一种果园精量开沟施肥机的制作方法

本发明属于农业机械技术领域，特别是涉及一种果园精量开沟施肥机，可实现果园开沟和对所开沟渠的相应果树定向精量施肥。

背景技术：

我国作为世界上的水果生产大国，水果的产量与质量对果农来说是至关重要的，施肥是提高水果产量重要手段之一，但是我国的施肥技术和施肥机械导致果树无法充分吸收肥料养分，这不仅导致肥料的无效浪费而且也会导致土地的地力下降，这样久而久之下去，会对果农和国家造成不可估量的损失，现在中国的城市化进程加快，导致农村大量农村劳动力涌入城市，而我国的施肥机械化又不是很普及，而且施肥是一项需要大量劳动力的过程，因而造成了劳动力短缺的这样一个尴尬的局面，所以设计一种能解决现状的施肥机械迫在眉睫。

我国的果园开沟施肥机械出现的比较晚，经历了从开沟到施肥再到开沟施肥相结合的历程，纵观各地的各阶段的开沟施肥机械，开沟施肥机械比较发达的是新疆的各地区，还有各大知名农业高校都有研究，通过对国内的果园开沟施肥机械分析对比，发现都各有优点，但其缺点也是比较突出的，大体有以下不足。

(1)大多数的果园开沟机的开沟刀刀具是一体式开沟刀，没有灵活度，在开沟的过程中如果遇到较硬的障碍物时会发生开沟刀与硬质障碍物碰撞导致开沟刀折断或弯折，造成开沟刀损坏，从而影响开沟效率和开沟质量。

(2)现在市场上面的大多数果园开沟机都不是偏置式的，非偏置式果园开沟机开沟时所开沟渠离果树所在行较远，导致在沟渠所施的肥料离果树根系较远，不利于果树对肥料的充分吸收导致肥料利用率低，影响果园产量，造成经济损失。

(3)目前的果园开沟施肥机基本都采用的是整条施肥，无法实现定向精量的给果树施肥，整行施肥的话，会导致果树之间的杂草吸收肥料，从而杂草与果树之间形成了竞争关系，导致果树的生长发育受到影响，这样就直接使果园的产量下降。

技术实现要素：

针对上述存在的技术问题，为解决偏置式开沟施肥机整条施肥、一体式开沟刀容易折断、肥料利用率不高、动力消耗大、施肥量小、肥箱容积不大的缺点，本发明提供一种果园精量开沟施肥机。它是在偏置式果园开沟器的基础上增加了精量排肥装置、排肥动力装置、螺旋式排肥装置、大容量的肥箱，以实现定向精量的在所开沟渠的相应树根下施肥，排肥量大、拖拉机动力足，施肥效果好。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种果园精量开沟施肥机，包括机架及置于机架上的开沟装置、精量排肥装置、肥箱和传动装置，所述肥箱置于机架上方，在其出肥口处设置排肥器，排肥器的出肥口端连接精量排肥装置，精量排肥装置工作前端的机架上连接开沟装置；所述精量排肥装置包括引导件、固定件、排肥通道及精量排肥开关，所述排肥通道一端连接在排肥器出肥口端，另一端为排肥出口，排肥通道的一侧设置固定件和引导件，固定件和引导件相连，之间形成连接精量排肥开关的固定轴，通过精量排肥开关沿固定轴旋转控制排肥通道中肥料的排放。

进一步地，所述精量排肥开关包括伸缩杆、杆套、旋转件及挡片，所述杆套一端套接伸缩杆，另一端连接旋转件，挡片连接在旋转件上，旋转件连接排肥通道的固定轴，并可沿固定轴转动，其上连接的挡片通过旋进旋出排肥通道，控制肥料的排放。

进一步地，所述挡片截面大于或等于排肥通道横截面。

进一步地，所述旋转件和固定轴间还设置回位弹簧。

进一步地，所述开沟装置包括开沟轴及对称设置在开沟轴上的开沟刀盘，所述开沟刀盘上沿圆周两侧交替设置相同间隔的一级开沟刀片，所述一级开沟刀片均沿同一角度设置，一级开沟刀片端部形成圆形轨迹。

