一种农用防风型全自动小拱棚搭建机的制作方法

在本发明属于农业机械，一种农用防风型全自动小拱棚搭建机。

背景技术：

1、现有农业种植用的小拱棚多为两步建造，先用人工将棚杆或竹坯插入地里，然后使用人工或类似地膜覆盖机进行盖膜作业。由于人工作业效率低，时效差，质量差还很难抢农时，土质不良时和大风大雨里无法建设，掀棚损坏频率高，需要多次复建以达成小拱棚的保护效果。因此，我们发明的这种农用防风型全自动小拱棚搭建机是为了满足高效搭建小拱棚并成功发挥效果的一种专用农业机械，能成功地帮助种植人员抢季节，避灾害、减少损坏复建而带给种植户丰产丰收的一种设备。

技术实现思路

1、本发明提供了一种用工少而高效的农用防风型全自动小拱棚搭建机。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，包括：机器由承载框架，轮式行走机构，自动投杆和双摆臂抓弯插杆装置，薄膜预成拱形拉伸和铺放装置及液压升降盖土装置组成。框架从前至后由２级标准三点悬挂框架，自动投杆装置，双摆臂抓杆弯插杆器和盖膜覆土成套装置组成。本发明为自动建棚，无需人工投杆，由自动选杆器利用缺口转盘在旋转时利用摩擦力将镀锌金属杆或玻纤尼龙杆嵌入缺口叼送到棚杆投放台定位点，在对置双摆臂机械手运行到１２点钟位置时，自动模拟双手弯杆的动作从两侧同时将杆弯曲后插入土壤设定深度中（15-30厘米）。机架框底部双侧设有驱动地轮，轮侧有链轮，使用链条与机架上计算好比例的对置双摆臂机械手链轮相连，用于设定投杆间距。对置双摆臂机械手安装有圆弧护板，防止人员失足卡伤。盖膜装置带有薄膜预成拱拉伸，与普通的地膜覆盖不同，直接弯成拱形盖在已插好的棚杆上，同时４组压膜轮从高到低，将棚膜依次沿棚杆弧度压下到与地面接触水平位置，再辅以靠近的搂土盘，及时为棚膜压上足量的土壤，因此抗风性远高于单压膜轮的地膜结构，可以在５级风的作业环境中连续搭建小拱棚。运行中，只需一人进行监督工作，无须动手，从而节省大量劳动力，不误农时。

2、本发明解决了如下的技术难点

3、先是解决自动选择长杆，因为无论是镀锌铁杆还是玻纤尼龙杆，在长度1.6-2.2米时都无法保证平直，尤其是杆箱中，人工取杆可以做到一根接一根，但机选就非常难做到只选出一根长杆落下。落下的长杆在投放台定位点需要稳定，不受行走速度、颠簸和地形坡度的影响提前掉落或滑动位置，高速行走时也不会侧偏颠落。对置双摆臂机械手旋转运行到顶点时必须及时抓住位于定位点的长杆的双侧，保证棚杆完全入位到弯杆器的凹槽中，保证双侧等长及弯曲角度相同，防止出现田间棚拱的形状前后不整齐一致的情况，影响后续盖膜效果。针对小拱棚在风雨灾害中保证稳定不破坏的状态，棚杆的间距固定在1.0-1.5米，因此必须保证高速地在田间完成插杆动作，让生产效率达到30-50亩地/天左右。针对不同厚度的棚膜、无纺布、遮阳网和防虫网，材料的拉伸率和强度不同，因此如何保证在已插好的拱杆上做到强度一致的盖膜作业，牵扯到卷膜轴的运行速度，不同直径的膜卷的牵引力，压膜板的压力自动调整和预成型器的形状和旋转速度等诸多因素的参数组合。在多风大风的地区和季节里将棚膜紧密地与棚杆拱形接触并覆盖足够重量的土，需要非常复杂的设计和装置，尤其是在不同质地的土壤情况下，在侧风和顺风的作业环境中棚膜的铺放角度和压土量均需要考虑。遇到田间障碍时，例如田间阀门及控制器，地表支管道，分界树和沟等，如何及时升降盖膜装置，不停机作业，液压操作系统的动作角度和灵敏度需要考虑周全。

4、本发明与以往技术相比的有益效果

5、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种农用防风型全自动小拱棚搭建机，采用全自动选杆投杆，对置双摆臂机械手拟人化抓杆弯杆插杆，薄膜预成拱形拉紧和铺放装置及液压升降盖土装置组成，全程只需一人进行作业过程的质量监督，无须劳动力进行繁重的田间工作。机器在使用过程中无需经常调整，提供了近乎无人化的轻量化作业方式，大大提高了生产效率。

