一种高效半自动小型拱棚插架覆膜一体机及其控制方法与流程

本发明涉及农业装备技术领域，尤其涉及到一种高效半自动小型拱棚插架覆膜一体机及其控制方法。

背景技术

现代农业生产中，弓棚在蔬菜栽培、育苗等方面的应用越来越广泛。利用竹木、钢材等材料作为棚架，并覆盖塑料薄膜，搭成拱形棚，能够提早或延迟蔬菜供应，特别是北方地区能在早春和晚秋淡季供应鲜嫩蔬菜，从而提高蔬菜供应量和新鲜度，同时有利于减少病虫害，防御自然灾害，增加经济效益。

弓棚建造成本较低，土地利用率高，可以保证较好的经济效益，是保护土地的蔬菜栽培的重要类型，发展潜力巨大。目前国内弓棚插架覆膜机还处于萌芽阶段，还没有很成熟的产品应用于农业生产。弓棚技术仍是人工建造，用米尺量具量出固定距离后进行两侧打孔，然后将弯好的竹坯插孔掩埋，这样不仅种植误差大，使整体抗风效果变差，而且浪费大量劳动力，劳动效率低下。种植完成后，利用人工覆膜，包括固定裙膜、顶膜等，覆膜效果差。虽然也出现了插架覆膜一体机，但是结构比较复杂，制作成本高，不适合农户的个体使用。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供一种高效半自动小型拱棚插架覆膜一体机及其控制方法，可以实现自弯杆、压杆和覆膜一体化作业，提高了插架、覆膜效率和准确度，确保了弓棚的结构强度，并且操作简单，适合个体使用。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种高效半自动小型拱棚插架覆膜一体机，包括安装在车体上的覆膜装置和机架，以及沿竖直方向滑接于所述机架内侧的压插装置，所述压插装置通过竖直弹簧与机架连接，压插装置的两侧分别安装有下压装置；所述机架两侧分别通过水平轴铰接有弯杆装置，所述弯杆装置远离水平轴的一端通过斜拉弹簧与机架连接，所述下压装置位于弯杆装置上方。

本方案在使用时，向下移动压插装置，下压装置随之下移，并向下推动弯杆装置动作，利用弯杆装置绕水平轴旋转进行弯杆，随着压插装置的继续下移，将棚杆插入土壤，然后，压插装置在竖直弹簧的作用下复位，弯杆装置在斜拉弹簧的作用下复位，操作简单，大幅减轻了劳动强度。

作为优化，所述弯杆装置包括沿棚杆放置方向延伸的弯杆臂，以及固定于所述弯杆臂一侧且与所述斜拉弹簧连接的安装销，所述弯杆臂的另一侧固设有沿棚杆长度方向布置的承杆和压杆，所述承杆、压杆分别位于棚杆的上、下两侧。本优化方案利用弯杆臂作为弯杆部分的安装主体，利用承杆和压杆的共同作用，在弯杆臂旋转时将棚杆弯曲成型，避免了棚杆在弯曲过程中发生滑动错位，保证了棚杆弯杆的可靠性。

作为优化，所述承杆的顶面和压杆的底面均设有与棚杆适配的凹槽。通过设置凹槽，在弯杆时可将棚杆放于承杆的凹槽中，避免弯杆时棚杆滑落。

作为优选，所述压杆底面的凹槽为开口朝下的v形。本优选方案将压杆上的凹槽设置为开口朝下的v形，不仅可以起到防止棚杆滑落的作用，而且可以适应不同规格的棚杆，扩大了应用范围。

作为优化，所述压插装置包括门式滑架，以及安装于所述门式滑架两侧且与机架滑接的滑轮，所述门式滑架内侧固设有中间向上拱起的弧杆，所述弧杆上固设有若干开口朝下的v形板，门式滑架的底端固接有踏板。本优化方案的压插装置结构简单，方便操作，并可实现棚杆的插杆工作，通过设置滑轮减小了插杆时的摩擦力，减轻了劳动强度；通过设置弧杆，对棚杆下压时，增加了与棚杆的接触面积，提高了插杆的可靠性，并有效防止棚杆发生偏斜；通过设置v形板，对棚杆起到引导扶正作用，保证竖直插杆，避免棚杆偏斜；通过设置踏板，方便门式滑架的下移操作，更适合个体农户使用。

作为优化，所述下压装置包括与门式滑架固接的横轴，以及套设于所述横轴上的滚轮，所述滚轮的轮轴与水平轴平行，所述弯杆臂的顶面开设有与所述滚轮适配的滑槽。本优化方案利用滚轮作为下压装置的传力部件，弯杆臂旋转时，滚轮沿滑槽滚动，大幅减小了下压装置与弯杆臂之间的摩擦力，进一步减轻了劳动强度。

作为优化，所述门式滑架上固设有弹簧挡板，所述机架上设有位于所述弹簧挡板正下方的弹簧托板，所述竖直弹簧位于所述弹簧挡板和弹簧托板之间。本优化方案在竖直弹簧的上下两端分别设置弹簧挡板和弹簧托板，在门式滑架下移时，保证了对竖直弹簧压缩的可靠性，避免失去对弹簧的压缩。

作为优化，所述覆膜装置包括安装在车体两侧的支架，所述支架一端与车体轴接，另一端设有放置豁口。本优化方案将支架设置为可转动式，支架转至前端时，可作为薄膜卷的支撑，转至后端时，可作为棚杆的放置处，提高了使用效率，简化了设备整体结构。