进一步地，在所述开沟刀盘两侧沿任意一相互垂直的直径设置二级开沟刀片，该二级开沟刀片的刀头伸出开沟刀盘外径。

进一步地，所述一级开沟刀片或二级开沟刀片结构相同，均自由度开沟刀，包括刀杆和刀头，所述刀杆带有折弯结构，即在直杆的一端带有折弯部，所述折弯部折向开沟刀盘外侧，在折弯部的端部连接刀头，所述刀头与折弯部在同一平面内，刀头转动连接在刀杆端部，在刀头和刀杆间设置复位弹簧。

进一步地，所述刀杆的折弯部端带有半圆环状的连接钩，连接钩两侧为弧形面,刀头上开有与所述连接钩相配合的凹槽，凹槽壁上开有连接孔，连接钩和连接孔间通过连接销轴连接，在连接销轴上套置复位弹簧，复位弹簧两端分别与刀杆的连接钩和刀头的凹槽相接触；所述凹槽壁端部为与所述刀杆的弧形面配合的弧形结构，在刀杆靠近连接钩根部的弧形面外侧形成阻挡部，保证刀头沿着刀刃的方向旋转。

进一步地，所述刀杆的折弯部与直杆间的夹角α为135-145°。

进一步地，所述开沟轴上的开沟刀盘两侧还对称设置三级开沟刀片，对称分布的三级开沟刀根部距离开沟刀盘的距离W为30-40cm。

本发明中的自由度开沟刀是仿生结构，其利用了螳螂前足的生物结构，螳螂前足的特点是：腿节和胫节有利刺，胫节镰刀状，常向腿节折叠，形成了可以捕捉猎物的前足。当开沟刀遇到硬质物体时开沟刀自动弯折，避免开沟刀折断，经过硬质物体后，开沟刀在内置弹簧的作用下自动张开，这样既不影响开沟效果，有减小了开沟刀片的损失率。

本发明的有益效果为：

1.本发明在偏置式果园开沟器的基础上增加了精量排肥装置、排肥动力装置、螺旋式排肥装置、大容量的肥箱。可有效解决整条沟施肥、拖拉机动力输出太大、排肥量小、肥箱容量小给施肥造成不方便，以实现定向精量的在所开沟渠的相应树根下施肥、排肥量大、拖拉机动力足不影响开沟效果、施肥效果好节省时间。本发明的果园开沟施肥机械无论是在宽行的果园或窄行的果园都实用，是一种多用途的果园精量开沟施肥机械，具有宽广的应用范围，该果园开沟施肥机械可以弥补现在果园开沟机机械的不足，最大特点是可以实现精量施肥。

2.本发明增加了精量排肥开关即接触式排肥开关，精量排肥开关通过每棵树时都会与其发生接触，从而精量排肥开关相对排肥通道旋转一定的角度，排肥通道与肥箱连通肥料排出，当精量排肥开关离开树干时在回复弹簧的作用下精量排肥开关恢复到原来的位置，排肥通道关闭，停止排肥，这样只有通过每棵树时才会排肥，不会整条排肥，达到定向精量排肥的目的。其中精量排肥开关是可伸缩的，其优点就是可以根据果树的株距和行距进行调节其长度，调到最合适的长度，以达到最优排肥效果。

3.本发明中开沟装置的开沟刀具有一定的自由度，其优点是可以根据土地的实际情况，实现开沟刀的自动弯折。其具体的工作原理是当开沟刀遇到硬质物体时开沟刀自动弯折，避免开沟刀折断，经过硬质物体后，开沟刀在内置弹簧的作用下自动张开，这样既不影响开沟效果，有减小了开沟刀片的损失率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为本发明的开沟刀盘组件示意图。

图4为图3的左视图。

图5为本发明的自由度开沟刀示意图。

图6为图5的俯视图。

图7为图5中刀杆结构示意图。

图8为图7的俯视图。

图9为刀杆和刀头连接部分局部示意图。

图10为本发明的精量排肥装置示意图。

图11为图6工作状态示意图。

图12为图6排肥通道部分结构示意图。

图13为图7的剖面示意图。

图14为本发明的精量排肥开关示意图。

图中：1.悬挂装置，2.变速箱，3.肥箱，4.机架，

5.开沟装置，51.开沟轴，52.开沟刀盘，53.一级开沟刀片，54.二级开沟刀片，55.刀杆,551.直杆，552.折弯部，553.连接钩，554.弧形结构，555.阻挡部，56.刀头，561.连接孔，57.三级开沟刀片，58.扭转弹簧；

