专利名称:一种草原杂草-鸢尾科植物的去除方法及去除装置的制作方法
技术领域：
本发明属于杂草去除技术领域：
，特别关于ー种针对鸢尾科植物如马莲等的去除方法及其专用去除装置。
背景技术：
目前，国内大部分草地处于退化状态，其中部分草地的退化表现为原优势种群草数量明显减少，而多数家畜均不喜食的鸢尾科植物如马莲等则大量繁殖，这些杂草与原建 群种牧草形成强烈竞争，影响了草地产草量和经济效益，并造成草地的退化。因此，为改善此类退化草地的种群结构，需要去除混生鸢尾科植物杂草。而目前国内外尚无鸢尾科植物的专用去除机具，多为人工去除。这种除杂方式劳动强度大，效率低。中国农业大学王德成教授等人曾提出了“一种马莲除叶碎根装置”(专利公开号CN101558756A)，这种作业方式对土壤的作用较强，作业后碎根效果好，但是易形成土壤过于粉碎，土壌修复时间长。因此，需考虑在尽量不破坏土壤的前提下，机械化去除草原杂草的技术和方法。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是要提供一种鸢尾科植物的去除方法及去除装置，根据鸢尾科植物的生长和生物学特性，采用机械方式破坏其植物根系，达到除灭的目的。
为了达到本发明的第一个目的，所采用的技术方案包括ー种草原杂草-鸢尾科植物的去除方法，其特征在于，采用双侧刀具，以近似垂直根系的斜方向角度、先后异截面入土切根作业。
所述刀具在切根作业同时随自走机械牵弓I方向前行。
所述刀具入土深度最大为200mm。
两侧刀具切缝间距根据入土角度而定，关系是d = 2h tana，其中a即入土角度，是刀具平面与垂直面间的夹角，为19° 45°，11是刀具的入土深度。
所述双侧刀具先后异截面入土切根作业通过如下方式实现
I)并联设置两组液压系统，分别控制双侧刀具的入土动作，包括双向液压锁，三位四通电磁换向阀，电磁比例调速阀，电磁溢流阀，压カ表，压カ继电器，液压泵，节流阀和油箱；
2)启动将发动机与液压泵的离合器结合，左右电磁溢流阀通电，液压泵处于待工作状态；
3)控制右液压缸的相应溢流阀断电，调速阀通电，进行右液压缸下降指定调速；
4)控制右液压马达的溢流阀断电，通过时间延时器的控制，右液压缸下降系统预设的时间后右液压马达开始运转，刀具入土后根据设在液压缸上的传感器检测的压カ进行反馈控制；
5)通过时间延时器的控制，自走机械前进指定时间后，控制左液压缸的调速阀通电，进行左液压缸下降指定调速；[0014]6)通过时间延时器的控制，左液压缸下降系统预设时间后左液压马达开始运转，刀具入土后根据设在液压缸上的传感器检测的压カ进行反馈控制；
7)右液压缸活塞杆推至末端后通过液压锁锁定位置，停止下降，此时刀具边前进边旋转；
8)左液压缸活塞杆推至末端后通过液压锁锁定位置，停止下降，此时刀具边前进边旋转；
9)通过设立在液压马达的压カ传感器的控制，至设定压カ值后，右液压缸上升；
10)通过设立在液压马达的压カ传感器的控制，至设定压カ值后，左液压缸上升；
11)停机至左右液压缸上升至原始位置后，相应的电磁溢流阀通电，液压泵回到待工作状态。为了达到本发明的第二个目的，所采用的技术方案包括ー种草原杂草-鸢尾科植物的去除装置，包括一机架，机架上设置ー横向定位液压缸和一滑板，滑板两端分别通过一滑块滑设在机架上，横向定位液压缸与一所述滑块相连，滑板的正中央设置ー对正杆，对正杆左右两侧各设置ー组角度调整装置，两组角度调整装置按前后方向错位设置，每ー组角度调整装置各连接ー工作液压缸，工作液压缸下端固定连接一刀架，液压马达与刀架固定连接，液压马达上连接刀盘，刀盘上周向均布3 4个刀具，左右两组刀具呈V形倾斜对置；并联设置两组液压系统，分别控制双侧刀具的入土动作，包括双向液压锁，三位四通电磁换向阀，电磁比例调速阀，电磁溢流阀，压カ表，压カ继电器，液压泵，节流阀和油箱。