一种高效半自动小型拱棚插架覆膜一体机的控制方法，包括如下步骤：

（1）将棚杆放置于承杆上的凹槽中；

（2）踩下踏板，门式滑架向下移动，竖直弹簧被压缩，下压装置向下推动弯杆臂绕水平轴旋转，斜拉弹簧被拉伸，在压杆和承杆的作用下，棚杆中部向上弯曲，随着门式滑架的下移，弯曲后的棚杆两端被插至土壤中；

（3）松开踏板，并同时移动车体，使压杆、承杆与棚架分离，在斜拉弹簧和竖直弹簧的回弹力作用下，门式滑架和弯杆臂复位；

（4）重复步骤（1）~（3），直至完成整列插杆工作；

（5）将支架转至前端，并将薄膜卷的卷轴放于放置豁口内；

（6）控制车体倒退，完成覆膜工作。

本控制方法在操作时简单快捷，提高了插杆效率，适合农户个体使用，从而减轻了农户的劳动强度。

作为优化，在步骤（1）之前将支架转至后端，将待用的棚杆放于支架上的放置豁口中。本优化方案在工作过程中，方便农户取用棚杆，提高了插杆效率。

本发明的有益效果为：通过向下移动压插装置即可完成插杆工作，操作简单，在单人操作的情况下，就能够完成压杆、插杆和覆膜工序，大大节省了人力，降低了劳动强度，提高了作业效率。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为弯杆装置结构示意图；

图3为压插装置结构示意图；

图4为覆膜装置结构示意图；

图5为本发明弯杆压杆状态示意图；

图中所示：

1、车体，2、机架，3、压插装置，4、弯杆装置，4.1、承杆，4.2、压杆，4.3、滑槽，4.4、安装销，5、覆膜装置，6、滚轮，7、斜拉弹簧，8、竖直弹簧，9、踏板，10、车轮，11、覆土盘，12、压膜轮，13、支架，14、弹簧挡板，15、滑轮，16、展膜架，17、棚杆，18、v形板，19、门式滑架。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1所示一种高效半自动小型拱棚插架覆膜一体机，包括安装在车体1上的覆膜装置5和机架2，以及沿竖直方向滑接于所述机架2内侧的压插装置3，车体1上安装有车轮10和压膜轮12。

机架两侧分别通过水平轴铰接有弯杆装置4，所述弯杆装置4远离水平轴的一端通过斜拉弹簧7与机架连接，所述下压装置位于弯杆装置4上方。本实施例中的弯杆装置4包括沿棚杆17放置方向延伸的弯杆臂，以及固定于所述弯杆臂一侧且与所述斜拉弹簧7连接的安装销4.4，安装销4.4穿设在斜拉弹簧端部；弯杆臂的另一侧固设有沿棚杆长度方向布置的承杆4.1和压杆4.2，所述承杆4.1、压杆4.2分别位于棚杆的上、下两侧，承杆4.1的顶面和压杆4.2的底面均设有与棚杆适配的凹槽，且压杆4.2底面的凹槽为开口朝下的v形。

压插装置3通过竖直弹簧8与机架2连接，压插装置3的两侧分别安装有下压装置。本实施例的压插装置3包括门式滑架19，以及安装于所述门式滑架19两侧且与机架2滑接的滑轮15，所述门式滑架19内侧固设有中间向上拱起的弧杆，所述弧杆上固设有三个开口朝下的v形板18，三个v形板沿弧杆的弧长方向均匀分布，门式滑架的底端固接有踏板9。通过设置弧杆，在压杆时对棚杆的包裹性更强，增加了与棚杆的接触面积，避免下压时棚杆出现偏移，通过设置v形板，进一步防止棚杆在下压过程中偏出弧杆，保证插架的可靠性。

门式滑架19上固设有弹簧挡板14，所述机架上设有位于所述弹簧挡板正下方的弹簧托板，所述竖直弹簧8位于所述弹簧挡板和弹簧托板之间。

下压装置包括与门式滑架19固接的横轴，以及套设于所述横轴上的滚轮6，所述滚轮6的轮轴与水平轴平行，所述弯杆臂的顶面开设有与所述滚轮适配的滑槽4.3，在门式滑架下移的过程中，滚轮向下推动弯杆臂旋转，并且滚轮沿滑槽滚动，减小了摩擦力。

覆膜装置5包括安装在车体上的覆土盘11、展膜架16和安装在车体两侧的支架13，所述支架13一端与车体轴接，另一端设有放置豁口。

上述高效半自动小型拱棚插架覆膜一体机的控制方法，包括如下步骤：

1、将棚杆17放置于承杆上的凹槽中；

2、踩下踏板，门式滑架向下移动，竖直弹簧被压缩，下压装置向下推动弯杆臂绕水平轴旋转，斜拉弹簧被拉伸，在压杆和承杆的作用下，棚杆中部向上弯曲，随着门式滑架的下移，弯曲后的棚杆两端被插至土壤中；

3、松开踏板，并同时移动车体，使压杆、承杆与棚架分离，在斜拉弹簧和竖直弹簧的回弹力作用下，门式滑架和弯杆臂复位；

4、重复步骤1~3，直至完成整列插杆工作；

5、将支架转至前端，并将薄膜卷的卷轴放于放置豁口内；

6、控制车体倒退，完成覆膜工作。

为了方便棚杆取放，进一步减轻劳动强度，在步骤1之前将支架转至后端，将待用的棚杆放于支架上的放置豁口中，插架时可直接从支架13上拿取棚杆，并可在支架上预放多根棚杆，缩短了棚杆拿取时间，提高了插杆效率。

本发明为针对小型拱棚搭建作业现状设计的高效拱棚插架覆膜一体机，操作方法简单，极大的减轻了工作强度，提高了插架、覆膜效率和准确度，确保了弓棚的结构强度。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。