一种免耕防堵开沟设备的制作方法

本实用新型涉及一种免耕防堵开沟设备，属于开沟器技术领域。

背景技术：

随着现代农业的发展，传统耕作技术的局限性愈发突出。例如传统的耕翻作业虽然可以在一定的时间内起到除去杂草、残茬的作用，但长期的翻耕会破坏地面植被对土地的保护，加剧水土流失。同时，旋耕切碎土壤会消灭了土壤中的蚯蚓和生物，使土壤慢慢失去应有的活性。随着翻耕的次数增加，土壤就越容易进入的恶性循环。此时保护性耕作的出现，很好地解决了这一问题。免耕播种技术是指开沟、播种、施肥、施药、覆土等的复式作业。免耕播种是机械化耕作将自然资源转化为农业生产并和自然资源协调发展的重要因素之一。开沟器作为保护性耕作的关键机具，免耕播种机的防堵性能如何直接影响到播种效果，其性能是否过关又直接影响到保护性耕作技术的推广。所以免耕播种机开沟器的适应性对实施免耕播种、开展保护性耕作有重要意义。

美国在研究保护性耕作技术方面起步较早，产品的种类也较多，其中以大型的免耕播种机为主，其机具相对比较成熟，其中以johndeere(约翰迪尔)、case(凯斯)为代表。在加拿大和澳大利亚的免耕播种机上用的比较多的是锄铲式开沟器，在气动式条播机上使用的最为普遍。锄铲式开沟器质量轻、结构简单、入土能力强，可在完成破茬的同时进行开沟；但工作时比较容易使杂草缠绕，在高速工作时播深不稳定，开沟过宽使土壤扰动较大。锄铲式开沟器具有质量轻便，结构简单、容易制造等优点在低速谷物条播机上使用的较多。但是底层部分的湿土被翻到上层和干土混合，这样容易造成部分水分流失不利于保墒，不适合用在较干旱的地区。

近年来，我国研究人员主要针对免耕播种机的入土能力和防止堵塞等问题行了深入的研究。与国外免耕播种机相比，我国机械的质量轻、体积小。但机具体积小，导致结构紧凑，播种密度大，从而易造成秸秆、残茬堵塞和通过性受限等问题。目前，我国在免耕播种机上使用较多的是圆盘开沟器和尖角开沟器。圆盘开沟器开沟深度基本保持一致，对土壤扰动小，并且具有良好的通过性。但在工作时需要较大的重力，不太适用于我国质量轻体积小的中小型播种机。而尖角式开沟器易入土，回土性能较好，因此我国中小型免耕播种基本采用尖角式开沟器。但尖角式开沟器也存在缺点，即它需要更大的牵引力，特别是在坚硬的免耕土壤中，其结构会影响前进阻力。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种免耕防堵开沟设备，以解决上述现有技术中存在的问题。

本实用新型采取的技术方案为：一种免耕防堵开沟设备，包括破茬机构、防堵装置和开沟装置，开沟装置采用双圆盘钝角开沟器，开沟装置和破茬机构均通过平行四杆仿形机构连接在机架上且破茬机构位于开沟装置位于破茬机构后侧，防堵装置安装在破茬机构旁。

优选的，上述破茬机构包括主刀体，主刀体包括一体结构的直线段和向前弯曲的弧形段，弧形段两侧对称固定连接刀翼，直线段上端连接在平行四杆仿形机构。

优选的，上述防堵装置包括防堵刀片和防堵刀轴，防堵刀片固定连接在防堵刀轴上，防堵刀轴两端通过轴承座固定连接在机架上，防堵刀轴一端伸出后通过传动机构连接到行走地轮的轮轴。

优选的，上述开沟装置包括两圆盘刀片和对称的折弯轴，两圆盘刀片对称可旋转地安装在折弯轴上且两圆盘刀片呈类v字形，折弯轴通过圆盘刀架连接在平行四杆仿形机构。

优选的，上述两圆盘刀片均在外侧固定连接有法兰盘，法兰盘通过轴承可旋转地连接在折弯轴上，折弯轴中部对称固定安装圆盘刀架，外端安装有端盖，端盖外安装有封堵盖，封堵盖活动套接在法兰盘上，且与端盖间设置有防尘毡圈。

优选的，上述圆盘刀架包括对称的两挡块、盘刀杆和连接套，两档块对称固定连接在折弯轴中部，盘刀杆一端固定连接在两档块上，另一端固定连接在连接套上，连接套连接在平行四杆仿形机构上。

优选的，上述平行四杆仿形机构包括两固定竖杆、四根连杆和连接架，两固定竖杆左右对称竖直固定连接在机架上，四根连杆通过上下左右对称铰接在两固定竖杆两端，四根连杆另一端铰接有连接架，连接架下端设置有连接破茬机构的连接孔。

