仿生西瓜虫式开沟一体机

1.本发明涉及耕作机械技术领域，特别涉及一种仿生西瓜虫式开沟一体机。


背景技术：

2.随着土地荒漠化的不断加剧，在很多地区都需要种植生态修复植被，而种植植被需要开沟播种，现有的开沟器主要有两种：第一种为开种沟而设计的开沟器，开沟器为小型从动部件，靠牵引作用力而开出适合种子发育的种床，沟形表现为小、窄、浅等特点，开沟器常作为播种机附属部件而挂靠其上；第二种为开排水沟或其它用途的开沟机，相对较大型，一般以主动型部件为主，消耗功率大，体积大，沟深且宽。但在一些丘陵山区、沙化区等，由于传统大型耕作机械难以进入，导致现有的开沟机器不能适应该地区的耕作需求，这就需要研究开沟作业阻力小，最好能一次性完成开沟播种作业的小型开沟机器，以适应复杂的耕作环境。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明提供一种仿生西瓜虫式开沟一体机。
4.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种仿生西瓜虫式开沟一体机，包括车架，所述车架上设置有行走装置和动力装置，所述车架上设置有立管，所述立管底部设置有开沟铲，所述开沟铲包括铲体和铲尖，所述铲体的后端固定在立管底部，所述立管顶部设置有偏心轴，偏心轴的端部连接有第一连杆，所述第一连杆置于立管管腔内且第一连杆底端连接第二连杆，所述第二连杆的另一端与铲尖固定连接，所述偏心轴与动力装置连接。
5.进一步的，所述铲尖包括前小后大且向下弯弧的壳体，所述壳体的外表面自前向后呈流线型光滑曲面。
6.进一步的，所述壳体底部设置有底板，所述底板下板面向后凸伸有两个平行布置的悬伸板。
7.进一步的，所述铲体的前端轮廓小于铲尖的壳体与底板构成的后端轮廓，且铲体的前端置于铲尖的后端腔体内。
8.进一步的，所述铲尖位于壳体的前端设置有向前凸伸的尖嘴。
9.进一步的，所述第一连杆整体位于竖直平面内，第一连杆顶部和底部分别沿杆长方向开设有第一槽和第二槽，偏心轴端部置于第一槽内与第一连杆构成转动连接，第一连杆和第二连杆端部铰接且铰接轴置于第二槽内。
10.进一步的，所述第一连杆的中上段杆身上开设有连接孔，所述立管对应位置处贯穿设置有螺栓，所述螺栓穿过连接孔。
11.进一步的，所述立管顶部一侧边上设置有轴承，所述轴承内转动设置有转动轴，所述转动轴一端设置有转盘，偏心轴偏心设置在转盘，所述转动轴上还设置有齿轮，所述齿轮与动力装置通过链条连接。
12.进一步的，所述车架上还设置有排种机构，所述排种机构包括固定设置在车架上的排种箱，所述排种箱底部设置排种器，所述排种器排种口处设置排种管，所述排种管的出种口贴近立管底部后侧。
13.综上所述，本发明具有以下有益效果：
14.1、本技术中，通过设置分体式开沟铲，利用偏心轴、第一连杆和第二连杆带动铲尖前后运动进行分土开沟，仿生西瓜虫壳体前后往复蠕动的特性进行钻土，有效降低开沟阻力，提高破土开沟作业质量；
15.2、本技术中，通过设置开沟铲壳体的流线型光滑曲面以及在前端加设尖嘴，利用尖嘴的小而尖先入土对土块进行破开，在利用壳体的曲面将土块分向两边，以实现开沟，开沟阻力小，可适应于山区、沙地等复杂地形下为生态修复而进行的开沟作业；
16.3、本技术中，通过加装排种机构，可在开沟的同时进行播种，实行开沟播种一体化作业，大大提高作业效率。
附图说明
17.图1是本发明实施例的整体结构示意图；
18.图2是本发明实施例开沟部分的结构示意图；
19.图3是本发明实施例开沟部分的剖面图；
20.图4、5是本发明实施例开沟铲的结构示意图。
21.图中：10、车架；20、立管；21、偏心轴；22、第一连杆；221、第一槽；222、第二槽；223、连接孔；23、第二连杆；24、螺栓；25、轴承；26、转动轴；27、转盘；28、齿轮；29、链条；30、开沟铲；31、铲体；32、铲尖；321、壳体；322、底板；323、悬伸板；324、尖嘴；40、排种机构；41、排种箱；42、排种器；43、排种管。
具体实施方式
