一种作物秸秆地上覆盖种植装置

1.本公开涉及覆盖种植播种领域，特别涉及一种作物秸秆地上覆盖种植装置。


背景技术：

2.在土地经过多年的耕种后，土地中的不同营养成分流失不同，虽然目前耕种过程中会施撒肥料进行改良土壤和增加肥力，但仍需要通过其他的方式来保持土壤肥力，改善土壤质量，比如通过免耕的方式，覆盖种植和多样性种植。
3.目前的免耕覆盖种植多采用多年生植物，通过种植固氮作物和堆肥，保持并逐渐恢复土壤。而在农田的耕种过程中，也可以通过免耕的方式进行播种，结合上茬作物的秸秆或覆盖薄膜实现免耕播种，保持土壤肥力。当时，目前的免耕种植方式多采用先清理秸秆、然后播种、最后覆盖秸秆或覆盖薄膜，仍需要对秸秆进行预先清理，避免播种过程受到秸秆的影响。清理秸秆的时间费时费力，并且秸秆的二次回填仍会产生额外的工作流程，降低了整体的播种效率，难以满足播种需求。


技术实现要素：

4.本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种作物秸秆地上覆盖种植装置，通过设置能够伸缩动作的播种杆穿过秸秆覆盖区域刺入地面，利用气囊扩充种植坑，方便播种杆内输送的种子排出，提高种子的投放效果，利用气囊收缩时排出的空气进行投种口的清理，避免堵塞影响投种。
5.为了实现上述目的，采用以下技术方案：
6.一种作物秸秆地上覆盖种植装置，包括依次安装在机架上的播种结构、滚压结构和覆膜结构，播种结构包括依次连通的种箱、排种器和播种杆，播种杆通过伸缩机构安装在机架上，播种杆内部设有排种通道、气体通道，播种杆一端为用于穿过秸秆刺入地面的尖端，中部外圆周面上连接有能够径向膨胀的气囊，气囊用于播种杆刺入地面时膨胀扩充土体，气体通道一端连通气囊内部，另一端连接用于接入外部气源的气管；排种通道一端贯穿位于气囊和尖端之间的播种杆侧壁，形成投种口，另一端通过投种管连接排种器；排种通道用于将种子通过投种口输出到气囊扩充后的土体内。
7.进一步地，所述播种杆侧壁上设有环形凹槽，气囊包覆环形凹槽并形成相对密封的结构，气体通道一端沿播种杆轴向延伸并贯穿播种杆一端面，另一端贯穿播种杆侧壁连通气囊，用于使气囊充气膨胀或放气收缩。
8.进一步地，所述排种通道一端沿播种杆轴向延伸并贯穿播种杆一端面，另一端斜向贯穿播种杆侧壁，形成喇叭状投种口。
9.进一步地，所述排种通道、气体通道之间设有清灰通道，清灰通道上设有清灰阀门，清灰阀门开启能够将膨胀气囊中的气体穿过清灰通道输出到投种口位置，以疏通投种口位置的堵塞。
10.进一步地，所述播种杆远离排种器的一端为锥形尖端，用于刺入地面并带动气囊
进入地面以下，气囊能够通过膨胀后收缩在地面以下形成投种空洞。
11.进一步地，所述伸缩机构包括气缸、滑轨和滑块，气缸和滑轨均固定在机架上，滑块滑动连接滑轨形成滑轨滑块机构，气缸输出端连接滑块，播种杆安装在滑块上，气缸用于通过伸缩带动播种杆往复运动。
12.进一步地，所述滚压结构包括压辊机构和压板机构，压辊机构包括压辊和压辊支架，压辊通过压辊支架安装在机架上，用于滚动压平秸秆，压板机构包括压板、驱动机构和压板支架，压板通过压板支架安装在机架上，驱动机构安装在机架上，输出端连接压板，用于驱动压板侧边沿竖向往复运动挤压秸秆。
13.进一步地，所述压板支架上滑动连接有两个压板，两个压板分别铰接在连杆的两端，连杆中部铰接在压板支架上，形成杠杆机构，驱动机构带动两个夹板交替往复运动，用于交替挤压秸秆。
14.进一步地，所述压板的下端逐渐收缩厚度，形成挤压端，用于接触并挤压秸秆。
15.进一步地，所述覆膜结构包括覆膜辊、覆膜支架，覆膜辊转动安装在覆膜支架，通过覆膜支架安装在机架上，覆膜辊上卷绕有地膜，并能够在机架牵引作用下逐渐释放覆盖在秸秆上。
16.与现有技术相比，本公开具有的优点和积极效果是：
17.(1)通过设置能够伸缩动作的播种杆穿过秸秆覆盖区域刺入地面，带动投种口、气囊进入地面以下，利用气囊扩充种植坑，种子能够从投种口进入到体积增大的种植坑区域，避免了播种杆刺入地面形成的孔洞侧壁的阻挡，方便播种杆内输送的种子排出，提高种子的投放效果。
18.(2)气囊能够通过膨胀增大其直径从而扩充其所形成的孔洞体积，形成方便种子掉落的区域，在气囊收缩时排出的空气输入到排种通道内，进入投种口区域，进行投种口的清理，若投种口被泥土堵塞，则能够在气流作用下疏通投种口，避免堵塞影响投种。