优选的，上述机架包括连接横梁和折弯梁，连接横梁两端下设置有两折弯梁，折弯梁下端部下侧设置有连接法兰。

优选的，上述在机架上设置有多对破茬机构、防堵装置和开沟装置。

优选的，上述防堵装置设置两个，对称布置在破茬机构两侧前方。

本实用新型的有益效果：与现有技术相比，本实用新型的效果如下：

（1）本实用新型加装防堵装置确保了种沟深度的一致性与稳定性，双圆盘钝角开沟器对土壤的扰动最小，在刀刃破茬开沟器的辅助下双圆盘钝角开沟器也能够实现更好的入土能力，因防堵装置结构简单，成本大大降低；

（2）设置破茬机构直线段方便与机体连接，带刃口的弧形段能够让破茬机构在工作时秸秆残茬沿弧面滑落而减少挂草，该结构的破茬机构入土能力强，破茬效果较好，以及对土壤的扰动较小；

（3）在拖拉机前进时，地面上的杂草茎秆会慢慢地聚集在主刀上，但防堵装置的防堵刀片会围绕防堵刀轴旋转，这样就可以将开沟器附近茎秆打碎并抛到后面，同时，随着拖拉机的前进也可以利用防堵刀片的刃口切割紧紧缠绕主刀体的杂草使其蓬松，通过刀刃破茬开沟器时向两侧分流，通过这种方式，防堵刀片可以有效的清理刀刃破茬开沟器前的一些秸秆和杂物，防止工作部件堵塞；

（4）开沟器的入土角大于90°的为钝角开沟器。钝角开沟器中的双圆盘开沟器主要是靠挤压形成种沟，不会出现搅混土层现象，保墒较好；

（5）平行四杆仿形机构为铰接机构，能够将整个开沟器铰接到机架上，便于在拖拉机行走过程中具有柔性且开沟效果更好。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图；

图2是本实用新型的前视结构示意图；

图3是本实用新型的仰视结构示意图；

图4是本实用新型的俯视结构示意图；

图5是本实用新型的左视结构示意图；

图6是开沟装置结构示意图；

图7是开沟装置连接机架处示意图；

图8是开沟装置俯视结构示意图；

图9是破茬机构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本实用新型进行进一步介绍。

实施例1：如图1-图9所示，一种免耕防堵开沟设备，包括破茬机构、防堵装置和开沟装置，开沟装置采用双圆盘钝角开沟器，开沟装置和破茬机构均通过平行四杆仿形机构连接在机架5上且破茬机构位于开沟装置位于破茬机构后侧，防堵装置安装在破茬机构旁。

优选的，上述破茬机构包括主刀体16，主刀体16包括一体结构的直线段和向前弯曲的具有刀刃的弧形段，弧形段两侧通过沉头铆钉对称固定连接刀翼17，安装刀翼主要目的是滑切残茬、杂草并使其向两侧分流，不至于堆积堵塞，刀翼的形状为等腰直角三角形，这样具有良好的滑切性可以减少对土壤的扰动，直线段上端设置有多个高度调节的连接孔，直线段上端通过螺栓连接在平行四杆仿形机构，方便高度调整，扩大应用范围，降低设备成本，沉头铆钉固定以便出现磨损后的更换，主刀体16的刀柄的伸出量越小，刀柄越则容易被残茬杂草所缠绕，但伸出量过大，就会降低刀柄的抗弯强度，设置刀柄的弯曲半径r1为192mm，刀柄总高度h=400mm，曲面垂直高度h1=300mm，主刀体16竖直段截面结构方便与机架相连接其尺寸为15×40mm，切割段则是锥形截面便于切断杂草和秸秆，并且可以降低刀刃破茬开沟器的入土阻力减少机器动力的过多损耗，其尺寸为15×80mm。

优选的，上述防堵装置包括防堵刀片15和防堵刀轴13，防堵刀片15固定连接在防堵刀轴13上，防堵刀轴13两端通过轴承座12固定连接在机架5上，防堵刀轴13一端伸出后通过传动机构（链传动）连接到行走地轮的轮轴，轴承座12内设置有深沟球轴承11，深沟球轴承11外抵靠有轴承端盖10，轴承端盖10通过螺钉9固定连接在轴承座12上，轴承座12通过螺栓7和螺母8固定连接在机架5的折弯梁502上，该结构的防堵装置对拖拉机动力消耗少，对土壤的扰动小和主动驱动型防堵装置防堵效果较好，防堵刀轴13材料为45号钢，直径为25mm。

优选的，上述开沟装置包括两圆盘刀片14和对称的折弯轴18，两圆盘刀片14对称可旋转地安装在折弯轴18上且两圆盘刀片14呈类v字形，折弯轴18通过圆盘刀架21连接在平行四杆仿形机构。

优选的，上述两圆盘刀片14均在外侧固定连接有法兰盘19，法兰盘19通过轴承20（圆锥滚子轴承）可旋转地连接在折弯轴18上，折弯轴18中部对称固定安装圆盘刀架21，外端安装有端盖22，端盖22外安装有封堵盖23，封堵盖23外侧通过锁紧螺母29锁紧在折弯轴18上，封堵盖23内端为凹槽结构，活动套接在法兰盘19上，且与端盖间设置有防尘毡圈24。

