用于地膜回收的揭膜机及其控制方法与流程

本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种用于地膜回收的揭膜机及其控制方法。

背景技术：

地膜覆盖栽培，起始于日本南方多雨地区。这项技术自传入我国之后，在烟草农业生产上得到了大力推广，据不完全统计，到目前为止，我国烟草地膜覆盖面积已占烟草总种植面积的70％左右，它已发展成为烟草栽培一项重要技术措施，以提高土壤温度，保持土壤水分，维持土壤结构，防止害虫侵袭作物和某些微生物引起的病害等，可促进烟草生长发育及提高经济产量。

长期的地膜覆盖会导致烟株病虫害加重、抗倒伏性和抗逆性变差、易早衰等问题，因此需要在烟株幼苗栽下一段时间后将地膜回收，以保证烟株的正常生长。虽然目前农用揭膜机已被应用，但是地膜通常存在破损，现有的揭膜机存在输出扭矩不可控，常常出现拉断地膜的情况，又需要人工再次将地膜固定在揭膜机上。而且现有的揭膜机的辊筒(卷膜辊)由于结构设计问题，回收的膜难以卸下，需要将整个辊筒(卷膜辊)进行更换，不但效率低下，而且需要准备备用的辊筒(卷膜辊)，费时费力。并且现有的揭膜机体积普遍较大，仅适用于平原地区，在山地丘陵地区根本无法实际应用。解决以上问题成为当务之急。

技术实现要素：

为解决以上技术问题，本发明提供一种用于地膜回收的揭膜机及其控制方法，其适用于山地丘陵地区，能够同时回收覆盖在两个垄上的地膜，并能根据两张地膜各自不同的拉力，实时调节输出扭矩，防止地膜在回收过程中断裂。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种用于地膜回收的揭膜机及其控制方法，其要点在于：包括：机架；行走轮，其设置在所述机架的下部；扶手架，其设置在所述机架上，并向后延伸；安装轴，其沿水平方向固定安装在所述机架的上部，并且两端分别向所述机架的左右两侧延伸；两个辊筒，其分别活套在所述安装轴的两端；两个电机，其设置在所述机架上，分别用于驱动对应的辊筒转动；两个传动机构，其分别设置在对应的辊筒和电机之间，用于将电机的输出扭矩传递给辊筒；以及控制器，其设置在所述机架上，用于控制两个所述电机工作；当检测到行走轮转动时，控制器根据检测到的两个辊筒各自承受的拉力大小，分别控制两个对应的电机的输出扭矩。

采用以上结构，通过两个辊筒的转动，能够一次同时回收覆盖在两个垄上的全部地膜，不再需要像传统的地膜回收装置一样需要使用特制的地膜或者增加地膜切割工具，不但提高工作效率，更简化了结构，使结构更加紧凑，适用于山地丘陵地区作业，并且，设置有两个电机相互独立设置，通过控制器对其单独控制，能够根据检测到的两张地膜各自的地膜拉力的大小，分别单独实时调节对应的电机的输出扭矩，进而控制对应的辊筒的转动扭矩，既有效防止地膜因辊筒的转动扭矩过大而断裂，又能保证高效地对地膜进行回收，同时保护垄上的植株免遭破坏或者伤害，并且，相邻两个垄的地膜回收完成后只需将地膜从辊筒上卸下即可，不必将辊筒整个替换，进一步提高工作效率，减少人工，具有极高的实用性。

作为优选：所述传动机构包括传动组件和加长组件，所述加长组件活套在所述安装轴上，并与所述辊筒固定连接，所述电机通过所述传动组件带动所述加长组件转动。采用以上结构，通过传动组件和加长组件能够稳定可靠地将电机的输出扭矩传递到辊筒上，保持整机结构紧凑并通过加长组件使辊筒位于两个垄的正上方。

作为优选：传动组件包括套设在所述电机的输出轴上的主动链轮和活套在所述安装轴上的从动链轮，该从动链轮和主动链轮之间连接有传动链条。采用以上结构，结构简单、可靠，便于维护，且易于实现，能够稳定可靠地实现扭矩的传递。

作为优选：所述加长组件包括活套在所述安装轴上的套筒，在该套筒的一端设置有第一法兰，另一端设置有第二法兰，所述第一法兰和所述从动链轮通过同一轴承套设在所述安装轴上，所述第二法兰与所述辊筒固定连接。采用以上结构，结构简单、可靠，易于实现，保证了稳定可靠地传递扭矩。

作为优选：所述辊筒包括筒本体和设置在该筒本体两端的导向汇拢板。采用以上结构，位于筒本体两端的导向汇拢板使地膜在回收过程中有一个聚拢的效果，有效提高了地膜自身的拉伸强度，进一步防止地膜在回收过程中发生断裂的情况，提高了工作效率，同时使辊筒上缠绕的每层地膜呈褶皱状，有效减小了每层地膜之间的接触面积，使地膜更易从辊筒上卸下，进一步提高了工作效率。

作为优选：所述筒本体呈圆台形，其外径自靠近所述机架一端向外逐渐减小，所述分别位于筒本体外端的两个导向汇拢板均可拆卸地安装在所述筒本体上。采用以上结构，导向汇拢板与筒本体螺纹配合或者导向汇拢板卡接在筒本体上，且筒本体的外表面具有锥面，二者配合便于快速地卸下缠绕在辊筒上的地膜，高效便捷，不再需要更换辊筒，既大大提高了工作效率，又不再需要准备备用辊筒，减小了整个设备或者操作工人的负载，并大大降低了操作工人的操作难度。

作为优选：在所述行走轮上固定安装有轮盘，在该轮盘的盘面上设有多个呈环形均匀分布的永磁铁，在所述轮盘的一侧设置有磁传感器，该磁传感器与所述设有永磁铁的轮盘的盘面正对。采用以上结构，通过磁传感器能够准确、灵敏地检测行走轮的工作状态，实现电机的自动启停，提高了整个设备的自动话程度，同时能够在行走轮停止转动时，立即将信号传递给控制器，使电机立即停止工作，辊筒停转，有效避免了地膜崩断的风险。

作为优选：所述行走轮为一个，其设置在所述机架下部的中心位置。采用以上结构，使整个设备的结构更加紧凑，也更加地灵活，十分适用于山区丘陵地区的田间地头。

作为优选：在所述机架上安装有电源。采用以上结构，电源可以锂电池，也可以采用电瓶，不再需要外接电源，大大提高了整个设备的实用性和适用性。

一种用于地膜回收的揭膜机的控制方法，其要点在于，按照以下步骤进行：

步骤1：设定地膜拉力判断的上限值和下限值；

步骤2：判断行走轮是否转动：是，电机通电；否，电机断电，并重复步骤2；

步骤3：判断地膜拉力大小是否超过设定的范围：是，调节电机的输出扭矩；否，保持电机的输出扭矩不变；

步骤4：重复步骤2～步骤3。

采用以上方法，使两个电机能够根据各自对应的地膜拉力实时调节电机的输出扭矩，进而分别实时调节各自控制的辊筒的转动扭矩，既有效防止地膜因辊筒的转动扭矩过大而断裂，又能保证高效地对地膜进行回收，同时保护垄上的植株免遭破坏或者伤害。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明提供的用于地膜回收的揭膜机及其控制方法，能够一次同时回收覆盖在两个垄上的全部地膜，不再需要像传统的地膜回收装置一样需要使用特制的地膜或者增加地膜切割工具，结构新颖、紧凑且可靠，还易于实现，既有效防止地膜因辊筒的转动扭矩过大而断裂，又能保证高效地对地膜进行回收，同时保护垄上的植株免遭破坏或者伤害，并且能够快速、便捷地将辊筒上的地膜卸下，减少了人工，适用于山地丘陵地区作业，大大提高了揭膜的效率，具有极高的实用性。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的平面结构示意图；

图3为图2的右视图；

图4为行走轮的局部放大图；

图5为本发明控制方法的流程图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1～图3所示，一种用于地膜回收的揭膜机，包括机架11，在该机架11的下部中间位置设置有行走轮12，在机架11的上部设有向后延伸的扶手架13，该扶手架13包括两根向后延伸的扶手杆，便于使用者推动，整个设备结构紧凑，并且十分灵活，能够在相邻的两个垄之间自如地行走，适用于山区丘陵地区进行作业。

请参见图1～图3，在所述机架11的上部沿水平方向固定安装有一根安装轴21，该安装轴21起到支撑作用，其两端分别向机架11的左右两侧延伸，并在该安装轴21的两端各活套有一个辊筒22，两根辊筒22各与一个传动机构23连接，并在其带动下相对安装轴11转动。在机架上安装有两个电机24，两个电机24分别单独驱动对应的传动机构23转动，进而传动机构23带动辊筒22转动。在机架上安装有控制器25和电源15，所述控制器25能够实时分别控制两个电机24相同或者不同的扭矩，所述电源15可以是电瓶或者锂电池，能够对整个设备供电。当检测到行走轮12转动时，控制器25根据检测到的两个辊筒22各自承受的拉力大小，分别控制两个对应的电机24的输出扭矩。

请参见图1～图3，所述传动机构23包括传动组件232和加长组件231，所述加长组件231活套在所述安装轴21上，并与所述辊筒22固定连接，所述电机24通过所述传动组件232带动所述加长组件231转动。

具体地说，所述传动组件232包括套设在所述电机24的输出轴上的主动链轮232a和活套在所述安装轴21上的从动链轮232b，该从动链轮232b和主动链轮232a之间连接有传动链条232c。即电机24的输出轴带动主动链轮232a转动，主动链轮232a通过传动链条232c带动从动链轮232b转动，从动链轮232b带动加长组件231转动，最终加长组件231带动辊筒22转动。该传动组件232也可以采用同步轮和同步带式传动结构。

所述加长组件231包括套筒231c，在该套筒231c的一端设置有第一法兰231a，另一端设置有第二法兰231b，所述第一法兰231a和所述从动链轮232b通过同一轴承套设在所述安装轴21上，所述第一法兰231a和所述从动链轮232b之间连接有紧固螺栓，所述第二法兰231b与所述辊筒22固定连接。

请参见图1和图2，所述辊筒22包括筒本体221和设置在该筒本体221两端的导向汇拢板222，每个筒本体221的两端设置的两个导向汇拢板222使地膜在回收过程中有一个聚拢的效果，有效提高了地膜自身的拉伸强度，进一步防止地膜在回收过程中发生断裂的情况，提高了工作效率，同时使筒本体221上缠绕的每层地膜呈褶皱状，有效减小了每层地膜之间的接触面积，使地膜更易从筒本体221上卸下，进一步提高了工作效率。其中，所述筒本体221呈圆台形，其外径自靠近所述机架11一端向外逐渐减小，所述分别位于筒本体221外端的两个导向汇拢板222均可拆卸地安装在所述筒本体221上，具体的，外侧的导向汇拢板222与筒本体221采用螺纹配合或者导向汇拢板222卡接在筒本体221上，且筒本体221的外表面具有锥面，锥度大小为1:100～1:20，二者配合便于快速地卸下缠绕在辊筒上的地膜，高效便捷，不再需要更换辊筒，既大大提高了工作效率，又不再需要准备备用辊筒，减小了整个设备或者操作工人的负载，并大大降低了操作工人的操作难度。并在所述辊筒22上均设有用于固定地膜的卡口(图中未示出)，该卡口位于所述辊筒22靠近机架11的一端，使地膜被可靠地限位，保证了整个设备在地膜回收的初期的可靠运行。

请参见图4，在所述行走轮12上固定安装有轮盘141，在该轮盘141的盘面上设有多个呈环形均匀分布的永磁铁142，在所述轮盘141的一侧设置有磁传感器143，该磁传感器143与所述设有永磁铁142的轮盘141的盘面正对，磁传感器143优选为霍尔传感器。当磁传感器143检测到行走轮12转动时，将信号传递给控制器25，控制器25能够根据检测到的两个辊筒22上的各自的地膜拉力大小，分别单独控制两个电机24输出相应的扭矩，使两个辊筒22分别具有与对应的地膜张力相适应的转动扭矩，既有效防止地膜因辊筒的转动扭矩过大而断裂，又能保证高效地对地膜进行回收，同时保护垄上的植株免遭破坏或者伤害。

请参见图1和图2，为使整机的结构更加紧凑，便于在山区丘陵地区进行作业，所述机架11采用框架式结构，并对称设置。行走轮12安装在其底部的中心位置，在行走轮12的上方设置有一层中部安装平台，所述控制器25和电源15固定安装在该中部安装平台上，两个电机24各种固定安装在机架11的两侧，其输出轴分别向外穿出后连接有主动链轮232a。

一种用于地膜回收的揭膜机的控制方法，按照以下步骤进行：

步骤1：设定地膜拉力判断的上限值和下限值；

步骤2：判断行走轮12是否转动：是，电机24通电；否，电机24断电，并重复步骤2；

步骤3：判断每个辊筒22上的地膜拉力大小是否超过设定的范围：

(1)判断地膜的拉力是否大于上限值：是，减小对应的电机24的输出扭矩，完成后回到步骤2；否，进行步骤3(2)；

(2)判断地膜的拉力是否小于下限值：是，增大对应的电机24的输出扭矩，完成后回到步骤2；否，保持电机231输出扭矩不变；

步骤4：重复步骤2～步骤3，直到地膜回收完成。

控制器25可以分别检测两个电机24的电流大小确定每个辊筒22上的地膜拉力大小，也可以在滚筒22上设置专门的传感器以确定每个辊筒22上的地膜拉力大小。既有效防止地膜因辊筒22的转动扭矩过大而断裂，又能保证高效地对地膜进行回收，同时保护垄上的植株免遭破坏或者伤害。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。