一种秸秆收割再回收装置的制作方法

本发明涉及一种秸秆收割再回收装置，属于农作物有效成分二次利用设备技术领域。

背景技术

现有收割机作为一种一体化收割农作物的机械，一次性完成收割、脱粒，并将谷粒集中到储藏仓，然后通过传送带将作物输送到运输车上。大致分为推动式和驾驶式两类，作物通过机器的脱离和割取后集中收集到粮食收集袋中，而剩余的秸秆部分依旧留在田地中，需要人工利用切割工具或者大型收割机械清除剩余秸秆，便于后续土地的再次利用，收割下的秸秆通常用于焚烧生火或者堆肥，占用面积大，操作工序复杂不说，需要时间长，效率低下，并且一定程度上会对环境造成污染，市场迫切需要一种新的收割处理装置来满足秸秆回收再利用的需求。

运用机械装置进行秸秆的收割再回收利用，将原本用于焚烧销毁的秸秆变废为宝，通过普通的收割装置将秸秆收集起来，利用刀片切碎、发酵剂发酵、搅拌棒搅拌等一系列工序，可以有效实施对资源的回收再利用，继而可有效弥补对于传统秸秆处理方式的不足，基于节约资源、保护环境，提高效率的原则，并顺应时代的绿色发展理念，此装置为秸秆的收割回收再利用提供了一种有效途径。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是：由收割台、传送履带、收集箱、传动装置、电气系统、单片机、蓄电池、铁锹、操纵装置构成一种秸秆收割再回收装置；收割台上的刀片式小型分拢器作用分拢秸秆，削断刀在装置前进过程中在离地面3~6cm处将秸秆削断，切割下的秸秆通过传送履带输送到收集箱内，称重传感器监测箱内秸秆到达一定量，利用刀片将秸秆切碎；秸秆装满收集箱后，发酵剂喷洒装置向收集箱内喷洒发酵剂，内设搅拌棒将秸秆与发酵剂搅拌均匀，一定时间后通过单片机控制打开排出孔，在装置前进过程中将初步发酵的混合物均匀排放至地面上挖好的小洞内等待填土后进行二次发酵。

本发明采用的技术方案是：一种秸秆收割再回收装置，包括：收割台、传送履带、收集箱、传动装置、单片机、电气系统、蓄电池、铁锹、操纵装置；收割台位于装置正前方下端面，收集箱位于装置后轮上端，传送履带位于收割台与收集箱之间，可输送秸秆，铁锹位于装置后端收集箱下方，操纵装置位于收集箱前端正下方，收割台、传送履带、收集箱、发电机、传动装置、电气系统、电机均与单片机连接；收割台收割秸秆，通过传送履带将秸秆输送至收集箱中，称重传感器检测箱内秸秆到达一定量，收集箱中刀片切碎秸秆，单片机控制电磁阀启动发酵剂喷洒装置向箱体内喷洒发酵剂，单片机按照箱内秸秆量确定搅拌时长，控制电机启动搅拌棒均匀搅拌混合物；一定时间后初步发酵完成，铁锹将土带离地面形成坑洞，装置底部的排出孔打开，初步发酵产物通过排出孔排放至铁锹挖好的坑洞内，翻转铁锹，土自动落入坑洞中，初步发酵产物在填土完成后继续进行二次发酵。

进一步的，收割台安装于装置正前方下端面，由刀片式小型分拢器和削断刀组成，刀片式小型分拢器和削断刀均为现有装置，作物在刀片式小型分拢器作用下分拢，配合削断刀在装置前进过程中于离地面3~6cm处将秸秆削断，依靠削断刀旋转的动力和秸秆自身重量的惯性传递给传送履带上，秸秆自动跟随传送履带运动进入到收集箱内。

进一步的，收集箱位于装置后轮上端，为pvc材质的圆柱式箱体，具有质轻坚固，化学性质稳定，耐磨性能、耐冲击性能良好，绝缘性能好，加工成本低等特质。箱体内部包含称重传感器、发酵剂喷洒装置、搅拌棒、温控装置、刀片，底部开有用于排出初步发酵产物的排出孔，其直径大小至少为8cm。