6.精量排肥装置，61.排肥通道，62.排肥开关，621.伸缩杆，622.杆套， 623.旋转件，624.挡片，63.排肥铲，64.固定件，65.固定轴，66.引导件；

7.排肥动力装置，71.排肥动力轮，72.调节杆，73.传动链Ⅰ，74.链轮Ⅰ， 75.传动链Ⅱ，76.链轮Ⅱ，77.链轮Ⅲ，78轮架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

实施例1：如图1、图2所示，本发明一种果园精量开沟施肥机，包括机架 4及置于机架4上的开沟装置5、精量排肥装置6、肥箱3和传动装置，所述肥箱3置于机架4上方，在其出肥口处设置排肥器，排肥器的出肥口端连接精量排肥装置6，精量排肥装置6工作前端的机架4上连接开沟装置5；如图6-图9 所示，所述精量排肥装置6包括引导件66、固定件64、排肥通道61及精量排肥开关62，所述排肥通道61一端连接在肥箱3出肥口端，另一端为排肥出口，排肥通道61的一侧设置固定件64和引导件66，固定件64和引导件66相连，之间形成连接精量排肥开关的固定轴65，在引导件66接地端带有排肥铲63，通过精量排肥开关62沿固定轴65旋转控制排肥通道61中肥料的排放。

如图10-14所示，所述精量排肥开关62包括伸缩杆621、杆套622、旋转件623及挡片624，所述杆套622一端套接伸缩杆621，另一端连接旋转件623，挡片624连接在旋转件623上，旋转件623连接排肥通道61的固定轴65，本例旋转件623为与固定轴65配合的套环，并可沿固定轴65转动，其上连接的挡片624通过旋进旋出排肥通道61，控制肥料的排放。

所述挡片624截面大于或等于排肥通道61的横截面，以阻挡排肥通道61 的肥料。

所述旋转件623和固定轴65间还设置回位弹簧，在排肥时旋转件623旋转一定角度排肥后，在回位弹簧的作用下回位，旋转件623和挡片624回位，关闭排肥通道61，完成排肥。

如图3-图4所示，所述开沟装置5包括开沟轴51及对称设置在开沟轴51 上的开沟刀盘52，所述开沟刀盘52上沿圆周两侧交替设置相同间隔的一级开沟刀片53，所述一级开沟刀片53均沿同一角度设置，一级开沟刀片53端部形成圆形轨迹。

在所述开沟刀盘52两侧沿任意一相互垂直的直径设置二级开沟刀片54，该二级开沟刀片54的刀头56伸出开沟刀盘52外径。

如图5-图9所示，所述一级开沟刀片53或二级开沟刀片54均自由度开沟刀，包括刀杆55和刀头56，所述刀头56为自由度开沟刀刀头，转动连接在刀杆55端部，所述刀杆55带有折弯结构，即在直杆的一端带有折弯部，所述折弯部折向开沟刀盘52外侧，所述刀杆55的折弯部552与直杆551间的夹角α为135-145°，本例α为140°，在折弯部的端部连接刀头56，所述刀头与折弯部在同一平面内，在刀杆55的折弯部端带有半圆环状的连接钩553，连接钩553 两侧为弧形面554，刀头56上开有与所述连接钩553相配合的凹槽，凹槽壁端部为与所述刀杆55的弧形面554配合的弧形结构，在刀杆55靠近连接钩553 根部的弧形面554外侧形成阻挡部555，保证刀头56沿着刀刃的方向旋转，在凹槽壁上开有连接孔561，连接钩553和连接孔561间通过连接销轴连接，在连接销轴上套置复位弹簧58，复位弹簧58两端分别与刀杆55的连接钩553和刀头56的凹槽相接触。复位弹簧选用扭转弹簧，其既有预紧力又有回复力，所述复位弹簧具有足够的预紧力支持其开沟，所述自由度开沟刀的开沟刀头在遇到比土壤强度大的障碍物(主要是石块)时，扭转弹簧的预紧力小于石块的强度，所述刀头56相对刀杆发生旋转，以避开障碍物，防止刀头受损，绕过障碍物后，在复位弹簧的作用下，回到原始状态。扭转弹簧58安装时，使扭转弹簧58发生形变，保证有足够的预紧力，安装时扭转弹簧58的合预紧力略大于土壤对开沟刀阻力的1.5～2倍，以保证开沟刀的刀头56正常情况下不会相对刀杆55发生旋转。并且在刀杆55的刀头阻挡部位555的阻挡作用下，刀头56只能朝着刀刃的方向旋转。

