一种油茶林立式螺旋分层环状开沟装置及其控制方法

本发明涉及油茶林开沟领域，尤其涉及的是一种油茶林立式螺旋分层环状开沟装置及其控制方法。

背景技术：

1、油茶是一种油料作物，油茶籽具有极高的经济价值，被誉为东方的“橄榄油”，在南方丘陵地区广泛分布种植。在油茶树栽培种植领域，开沟是关键环节之一，需要对油茶树附近土壤进行翻耕，以便施肥。现有技术中，油茶林机械化开沟作业通常采用条状沟施法，在一排油茶树的两侧分别开设条状沟，两颗油茶树之间的也会形成条状沟并施肥，这部分肥料离油茶树的距离较远，容易造成肥料不均。

2、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种油茶林立式螺旋分层环状开沟装置及其控制方法，旨在解决现有技术中油茶林机械化条状沟作业容易造成肥料不均的问题。

2、本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

3、一种油茶林立式螺旋分层环状开沟装置，其中，包括：

4、机架；

5、转动机构，与所述机架转动连接；

6、水平伸缩机构，设置于所述转动机构；

7、竖直伸缩机构，设置于所述水平伸缩机构；

8、开沟器，设置于所述竖直伸缩机构；

9、其中，所述转动机构转动和所述水平伸缩机构伸缩，以带动所述开沟器呈弧形轨迹移动；

10、所述竖直伸缩机构用于调整所述开沟器的高度。

11、所述的油茶林立式螺旋分层环状开沟装置，其中，所述转动机构包括：

12、第一驱动器，设置于所述机架；

13、传动组件，与所述第一驱动器的输出轴连接；

14、第一转盘和第二转盘，转动设置于所述机架，并与所述传动组件连接；

15、其中，所述第一转盘和所述第二转盘的转动方向相反。

16、所述的油茶林立式螺旋分层环状开沟装置，其中，所述传动组件包括：

17、第一锥齿轮，与所述第一驱动器的输出轴连接；

18、第一齿轮组、第二齿轮组以及第三齿轮组，均与所述机架转动连接；

19、第二锥齿轮，与所述第一转盘连接；

20、第三锥齿轮，与所述第二转盘连接；

21、其中，所述第一齿轮组的第一齿轮与所述第一锥齿轮啮合；

22、所述第二齿轮组的第一齿轮、所述第三齿轮组的第一齿轮均与所述第一齿轮组的第二齿轮啮合；

23、所述第二齿轮组的第二齿轮与所述第二锥齿轮啮合；

24、所述第三齿轮组的第二齿轮与所述第三锥齿轮啮合；

25、所述第二锥齿轮和所述第三锥齿轮分别位于所述第二齿轮组的两侧。

26、所述的油茶林立式螺旋分层环状开沟装置，其中，所述水平伸缩机构有两个，分别设置于所述第一转盘和所述第二转盘；所述水平伸缩机构包括：

27、第二驱动器；

28、丝杆，与所述第二驱动器的输出轴连接；

29、第一滑块，与所述丝杆螺纹连接；

30、连接杆，所述连接杆的第一端与所述第一滑块连接；

31、连接组件，与所述连接杆的第二端连接；

32、第二滑块，与所述机架滑动连接；

33、其中，所述第二滑块上设置有第一通孔，所述连接杆穿设在所述第一通孔内。

34、所述的油茶林立式螺旋分层环状开沟装置，其中，所述第二滑块上设置有第二通孔，所述机架上设置有弧形导轨，所述弧形导轨穿设在所述第二通孔内；所述丝杆沿所述第一转盘的径向或所述第二转盘的径向设置；所述弧形导轨的圆心位于所述第一转盘的旋转中心轴上，或所述弧形导轨的圆心位于所述第二转盘的旋转中心轴上；和/或