进一步的，收集箱内部装有高速旋转切断刀片，均为现有装置，刀片旋转可将秸秆切碎；收集箱底部安装有称重传感器，为现有装置，称重传感器将箱内秸秆的重量数据实时传送至单片机，单片机进行实时数据监测进而控制收割台停止收割，并发布指令指挥箱内秸秆的发酵作业；收集箱顶部安装有发酵剂喷洒装置和温控装置，发酵剂喷洒装置采用现有的液体喷洒装置，与位于箱体外部的发酵剂补充装置相连接，补充装置与箱体外部相连，便于发酵剂不足时人工及时补充发酵剂继续进行发酵工作，箱体内部装入一定量秸秆后，由单片机控制电磁阀启动发酵剂喷洒装置，向箱体内喷洒质量与秸秆量成一定比例的发酵剂，温控装置为现有装置，采用温控装置控制箱体内秸秆发酵所需温度恒定不变，使发酵达到最好效果；箱体顶部中央位置处安装有与收集箱同样pvc材质的搅拌棒，其直径为1cm，长度略低于箱体高度，搅拌棒在单片机控制下运作一定时间，将箱体内秸秆和发酵剂的混合物充分搅拌均匀，开始初步发酵。

进一步的，混合物在收集箱内进行初步发酵一段时间后，单片机控制搅拌棒停止搅拌，单片机通过控制电磁阀打开排出孔，混合物在装置前进过程中从排出孔均匀排放至铁锹挖好的小洞内，等待填土后进行二次发酵。

进一步的，发酵剂采用现有活菌制剂，制作简便，成本低廉，通过有效微生物的生长繁殖使分泌酸大量增加，秸秆中相应糖链和酯链被酶解，促使秸秆软化，体积膨胀，进而将木质素转化为糖类等有益物质。

进一步的，传送履带、发电机、传动装置、电气系统、蓄电池等均为现有装置，传送履带采用橡胶履带，与秸秆接触一面有加强防滑花纹，由主动轮驱动，借助与履带咬合的主动轮传递驱动力矩，连接收割台和收集箱，将收割台收割的秸秆输送至收集箱内；发动机正常运转时产生动能，其中一部分可驱动发电机开始发电，发电机产生电能储存在蓄电池内，可供各用电装置用电；传动装置将发动机发出的动力传递给装置的驱动车轮，产生驱动力。

进一步的，铁锹采用斜插入地面后平举起来的固定动作模式，装置运动到田地相应位置后人为按动操纵装置处按钮启动铁锹，在装置前进过程中铁锹重复进行挖坑填土动作，将土带离地面形成坑洞，此时土留在铁锹上，填入初步发酵物后翻转铁锹，将土倒回坑洞中，等待初步发酵物的二次发酵。

该装置的系统电路中所用单片机型号为at89c51，为了保障单片机运行，给单片机增加复位电路。复位电路有以下功能：1、xtal1，xtal2，相接的电路为单片机工作所必须的起震电路。2、rst相接的是单片机开关，可通过按键控制整个电路的开关。3、u3为电机驱动模块l278，起到放大电流的作用，单片机电流过小不能驱动电机所以需要电机驱动模块放大电流，单片机通过输出pwm波来控制电机。收割台的刀片，传送装置的履带，传送履带末端的切割装置以及搅拌棒都是由电机驱动。由于这四个电机的电路相同，所以在电路图中画出一个电机作为代表。4、与p2.7相接的是称重传感器，由一个压力传感器构成，压力传感器由弹性元件和电阻应变片组成。当弹性元件受到压力时，其表面发生应变，粘贴在弹性元件表面得电阻应变片的电阻值将随着弹性元件的应变面而相应变化，通过测量电阻应变片的阻值变化，可以用来检测膨化腔内的气压。单片机可以根据压力值计算出所需的发酵剂。5、与p1.1相接的是电磁阀，控制发酵剂喷洒装置，当称重传感器的数据传给单片机后，单片机计算出所需的发酵剂的量，再打开电磁阀喷洒出发酵剂。

过程描述：该小型收割机，单片机通过控制电机控制收割台，对秸秆进行收割，收割后由电机驱动履带的传送装置将秸秆传送至收集箱，收集箱内的称重传感器将数据传给单片机，单片机通过秸秆的重量计算出所需的发酵剂的多少。单片机将信号传给电磁阀，电磁阀打开后发酵剂喷洒装置喷出一定量的发酵剂，电机驱动搅拌棒让秸秆和发酵剂充分混合进行发酵。

一种秸秆切割再回收装置，其控制方法如以下步骤：

步骤1：收割台将秸秆切割下来，通过传送履带将秸秆输送至收集箱内。

步骤2：单片机实时监测称重传感器传输的重量数据，收集箱内收集到的秸秆质量达到允许最大值时，单片机指挥收割台停止工作。

步骤3：秸秆在收集箱内通过高速旋转切断刀片作用，将秸秆按一定长度切碎，通过单片机控制发酵剂喷洒装置向箱内喷洒质量与秸秆量成一定比例的发酵剂，并控制搅拌棒开始搅拌，搅拌过程中通过控制温控装置保持适宜发酵的温度进行初次简单发酵。