所述V形角度在38° 90°之间。
所述横向定位液压缸、工作液压缸、液压马达由自走机械油箱和液压泵控制供油。
本发明由于采取以上技术方案，具有如下优点1、本发明方法及装置对土壤的扰动非常小，作业后土壌结构不会被破坏，机具作业时自走机械不需停止前进，效率高。2、入土方式为刀具前后错开入土，可利用先切割形成的缝隙減少第二把刀具入土的土壤挤压力，从而减小刀具的入土阻力。3、本发明对鸢尾科植物的去除和液压自动作业程序均提出了具体可行方案，适用于因杂草丛生而退化的草地改良。4、除草的机械化符合农业可持续发展的观点，提高生产カ的同时没有污染，因此应用前景广泛。
图I为本发明安装在自走机械上的示意图；
图2为本发明装置的主视结构示意图；
图3为本发明装置的左视结构示意图；
图4为本发明装置的液压系统图；
图5为本发明的刀具呈19°角的安装示意图；
图6为本发明的刀具呈30°角的安装示意图；
图7为本发明的刀具呈45°角的安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进ー步说明。
如图I所示，本发明的切根方法，采用双侧刀具，斜方向、先后异截面入土的作业方式，刀具随机具牵引方向沿纵向前行。
上述的切根作业入土深度为200mm，两侧切缝间距根据入土角度而定，关系是d =2h tana，其中d即是两刀具之间的切缝间距；a是刀具平面与垂直面间的夹角，即入土角度，入土角度优选为19° 45°，通常选择19°、30°和45°三个角度；h是刀具的入土深度。
为实现这种在行进间进行鸢尾科植物切根作业的方法，本发明设置了一种切根装置，如图2、图3所示的实施例，包括横向定位液压缸I、对正杆2、角度调整装置3、滑板4、工作液压缸5、滑块6、机架7、液压马达8、刀架9、刀盘10、刀具11，它们组成本发明装置的主体。
其中，机架7只有ー个；横向定位液压缸I也只有ー个，设置在机架7 —端，与一滑块6相连。滑板4两端分别通过ー滑块6滑设在机架7上。横向定位液压缸I推动滑板4 在机架7上滑动。在滑板4的正中央设置ー对正杆2。在滑板4上对正杆2的左右两侧各设置ー组角度调整装置3，每ー组角度调整装置3各连接ー工作液压缸5，工作液压缸5下端固定连接刀架9，液压马达8与刀架9固定连接。液压马达8上通过平键与刀盘10连接，刀盘10上周向均布3 4个刀具11。左右两组刀具呈V形倾斜对置。V形角度在38° 90°之间。
在滑板4上，两组角度调整装置3及其按上述关系连接的工作液压缸5、液压马达
8、刀架9、刀盘10、刀具11等，按前后方向错位设置。
角度调整装置3采用现有技术的结构即可，比如丝杠调节装置，在作业前，采用人エ调整角度，手持扳手类工具夹持丝杠上的六角形调整体，让丝杠带动螺旋滑块偏转，从而带动工作液压缸5作相应偏转，螺旋滑块设置在滑板4上的弧形槽中，通过紧固螺栓固定。工作液压缸5液压缸体偏转角度大小由角度指示器作出指示，偏转角度达到エ况要求后，拧紧紧固螺栓即可。
作业时，整个鸢尾科植物去除装置固定在自走机械前端，通过螺栓连接。动カ由发动机传递给液压泵，高压油经过高压油管输送至横向定位液压缸I、工作液压缸5及液压马达8。液压泵带动液压马达8转动和工作液压缸5活塞杆轴向移动。在液压马达8的驱动下，刀盘10和刀具11 一同高速旋转。工作吋，驾驶员通过视觉发现成簇的杂草后，驾驶拖拉机或自走机械至杂草附近，进行初定位。在此过程中一边行走一边调整横向位置，使对正杆2对准杂草中心，在工作部件经过马莲前时，驾驶员便控制液压系统使其开始工作。在自走机械和液压机构的作用下，边前进边旋转斜方向向下切割杂草的地下根系，直至液压缸活塞杆推至末端。通过设立在液压马达的压カ传感器指示至切割完毕后液压机构自动提升，驾驶员驾驶机器前往下ー工作目标。
