一种单行高秆作物粉碎还田装置及方法

本发明属于秸秆粉碎，特别是一种单行高秆作物粉碎还田装置及方法。

背景技术：

1、玉米植株有雄花和雌花，玉米植株顶端的雄穗是产生花粉的雄花，玉米果穗带有的穗丝是雌花，风将雄穗上的花粉带到果穗上的穗丝上，穗丝与玉米果穗上的不同单个胚株连接，花粉对发育成种子的胚株授粉。通常情况下，玉米在没有人为干预的情况下自然授粉。

2、为了生产具有改良特性的杂交玉米，通过用一种玉米品种的花粉与另一种品种的果穗上的穗丝异花授粉，从而获得具有优良特性的杂交玉米种子。为了不同品种之间的异花授粉，需要去除选择的玉米植株(玉米母本)上的雄穗，并留下雌花，使用来自不同品种的玉米植株(玉米父本)上的雄穗花粉为玉米母本上的雌花进行异花授粉。

3、为了保证授粉质量，通常情况下采用1行玉米父本旁种植5-8行玉米母本，这样交替玉米父本和玉米母本种植。玉米父本在向玉米母本授粉结束后，虽然玉米父本上也生长有果穗，但是这些果穗是用玉米父本上的雄穗进行自交授粉，玉米父本的果穗上的籽粒不能作为种子，为了增大玉米母本的通风采光和水肥供应，便于玉米母本果穗的收获，授粉结束后需要及时将玉米父本整株去除。

4、目前，去除制种玉米父本的方法主要有：人工用刀将玉米父本的茎秆从根部割断，也可以使用y形叉子将玉米父本直接推倒在田间。推倒比割断茎秆的工作效率高，但是推倒玉米父本，玉米父本的茎秆没有完全断开，玉米父本的根系依然会向茎叶和果穗提供营养物质，促进玉米父本生长，导致推倒的玉米父本顶端向上生长和果穗发育成熟，这会导致收获玉米母本的果穗时，误将父本的果穗也一起收获，这会降低玉米种子的纯度。因此，推倒玉米父本不能保证玉米种子的质量。另外人工将玉米父本砍断和推倒都是茎秆完整的遗留在田间，茎秆不易腐烂，这不利于次年农作物的种植。

5、机械化去除玉米父本有利于提高作业效率和降低生产成本，但是目前没有可用的玉米父本粉碎还田机。玉米父本粉碎还田机设计需要注意的事项有：制种玉米生长弱势，抵抗低温天气的能力差，因此新疆制种玉米种植需要铺设地膜和滴灌带，主要采用一个地膜种植两行玉米的种植模式，毛细滴灌带铺设在地膜的中间位置，与玉米父本同一个地膜上的另一行种植的是玉米母本，主滴灌带与毛细滴灌带之间用三通接头连接，自走机械在粉碎玉米父本时，其中一侧的行走轮会压在地膜表面上，这会将连接主滴灌带与毛细滴灌带的三通接头压坏，如何避免对三通接头的碾压，是需要解决的第一个问题。第二个问题：玉米父本的茎秆要尽可能的碎，同时避免将粉碎的秸秆抛撒到膜面上和抛撒到玉米父本旁边行母本玉米的茎秆上，这样有利于减少地膜回收和收获玉米母本果穗时包含在地膜和果穗中的秸秆杂质。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种单行高秆作物粉碎还田装置，从玉米父本茎秆的上中下三个部位粉碎茎秆，将粉碎的茎秆侧抛到地膜间裸露的地面上，在保证秸秆粉碎细碎的情况下，避免粉碎的秸秆飞溅到玉米母本的茎秆上。

2、本发明的技术方案包括，一种单行高秆作物粉碎还田装置，包括粉碎刀总成1、粉碎护罩2、侧端定刀3、后端定刀4、切断喂入机构5、传动系统6和压杆装置7。

3、如图7所示，所述的粉碎刀总成1包括刀轴1-1、动刀连杆1-2和动刀1-3，刀轴1-1的左右两端分别均布着数量相等的动刀连杆1-2，刀轴1-1左右两端的动刀连杆1-2相互对齐、并且和刀轴1-1垂直，在2个左右两端对齐的动刀连杆1-2端部固定着动刀1-3。

4、所述的动刀1-3的两个刀边相互平行，动刀1-3左右两端呈尖角形。

5、所述的粉碎刀总成1的刀轴1-1的圆周方向均布着2-3把动刀1-3。

6、如图8、9、10、11所示，所述的粉碎护罩2包括左立板2-1、右立板2-2、后护板2-3、上护导板2-4、下护左导板2-5、下护右导板2-6、中间导板2-7、槽形导轨2-8和插板2-9。

7、所述的左立板2-1呈矩形，在左立板2-1的下端开有矩形槽的排杂口2-1-1，在左立板2-1上设计有3个安装粉碎刀圆孔2-1-2，3个安装粉碎刀圆孔2-1-2在垂直方向上对齐，3个安装粉碎刀圆孔2-1-2到左立板2-1的前后两端距离相等，3个安装粉碎刀圆孔2-1-2用于固定粉碎刀总成1的刀轴1-1；右立板2-2和左立板2-1的结构尺寸相同，左立板2-1和右立板2-2相互平行，左立板2-1和右立板2-2的上下两端和前后两端相互对齐，左立板2-1上的3个安装粉碎刀圆孔2-1-2和右立板2-2上的3个安装粉碎刀圆孔2-1-2相互对齐，左立板2-1和右立板2-2的后端用后护板2-3固定连接，后护板2-3呈矩形，后护板2-3的上下两端与左立板2-1和右立板2-2的上下两端对齐，后护板2-3的左右两端与左立板2-1和右立板2-2的后端对齐。

8、如图12所示，所述的上护导板2-4左端的上护导板边一2-4-1和右端的上护导板边二2-4-2相互平行，后端的上护导板边三2-4-3与上护导板边一2-4-1和上护导板边二2-4-2垂直，前端的上护导板边四2-4-4和上护导板边五2-4-5都是圆弧形，所述圆弧形对称的呈v形分布在上护导板2-4前端，上护导板边四2-4-4和上护导板边五2-4-5的后端有间隙，在上护导板2-4的左前端和右前端分别设置有上左切断喂入机构安装圆孔2-4-6和上右切断喂入机构安装圆孔2-4-7，上左切断喂入机构安装圆孔2-4-6和上右切断喂入机构安装圆孔2-4-7对称的分布在两个圆弧形内部。

9、上护导板2-4固定在左立板2-1和右立板2-2的上端，上护导板边一2-4-1、上护导板边二2-4-2和上护导板边三2-4-3分别与左立板2-1、右立板2-2和后护板2-3的上端对齐，两个圆弧形的上护导板边四2-4-4和上护导板边五2-4-5伸出到左立板2-1和右立板2-2的前侧。

10、如图13所示，所述的下护左导板2-5包括左底平面2-5-1和左直角三角形平面2-5-2，位于左底平面2-5-1左端的左底平面边一2-5-1-1和位于左底平面2-5-1后端的左底平面边二2-5-1-2相互垂直，位于左底平面2-5-1右端的左底平面边三2-5-1-3与左底平面边一2-5-1-1相互平行，左底平面边三2-5-1-3与左底平面边二2-5-1-2相互垂直，左底平面边三2-5-1-3的前端比左底平面边一2-5-1-1短，左底平面边一2-5-1-1与左底平面边三2-5-1-3的前端之间为圆弧形的左底平面边四2-5-1-4，其中圆弧朝前凸出，在左底平面2-5-1上设置有下左切断喂入机构安装圆孔2-5-1-5；左直角三角形平面2-5-2与左底平面2-5-1相互垂直，左直角三角形平面2-5-2底端的直角长边与左底平面边二2-5-1-2重合，左直角三角形平面2-5-2左端的左直角短边2-5-2-1与左底平面2-5-1垂直。

11、如图14所示，所述的下护右导板2-6与下护左导板2-5呈对称的结构，包括右底平面2-6-1和右直角三角形平面2-6-2，位于右底平面2-6-1右端的右底平面边一2-6-1-1和位于右底平面2-6-1后端的右底平面边二2-6-1-2相互垂直，位于右底平面2-6-1左端的右底平面边三2-6-1-3与右底平面边一2-6-1-1相互平行，右底平面边三2-6-1-3与右底平面边二2-6-1-2相互垂直，右底平面边三2-6-1-3的前端比右底平面边一2-6-1-1短，右底平面边一2-6-1-1与右底平面边三2-6-1-3的前端之间为圆弧形的右底平面边四2-6-1-4，其中圆弧朝前凸出，在右底平面2-6-1上设置有下右切断喂入机构安装圆孔2-6-1-5。右直角三角形平面2-6-2与右底平面2-6-1相互垂直，右直角三角形平面2-6-2底端的直角长边与右底平面边二2-6-1-2重合，右直角三角形平面2-6-2右端的右直角短边2-6-2-1与右底平面2-6-1垂直。

12、所述的下护左导板2-5固定在左立板2-1下端，左底平面2-5-1和左直角三角形平面2-5-2都与左立板2-1垂直，左底平面2-5-1还与上护导板2-4平行，左直角三角形平面2-5-2与左立板2-1下端的排杂口的前端对齐，左底平面2-5-1的弧形边朝前。

13、所述的下护右导板2-6固定在右立板2-2下端，右底平面2-6-1和右直角三角形平面2-6-2都与右立板2-2垂直，右底平面2-6-1还与上护导板2-4平行，右直角三角形平面2-6-2与右立板2-2下端的排杂口的前端对齐，右底平面2-6-1的弧形边朝前。

14、下护左导板2-5和下护右导板2-6前后两端对齐，左底平面2-5-1和右底平面2-6-1对齐，左底平面边三2-5-1-3和右底平面边三2-6-1-3之间有间隙。

15、在下护左导板2-5上的左直角三角形平面2-5-2的斜边上固定有槽形导轨2-8，槽形导轨2-8的槽口朝后；在下护右导板2-6上的右直角三角形平面2-6-2的斜边上固定有槽形导轨2-8，槽形导轨2-8的槽口朝后。

16、在后护板2-3上固定2个槽形导轨2-8，2个槽形导轨2-8分别与下护左导板2-5和下护右导板2-6上的槽形导轨2-8对齐，后护板2-3上固定的2个槽形导轨2-8的槽口均朝前。

17、呈平面形的插板2-9插入槽口相对的槽形导轨2-8中，将左立板2-1和右立板2-2下端的排杂口遮挡住、能够使得左立板2-1和右立板2-2的底部之间为封闭式结构。

18、如图15所示，所述的中间导板2-7的中间导板边一2-7-1和中间导板边二2-7-2相互垂直，中间导板边三2-7-3与中间导板边一2-7-1相互平行，中间导板边三2-7-3与中间导板边二2-7-2相互垂直，中间导板边三2-7-3的前端比中间导板边一2-7-1短，中间导板边一2-7-1和中间导板边三2-7-3的前端之间为圆弧形的中间导板边四2-7-4，其中圆弧朝前凸出。

19、在左立板2-1和右立板2-2上分别固定着2个中间导板2-7，左立板2-1和右立板2-2上的中间导板2-7都与上护导板2-4平行，每个中间导板2-7上的中间导板边二2-7-2都与后护板2-3平行，每个中间导板边二2-7-2与后护板2-3之间有间隙、且所有的间隙距离相等，左立板2-1和右立板2-2上的每个中间导板2-7都位于相邻的2个安装粉碎刀圆孔2-1-2之间；左立板2-1上的中间导板2-7与右立板2-2上的中间导板2-7相互对齐、且存在间隙。

20、所述的上护导板2-4上的上左切断喂入机构安装圆孔2-4-6与下护左导板2-5上的下左切断喂入机构安装圆孔2-5-1-5在垂直方向上对齐；所述的上护导板2-4上的上右切断喂入机构安装圆孔2-4-7与下护右导板2-6上的下右切断喂入机构安装圆孔2-6-1-5在垂直方向上对齐；上左切断喂入机构安装圆孔2-4-6、上右切断喂入机构安装圆孔2-4-7、下左切断喂入机构安装圆孔2-5-1-5和下右切断喂入机构安装圆孔2-6-1-5到后护板2-3的距离相等。

21、如图16所示，所述的侧端定刀3包括呈尖角形面的侧端定刀刀面3-1、以及侧端定刀刀面3-1后端的侧端定刀折弯平面3-2，侧端定刀折弯平面3-2用于固定整个侧端定刀3。

22、如图4、17所示，所述的后端定刀4包括呈矩形面的后端定刀刀面4-1、以及后端定刀刀面4-1后端的后端定刀折弯平面4-2，后端定刀折弯平面4-2用于固定整个后端定刀4。

23、3组粉碎刀总成1上的刀轴1-1两端分别穿过左立板2-1和右立板2-2上的安装粉碎刀圆孔2-1-2，使3组粉碎刀总成1上的刀轴1-1都平行于上护导板2-4，3组粉碎刀总成1上的刀轴1-1都用轴承座固定在左立板2-1和右立板2-2上。

24、相邻的2组粉碎刀总成1由中间导板2-7隔开，当粉碎刀总成1转动时，粉碎刀总成1不与中间导板2-7接触。

25、侧端定刀3通过侧端定刀折弯平面3-2固定在左立板2-1和右立板2-2上，每2把侧端定刀3组成一对，每对侧端定刀3上的侧端定刀刀面3-1相互平行并对齐，每对侧端定刀3上的侧端定刀刀面3-1之间有间隙，每对侧端定刀3位于一组粉碎刀总成1后方，当每组粉碎刀总成1转动时，动刀1-3左右两端都穿过1对侧端定刀3上的侧端定刀刀面3-1之间的间隙。

26、所述的后端定刀4通过端定刀折弯平面4-2固定在后护板2-3上，后端定刀4与粉碎刀总成1上的刀轴1-1平行，后端定刀4位于粉碎刀总成1的后方，当粉碎刀总成1转动时，动刀1-3不与后端定刀4接触，每组粉碎刀总成1后方的后护板2-3上都设置有后端定刀4。

27、如图18所示，所述的切断喂入机构5包括左喂入总成5-1和右喂入总成5-2，所述的左喂入总成5-1和右喂入总成5-2结构相同，都由立轴5-3、滚轮5-4和切断刀盘5-5组成，左喂入总成5-1和右喂入总成5-2的立轴5-3的上中下三个位置都固定着回转直径相等的滚轮5-4，切断刀盘5-5固定在立轴5-3的最下方。

28、所述的滚轮5-4外端是带有花纹面的橡胶轮胎。

29、如图19所示，所述的切断刀盘5-5的外边沿均布有多段凹弧形的切断刀盘边5-5-1，每条凹弧形的切断刀盘边5-5-1与切断刀盘5-5的下平面的夹角都呈锐角，形成刀刃，用于切断茎秆。

30、如图1-5所示，所述的左喂入总成5-1上的立轴5-3的上端穿过上护导板2-4上的上左切断喂入机构安装圆孔2-4-6，左喂入总成5-1上的立轴5-3的下端穿过下护左导板2-5上的下左切断喂入机构安装圆孔2-5-1-5，左喂入总成5-1上的立轴5-3上端用轴承座固定在上护导板2-4上，左喂入总成5-1上的立轴5-3下端用轴承座固定在下护左导板2-5上。

31、所述的右喂入总成5-2上的立轴5-3的上端穿过上护导板2-4上的上右切断喂入机构安装圆孔2-4-7，右喂入总成5-2立轴5-3的下端穿过下护右导板2-6上的下右切断喂入机构安装圆孔2-6-1-5，右喂入总成5-2上的立轴5-3的上端用轴承座固定在上护导板2-4上，右喂入总成5-2上的立轴5-3的下端用轴承座固定在下护右导板2-6上。

32、左喂入总成5-1上的上中下三个位置的3个滚轮5-4分别与右喂入总成5-2上的上中下三个位置的3个滚轮5-4对齐并接触在一起，每对滚轮之间存在摩擦力，左喂入总成5-1和右喂入总成5-2上端位置的滚轮5-4位于上端粉碎刀总成1的前方，左喂入总成5-1和右喂入总成5-2中间位置的滚轮5-4位于中间位置粉碎刀总成1的前方，左喂入总成5-1和右喂入总成5-2下端位置的滚轮5-4位于下端位置粉碎刀总成1的前方。

33、左喂入总成5-1上的切断刀盘5-5与右喂入总成5-2上的切断刀盘5-5分别位于下护左导板2-5和下护右导板2-6的下方，且两个切断刀盘5-5不在同一个平面上，2个切断刀盘5-5之间在垂直方向上有间隙，2个切断刀盘回转直径大于左喂入总成5-1上的立轴5-3与右喂入总成5-2上的立轴5-3之间的距离。

34、所述的左喂入总成5-1和右喂入总成5-2上固定的滚轮5-4的数量可以是3-6个，左喂入总成5-1和右喂入总成5-2上的滚轮5-4的数量相等，立轴5-3上端和下端位置的滚轮5-4位置始终不变，当滚轮5-4数量增加时，调整中部滚轮5-4的位置，使中部位置的滚轮5-4均布固定在上端和下端滚轮5-4之间，左喂入总成5-1和右喂入总成5-2上的滚轮5-4相互对齐。

35、如图1-6所示，所述的传动系统6包括：固定在中间位置的粉碎刀总成1的刀轴1-1左右两端的链轮一6-1和皮带轮6-2，固定在上端位置的粉碎刀总成1的刀轴1-1左端的链轮二6-3，固定在下端位置的粉碎刀总成1的刀轴1-1左端的链轮三6-4，包括固定在后护板2-3左上方的换向齿轮箱6-5，包括固定在左喂入总成5-1的立轴5-3上端的链轮四6-6。

36、所述的换向齿轮箱6-5上有链轮五6-5-1和链轮六6-5-2，链轮五6-5-1的回转中心线与链轮一6-1、链轮二6-3、链轮三6-4的回转中心线平行，链轮六6-5-2的回转中心线与链轮四6-6的回转中心线平行；链轮五6-5-1转动时能够带动链轮六6-5-2转动。

37、链轮一6-1和链轮二6-3之间，链轮一6-1和链轮三6-4之间，链轮二6-3和链轮五6-5-1之间，链轮四6-6和链轮六6-5-2之间，都用链条连接；

38、如图20所示，所述的压杆装置7包括压杆叉子7-1、压杆遮挡板7-2和压杆固定杆7-3，压杆叉子7-1包括叉子主杆7-1-1和2个叉子分杆7-1-2，叉子主杆7-1-1和2个叉子分杆7-1-2构成y形结构，压杆遮挡板7-2呈矩形，压杆遮挡板7-2固定在叉子主杆7-1-1上，压杆遮挡板7-2与2个叉子分杆7-1-2组成的平面平行，压杆固定杆7-3固定在叉子主杆7-1-1后端，压杆固定杆7-3与叉子主杆7-1-1构成的平面与压杆遮挡板7-2垂直；压杆装置7通过压杆固定杆7-3固定在粉碎护罩2的后护板2-3上，压杆叉子7-1在粉碎护罩2的上方，压杆叉子7-1的y形开口朝前、且伸出上护导板2-4。

39、本发明的有益效果：

40、1.本发明用3个粉碎刀总成从玉米父本茎秆的上中下三个位置进行粉碎，可以在保证茎秆粉碎细碎的同时，挺高整机的作业效率。

41、2.本发明在左立板和右立板的下端设置排杂口，根据玉米父本在地膜上的位置，安装插板，遮挡在膜面上方的排杂口，保证粉碎的秸秆抛撒到地膜间的地面上。

42、3.本发明用3对存在接触摩擦力的滚轮夹住玉米秆将秸秆喂入粉碎护罩内部，可以保证不漏粉碎玉米秆，提高粉碎的精准度。

43、4.本发明用护罩将三个刀盘遮挡住，避免粉碎的秸秆四处飞溅。