一种铺膜播种机及其断膜带装置及方法与流程

本发明涉及播种技术，特别是一种铺膜播种机及其断膜带装置及方法。

背景技术：

1、铺膜播种是重要旱作农业技术，具有提温、保墒、减少水分流失、抑制杂草生长等优势。铺膜可帮助作物幼苗抵御低温、干旱等不利于作物生长的天气过程，有利于促进作物对水分吸收和生长发育，并且为进一步保证幼苗的存活率，通常在地膜下方铺设滴灌带，起到及时补充水分作用。随着铺膜种植技术推广，棉花种植机械得到迅速发展，机械化程度逐渐提高，对增加作业生产效益、降低人工成本起到重大作用，具有非常广阔的前景。

2、现有铺膜播种机多采用机组联合作业方式，技术成熟，效果较好，但功能比较单一，尤其需要人工辅助进行拉膜带和地头压膜带覆土，其过程为：当铺膜播种到地头一端时需要切断地膜和/或滴灌带，样机调头后需把地膜和/或滴灌带端部重新铺设在地表，人工切断地膜和/或滴灌带，严重影响作业效率，并存在劳动成本高，安全隐患大等问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种铺膜播种机及其断膜带装置及方法。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种断膜带装置，其中，包括：

3、机架；

4、平行抓取机构，安装在所述机架上，用于抓取地膜和/或滴灌带并固定于空中；

5、伸缩剪切机构，对应于所述平行抓取机构对称安装在所述机架两侧，用于剪断所述地膜和/或滴灌带；所述伸缩剪切机构的中心线与所述平行抓取机构的对称中心线位于同一平面内；

6、环绕埋压机构，安装在所述机架上并位于所述平行抓取机构前方，用于填埋剪断前后的所述地膜和/或滴灌带，并适度镇压以确保稳定铺设；以及

7、测控系统，安装在所述机架上，用于实时检测并控制各机构的工作参数，以实现高效断膜带与自动填埋膜带工作。

8、上述的断膜带装置，其中，所述平行抓取机构包括双排吸嘴抓取部件和单排吸嘴抓取部件，所述单排吸嘴抓取部件对称安装在所述双排吸嘴抓取部件两侧，且所述单排吸嘴抓取部件的中心线与所述双排抓取部件的中心线间分别具有一夹角；所述双排吸嘴抓取部件包括抓取支架、第一电动缸和双排气吸嘴，所述双排气吸嘴对称安装在所述抓取支架的下方并与气泵连接，用于抓取中部所述地膜和/或滴灌带；所述第一电动缸的固定端安装在所述机架上，所述第一电动缸的移动端于所述抓取支架的中部连接；所述第一电动缸用于调节所述双排气吸嘴的高度，以便于所述伸缩剪切机构剪断所述地膜和/或滴灌带。

9、上述的断膜带装置，其中，所述单排吸嘴抓取部件包括弧形支架、第二电动缸和单排气吸嘴，所述弧形支架靠近内侧的一端分别与所述抓取支架的两侧铰接；所述单排气吸嘴安装在所述弧形支架靠近外侧的一端并与所述气泵连接，用于分别抓取前端和后端所述地膜和/或滴灌带；所述第二电动缸的固定端安装在所述机架上，所述第二电动缸的移动端与所述弧形支架的中部连接；所述第二电动缸的轴线与所述第一电动缸的轴线间具有所述夹角，所述第二电动缸用于调节所述单排气吸嘴的角度，以便于所述环绕埋压机构填埋所述地膜和/或滴灌带。

10、上述的断膜带装置，其中，所述伸缩剪切机构包括：

11、伸缩剪切支架，安装在所述机架上；

12、剪切部件，包括剪切电动缸、移动滑块和剪刀，所述剪切电动缸安装在所述伸缩剪切支架上，所述移动滑块的顶端与所述剪切电动缸的移动端连接；所述剪刀与所述移动滑块的下端铰接；以及

13、水平伸缩机构，包括双伸缩电动缸和伸缩滑块，所述伸缩滑块安装在伸缩剪切支架上，所述双伸缩电动缸与所述伸缩滑块连接，用于控制所述剪切部件的移动距离。

14、上述的断膜带装置，其中，所述环绕埋压机构包括：

15、镇压电动缸，其固定端安装在所述机架上，用于调节环绕铲高度，便于挖土、镇压覆土后的地膜和/或滴灌带，确保其固定地头；以及

16、环饶铲，包括固定铲、移动铲和双液压缸，所述固定铲与所述镇压电动缸的移动端连接；所述双液压缸的一端与所述固定铲连接；所述移动铲与所述固定铲铰接并与所述双液压缸的另一端连接，所述双液压缸调节所述移动铲相对于所述固定铲的角度，以确保顺利铲土填埋地膜和/或滴灌带。

17、上述的断膜带装置，其中，所述测控系统包括：

18、拉线位移传感器，分别安装在所述第一电动缸、第二电动缸、剪切电动缸、双伸缩电动缸、镇压电动缸和双液压缸上，用于检测各电动缸和液压缸移动位移；

19、倾角传感器，分别安装在所述单排吸嘴抓取部件上，用于检测所述单排吸嘴抓取部件相对于所述双排吸嘴抓取部件的倾斜角度；

20、超声波传感器，分别安装在所述平行抓取机构和环绕埋压机构上，用于检测离地高度；

21、土壤压实度检测传感器，安装在所述环饶铲上，用于检测所述环绕埋压机构镇压前后的土壤压实度；

22、工业相机，安装在所述机架上，用于识别所述地膜和/或滴灌带是否剪断；以及

23、工控机，安装在所述机架上，用于接收各传感器检测值，并发出控制指令。

24、上述的断膜带装置，其中，所述工控机的输入端分别与土壤压实度检测传感器、工业相机、超声波传感器、拉线位移传感器和倾角传感器的输出端连接，所述工控机的输出端分别与所述第一电动缸、第二电动缸、剪切电动缸、双伸缩电动缸、镇压电动缸、双液压缸和气泵的输入端连接。