19.(3)采用气缸驱动的往复运动机构，能够带动播种杆快速伸长和收缩，从而将其末端快速刺入土体内，进行种植坑的建立，在投种后能够快速收缩，种子惯性和重力作用掉落进入种植坑内，实现对种子的精准投放。
20.(4)播种机构能够配合机架在外部牵引设备下进行移动，牵引设备在移动过程中，会带动末端刺入地面的播种杆产生小幅度移动，从而拉长形成短沟槽，并使土体疏松，方便气囊的膨胀扩充种植坑，结合开口背向移动方向的投种口，使得种子能够顺利排出，提高投种效果。
21.(5)滚压结构包括两种滚压机构，压辊对秸秆能够进行滚动压平，预先对疏松的秸秆区域进行压紧，提高其整体的紧实度，保证对播种区域的覆盖效果；通过压板机构进行二次压紧，压板侧面为较窄的平面结构，交替进行窄区域、大压力挤压，进一步压紧秸秆区域。
22.(6)配置覆膜机构，对于清理秸秆后的区域，若需进行覆膜种植，播种后无需进行秸秆的滚压，可以通过覆膜机构直接进行覆膜，避免后续的覆膜操作。
附图说明
23.构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
24.图1为本公开实施例1中作物秸秆地上覆盖种植装置的整体示意图；
25.图2为本公开实施例1中伸缩机构配合播种杆的结构示意图；
26.图3为本公开实施例1中播种杆配合气管和排种器的结构示意图；
27.图4为本公开实施例1中播种杆的结构示意图。
28.图中，1
‑
机架，2
‑
播种结构，3
‑
压辊机构，4
‑
压板机构，5
‑
覆膜结构，6
‑
排种器，7
‑
投种管，8
‑
播种杆，9
‑
滑块，10
‑
气缸，11
‑
气管，12
‑
滑轨，13
‑
排种通道，14
‑
气囊，15
‑
气体通道，16
‑
尖端，17
‑
投种口，18
‑
压辊，19
‑
驱动机构，20
‑
连杆，21
‑
覆膜辊。
具体实施方式
29.实施例1
30.本公开的一个典型实施例中，如图1
‑
图4所示，给出一种作物秸秆地上覆盖种植装置。
31.主要包括机架1、播种结构2、滚压结构和覆膜结构5，其中机架作为主要承载结构，播种结构、滚压结构和覆膜结构依次安装在机架上，播种结构通过播种杆穿过覆盖地面的秸秆后、刺入地面以下进行投种，实现播种过程；滚压结构对播种后的区域进行滚压，将秸秆压实减小其厚度，实现对底面的覆盖；覆膜结构能够配合薄膜辊进行地膜的释放，在机架连接外部牵引设备时，随着机架的移动逐渐移动从而释放地膜覆盖播种区域。
32.具体的，播种结构作为核心部件，其包括种箱、排种器6和播种杆8，其中种箱作为种子的存储结构，为带有开口的壳体结构，容纳并存储即将播种的种子；排种器顶端为进种口，下端为排种口，接收种箱输出的种子并依次排出投放，通过调节排种器能够对其投种频率、投种数目进行调整，满足播种需求；播种杆内部设有排种通道，下端为尖端，能够通过排种通道接收排种器输出的种子并投入到地面中进行播种。
33.结合图1、图4，播种杆通过伸缩机构安装在机架上，播种杆内部设有排种通道13、气体通道15，播种杆一端为用于穿过秸秆刺入地面的尖端16，中部外圆周面上连接有能够径向膨胀的气囊14，气囊用于播种杆刺入地面时膨胀扩充土体，气体通道一端连通气囊内部，另一端连接用于接入外部气源的气管11。
34.排种通道主要作为种子的输送通道结构，能够将种子从上到下输送，从存储位置输送到种植位置。气体通道作为气囊的充气通道结构，能够从外部气源获取气体，并输送到气囊内，使得气囊膨胀。
35.在播种杆尖端刺入土体后，在土体内建立形成了相应的种植坑，气囊膨胀能够扩充种植坑的体积；排种通道一端贯穿位于气囊和尖端之间的播种杆侧壁，形成投种口17，另一端通过投种管7连接排种器。
36.将投种口布置在种植坑的侧面，减少其位于下方被泥土堵塞的风险；但投种口布置在侧面时，播种杆紧贴种植坑侧面，导致种子无法排出，因此通过气囊扩充后，排种通道用于将种子通过投种口输出到气囊扩充后的土体内，大体积、大截面的扩充区域能够使得投种口位置的种子得以顺利排出。
37.通过设置能够伸缩动作的播种杆穿过秸秆覆盖区域刺入地面，带动投种口、气囊进入地面以下，利用气囊扩充种植坑，种子能够从投种口进入到体积增大的种植坑区域，避免了播种杆刺入地面形成的孔洞侧壁的阻挡，方便播种杆内输送的种子排出，提高种子的
投放效果。