优选的，上述圆盘刀架21包括对称的两挡块25、盘刀杆26和连接套27，两档块25通过键连接方式对称固定连接在折弯轴18中部，盘刀杆26一端固定连接在两档块25上，另一端固定连接在连接套27上，连接套27通过键6固定连接在平行四杆仿形机构上的铰接轴4上，挡块25设置为台阶挡块，内端抵靠在轴承内圈上，且台阶设置有橡胶圈30，橡胶圈30抵靠在圆盘刀片14表面进行密封。

上述双圆盘钝角开沟器的开沟宽度取决于开沟器的主要结构参数，开沟宽度是由聚点高度，开沟圆盘的直径和工作时两圆盘的夹角所决定的，本实用新型确定开沟器结构参数为：钝角φ角为15°，α约为25°，圆盘直径d为350mm，则双圆盘开沟器的开沟宽度为10mm。设定其厚度为15mm，起土角为27°，入土角为5°，设定刀刃破茬开沟器的入土深度为100mm，那么刃尖到开沟器支撑平面高度hr≥200mm，刀刃破茬开沟器刀柄伸出量l为275mm。

优选的，上述平行四杆仿形机构包括两固定竖杆28、四根连杆2和连接架1，两固定竖杆28左右对称竖直固定连接在机架5上，四根连杆2通过铰接轴4上下左右对称铰接在两固定竖杆28两端，四根连杆2另一端铰接有连接架1，连接架1下端设置有连接破茬机构的连接孔，连接架为三角结构，方便安装开沟装置和破茬机构。

优选的，上述机架5包括连接横梁501和折弯梁502，连接横梁501两端下设置有向后侧折弯的两折弯梁502，折弯梁502下端部下侧设置有连接法兰503，连接法兰503用于连接轴承座12，连接方便可靠稳定。

优选的，上述在机架5上设置有多对破茬机构、防堵装置和开沟装置，能够实现多行开沟，提高开沟效率。

优选的，上述防堵装置设置两个，对称布置在破茬机构两侧前方，使得破茬机构两侧均衡，提高使用寿命和防堵效果。

工作原理：刀刃破茬开沟器与免耕播种机机架连接，随着免耕播种机的拖拉机在田间作业时，刀刃破茬器在茬地破茬的同时开出一定的种行，驱动型刀盘组对刀刃破茬器为未切断且堆积的残茬进行二次切割并使其分流，进一步实现免耕播种机的防堵，双圆盘钝角开沟器在开出的种行中进行开沟，开沟器的入土深度为100mm左右，和主刀相距50mm；其两侧装有对称翼刀，为了方便磨损后可更换，其作用可增大种床的面积，疏松种行；切割杂草根系，并使其向两侧分流不至堆集，即使有少量的残茬杂草附着在主刀体上，随着拖拉机的不断前行，杂草由主刀杆滑动至顶端，然后翻落始终保持一种稳定的状态，其结构如图1所示。

免耕播种机前进时，行走地轮的轮轴通过链传动带动防堵刀轴，防堵刀片绕刀轴作圆周运动，处于悬浮状态，当拖拉机前进时，地面上的杂草茎秆会慢慢地聚集在主刀上，但防堵刀片会围绕防堵刀轴旋转，这样就可以将开沟器附近茎秆打碎并抛到后面。同时，随着拖拉机的前进也可以利用防堵刀片的刃口切割紧紧缠绕主刀体的杂草使其蓬松，通过刀刃破茬开沟器时向两侧分流。通过这种方式，防堵刀片可以有效的清理刀刃破茬开沟器前的一些秸秆和杂物，防止工作部件堵塞。

依据地面和免耕播种机架大梁的垂直距离来设计防堵刀片的直径大小，本实用新型中考虑刀刃破茬开沟器在工作时一般入土50-100mm，为了能保证整机可以顺利工作，最终将防堵刀片的直径确定为300mm，厚度为5mm。

将防堵刀片安装在防堵刀轴上，在防堵刀片的中心焊接一根长钢管，在长钢管的外表面攻螺孔，然后在刀轴上设置一段平面上，用螺栓穿过螺孔将防堵刀片固定在刀轴上，防堵刀轴通过链传动连接到行走地轮的轮轴进行驱动，刀刃破茬开沟器和防堵刀片之间的水平距离可根据田间工作时的具体情况进行调节，使整个达到最佳工作状态。

双圆盘钝角开沟器在工作时靠平行四杆仿形机构连接的整个机具的重力将开沟器刃楔入土壤中对两侧土壤进行挤压，形成种沟，双圆盘钝角开沟器是由彼此两个相对倾斜的平面圆盘组成，入土角虽然是钝角，但是由于两平面圆盘与土壤的接触是呈线性可以形成较大的应力，故入土能力较强。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。