25、为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种断膜带方法，其中，包括以下步骤：

26、s100、通过超声波传感器检测平行抓取机构离地高度，驱动第一电动缸伸出，结合拉线位移传感器检测第一电动缸移动位移，调节平行抓取机构的双排气吸嘴至离地最佳高度；

27、s200、打开气泵，将所述双排气吸嘴的气力方向改成气吹，将地膜和/或滴灌带表面的杂质吹走，再将气力方向改成气吸，吸起所述地膜和/或滴灌带，然后驱动所述第一电动缸缩起，将所述平行抓取机构调节到伸缩剪切机构的上方；

28、s300、根据倾角传感器检测的前侧单排吸嘴抓取部件的倾斜角度信息，驱动对应的所述第二电动缸，调节前侧单排吸嘴抓取部件的旋转角度，使对应的单排气吸嘴能够吸住所述地膜和/或滴灌带，确保断膜带后顺利运输到另一行地头；

29、s400、根据倾角传感器检测的后侧单排吸嘴抓取部件的倾斜角度信息，驱动对应的第二电动缸，调节对应的单排吸嘴抓取部件的旋转角度，使对应的单排气吸嘴能够吸住所述地膜和/或滴灌带，再根据倾角传感器检测的信息，再次驱动对应的所述第二电动缸，带动对应的所述单排吸嘴抓取部件旋转，进而调节地膜和/或滴灌带位置移动到所述伸缩剪切机构的剪刀剪口处；

30、s500、根据拉线位移传感器检测的双伸缩电动缸的移动位移信息，驱动双伸缩电动缸伸出，带动所述剪刀移动，同时结合所述拉线位移传感器检测的剪切电动缸的移动位移信息，驱动剪切电动缸伸缩，剪断所述地膜和/或滴灌带；

31、s600、工业相机识别所述地膜和/或滴灌带是否剪断，若是，则进行下一步骤；若否，执行步骤s500，直到完全剪断；

32、s700、根据倾角传感器检测的后侧所述单排吸嘴抓取部件的倾斜角度信息，驱动对应的第二电动缸，调节所述后侧单排吸嘴抓取部件的旋转角度，再将对应的所述单排气吸嘴的气力关掉，确保所述地膜和/或滴灌带能够平稳落在地面；

33、s800、根据超声波传感器检测的环绕埋压机构的离地高度，驱动镇压电动缸伸出，结合拉线位移传感器检测的镇压电动缸移动位移，调节环饶铲高度，确保能够挖到土壤；根据拉线位移传感器检测双液压缸的移动位移，驱动双液压缸伸出，使移动铲与固定铲闭合完成挖土；以及

34、s900、当所述环绕埋压机构移动到所述地膜和/或滴灌带断掉的位置，再次根据所述超声波传感器检测的所述环绕埋压机构的离地高度，驱动所述镇压电动缸缩回，结合所述拉线位移传感器检测镇压电动缸移动位移，调节环饶铲高度，确保土壤能够填埋到断掉后的所述地膜和/或滴灌带；根据所述拉线位移传感器检测所述双液压缸的移动位移，驱动所述双液压缸缩回，使所述移动铲与固定铲打开，完成填埋；再根据所述拉线位移传感器检测所述双液压缸的移动位移，驱动所述双液压缸伸出，使所述移动铲与固定铲闭合，结合土壤压实度检测传感器检测土壤压实度，驱动所述镇压电动缸，使环绕铲向下运动，完成土壤镇压。

35、上述的断膜带方法，其中，当从另一行地头开始时，重复步骤s100、s700-s900，直至全部铺膜带工作完成。

36、为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种铺膜播种机，其中，包括上述的断膜带装置，所述断膜带装置设置在所述铺膜播种机的后端。

37、本发明的技术效果在于：

38、本发明适应不同类型的铺膜播种机，适用范围较广，布局合理，可实现抓切埋压多环节串联运动-有序匹配，高效断膜带，自动填埋膜带，填补了当前铺膜播种机断膜带空白，从根本上解决了作业效率低、劳动成本高、安全隐患大等难题，极大提升了作业质量，有效推动了铺膜播种机机械化进展。其中，采用多排阵列气嘴，实现平行抓取地膜和/或滴灌带过程，有效避免对地膜和/或滴灌带造成机械损伤；采用对称剪刀移动，自动剪断地膜和/或滴灌带，有效解决切割刀与地膜接触造成的磨损问题；采用环饶铲结构，完成填埋、镇压剪断前后的地膜和/或滴灌带，解决地膜和/或滴灌带地头难以填埋、压不住等问题；采用测控系统，有序串联匹配抓切埋压多环节，极大提升了作业效率和作业质量，加快了智能化进程发展，极大降低劳动强度和作业成本，有效推动了铺膜播种机由粗放作业向精准作业的转变，为其提供可靠保障。

39、以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。