移动式机箱内的 总开关、220v交流电源、继电器、5v开关电源、24v开关电源、PLC控制器、触摸屏，所示移动 式机箱的底侧设有万向尼龙脚轮，其特征在于：还包括第一伺服驱动器、第二伺服驱动器， 所述移动式机箱内的上部设有一用以运输种苗的运输带，所述运输带上方设有一经轴承与 移动式机箱转动连接的且与运输带平行设置的螺纹杆，所述螺纹杆上沿轴向套置有若干用 以切断的圆盘刀片，相邻圆盘刀片之间的螺纹杆上套置有套筒，位于套筒左侧端的螺纹杆 上螺纹连接有一紧固螺母，所述套筒的右侧端顶接在相邻右侧的圆盘刀片上，所述紧固螺 母的左侧端顶接在相邻左侧的圆盘刀片上，位于运输带下方的移动式机箱上设有一与螺纹 杆平行的中间光轴，所述中间光轴的两端分别固连有一主链轮，两主链轮分别经各自的链 条与设于螺纹杆两端的从链轮传动连接，所述中间光轴的中部固连有一带轮，所述带轮经 V型带由设于移动式机箱内腔底部上的第一电机驱动，所述运输带套置在转动连接于移动 式机箱的两水平布设的带轮轴上，所述带轮轴的一端设有一皮带轮，所述皮带轮经同步带 由设于移动式机箱内腔底部上的第二电机驱动，所述第一伺服驱动器、第二伺服驱动器分 别驱动第一电机、第二电机，所述总开开关经220v交流电源及继电器与24v开关电源电路 连接，所述24v开关电源分别与PLC控制器及触摸屏供电连接，所述220v交流电源的输出 端侧还分接出两路，各经第一伺服驱动器、第二伺服驱动器回接到总开关输入端侧，所述5v 开关电源分别与第一伺服驱动器、第二伺服驱动器电路连接。
2. 根据权利要求1所述的一种用于巨菌草短茎扦插的种苗制配装置，其特征在于：所 述移动式机箱内腔中设有一弧形设置的导种槽，所述导种槽的出料口经一外接于移动式机 箱外侧的弧形导槽后与一浸种搅拌罐联通，所述导种槽的出料口高度要高于弧形导槽的出 料口高度。
3. 根据权利要求1所述的一种用于巨菌草短茎扦插的种苗制配装置，其特征在于：所 述浸种搅拌罐内设设有纵向布设的搅拌叶片，所述搅拌叶片由设于浸种搅拌罐顶部的电机 驱动；所述导种槽的出料口 口径为8cm。
4. 根据权利要求1所述的一种用于巨菌草短茎扦插的种苗制配装置，其特征在于：所 述套筒内径尺寸3. 4cm，套筒外径采用4cm，圆盘刀片内径为3. 4cm，外径为16cm，紧固螺母 19内径采用与螺纹杆配合的尺寸；紧固螺母左端外径为与圆盘刀片内径配合的3. 4cm，长 度为0. 5cm，紧固螺母中间部分外径尺寸为5cm，长度为0. 5cm，紧固螺母右端与套筒相连， 其外径为4cm，长度为1. 5cm。
5. 根据权利要求1所述的一种用于巨菌草短茎扦插的种苗制配装置，其特征在于：位 于链条下部设有一固连于移动式机箱内壁上的油池，所述油池液位漫过链条的最低端。
6. 根据权利要求1所述的一种用于巨菌草短茎扦插的种苗制配装置，其特征在于：所 述运输带包括套置在带轮轴上的若干排同步带，位于其中一侧的带轮轴的外侧设有一刮 屑弹片组，所述刮屑弹片组包括若干对应每条同步带的刮屑弹片，所述刮屑弹片的外端弹 性连接于连杆上，所述连杆的两端分别固连于带轮轴两侧的移动式机箱上，所述刮屑弹片 的内端与同步带顶接。
7. 根据权利要求6所述的一种用于巨菌草短茎扦插的种苗制配装置，其特征在于：相 邻同步带之间设有一 30cm的沉槽，所述同步带的下方设有一水平固连于移动式机箱上的 接屑底板，其中一侧为下料侧。
8.根据权利要求6所述的一种用于巨菌草短茎扦插的种苗制配装置，其特征在于：所 述第一伺服驱动器、第二伺服驱动器还分别接地连接。
【文档编号】A01G1/00GK104335804SQ201410500435
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】郑书河, 童向亚, 叶大鹏, 胡洪钧, 林伟铭, 吴绍龙 申请人:福建农林大学