技术特征：

1.一种农用防风型全自动小拱棚搭建机，其特征在于由两个模块构成：投杆建拱架模块，其上包括自动取杆投杆器、对置双摆臂机械手自动抓弯插杆装置、离合器、人工辅助投杆组件。盖膜压土模块，包含带有薄膜预成拱形拉紧铺放装置及4组压膜轮和液压升降缺口搂土盘盖土装置。两个模块通过主机框架横梁连接在一起，可组合进行复合作业，或分离分别作为插杆机和盖棚膜机使用。

2.根据权利要求1所述的一种农用防风型全自动小拱棚搭建机，其特征在于，使用缺口轮式的自动取杆投杆器在前进时每旋转180度选择单一长杆，投放到棚杆投放台定位点，等待机械手抓取。

3.根据权利要求1所述的一种农用防风型全自动小拱棚搭建机，其特征在于，自动抓弯插杆装置为对置双摆臂机械手，可有效地加快插杆速度。自动机械手的抓杆动作位于为机械手运行到正上方的投放台定位点的位置，机械手前后挡片的深槽空间保证其与不同材质的棚杆接触时均不会产生弹出情况，机械手的弯折点使用凹槽定位，因此棚杆入位后不会产生滑脱。双机械手的抓杆时间和间距由主机框架上的行走轮与同步的链轮驱动，通过链条连接大小不同链轮实现旋转速率调整，达到不同棚杆间距的要求。

4.根据权利要求1所述的一种农用防风型全自动小拱棚搭建机，其特征在于，安装有插杆装置离合器，与行走轮可接合和分离，运输、停止建棚和调头过程中，离合器分离，插杆装置不动作，防止倒转和遭遇障碍造成损坏，工作时离合器接合，插杆装置连通行走轮开始工作。

5.根据权利要求1所述的一种农用防风型全自动小拱棚搭建机，其特征在于，对置双摆臂机械手，其抓取棚杆后的动作采用拟人手动方式，依靠杆表面与机械手内弯凹槽的摩擦力实现对棚杆的握紧、弯折和下插及脱离等一系列动作，其弯杆弧度可根据棚杆的材质进行调整，适应不同材质表面的握紧，同时脱离部件使用凸轮和弹簧同步，确保准确脱离不牵连。机械手臂采用内外伸缩腔结构方式，可调整长度以适用不同杆长，从而解决小拱棚高度和宽度尺寸与插深之间的协调关系。

6.根据权利要求1所述的一种农用防风型全自动小拱棚搭建机，其特征在于，棚膜在从膜卷拉出时，先经过一个拱形成型器，将膜中央提前造成一个弧形小拱棚的形状，提前适应已在地上插好的拱形棚杆，预成拱形拉紧器还包括可调节压紧力的膜卷压板。

7.根据权利要求1所述的一种农用防风型全自动小拱棚搭建机，其特征在于，盖膜组件使用4组压膜轮从拱形成型器开始自高向低排列，直到棚杆与地面的接触点水平位置，建棚时棚膜的角度为逐渐下落盖紧的方式，从而达到防风的目的，同时增加棚膜的牵引张力，让其绷紧裹严，增加整棚结构的抗风能力。

8.根据权利要求1所述的一种农用防风型全自动小拱棚搭建机，其特征在于，所有的盖膜压土组件均使用一组液压杆起竖和放下，在遇到田间石头、田间自动阀门、沟渠或喷滴灌系统管道时，保持插杆连续而盖棚膜要中断避开的情况。操作人员在拖拉机内可不停机进行操作，提高作业效率。

技术总结
本发明公开了一种农用防风型全自动小拱棚搭建机，机器由由两个模块构成：投杆建拱架模块和盖膜压土模块。其承载框架上分别安装有轮式行走驱动机构，自动取杆投杆器，对置双摆臂机械手抓弯插杆装置，薄膜预成拱形拉紧铺放装置、4组压膜轮及液压升降盖土装置。两个模块通过横梁连接在一起，可组合进行复合作业，或分离分别作为插杆机和盖棚膜机使用。本发明为自动建棚，拖拉机牵引前向运动时，双摆臂机械手各自在旋转180度后抓住自动投杆器传递的棚杆后弯折插入土壤中，然后通过盖膜组件搂取土壤完成棚膜覆盖。本机投杆速度快，能提供快速的小拱棚搭建能力。牵引式机器能保证长距离棚膜的铺放并且建棚稳定，可正常运行在５级风的作业环境中。投杆长度1.6‑2.5米，可建小拱棚的宽度70‑150厘米，高度40‑65厘米。

技术研发人员：邓晓钟,庞新国
受保护的技术使用者：众意联合（北京）农业科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15