38.对于气囊的结构，其为耐磨橡胶气囊结构，能够在充气时膨胀，并能够通过其弹性作用挤压内部空气排出；播种杆侧壁上设有环形凹槽，气囊包覆环形凹槽并形成相对密封的结构；气囊能够通过膨胀增大其直径从而扩充其所形成的孔洞体积，形成方便种子掉落的区域。
39.播种杆内部设有气体通道和排种通道，气体通道一端沿播种杆轴向延伸并贯穿播种杆一端面，另一端贯穿播种杆侧壁连通气囊，用于使气囊充气膨胀或放气收缩。
40.排种通道一端沿播种杆轴向延伸并贯穿播种杆一端面，另一端斜向贯穿播种杆侧壁，形成喇叭状投种口。
41.将投种口布置在播种杆的侧面能够减少开挖种植坑过程中被堵塞的风险，但是部分区域仍会由于下落刺入土体的动作导致堵塞；所述排种通道、气体通道之间设有清灰通道，清灰通道上设有清灰阀门，清灰阀门开启能够将膨胀气囊中的气体穿过清灰通道输出到投种口位置，以疏通投种口位置的堵塞。
42.可以理解的是，所述气体通道一端所连接的气管上也设置有控制阀门，通过调整阀门的工作次序，开启控制阀门、关闭清灰阀门，实现气囊充入气体膨胀；控制阀门关闭，清灰阀门开启，使得气囊内的气体沿气体通道、清灰通道、排种通道输出到投种口，输送投种口位置堵塞。
43.播种杆远离排种器的一端为锥形尖端，用于刺入地面并带动气囊进入地面以下，气囊能够通过膨胀后收缩在地面以下形成投种空洞。
44.播种杆在工作过程中需要刺入地面以下和从离开地面两种工况交替进行，通过伸缩机构实现对播种杆动作的驱动。
45.具体的，伸缩机构包括气缸10、滑轨12和滑块9，气缸和滑轨均固定在机架上，滑块滑动连接滑轨形成滑轨滑块机构，滑轨滑块结构起到导引和辅助固定的作用，气缸输出端连接滑块，播种杆安装在滑块上，气缸用于通过伸缩带动播种杆往复运动。
46.采用气缸驱动的往复运动机构，能够带动播种杆快速伸长和收缩，从而将其末端快速刺入土体内，进行种植坑的建立，在投种后能够快速收缩，种子惯性和重力作用掉落进入种植坑内，实现对种子的精准投放。
47.可以理解的是，机架需要连接外部牵引设备后，整个种植装置才能进行工作，播种机构能够配合机架在外部牵引设备下进行移动，牵引设备在移动过程中，会带动末端刺入地面的播种杆产生小幅度移动，从而拉长形成短沟槽，并使土体疏松，方便气囊的膨胀扩充种植坑，结合开口背向移动方向的投种口，使得种子能够顺利排出，提高投种效果。
48.对于播种后的后续流程，可以进行滚压，也可以进行覆膜，若播种区域无秸秆覆盖，则可以在播种后进行覆膜，通过播种结构配合覆膜结构来实现；若播种区域有秸秆，实现秸秆覆盖区域的播种，则可以在播种后对秸秆进行滚压，使得秸秆对底面的覆盖性增强。
49.具体的，对于播种后进行滚压的过程，滚压结构对秸秆进行滚压工作，滚压结构包括压辊机构3和压板机构4，压辊机构包括压辊18和压辊支架，压辊通过压辊支架安装在机架上，用于滚动压平秸秆。
50.压辊对秸秆能够进行滚动压平，预先对疏松的秸秆区域进行压紧，提高其整体的紧实度，保证对播种区域的覆盖效果。
51.压板机构包括压板、驱动机构19和压板支架，压板通过压板支架安装在机架上，驱动机构安装在机架上，输出端连接压板，用于驱动压板侧边沿竖向往复运动挤压秸秆。所述驱动机构可以选用伸缩气缸配合铰接传动杆结构，实现压板上下往复的驱动。
52.压板支架上滑动连接有两个压板，两个压板分别铰接在连杆20的两端，连杆中部铰接在压板支架上，形成杠杆机构；可以理解的是，连杆与压板之间还铰接有辅助连杆，提高其自由度，使其能够稳定传动；驱动机构带动两个夹板交替往复运动，用于交替挤压秸秆，提高挤压秸秆的动作密度，保证秸秆的压紧效果。
53.进一步的，压板的下端逐渐收缩厚度，形成挤压端，用于接触并挤压秸秆。
54.通过压板机构进行二次压紧，压板侧面为较窄的平面结构，交替进行窄区域、大压力挤压，进一步压紧秸秆区域。
55.具体的，对于播种后的覆膜过程，所述覆膜结构包括覆膜辊21、覆膜支架，覆膜辊转动安装在覆膜支架，通过覆膜支架安装在机架上，覆膜辊上卷绕有地膜，并能够在机架牵引作用下逐渐释放覆盖在秸秆上。
56.配置覆膜机构，对于清理秸秆后的区域，若需进行覆膜种植，播种后无需进行秸秆的滚压，可以通过覆膜机构直接进行覆膜，避免后续的覆膜操作。
57.以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。