如图3所示，所述开沟轴51上的开沟刀盘52两侧还对称设置三级开沟刀片57，所述三级开沟刀片57根部距开沟刀盘的距离W为30-40cm的两侧位置(本例选择30cm)，固定在开沟轴51上，随着开沟轴51的旋转而旋转。

一级开沟刀片53开出施肥沟，一级开沟刀片53未开到的施肥沟侧部位，由二级开沟刀片54辅助开出，三级开沟刀片57使一级开沟刀片53和二级开沟刀片54开出的施肥沟更为规范。各开沟刀片的作用如下：一级开沟刀片53起破土的作用，其在开沟过程中起主要作用，一级开沟刀片53开出形状不太规则的沟渠，然后二级开沟刀片54对一级开沟刀片52开出的沟渠进行二次加工，其主要作用是切削一级开沟刀片53遗留的地方，经过二级开沟刀片54的切削，沟渠的形状更加规则，但经过二级开沟刀片54的切削作用后还达不到要求的沟渠形状，此时再加上三级开沟刀片57的作用使所开沟渠更加规则，开沟刀片57 的作用是对之前一级开沟刀片53和二级开沟刀片54开出的沟渠进行规则加工，最终开出的沟渠形状应该是沟底窄、沟口宽的梯形形状，最终开出一条深40～ 50cm、沟底宽40～50cm、沟口宽60～70cm的截面为梯形的沟。

所述排肥器为现有技术，安装在机架4上，所述排肥动力装置7包括排肥动力轮71、调节杆72、传动链73，排肥器上的绞轮轴上连接链轮Ⅲ77，通过传动链Ⅱ75连接链轮Ⅱ76，链轮Ⅱ76及与链轮Ⅱ76同轴的链轮通过链轮轴80安装在机架上，与链轮Ⅱ76同轴设置的链轮通过传动链Ⅰ73连接链轮Ⅰ74，链轮Ⅰ74与排肥动力轮71同轴，排肥动力调节杆72一端连接在机架4上，另一端连接在排肥动力地轮架78上，之间的连接杆是螺纹杆的形式，作用是调节，其调节方式是通过调节螺纹杆的长度来调节的。排肥动力地轮71通过传动链Ⅰ73 与传动链Ⅱ75传动，带动链轮Ⅲ77驱动排肥绞轮转动排肥。

本发明的工作过程：

本发明在工作时，由拖拉机悬挂并牵引前进，动力从拖拉机动力输出后轴传送到变速箱6，变速箱6与开沟轴通过传动链条连接，在变速箱6的驱动下带动开沟轴上的开沟刀盘11转动，实现开沟。在本发明开沟工作的同时，其相对地面的运动使按照在机架4上的排肥动力轮71转动，进而带动精量排肥装置6 的排肥器绞轮转动排肥，在开沟的同时，每次经过果树时，精量排肥开关10即可伸缩接触式排肥开关与树干相互接触，精量排肥开关会相对排肥通道61旋转一定的角度，从而打开精量排肥开关62，使排肥通道61与肥箱3连通实现定向精量排肥；当精量排肥开关62旋转过一定角度时，其离开树干，在回复弹簧的作用下，精量排肥开关62恢复到原来的位置关闭，肥箱3与排肥通道61通过挡片624隔开，停止排肥，从而完成对一棵树的定向精量排肥，当经过下一棵树木时循环此排肥过程。

实施例2：本例与实施例1不同的是：本例中所述三级开沟刀片57根部距开沟刀盘的距离W为40cm的两侧位置。所述刀杆55的折弯部552与直杆551 间的夹角α为135°。

实施例3：本例与实施例1不同的是：本例中所述三级开沟刀片57根部距开沟刀盘的距离W为35cm的两侧位置。所述刀杆55的折弯部552与直杆551 间的夹角α为145°。

实施例4：本例与实施例1不同的是：本例中所述三级开沟刀片57根部距开沟刀盘的距离W为32cm的两侧位置。所述刀杆55的折弯部552与直杆551 间的夹角α为138°。

实施例5：本例与实施例1不同的是：本例中所述三级开沟刀片57根部距开沟刀盘的距离W为38cm的两侧位置。所述刀杆55的折弯部552与直杆551 间的夹角α为142°。