步骤4：一定时间后结束搅拌，单片机通过控制电磁阀打开排出孔，初步发酵物从排出孔均匀排出到地面上挖好的坑洞中，等待填土后进行二次发酵。

本发明的工作原理是：由收割台、传送履带、收集箱、传动装置、电气系统、单片机、蓄电池、铁锹、操纵装置构成一种秸秆收割再回收装置；收割台上的刀片式小型分拢器作用分拢秸秆，削断刀在装置前进过程中在离地面3~6cm处将秸秆削断，切割下的秸秆通过传送履带输送到收集箱内，称重传感器监测箱内秸秆到达一定量，利用刀片将秸秆切碎；秸秆装满收集箱后，发酵剂喷洒装置向收集箱内喷洒发酵剂，内设搅拌棒将秸秆与发酵剂搅拌均匀，一定时间后通过单片机控制打开排出孔，在装置前进过程中将初步发酵的混合物均匀排放至地面上挖好的小洞内等待填土后进行二次发酵。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、装置内部大部分组成均为现有装置，技术成熟，工艺优良，使得整个装置的制造成本大大降低；2、收集箱、搅拌棒均采用pvc材质，质轻坚固，化学性质稳定，加工成本低，可使用时间长；3、充分回收再利用作物收割后剩余的秸秆，符合当下绿色生态的发展理念；4、采用秸秆发酵剂此种生物制剂，大大增加秸秆二次回收的能源再利用效率，避免了不必要的资源浪费和环境污染；5、在收集箱内将秸秆切割与生物发酵的工序相结合，减少传输过程中时间的消耗以及空间的浪费，大大增加了装置的运行效率；6、内置发电机和蓄电池，发电机发出的电能储存在蓄电池中向各用电装置供电，减少外部电源的供电设备，使得装置运行更加简便高效。

附图说明

图1为该装置的整体结构俯视图；

图2为该装置的整体结构正视图；

图3为该装置的整体结构侧视图；

图4为该装置的系统电路图；

图5为该装置的秸秆切割及回收工作流程图。

图中各个标号为：1-收割台；2-传送履带；3-收集箱；301-称重传感器；302-发酵剂喷洒装置；303-搅拌棒；305-高速旋转切断刀片；306-排出孔；4-单片机；5-铁锹；6-操纵装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

请参阅图1、图2、图3，一种秸秆收割再回收装置，包括：收割台1、传送履带2、收集箱3、传动装置、单片机4、电气系统、蓄电池、铁锹5、操纵装置6；收割台1位于装置正前方下端面，收集箱3位于装置后轮上端，传送履带2位于收割台1与收集箱3之间，可输送秸秆，铁锹5位于装置后端收集箱3下方，操纵装置6位于收集箱3前端正下方，收割台1、传送履带2、收集箱3、发电机、传动装置、电气系统、电机均与单片机4连接；收割台1收割秸秆，通过传送履带2将秸秆输送至收集箱3中，称重传感器301检测箱内秸秆到达一定量，收集箱3中刀片305切碎秸秆，单片机4控制电磁阀启动发酵剂喷洒装置302向箱体内喷洒发酵剂，单片机4按照箱内秸秆量确定搅拌时长，控制电机启动搅拌棒303均匀搅拌混合物；一定时间后初步发酵完成，铁锹5将土带离地面形成坑洞，装置底部的排出孔306打开，初步发酵产物通过排出孔306排放至铁锹5挖好的坑洞内，翻转铁锹5，土自动落入坑洞中，初步发酵产物在填土完成后继续进行二次发酵。

收割台1安装于装置正前方下端面，由刀片式小型分拢器和削断刀组成，刀片式小型分拢器和削断刀均为现有装置，作物在刀片式小型分拢器作用下分拢，配合削断刀在装置前进过程中于离地面3~6cm处将秸秆削断，依靠削断刀旋转的动力和秸秆自身重量的惯性传递给传送履带2上，秸秆自动跟随传送履带2运动进入到收集箱3内。

收集箱3位于装置后轮上端，为pvc材质的圆柱式箱体，具有质轻坚固，化学性质稳定，耐磨性能、耐冲击性能良好，绝缘性能好，加工成本低等特质。箱体内部包含称重传感器301、发酵剂喷洒装置302、搅拌棒303、温控装置304、刀片305，底部开有用于排出初步发酵产物的排出孔306，其直径大小至少为8cm。