22.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.如图1-5所示，本技术实施例公开一种仿生西瓜虫式开沟一体机，包括车架10，车架10上设置有行走装置和动力装置，车架10上还设置有立管20，立管20底部设置有开沟铲30，开沟铲30包括铲体31和铲尖32，铲体31的后端固定在立管20底部，铲尖32包括前小后大且向下弯弧的壳体321，壳体321的外表面自前向后呈流线型光滑曲面，壳体321的外形轮廓通过仿生西瓜虫的头部第一节体得到，具体的，利用matlab软件对西瓜虫头部第一节体的侧视图和俯视图进行图像处理得到二值化图像，从而得到壳体321的外形轮廓曲线。
24.为了方便开沟铲30的入土以及破土，在铲尖32位于壳体321的前端设置一个向前凸伸的类似西瓜虫头部的尖嘴324，尖嘴324前端尖部的角度为80
°
，开沟时，尖嘴324先入土将土块破开或张开裂缝，再通过壳体321入土，利用其流线型曲面结构将土块分到两边进行开沟。
25.壳体321底部设置有底板322，壳体321与底板322构成一个空腔，铲体31的前端轮
廓小于铲尖32的壳体321与底板322构成的空腔的后端轮廓，且铲体31的前端置于铲尖32的后端空腔内，底板322下板面向后凸伸有两个平行布置的悬伸板323。优选的，底板322与水平面之间的夹角设置为6
°
，即开沟铲30的入土隙角为6
°
，以减小开沟铲30的前进阻力。
26.进一步的，立管20管腔内设置第一连杆22，第一连杆22整体位于竖直平面内，第一连杆22顶部和底部分别沿杆长方向开设有第一槽221和第二槽222，第一连杆22底端连接第二连杆23，第一连杆22和第二连杆23端部铰接且铰接轴置于第二槽222内，第二连杆23的另一端伸入铲尖32的空腔内并与铲尖32固定连接。立管20顶部一侧边上设置有轴承25，轴承25内转动设置有转动轴26，所述转动轴26一端设置有转盘27，转盘27上设置有偏心轴21，偏心轴21端部穿过第一槽221与第一连杆22构成转动连接。转动轴26上还设置有齿轮28，齿轮28通过链条29与动力装置连接。
27.进一步的，第一连杆22的中上段杆身上开设有连接孔223，立管20对应位置处贯穿设置有螺栓24，螺栓24的螺杆穿过连接孔223。具体的，本实施例中，第一连杆22的长度设置为620mm，第二连杆23的长度设置为95mm，第二槽222的长度设置为8mm，第一连杆22和第二连杆23通过螺栓铰接且该螺栓垂直于第二槽222并置于第二槽222内，在第一连杆22自上向下245mm处开设连接孔223，通过螺栓24穿过立管20及第一连杆22将第一连杆22固定在立管20内，连接孔223的直径要大于螺栓24螺杆的直径，使得第一连杆22在立管20内可以摆动。
28.具体实施时，动力装置通过链条29带动齿轮28转动，从而带动转动轴26转动，转动轴26带动转盘27转动，转盘27带动偏心轴21转动，在螺栓24的作用下，偏心轴21在第一槽221内运动带动第一连杆22绕螺栓24左右摆动，带动第二连杆23前后运动，从而使开沟铲30的铲尖32前后运动进行开沟动作。
29.进一步的，在立管20顶部所述所述车架10上还设置有排种机构40，所述排种机构40包括固定设置在车架10上的排种箱41，所述排种箱41底部设置排种器42，所述排种器42排种口处设置排种管43，所述排种管43的出种口贴近立管20底部后侧。通过设置排种机构40，在开沟的同时可进行播种，实现开沟播种一体化作业，适应山区、沙地等复杂地形下为生态修复完成开沟播种。
30.本实施例中仿生西瓜虫式开沟一体机的使用原理为：启动车架10上的动力装置，驱动行走装置行走，同时，动力装置通过链条29链条29带动齿轮28转动，齿轮28带动转动轴26转动，转动轴26带动转盘27转动，转盘27带动偏心轴21转动，在螺栓24的作用下，偏心轴21在第一槽221内运动带动第一连杆22绕螺栓24左右摆动，带动第二连杆23前后运动，从而使开沟铲30的铲尖32前后运动进行开沟动作。
31.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。