如图4所示，液压系统为两组并联设置的系统，分别控制两刀具，包括双向液压锁14、14’，三位四通电磁换向阀15、15’、15”和15”’，电磁比例调速阀16、16’，电磁溢流阀17、17’，压カ表18、18’，压カ继电器19、19’，液压泵20，节流阀21、21’，油箱22。其中，自走机械上配置的发动机启动后，经皮带传动，使液压泵20工作，齿轮泵从油箱吸油后，根据液压系统的逻辑顺序，将具有一定工作压カ的液压油压入三位四通电磁换向阀15或15’或15”或15”’的进油ロ使液压马达或液压缸工作。上述换向阀有三个油路控制位置左位、中位和右位。左位和右位分别控制左、右两工作液压缸5的下降行程和上升行程；而处于中位时，液压缸的活塞杆的位置被锁定，加上双向液压锁14或14’的作用，液压缸位置确保被锁定。通过液压系统逻辑顺序的设计，从而实现了对整个机器的升、降以及转动状态的过程控制。
液压系统自动作业程序具体如下
(I)启动按下启动键，将发动机与液压泵的离合器结合，电磁溢流阀17和17’通电，液压泵20处于待工作状态(卸荷)；
(2)右液压缸5下降溢流 阀17断电，调速阀16’通电，进行右液压缸5下降指定调速；
(3)右液压马达8运转溢流阀17’断电，通过时间延时器的控制，右液压缸5下降系统预设的时间后液压马达8开始运转，刀具入土后根据设在液压缸上的传感器检测的压カ进行反馈控制(速度V);
(4)左液压缸5下降通过时间延时器的控制，自走机械前进指定时间后。调速阀16通电，进行左液压缸5下降指定调速；
(5)左液压马达8运转通过时间延时器的控制，左液压缸5下降系统预设时间后左液压马达8开始运转。刀具入土后根据设在液压缸上的传感器检测的压カ进行反馈控制(速度V);
(6)右液压缸5停止下降活塞杆推至末端后通过液压锁锁定位置，此时刀具边前进边旋转；
(7)左液压缸5停止下降活塞杆推至末端后通过液压锁锁定位置，此时刀具边前进边旋转；
(8)右液压缸5上升通过设立在液压马达的压カ传感器的控制，至设定压カ值后，右液压缸5上升；
(9)左液压缸5上升通过设立在液压马达的压カ传感器的控制，至设定压カ值后，左液压缸5上升；
(10)停机至左右液压缸上升至原始位置后，电磁溢流阀17和17’通电，液压泵20处于待工作状态(卸荷)。
为适应根系分布不同的植株的切根要求，本发明设计的刀具入土角度调整为19° 45°。当需要调整角度时，图5、图6和图7所示分别为19°、30°、45°的实施例，改变角度调整装置的安装位置即可。
生长在干旱环境中的鸢尾科植物，其根系呈垂直分布，本发明采用斜方向旋切入土的方式，在自走机械和液压机构的作用下，边前进边切割作物根系。此方法对土壤的作用小，作业后土壤不至于粉碎的同时作业效率高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.ー种草原杂草-鸢尾科植物的去除方法，其特征在于，采用双侧刀具，以近似垂直根系的斜方向角度、先后异截面入土切根作业。
2.如权利要求
I所述的ー种草原杂草-鸢尾科植物的去除方法，其特征在于，所述刀具在切根作业的同时随自走机械牵弓I方向前行。
3.如权利要求
I所述的ー种草原杂草-鸢尾科植物的去除方法，其特征在于，所述刀具入土深度最大为200mm。
4.如权利要求
I所述的ー种草原杂草-鸢尾科植物的去除方法，其特征在于，两侧刀具切缝间距根据入土角度而定，关系是d = 2h ^tana，其中a即入土角度，是刀具平面与垂直面间的夹角，为19° 45°，11是刀具的入土深度。
