地膜捡拾机的制作方法

本实用新型涉及一种农业机械，即一种地膜捡拾机。

背景技术：

地膜覆盖是一项提高农作物单产和经济效益的栽培技术，它给我们带来丰收喜悦的同时，也留给我们无穷无尽的烦恼——白色污染，地膜是高分子碳氢化合物，自然条件下极难降解。残留在土壤中会形成许多隔离层，破坏土壤的毛管系统，减弱土壤的通透性，破坏土壤结构。种子播种在残膜上，会出现芽干、芽落。由于残膜隔离根系不能扎在土壤中，不久植株枯萎，出现缺苗、断条而造成减产,因此对残膜的回收势在必行。目前国内地膜捡拾机的结构形式主要有以下几种。

1、伸缩杆齿式捡拾滚筒， 该种收膜机构工作可靠，残膜收净率也较高,但该机构的结构复杂,造价偏高，与根茬结合的地膜难以回收。

2、铲式起茬收膜结构， 在起茬的同时将残膜一起铲起经输送带送入鼠笼式旋转滚筒进行土茬分离,结构简单,工作可靠,收净率高,但其起茬深度浅、对土壤的性能有一定的要求，起土铲拥堵严重，滚筒緾膜严重。

3、轮齿式收膜结构， 该机构采用苗期收膜机的收膜部件,靠收膜轮与地面的摩擦力转动收膜,结构简单,收起的残膜比较干净,便于残膜的再生利用,苗期收膜机存在很多的瓶颈问题，如容易伤苗，收膜率不稳定，尤其破损严重的残膜收净率不高。

上述地膜捡拾机功能单一，适应范围窄。且只对地表的残膜进行捡拾，而对土壤内部残留的地膜碎片难以捡拾。目前残膜回收装备的发展方向之一是发展多模式组合机具。因此，需要设计一种应用范围广，地表地下残膜均可捡拾的复合型机具已势在必行。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种具有多种模式的优点，适应范围广，既可捡拾地表残膜，也可以捡拾地下的残膜，且结构简单，捡拾率高的地膜捡拾机。

上述目的是由以下技术方案实现的：提供一种地膜捡拾机，其特点是：在机架的前下方设置有U型起土铲，U型起土铲两侧为立刀，中间为横刀，立刀与横刀之间圆弧过渡，横刀上表面与水平面的夹角为起土角，起土角度可调；U型起土铲两侧设有限深轮，限深轮后方设有行走轮，U型起土铲后方设有升运链和集膜箱。

所述的U型起土铲的立刀与横刀之间过渡圆弧半径为R50-R200；起土角度调整范围在8⁰-25⁰。

所述的在U型起土铲横刀后边缘铰结一振动抖土栅，铰接轴为振动抖土栅的回转轴，在铰接轴的一端焊有揺臂，揺臂的另一端铰接连杆，连杆与机架前方中央安装的减速箱输出轴上的偏心轮相配合。

在U型起土铲横刀上方设有一拔土轮，拔土轮的位置可上下调节，并通过链传动与减速箱输出轴的主动链轮相连接。

所述的升运链为网格状输送带，倾斜安装在机架上，下端滚动轴置于振动抖土栅的后下方，上端滚动轴为主动，由减速箱输出轴的皮带轮通过三根三角带驱动；在网格状输送带上边网带下方布置一三角轮，并由网格状输送带上端滚动轴上固定的主动链轮驱动，使升运链上下抖动。

所述的升运链上端滚动轴后方设置有多排相互交错的椭圆轮排，相邻两排椭圆轮的长轴相互垂直安装，并由传动链同速同向驱动。

所述的集膜箱下方设有可拆装的残膜打包机构，包括加压机构，包带，包带緾绕机构和打结装置。

所述的残膜打包机构的加压机构是油缸往复加压装置，或是一种螺旋推进加压装置。

所述的包带是一种扁平的塑料包装带，或是一种自粘的塑料带。

所述的緾绕机构为一种环形轨道上设置一包带夹持器，包带夹持器围绕轨道循环一周，即可将包带緾绕在压实的残膜上，

所述的打结装置是一种电动射钉机，或是一种热粘机构。

所述的包带夹持器包括包带夹持板和小摇臂，小摇臂铰接轴设在夹持板的上方，小摇臂由弹簧压紧在包带夹持板上，包带夹持器前行时，包带克服弹簧弹力顶起小摇臂，后退时小摇臂在弹簧力和摩擦力的作用下夹持住包带。

所述升运链的下方设置碎膜滚刀，包括刀轴、刀座、弯刀和紧固螺栓，相邻弯刀的角度差≥60⁰、轴向距离可调。

所述的集膜箱下方设有可拆装的残膜打包机构，包括加压机构，塑料网袋；所述的加压机构是油缸往复加压装置，或是一种螺旋推进加压装置；塑料网袋的直径大于打包成型槽的直径。

本实用新型的有益效果是：具有铲式起茬收膜结构、振动抖土栅结构、网格状输送带抖土多种模式组合的优点，适应范围广，既可捡拾地表残膜，也可以捡拾地下的残膜，且结构简单，捡拾率高，可一次完成多项作业，减少残膜对土壤结构、作物生长发育所造成的不良影响，提高作物的单产水平，保护生态环境，增加农民收入。

附图说明

图1是第一种实施例的主视图；

图2是第一种实施例的部件U型起土铲的主视图；

图3是第一种实施例的部件U型起土铲的俯视图；

图4是第一种实施例的部件U型起土铲的左视图；

图5是第二种实施例的主视图；

图6是第二种实施例的俯视图；

图7是第二种实施例的部件打包机加压机构的俯视图；

图8是第二种实施例的部件三角轮的主视图；

图9是第二种实施例的部件椭圆轮的主视图；

图10是第二种实施例的部件緾绕机构主视图；

图11是第二种实施例的部件热粘机构图；

图12是第三种实施例的主视图；

图13是第三种实施例的部件碎膜滚刀的局部放大图；

图14是第三种实施例的弯刀轴向排列图；

图15是第三种实施例的弯刀排列展开图；

图16是第四种实施例的加压机构和塑料网袋示意图。

图中可见： U型起土铲1，限深轮2，机架3，减速箱4，偏心盘5，三角带6，升运链7，集膜箱8，油缸9， 行走轮10，连杆11， 抖土栅12，摇臂13、拔土轮14、三角轮15、椭圆轮排16、集膜打包机17、挡膜罩18、加压油缸19、油缸加压机构20、打包成型槽21、环形轨道22、连接管23、液压马达24、螺旋推进器25、螺旋加压机构26、气动射钉机27、包带28、包带夹持器29、回钉板30，包带夹持板31，小摇臂32，弹簧33，电热片34，碎膜滚刀35，刀轴36、刀座37、弯刀38，紧固螺栓39，塑料网袋40。

具体实施方式

本实用新型总的构思是：采用U型起土铲1起土、抖土栅12抖土、升运链7运土并二次抖土等工序，使残膜与土壤彻底分离，打包成捆，完成残膜的捡拾回收。下面结合附图介绍二种实施例。

第一种实施例：如图1所示，一种地膜捡拾机，在机架3的前下方设置有U型起土铲1，U型起土铲1两侧为立刀，中间为横刀，立刀与横刀之间圆弧过渡，横刀上表面与水平面的夹角为起土角，起土角度可调；U型起土铲1两侧设有限深轮2，限深轮2后方设有行走轮10，U型起土铲1 后方设有升运链7和集膜箱8。

当U型起土铲1切割土壤时，土壤会在U型起土铲1表面上滑移，此时的起土角必须小于土壤与金属的摩擦角26⁰，否则土壤会在U型起土铲1表面拥堵，尤其在立刀和横刀交汇处，立刀和横刀分别对土壤施加的挤压力在此处形成一合力，而这一合力远大于立刀和横刀单独对土壤的挤压力，合力的增加，摩擦力随之增加，相当于在立刀和横刀交汇处的摩擦角增大，当摩擦角大于26⁰时则会出现拥土。在立刀和横刀交汇处采用圆弧过渡，可有效地减少和分散这一合力。总的趋势是过渡圆弧半径越大，立刀和横刀对土壤挤压力的合力越小。通过实验，在沙壤土中，土壤含水率为20%时，立刀与横刀过渡圆弧半径为R100mm时，基本没有拥土现象；在粘重土壤中，立刀与横刀圆弧半径为R150mm时，基本没有拥土现象。本实施例中的立刀与横刀过渡圆弧半径取R150mm。

1、试验条件

试验地状况：中性壤土（沙壤土）0.5hm²、地势平坦、土壤含水率为20%，没有大量残株和杂草的玉米地块，玉米的残茬高度≤110mm。

黑粘土0.33hm²、地势平坦、土壤含水率为20%，没有大量残株和杂草的红干椒地块。

2、立刀与横刀之间圆弧过渡半径的测定

当U型起土铲1的立刀和横刀过渡圆角分别为R₀=10mm、R₀=50mm、R₀=80mm、R₀=100mm、R₀=150mm, 起土角为15⁰，耕深为150mm时进行作业100m，测量立刀和横刀间土壤形成的圆弧的弧长L和弦高h，通过计算公式：R=L²/8h+h/2 计算出土壤形成的圆弧半径R，

式中：R_{0————}为立刀与横刀圆弧过渡半径， R——为土壤所形成的圆弧半径， L——为土壤形成圆弧的弦长， h——为土壤形成圆弧的弦高。见下表

3、试验数据分析

立刀和横刀间土壤所形成的圆弧半径R与土壤的粘重程度有关，土壤越粘重，土壤所形成的圆弧半径R越大；通过实验发现：起土角越大，土壤所形成的圆弧半径R越大；土壤含水率越大，土壤所形成的圆弧半径R越大。

4、残膜回收率的测定：

所用的地膜为：聚氯乙烯，地膜宽度750mm、地膜厚度0.008mm、地膜比重0.91g/cm³。

J―残膜拾净率；W―作业后的地膜质量（g）；W0――作业前的地膜质量（g）

试验日期：2013年10月5日 试验地点：开鲁县道德乡道德村

残膜回收率的测定表

注：每一测点为1平方米。

图2、图3、图4介绍了这种设备的第一种实施例的部件U型起土铲1，U型起土铲1后边缘铰结一振动抖土栅12，其摇臂13通过连杆11与机架3上安装的减速箱4偏心盘5相配合。由拖拉机牵引地膜捡拾机前进时，土垡、根茬及残膜进入U型起土铲1经拖拉机动力输出轴带动减速箱4，减速箱4输出轴上的偏心盘5带动连杆11，连杆11带动摇臂13和抖土栅12上下振动，使土垡振碎并与根茬及残膜分离，再经由三角带6驱动的升运链7运送到集膜箱8收集，当根茬及残膜集满时，油缸9动作，缷下根茬及残膜，堆放于地头。起土角的调整是通过U型起土铲1立刀上的调整孔和立刀固定板的调整孔来实现的，这些孔都处在同心圆周上，圆周半径相等，U型起土铲1立刀上的调整孔间角为23⁰，立刀固定板的调整孔的间角为20⁰，当以第一孔连接时为初始起土角，当以第二孔连接时起土角增加3⁰，当以第三孔连接时起土角增加6⁰，当以第四孔连接时起土角增加9⁰。

第二种实施例：如图5、图6所示，在第一种实施例的基础上,在U型起土铲1的上方设有一拔土轮14，通过链传动与减速箱4输出轴的主动链轮相连接，拔土轮14的线速度应大于机具的前进速度，消除因地上杂物过多而引起的堵塞现象；

升运链7为网格状输送带，可以是图中所示的两边是平皮带，中间紧固多根钢筋的横格带；或是由金属丝编织、焊接或板材拉制的网格状输送带。网状输送带的两侧固定有输送链，并由驱动链轮驱动。

在网格状输送带上边网格带下方布置一三角轮15，并由网状输送带上滚轮轴上的主动链轮驱动，使升运链7上下抖动，达到二次去土。

在升运链7后方设置有多排相互交错的椭圆轮16，前后两排椭圆轮16的长轴应相互垂直安装，既有输送带上物到集膜打包槽17内，又可忽高忽低抖动去土。

集膜打包槽17下方设有可拆装的残膜打包机构，包括加压机构，包带28，包带緾绕机构和打结装置。其中一种加压机构是油缸加压机构20，它由挡膜罩18、油缸19组成。

图7介绍了另一种螺旋加压机构26，他由液压马达24驱动螺旋推进器25进行加压。

在加压机构的顶出端设有打包成型槽21，打包成型槽21分为多节，之间由连接管23连接，中间形成包带缝隙, 缝隙两侧设有环形轨道22。

图8介绍了一种三角轮15，中间固定有链轮，三个支臂上各有一个滚轮，链轮转动时，滚轮推动网格带振动，进行二次去土。

图9介绍了一种椭圆轮16，多个椭圆轮16焊接在一根轴上，相邻两轴上的椭圆轮16的长轴要相互垂直安装。

图10介绍了一种打包机构的打结装置和包带緾绕机构，它设置在集膜打包槽17的下方打包成型槽21的外表面。包带緾绕机构由包带28、包带夹持器29和环形轨道22组成，打结装置由电动射钉机27和回钉板30组成。打包时包带夹持器29沿环形轨道顺时针旋转到右侧虚线位置，包带头顶开小摇臂32进入包带夹持器29，包带的一端被夹持并逆时针沿环形轨道22环绕一周到左侧位置，此时打结装置的电动射钉机27射出二棵U型铁钉，铁钉通过包带的两个叠压的端头射向回钉板30，回钉板30可将U型铁钉的钉头回弯并钉死包带两端头，动作完成后打结装置沿集膜打包槽17的轴线方向移动一包带宽度距离，让出包带槽同时切断包带，包带夹持器29释放。当油缸9动作时，便可释放打好的地膜包。

图11介绍了一种打包机构的打结装置是一种热粘机构，当包带28由包带夹持器29夹持并逆时针沿环形轨道22环绕一周，由电热片加热粘接在一起，完成打结。

第三种实施例：如图12、图13所示，在第二种实施例的基础上,在升运链7的下方设置碎膜滚刀35，包括刀轴36、刀座37、弯刀38和紧固螺栓39。弯刀38在刀轴36上的固定方法采用刀座法固定，刀座37垂直焊接在刀轴36上，再用紧固螺栓39把弯刀38固定在刀座37上；刀轴36的一端固定链轮，并由网状输送带上滚轮轴上的主动链轮驱动,其转速与机具的前进速度应满足以下条件：V＜(R－a)ω

式中：V---机具的前进速度 R---碎膜滚刀35回转半径

a---切入土壤深度 ω---碎膜滚刀35回转角速度

经实验证实，机具的前进速度为0.5—1.5时，弯刀38端点的线速度为3—8m/s,是机具的前进速度的2—5倍。弯刀38弯曲弧度有利于对碎膜的滑切作用。

图14、为弯刀38的轴向排列图，图15为弯刀38的排列展开图，即横坐标为弯刀38轴向排列顺序，每把刀相邻距离为20mm，纵坐标为弯刀38圆周方向排列顺序，相邻每把刀夹角为60⁰，为使碎膜滚刀35在工作中不产生漏切与堵塞，并使刀轴36受力均匀，弯刀38在刀轴36上的排列应满足以下要求：

1、刀轴36上的弯刀38应按一定顺序入土，使阻扭矩较为均匀；

2、相邻弯刀38的角度差尽量大，以防夹土和堵塞，其角度差≥60⁰；

3、弯刀38的排列按螺旋线排列，轴向距离可调。

本实施例中相邻弯刀38的角度差为60⁰，轴向距离为20mm。这样切碎的地膜宽度＜20mm,细小的地膜碎片参入到粘重土壤中，对种子的生长危害极小，但可降低粘重土壤的板结程度。

把漏掉的残膜粉碎，混入耕层，对于残膜回收来说，是一种突破性的进步。现有理论均认为，残膜有害无利，必须清除。可是，大量实验证明，残膜完全回收，既做不到，也没有必要。散落的残膜粉碎成足够小的颗粒，并不能妨碍作物根系的生长，而且还可以改善土壤结构，改善粘重土壤的通透性和板结程度，对改造土壤是有益的。由此可见，增加残膜的粉碎机构，既规避了残膜回收的难题。又产生了意想不到的效果。

第四种实施例：如图16所示，是第二种实施例的基础上所述的集膜箱8下方设有可拆装的残膜打包机构的另一种形式，包括加压机构，塑料网袋40；所述的加压机构是油缸往复加压装置20，或是一种螺旋推进加压装置26；塑料网袋40的直径大于打包成型槽21的直径。工作时塑料网袋40套在打包成型槽21外表面上，残膜被加压机构压实后，直接推入塑料网袋40中，实现了装袋打包。