35、所述连接组件包括：

36、安装件和弧形连接件，所述弧形连接件的两端分别连接所述安装件和所述连接杆的第二端；

37、其中，所述弧形连接件朝另一个水平伸缩机构弯曲。

38、所述的油茶林立式螺旋分层环状开沟装置，其中，所述竖直伸缩机构有两个，分别设置于对应的连接杆的第二端；所述竖直伸缩机构包括：

39、推动器，设置于所述安装件；

40、载物平台，与所述推动器连接；

41、测距传感器，设置于所述载物平台的下表面，并用于检测所述载物平台与地面之间的距离；

42、其中，所述推动器沿竖直方向推动所述载物平台移动。

43、所述的油茶林立式螺旋分层环状开沟装置，其中，所述开沟器包括：

44、第三驱动器，设置于对应的载物平台；

45、立式螺旋刀，与所述第三驱动器的输出轴连接。

46、一种如上任意一项所述的油茶林立式螺旋分层环状开沟装置的控制方法，其中，包括步骤：

47、确定开沟的半径；

48、根据所述开沟的半径，控制所述竖直伸缩机构伸缩以及所述开沟器启动，以使所述开沟器向下移动并开沟；

49、根据所述开沟的半径，控制所述转动机构转动以及所述水平伸缩机构伸缩，以使所述开沟器呈弧形轨迹移动。

50、所述的油茶林立式螺旋分层环状开沟装置的控制方法，其中，所述根据所述开沟的半径，控制所述竖直伸缩机构伸缩以及所述开沟器启动，以使所述开沟器向下移动并开沟，包括：

51、根据所述开沟的半径，控制所述转动机构转动和所述水平伸缩机构伸缩，以使所述开沟器位于油茶树的弧形轨迹的近端的上方；

52、根据所述开沟的半径，确定所述竖直伸缩机构向下伸缩的距离；

53、根据所述距离控制所述竖直伸缩机构伸缩，以使所述开沟器向下移动，并启动所述开沟器开沟。

54、所述的油茶林立式螺旋分层环状开沟装置的控制方法，其中，所述根据所述开沟的半径，控制所述转动机构转动以及所述水平伸缩机构伸缩，以使所述开沟器呈弧形轨迹移动，包括：

55、控制所述转动机构沿第一转动方向转动，并控制所述水平伸缩机构沿第一水平方向伸缩，以使所述开沟器呈弧形轨迹移动；

56、当所述开沟器的弧形轨迹的圆心角达到第一预设角度后，控制转动机构沿第一转动方向转动，并控制水平伸缩机构沿第二水平方向伸缩；其中，第二水平方向与第一水平方向相反；

57、当开沟器的弧形轨迹的圆心角达到第二预设角度后，控制转动机构沿第二转动方向转动，并控制水平伸缩机构沿第二水平方向伸缩；其中，第一转动方向与第二转动方向相反；

58、控制竖直伸缩机构，将开沟器提起离开土壤后，控制转动机构转动，以使开沟器位于相邻油茶树的弧形轨迹的远端的上方，并控制竖直伸缩机构，降下开沟器；

59、控制转动机构沿第二转动方向转动，并控制水平伸缩机构沿第一水平方向伸缩，以使开沟器呈弧形轨迹移动；

60、当开沟器的弧形轨迹的圆心角达到第二预设角度后，控制转动机构沿第一转动方向转动，并控制水平伸缩机构沿第一水平方向伸缩；

61、当开沟器的弧形轨迹的圆心角达到第三预设角度后，控制转动机构沿第一转动方向转动，并控制水平伸缩机构沿第二水平方向伸缩。

62、有益效果：通过协同控制转动机构转动和水平伸缩机构伸缩，可以实现开沟器呈弧形轨迹移动，则可以形成弧形沟结构或者环状沟结构。弧形沟结构或环状沟结构可以围绕单颗油茶树设置，则沟结构内所有肥料距离油茶树距离相差不大，肥料分布更加均匀。