一种铁棍山药种植装置的制作方法

本发明涉及一种铁棍山药种植装置，属于山药种植机械领域。

背景技术：

铁棍山药是河南焦作的著名特产之一，已有三千年种植历史，曾为历代皇室之贡品，属于四大怀药(怀山药、怀地黄、怀牛膝、怀菊花)的怀山药中的极品，在国内外享有很高的知名度，现已被焦作市申请为国家原产地保护产品，原产地为焦作一带为最佳，此作物已经流出，后被焦作重新发现流传下来，周边地市黄河沿岸也有种植，只有焦作(温县、孟州、武陟、沁阳、博爱等)种植的才能叫做"铁棍山药"。铁棍山药富含丰富的蛋白质，维生素和多种氨基酸与矿物质，既能补脾肺肾之气，又能滋养脾肺肾之阴，为气阴双补之珍品。铁棍山药长度长，采用复合其生产特点的竖向种植能获得最佳的形状和品味，然而现有的竖向种植需要深挖勾槽，并且由于下方土壤较上方硬实，山药的生长受到各种限制，其形状容易不规则，不便运输和加工处理；而如果将沟壑挖得极深并且翻土疏松，则工作量大，成本高，且保水性和保肥性差。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种铁棍山药种植装置。该铁棍山药种植装置能够便利快速的挖掘出兼具保水性、保肥性和疏松性的山药种植坑洞。

本发明的技术方案如下：

一种铁棍山药种植装置，其特征在于：包括第一支架、竖直滑动套设在第一支架内的筒形第二支架、竖直设置且固定在第二支架上的钻洞装置以及松土装置；所述钻洞装置包括上下贯通的空心转筒；所述空心转筒上宽下窄，空心转筒外周面为弧面并设置有进给螺纹，空心转筒的弧面曲率从上端到下端逐渐增大；所述松土装置包括与第二支架内壁螺纹转动配合的支撑块、竖直固定在支撑块下端的转轴和设置在转轴外的两组相互反向的螺旋叶片；螺旋叶片的外径配合空心转筒的内径；所述空心转筒和转轴转动轴心在同一直线上，两者同步转动且转动方向相反。

其中，所述螺旋叶片为中空结构，表面设置有多个出液孔；所述铁棍山药种植装置还包括施肥装置；所述施肥装置包括设置在转轴上的压肥腔；一活塞密封滑动设置在压肥腔内，活塞由步进电机驱动滑动，压肥腔通过管道与螺旋叶片连通。

其中，所述空心转筒包括内筒和外筒；所述内筒使用的材料为刚性的微波透射材料；内筒与外筒围合形成容置腔；所述铁棍山药种植装置还包括微波杀菌装置；所述微波杀菌装置包括螺旋形排列在容置腔内的磁控管；磁控管通过电源激励产生微波并向内筒中部照射。

其中，所述转轴为中空结构，底端设置有尖端朝下的锥形部；锥形部由多个三角形活动叶片围合而成；活动叶片底边铰接在转轴底端，斜边通过弹簧相互抵靠围合成锤形部的锥面；所述铁棍山药种植装置还包括种薯投放装置；所述种薯投放装置包括设置在转轴内且与转轴螺纹配合的投料管；投料管底端抵靠在锥形部内表面；投料管上方的转轴侧壁开设有投料口；投料口与投料管连通。

其中，所述转轴内竖直设置有固定在支撑块下端面的第一电机；第一电机驱动投料管转动。

其中，所述空心转筒由一径向联动转动的第一伸缩套筒驱动转动；所述转轴由一径向联动转动的第二伸缩套筒驱动转动；第一伸缩套筒和第二伸缩套筒由斜齿轮机构相互联动反向转动；第一伸缩套筒由一固定在第一支架上的第二电机驱动转动。

其中，所述斜齿轮机构包括固定在第一伸缩套筒下端的第一斜齿轮、固定在第二伸缩套筒上端的第二斜齿轮以及同时与第一斜齿轮和第二斜齿轮啮合的第三斜齿轮；所述第三斜齿轮转动连接在第二支架上。

其中，两组螺旋叶片在转轴上上下错位设置。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明一种铁棍山药种植装置能够便利快速的挖掘出兼具保水性、保肥性和疏松性的山药种植坑洞。

2、本发明一种铁棍山药种植装置空心转筒和转轴相互同步反向旋转，钻洞装置进给钻洞时，松土装置上移为进入空心转筒的土让位，钻洞装置反转上移时，松土装置下移将空心转筒内的土疏松后带回钻出的洞内，钻洞与松土配合进行，土在洞内即可实行松土作业。

3、本发明一种铁棍山药种植装置设置有反向的双螺旋叶片，可以在对空心转筒内的土松土的同时防止土被带出或压实。

4、本发明一种铁棍山药种植装置设置有种薯投放装置，可以无需翻土回土即可实现山药茎块的种植。

5、本发明一种铁棍山药种植装置有施肥装置，可以在松土的过程中实现施肥，施肥均匀，利用率高。

6、本发明一种铁棍山药种植装置设置有微波杀菌装置，可以有效杀灭内筒内的种植土中的细菌和虫子虫卵，提高山药种植的成活率，减小病虫害的概率。

7、本发明一种铁棍山药种植装置设置有斜齿轮装置以及第一伸缩套筒和第二伸缩套筒，保障钻洞装置和松土装置竖直滑动的过程中实现空心转筒和转轴的同步反向转动。

8、本发明一种铁棍山药种植装置的空心转筒外周面为弧面设计，可以在钻洞的同时对洞壁进行压实，提高坑洞保水性和保肥性。

附图说明

图1为本发明一种铁棍山药种植装置的结构示意图；

图2为本发明一种铁棍山药种植装置的空心转筒和微波杀菌装置的结构示意图；

图3为本发明一种铁棍山药种植装置的松土装置、施肥装置和种薯投放装置的结构示意图；

图4为本发明一种铁棍山药种植装置的锥形部未受力的结构示意图；

图5为本发明一种铁棍山药种植装置的锥形部受力张开的结构示意图。

图中附图标记表示为：

1-第一支架、2-第二支架、3-钻洞装置、31-空心转筒、311-进给螺纹、312-外筒、313-容置腔、314-内筒、32-第一伸缩套筒、4-松土装置、41-转轴、42-螺旋叶片、43-锥形部、431-活动叶片、432-弹簧、44-第二伸缩套筒、45-支撑块、5-施肥装置、51-压肥腔、52-活塞、53-步进电机、6-微波杀菌装置、61-磁控管、7-种薯投放装置、71-投料管、72-投料口、73-第一电机、8-斜齿轮机构、81-第一斜齿轮、82-第二斜齿轮、83-第三斜齿轮、9-第二电机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

如图1至5所示，一种铁棍山药种植装置，包括第一支架1、竖直滑动套设在第一支架1内的筒形第二支架2、竖直设置且固定在第二支架2上的钻洞装置3以及松土装置4；钻洞装置3包括上下贯通的空心转筒31；空心转筒31外周面为弧面并设置有进给螺纹311，当空心转筒31下端抵靠地面旋转时，由于自身的重力和表面的进给螺纹311，空心转筒31会向地面内进给；空心转筒31上宽下窄，空心转筒31的弧面曲率从上端到下端逐渐增大，如此，空心转筒31的直径从下到上逐渐增大，且增大率也在增加，所以在空心转筒31不断向下进给挖洞过程中，对洞侧壁会不断产生挤压作用，使洞壁紧实，提高坑洞保水性和保肥性。

松土装置4包括与第二支架2内壁螺纹转动配合的支撑块45、竖直固定在支撑块45下端的转轴41和设置在转轴41外的两组相互反向的螺旋叶片42；螺旋叶片42的外径配合空心转筒31的内径，上宽下窄，两组螺旋叶片42的设置可以提高翻土效果，并且避免单螺旋叶片42会将洞中的土向外带出或向内压实；空心转筒31和转轴41转动轴心在同一直线上，两者同步转动且转动方向相反，如此当空心转筒31向下进给钻洞时，转轴41向上移动空出空心转筒31内部的空间以容纳钻出的土；当空心转筒31钻洞完毕反转向上移动的同时，转轴41向下移动对空心转筒31内的土进行翻松，并将空心转筒31内的土从空心转筒31内回填到挖出的洞中；此外，两组螺旋叶片42在转轴41上上下错位设置，错位设置的结构可以提供部分对土壤上翻的力，以抵消螺旋叶片42随转轴41向下进给时对土壤的紧实力。

进一步的，如图1、3所示，螺旋叶片42为中空结构，表面设置有多个出液孔(图中未示出)；铁棍山药种植装置还包括施肥装置5；施肥装置5包括设置在转轴41上的压肥腔51；压肥腔51侧壁设置可开闭的密封进料口（图中未示出）；一活塞52密封滑动设置在压肥腔51内，活塞52由步进电机53驱动滑动，压肥腔51通过管道与螺旋叶片42连通；管道上设置电动阀；在螺旋叶片42随转轴41向下进给时，活塞52挤压压肥腔51中的肥料溶液，肥料溶液通过管道进入螺旋叶片42中，并由出液孔渗出均匀分布到洞中土壤中，可以改善肥料在土壤中分布的均匀性，提高肥料利用率，降低成本。

进一步的，如图2所示，空心转筒31包括内筒314和外筒312；内筒314和外筒312的底端圆滑连接；内筒314使用的材料为刚性的微波透射材料；内筒314与外筒312围合形成容置腔313；铁棍山药种植装置还包括微波杀菌装置6；微波杀菌装置6包括螺旋形排列在容置腔313内的磁控管61；磁控管61通过电源（图中未示出）激励产生微波并向内筒314中部照射；采用微波杀菌的方式，可以快速杀灭土壤中的细菌有害虫，且不会明显提高土壤的温度，不仅有利于种薯的成活率，而且配合紧实的洞壁，防菌防虫的效果持续时间长，可以减少农药的使用率，节约成本。

进一步的，如图1、图3至图5所示，转轴41为中空结构，底端设置有尖端朝下的锥形部43；锥形部43由多个三角形活动叶片431围合而成；活动叶片431底边铰接在转轴41底端，斜边通过弹簧432保持未受外力状态下相互抵靠围合成锤形部43的锥面；铁棍山药种植装置还包括种薯投放装置7；种薯投放装置7包括设置在转轴41内且与转轴41螺纹配合的投料管71；投料管71底端抵靠在锥形部43内表面；投料管71上方的转轴41侧壁开设有投料口72；投料口72直通投料管71；转轴41内竖直设置有固定在支撑块45下端面的第一电机73；第一电机73驱动投料管71转动，通过若干支杆连接投料管71的侧壁和第一电机73的转轴，避免阻挡投料管71上端开口影响投料；当转轴41向下进给到一定程度时，暂停转动，第一电机73带动投料管71转动，由于投料管71与转轴41内壁螺纹配合，投料管71相对转轴41向下旋转移动顶开由弹簧432约束的锥形部43，使锥形部43锥顶绽开，将种薯从投料口72投入，使种薯进入投料管71并从绽开的锥形部43掉入土中；转轴41重新转动将剩余土连通种薯回填到洞中，由于种薯处于转轴41下方，所以螺旋叶片42不会损害种薯。

进一步的，空心转筒31由一径向联动转动的第一伸缩套筒32驱动转动；转轴41由一径向联动转动的第二伸缩套筒44驱动转动；本实施例中，该径向联动转动由采用轴向设置的滑键配合结构实现；第一伸缩套筒32和第二伸缩套筒44由斜齿轮机构8相互联动反向转动；第一伸缩套筒32由一固定在第一支架1上的第二电机9驱动转动；斜齿轮机构8包括固定在第一伸缩套筒32下端的第一斜齿轮81、固定在第二伸缩套筒44上端的第二斜齿轮82以及同时与第一斜齿轮81和第二斜齿轮82啮合的第三斜齿轮83；第三斜齿轮83转动连接在第二支架2上。

本发明的工作原理：

初始状态第二支架2在第一支架1上部，转轴41的初始状态在第二支架2下部且在空心转筒31内；启动第二电机9，空心转筒31对准地面旋转，由自身重力以及进给螺纹311与土地配合带动空心转筒31向地面内进给钻洞；第一伸缩套筒32拉长；同时，由于斜齿轮机构8的作用，转轴41反向转动并上移；空心转筒31钻出的土由空心转筒31底部进入内筒314内；空心转筒31的进给钻洞的同时将洞壁压实，提高坑洞保水性和保肥性；同时微波杀菌装置启动对内筒314中的土进行微波杀菌，挖洞完成后，反转第二电机9，空心转筒31上移，同时转轴41下移，螺旋叶片42对内筒314中的土进行疏松的同时将土从内筒314下方推出回到钻好的坑洞中，在这一过程中，施肥装置5通过螺旋叶片42使肥料溶液从出液孔溢出均匀分布到土中；待转轴41下移到适合深度，停止第二电机9，如图5所示，启动第一电机73，第一电机73驱动转动投料管71使其下移顶开锤形部43，将山药茎块从投料口72投入投料管71中使其落入投料管71下方的土中。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。