5.如权利要求
I所述的ー种草原杂草-鸢尾科植物的去除方法，其特征在于，所述双侧刀具先后异截面入土切根作业通过如下方式实现 1)并联设置两组液压系统，分别控制双侧刀具的入土动作，包括双向液压锁，三位四通电磁换向阀，电磁比例调速阀，电磁溢流阀，压カ表，压カ继电器，液压泵，节流阀和油箱； 2)启动将发动机与液压泵的离合器结合，左右电磁溢流阀通电，液压泵处于待工作状态； 3)控制右液压缸的相应溢流阀断电，调速阀通电，进行右液压缸下降指定调速； 4)控制右液压马达的溢流阀断电，通过时间延时器的控制，右液压缸下降系统预设的时间后右液压马达开始运转，刀具入土后根据设在液压缸上的传感器检测的压カ进行反馈控制； 5)通过时间延时器的控制，自走机械前进指定时间后，控制左液压缸的调速阀通电，进行左液压缸下降指定调速； 6)通过时间延时器的控制，左液压缸下降系统预设时间后左液压马达开始运转，刀具入土后根据设在液压缸上的传感器检测的压カ进行反馈控制； 7)右液压缸活塞杆推至末端后通过液压锁锁定位置，停止下降，此时刀具边前进边旋转; 8)左液压缸活塞杆推至末端后通过液压锁锁定位置，停止下降，此时刀具边前进边旋转; 9)通过设立在右液压马达的压カ传感器的控制，至设定压カ值后，右液压缸上升； 10)通过设立在左液压马达的压カ传感器的控制，至设定压カ值后，左液压缸上升； 11)停机至左、右液压缸上升至原始位置后，相应的电磁溢流阀和通电，液压泵回到待工作状态。
6.ー种草原杂草-鸢尾科植物的去除装置，其特征在于，包括一机架，机架上设置ー横向定位液压缸和一滑板，滑板两端分别通过一滑块滑设在机架上，横向定位液压缸与一所述滑块相连，滑板的正中央设置ー对正杆，对正杆左右两侧各设置ー组角度调整装置，两组角度调整装置按前后方向错位设置，每ー组角度调整装置各连接ー工作液压缸，工作液压缸下端固定连接一刀架，液压马达与刀架固定连接，液压马达上连接刀盘，刀盘上周向均布3 4个刀具，左右两组刀具呈V形倾斜对置； 并联设置两组液压系统，分别控制双侧刀具的入土动作，包括双向液压锁，三位四通电磁换向阀，电磁比例调速阀，电磁溢流阀，压カ表，压カ继电器，液压泵，节流阀和油箱。
7.如权利要求
6所述的ー种草原杂草-鸢尾科植物的去除装置，其特征在于，所述V形角度在38° 90°之间。
8.如权利要求
6或7所述的ー种草原杂草-鸢尾科植物的去除装置，其特征在于，所述横向定位液压缸、工作液压缸、液压马达由自走机械油箱和液压泵控制供油。
专利摘要
本发明公开了一种草原杂草-鸢尾科植物的去除方法及去除装置，方法采用双侧刀具，斜方向、先后异截面入土切根作业。装置包括一机架，机架上设置一横向定位液压缸和一滑板，滑板两端通过滑块安装在机架上，横向定位液压缸与一滑块相连，滑板的正中央设置一对正杆，对正杆左右两侧各设置一组角度调整装置，两组角度调整装置按前后方向错位设置，每一组角度调整装置各连接一工作液压缸，工作液压缸下端连接一刀架，液压马达与刀架固定连接，液压马达上连接刀盘，刀盘上周向均布3～4个刀具，左右两组刀具呈V形倾斜对置。本发明对鸢尾科植物去除提出了具体可行方案，适用于因杂草丛生而退化的草地改良，符合农业可持续发展的观点，因此应用前景广泛。
文档编号A01M21/02GKCN102090387 B发布类型授权 专利申请号CN 201010544020
公开日2012年11月28日 申请日期2010年11月12日
发明者王光辉, 王德成, 马杰超 申请人:中国农业大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan