专利名称：农田垄面残膜收集机的制作方法
技术领域：
本发明涉及农机具技术领域，尤其涉及一种农田垄面残膜收集机。
背景技术：
地膜覆盖是一项成熟的农业栽培技术，保水保肥、保持湿度，有效地增加和延长了农作物生长期，确保了农作物产量的提高。然而，塑料属于高分子化合物，熔融指数(M eltIndex简称MI)高，极难降解，既不受微生物侵蚀，也不能自行分解，其降解周期一般为200 300年，降解过程中还会溶出有毒物质。据统计，我国农膜年残留量高达三四十万吨，残膜率达40%以上，有近一半的农膜残留在土壤中无疑是一个极大的隐患。随着使用地膜栽培年限的延长，残留地膜若得不到及时回收，必然给后人带来难以解决的污染危害，对农业可持续发展构成严重威胁。同时由于技术及国情的原因，可降解地膜短时期内还难以在 农业生产中大面积推广，而今后相当长一段时间内，农业上仍然有大量的塑料地膜被使用，根据我国目前的科技水平和经济条件，采用机械化清除残膜是比较现实的。现有的残膜回收机械分为苗期残膜回收机和收获后残膜回收机，如果要使收膜率达到预定的80%至90%的目标，则残膜回收机一般结构重量大，安装、传动复杂，工作负荷大，成本较高。而且还存在残膜缠绕膜刺，进而堵塞膜刺机构，严重影响作业效果。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种农田垄面残膜收集机，其结构简单、体积较小、维修拆卸方便、重量较轻且收膜率高，采用变角度膜刺机构以最佳角度完成捡拾残膜动作，之后形成最佳角度脱膜，避免残膜缠绕膜刺，保证残膜收集作业的连续性和可靠性，可用于幼苗期残膜收集，也可用于收获后残膜收集；以解决上述背景技术中的缺点。本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现
农田垄面残膜收集机，包括集膜箱、变角度膜针机构、集膜滚筒、悬挂支撑装置、滚筒角度调节装置，所述悬挂支撑装置和集膜箱固定在拖拉机上，所述集膜滚筒上设有链轮座，所述链轮座通过链条与拖拉机的主动链轮连接，所述集膜滚筒内设置有中心轴和偏心凸轮形结构导轨，所述导轨固定于中心轴，且中心轴贯穿出集膜滚筒的两端；所述中心轴的两端固定有支腿，所述支腿上焊接有剥膜刮板，所述支腿与中心轴垂直，所述集膜滚筒分左集膜滚筒和右集膜滚筒对称分布，所述集膜滚筒的表面设有插针座，插针通过插针座与集膜滚筒铰接，所述插针由内插针和外插针构成，且内插针和外插针呈125°夹角，所述外插针通过插针座伸出至集膜滚筒外部，所述内插针位于集膜滚筒内部且与导轨相嵌；所述集膜滚筒的一端与悬挂支撑装置铰接，另一端与滚筒角度调节装置铰接，整体形成曲柄滑块结构，所述滚筒角度调节装置由横梁、压缩弹簧、限位杆和滑块组成，所述限位杆上端与悬挂支撑装置相连，且固定有限位割膜器，所述限位割膜器与悬挂支撑装置相连。实验证明，在剥膜(即废膜与插针分离)时，当插针与剥膜刮板呈125°或大于125°，剥膜最容易彻底。在本发明中，所述插针与剥膜刮板呈125° ;在将残膜刺穿、挑起时，当插针与地表夹角在90°左右时，效果最佳；既能轻易将残膜扎起，又不至于将残膜划破，方便残膜回收。这就要求在回转过程中，插针与集膜滚筒的回转中心形成摆动，使其夹角在一定范围内变动。因此，本发明设计了变角度膜针机构，将插针通过插针座与集膜滚筒铰接，内插针与外插针呈125°夹角，并将内插针的一端嵌在轨迹类似于摆动凸轮的导轨内，使其按预定轨迹运动，导轨固定在集膜滚筒的中心轴上。插针的具体尺寸需根据机构整体尺寸确定。同时，本发明可以根据残膜在地表的深度设计插针的长度，这样使得本发明不仅能回收地表1. 5厘米内的残膜，而且能回收地表1. 5厘米以下的残膜。在农田作业时难免会遇到石块等坚硬的物体，插针作为作业时直接与地面接触的部件，极易损耗。本发明将插针设计为外插针、内插针，两者分别通过螺纹联接插针座连接。这样外插针发生磨损或弯曲时，只需将外插针更换或维修，而内插针不会受到损伤。剥膜刮板的作用是将残膜从外插针上剥下，并将剥下的残膜导向至集膜箱内。考虑到本发明设有滚筒角度调节装置可以调节两集膜滚筒间的夹角，为方便剥膜，将剥膜刮板通过支腿直接安装在滚筒上，使得剥膜刮板相对于集膜滚筒静止。剥膜刮板具有一定的弹性，安装时贴在滚筒外表面。中心轴主要起支撑作用，在滚筒回转时，导轨不能随之回转，故导轨应固定在一根静止的轴(即中心轴)上。 本发明中，所述悬挂支撑装置将整个机构直接与拖拉机连接，并承受机构的重量。所述悬挂支撑装置由支撑座、支撑架和支撑架横梁构成，所述支撑架由支撑横杆、支撑斜杆和摆杆构成，所述支撑横杆的正中间通过一个四通与支撑架横梁相连；所述支撑横杆的两端各与一个支撑斜杆的一端相连，所述支撑斜杆的另一端与摆杆连接；所述支撑座的两端均通过一个三通与支撑斜杆相连；为方便拆卸及维修，所述悬挂支撑装置中各个关节均采用螺纹联结；所述支撑座承受整个机构的大部分重量，故在其凸台与底板间加肋板，以增强其强度。本发明中，所述限位杆竖直贯穿于横梁中心并与横梁刚性连接，所述横梁的中心及左端与右端分别设置有滑块，所述滑块与限位杆之间设有压缩弹簧，所述横梁左端与右端设置的滑块分别与左集膜滚筒和右集膜滚筒的中心轴端铰接；所述限位杆的上端与所述支撑座相连；所述集膜滚筒的一端与悬挂支撑装置铰接的具体方式是所述中心轴端部与所述摆杆的下端铰接；所述限位割膜器与支撑横杆的中央相连；所述集膜滚筒通过曲柄滑块结构或类似曲柄滑块机构与滚筒角度调节装置的横梁配合，使左集膜滚筒和右集膜滚筒间的夹角在一定范围内能自由调节，以适应不同规格的垄；为防止在提起机构时，集膜滚筒向中间的摆角过大，发生硬性碰撞，故在横梁上还加装一根限位杆；在限位杆与两滑块之间分别装配有压缩弹簧；当作业垄的坡度大于设计参考垄时，集膜滚筒之间的夹角应减小，因集膜滚筒的另一端固定在悬挂支撑装置上，压缩弹簧伸长将两滑块顶开；当作业垄的坡度小于设计参考垄时，集膜滚筒之间的夹角应增大，此时在集膜滚筒自身的重量作用下，压缩弹簧被挤压压缩。本发明中，所述插针应具有一定强度及韧性，插针优选钢针；同时要将残膜扎透，插针的直径不宜过大(可设为Φ4πιπι)。为提高收膜率，加大接触残膜的面积，所述插针设有六组，共二十四根插针。本发明中，作为进一步改进，所述集膜滚筒两端外侧通过端体封闭；所述集膜滚筒两端内侧分别均匀焊接八个固定块，所述端体直接通过螺纹联结安装在固定块上。所述端体的主要作用是封闭集膜滚筒两端，以阻隔泥土、残膜等进入而造成污染。端体上设有中间孔，中间孔上都装有端盖，端盖中有油封以防止泥土等进入滚筒内部。有益效果本发明适应性强，体积小，质量小，使用方便，收膜率高，能广泛应用于旱地揭膜和残膜收集，维修拆卸方便。
图1为本发明主视图。图2为本发明左视图。图3为本发明中集膜滚筒截面图。
图4为本发明中插针及导轨运动轨迹图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。参见图1、图2、图3、图4的农田垄面残膜收集机，包括变角度膜针机构、集膜滚筒1、支撑座2、支撑架3、支撑横杆4、悬挂支撑装置5、四通6、限位割膜器7、三通8、支撑斜杆9、摆杆10、滑块11、横梁12、限位杆13、压缩弹簧14、支撑架横梁15、插针16、剥膜刮板17、集膜箱18、链条19、主动链轮20、拖拉机21、外插针22、内插针23、导轨24、支腿25。在本实施例中，所述悬挂支撑装置5和集膜箱18固定在拖拉机21上，所述集膜滚筒I上设有链轮座，所述链轮座通过链条19与拖拉机21的主动链轮20连接，所述集膜滚筒I内设置有中心轴和偏心凸轮形结构导轨24，所述导轨24固定于中心轴，且中心轴贯穿出集膜滚筒I的两端；所述中心轴的两端固定有支腿25，所述支腿25上焊接有剥膜刮板17，所述支腿25与中心轴垂直；所述集膜滚筒I分为左集膜滚筒和右集膜滚筒对称分布，所述集膜滚筒I的表面设有插针座，插针16通过所述插针座与集膜滚筒I铰接,所述插针16由内插针23和外插针22构成，且内插针23和外插针22呈125°夹角，所述外插针22位于所述集膜滚筒I外部，所述内插针23位于集膜滚筒I内部且与所述导轨24相嵌；所述集膜滚筒I 一端通过中心轴端部与悬挂支撑装置5中摆杆10的下端铰接，另一端与滚筒角度调节装置铰接，整体形成曲柄滑块结构。所述滚筒角度调节装置由横梁12、压缩弹簧14、限位杆13和滑块11组成，所述限位杆13竖直贯穿横梁12中心并与横梁12刚性连接，所述横梁12中心及左端与右端分别设置有滑块11，所述滑块11与限位杆13之间设有压缩弹簧14，所述横梁12左端与右端设置的滑块11分别与左集膜滚筒和右集膜滚筒的中心轴端铰接；所述限位杆13的上端与所述支撑座2相连，且固定有限位割膜器7，所述限位割膜器7与支撑横杆4的中央相连，所述插针16与所述剥膜刮板17呈125°夹角；所述集膜滚筒I通过曲柄滑块结构横梁配合，使左集膜滚筒和右集膜滚筒间的夹角在一定范围内能自由调节，以适应不同规格的垄。在本实施例中，为防止在提起机构时，集膜滚筒I向中间的摆角过大，发生硬性碰撞，故在横梁12上还加装一根限位杆13。在限位杆13与两滑块11之间则分别装配有压缩弹簧14。当作业垄的坡度大于设计参考垄时，集膜滚筒I之间的夹角应减小，因集膜滚筒I的另一端固定在悬挂支撑装置5上，压缩弹簧14伸长将两滑块11顶开。当作业垄的坡度小于设计参考垄时，集膜滚筒I之间的夹角应增大，此时在集膜滚筒I自身的重量作用下，压缩弹簧14被挤压压缩。本实施例中，所述悬挂支撑装置5将整个机构直接与拖拉机21连接，并承受机构的重量。所述悬挂支撑装置5由支撑座2、支撑架3和支撑架横梁15构成，所述支撑架3由支撑横杆4、支撑斜杆9和摆杆10构成，所述支撑横杆4的正中间通过一个四通6与所述支撑架横梁15相连；所述支撑横杆4的两端各与一个所述支撑斜杆9的一端相连，所述支撑斜杆9的另一端连接有所述摆杆10。所述支撑座2的两端均通过一个三通8与所述支撑斜杆9相连。为方便拆卸及维修，所述悬挂支撑装置5的各个关节都采用螺纹联结，所述支撑座2需承受整个机构的大部分重量，故可在其凸台与底板间加肋板，以增强其强度。本实施例中，所述插针16为钢针，所述插针16具有一定锥度，插针16的直径设为4mm。为提高收膜率，加大接触残膜的面积，插针16设有六组，共二十四根插针16。
本实施例中，所述集膜滚筒I两端外侧通过端体封闭；所述集膜滚筒I两端内侧分别均匀焊接八个固定块，所述端体直接通过螺纹联结安装在固定块上。所述端体的主要作用是封闭集膜滚筒I两端，以阻隔泥土、残膜等进入而造成污染。端体上设有中间孔，中间孔上都装有端盖，端盖中有油封以防止泥土等进入滚筒内部。本实施例中，传动装置为组合式链轮，组合式链轮分为链轮和安装座，链轮与安装座通过螺栓连接，被动链轮齿数较多，尺寸过大，在主动链轮20前加装一个减速装置；安装座上开有键槽，组合式链轮通过平键与端体相连，为避免划破地膜，揭膜半径处线速度与拖拉机前进速度一致。本实施例工作流程为扎膜一挑膜一运膜一割膜一剥膜；集膜滚筒I在拖拉机21输出动力的带动下开始运转，插针16则随着集膜滚筒I回转，当插针16运动至集膜滚筒I下部时，插针16与地面接近垂直，插针扎入残膜，将残膜挑起，插针16继续运动至集膜滚筒I上部时，左集膜滚筒和右集膜滚筒间的残膜被限位杆13上的限位割膜器7割为两半，残膜被割断后，插针16继续运膜，直至运至剥膜刮板17将残膜剥下；剥膜过后，被剥下的残膜沿着剥膜刮板17落到集膜箱18内；插针16则继续回转，进入下一个工作行程。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.农田垄面残膜收集机，包括集膜箱、变角度膜针机构、集膜滚筒、悬挂支撑装置、滚筒角度调节装置，其特征在于，所述悬挂支撑装置和集膜箱固定在拖拉机上，所述集膜滚筒上设有链轮座，所述链轮座通过链条与拖拉机的主动链轮连接，所述集膜滚筒内设置有中心轴和偏心凸轮形结构导轨，所述导轨固定于中心轴，且中心轴贯穿出集膜滚筒的两端；所述中心轴的两端固定有支腿，所述支腿上焊接有剥膜刮板，所述支腿与中心轴垂直，所述集膜滚筒分左集膜滚筒和右集膜滚筒对称分布，所述集膜滚筒的表面设有插针座，插针通过插针座与集膜滚筒铰接，所述插针由内插针和外插针构成，且内插针和外插针呈125°夹角，所述外插针通过插针座伸出至集膜滚筒外部，所述内插针位于集膜滚筒内部且与导轨相嵌；所述集膜滚筒的一端与悬挂支撑装置铰接，另一端与滚筒角度调节装置铰接，整体形成曲柄滑块结构，所述滚筒角度调节装置由横梁、压缩弹簧、限位杆和滑块组成，所述限位杆上端与悬挂支撑装置相连，且固定有限位割膜器，所述限位割膜器与悬挂支撑装置相连。
2.根据权利要求1所述的农田垄面残膜收集机，其特征在于，所述悬挂支撑装置由支撑座、支撑架和支撑架横梁构成，所述支撑架由支撑横杆、支撑斜杆和摆杆构成，所述支撑横杆的正中间通过一个四通与支撑架横梁相连；所述支撑横杆的两端各与一个支撑斜杆的一端相连，所述支撑斜杆的另一端与摆杆连接；所述支撑座的两端均通过一个三通与支撑斜杆相连；所述悬挂支撑装置中各个关节均采用螺纹联结。
3.根据权利要求1所述的农田垄面残膜收集机，其特征在于，所述限位杆竖直贯穿于横梁中心并与横梁刚性连接，所述横梁的中心及左端与右端分别设置有滑块，所述滑块与限位杆之间设有压缩弹簧，所述横梁左端与右端设置的滑块分别与左集膜滚筒和右集膜滚筒的中心轴端铰接。
4.根据权利要求1所述的农田垄面残膜收集机，其特征在于，所述插针优选钢针，插针设有六组，共二十四根插针，插针的直径为4mm。
5.根据权利要求1所述的农田垄面残膜收集机，其特征在于，所述集膜滚筒两端外侧通过端体封闭。
6.根据权利要求1所述的农田垄面残膜收集机，其特征在于，所述集膜滚筒两端内侧分别均匀焊接有八个固定块，所述端体直接通过螺纹联结安装在固定块上。
7.根据权利要求1所述的农田垄面残膜收集机，其特征在于，所述插针与剥膜刮板呈125。。
8.根据权利要求1或2所述的农田垄面残膜收集机，其特征在于，所述限位杆的上端与所述支撑座相连。
9.根据权利要求1或2所述的农田垄面残膜收集机，其特征在于，所述集膜滚筒的一端与悬挂支撑装置铰接的具体方式是所述中心轴端部与所述摆杆的下端铰接。
10.根据权利要求1或2所述的农田垄面残膜收集机，其特征在于，所述限位割膜器与支撑横杆的中央相连。
全文摘要
农田垄面残膜收集机，包括集膜箱、变角度膜针机构、两个结构相同的集膜滚筒、悬挂支撑装置、滚筒角度调节装置，每个集膜滚筒上分布有六组插针。插针由外插针和内插针呈125°连接而成，内插针嵌入并固定在中心轴上的偏心凸轮导轨中，集膜滚筒旋转时，插针完成刺膜、挑膜、运膜、剥膜等动作。在集膜滚筒回转过程中，插针与集膜滚筒的回转中心保持一定夹角，使得在剥膜时，插针能与剥膜刮板呈较大剥膜角，便于残膜与插针能够轻松分离。而且两个集膜滚筒之间设有滚筒角度调节装置，使得整个集膜机能适应不同规格的垄面。本发明适应性强，体积小，质量小，使用方便，收膜率高，能广泛应用于旱地幼苗期揭膜和收获后残膜收集，维修拆卸方便。
文档编号A01B43/00GK103004308SQ201210511198
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月4日 优先权日2012年12月4日
发明者李军政, 孙松林, 蒋蘋, 谢方平, 肖名涛 申请人:湖南农业大学