收集箱3内部装有高速旋转切断刀片305，为现有装置，刀片305旋转可将秸秆切碎；收集箱3底部安装有称重传感器301，为现有装置，称重传感器301将箱内秸秆的重量数据实时传送至单片机4，单片机4进行实时数据监测进而控制收割台1停止收割，并发布指令指挥箱内秸秆的发酵作业；收集箱3顶部安装有发酵剂喷洒装置302和温控装置304，发酵剂喷洒装置302采用现有的液体喷洒装置，与位于箱体外部的发酵剂补充装置相连接，补充装置与箱体外部相连，便于发酵剂不足时人工及时补充发酵剂继续进行发酵工作，箱体内部装入一定量秸秆后，由单片机4控制电磁阀启动发酵剂喷洒装置302，向箱体内喷洒质量与秸秆量成一定比例的发酵剂，温控装置304为现有装置，采用温控装置304保持箱体内秸秆发酵所需温度恒定不变，使发酵达到最好效果；箱体顶部中央位置处安装有与收集箱3同样pvc材质的搅拌棒303，其直径为1cm，长度略低于箱体高度，搅拌棒303在单片机4控制下运作一定时间，将箱体内秸秆和发酵剂的混合物充分搅拌均匀，开始初步发酵。

混合物在收集箱3内进行初步发酵一段时间后，单片机4控制搅拌棒303停止搅拌，单片机4通过控制电磁阀打开排出孔306，混合物在装置前进过程中从排出孔306均匀排放至铁锹5挖好的小洞内，等待填土后进行二次发酵。

发酵剂采用现有活菌制剂，制作简便，成本低廉，通过有效微生物的生长繁殖使分泌酸大量增加，秸秆中相应糖链和酯链被酶解，促使秸秆软化，体积膨胀，进而将木质素转化为糖类等有益物质。

传送履带2、发电机、传动装置、电气系统、蓄电池等均为现有装置，传送履带2采用橡胶履带，与秸秆接触一面有加强防滑花纹，由主动轮驱动，借助与履带咬合的主动轮传递驱动力矩，连接收割台1和收集箱3，将收割台1收割的秸秆输送至收集箱3内；发动机正常运转时产生动能，其中一部分可驱动发电机开始发电，发电机产生电能储存在蓄电池内，可供各用电装置用电；传动装置将发动机发出的动力传递给装置的驱动车轮，产生驱动力。

铁锹5采用斜插入地面后平举起来的固定动作模式，装置运动到田地相应位置后人为按动操纵装置6处按钮启动铁锹5，在装置前进过程中铁锹5重复进行挖坑填土动作，将土带离地面形成坑洞，此时土留在铁锹上，填入初步发酵物后翻转铁锹，将土倒回坑洞中，等待初步发酵物的二次发酵。

请参阅图4，该装置的系统电路中所用单片机型号为at89c51，为了保障单片机运行，给单片机增加复位电路。复位电路有以下功能：1、xtal1，xtal2，相接的电路为单片机工作所必须的起震电路。2、rst相接的是单片机开关，可通过按键控制整个电路的开关。3、u3为电机驱动模块l278，起到放大电流的作用，单片机电流过小不能驱动电机所以需要电机驱动模块放大电流，单片机通过输出pwm波来控制电机。收割台的刀片，传送装置的履带，传送履带末端的切割装置以及搅拌棒都是由电机驱动。由于这四个电机的电路相同，所以在电路图中画出一个电机作为代表。4、与p2.7相接的是称重传感器，由一个压力传感器构成，压力传感器由弹性元件和电阻应变片组成。当弹性元件受到压力时，其表面发生应变，粘贴在弹性元件表面得电阻应变片的电阻值将随着弹性元件的应变面而相应变化，通过测量电阻应变片的阻值变化，可以用来检测膨化腔内的气压。单片机可以根据压力值计算出所需的发酵剂。5、与p1.1相接的是电磁阀，控制发酵剂喷洒装置，当称重传感器的数据传给单片机后，单片机计算出所需的发酵剂的量，再打开电磁阀喷洒出发酵剂。

过程描述：该小型收割机，单片机通过控制电机控制收割台，对秸秆进行收割，收割后由电机驱动履带的传送装置将秸秆传送至收集箱，收集箱内的称重传感器将数据传给单片机，单片机通过秸秆的重量计算出所需的发酵剂的多少。单片机将信号传给电磁阀，电磁阀打开后发酵剂喷洒装置喷出一定量的发酵剂，电机驱动搅拌棒让秸秆和发酵剂充分混合进行发酵。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应在本发明的保护范围之内。