一種新型果樹除草機的設(shè)計

李遠想，王尚堃

（周口職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 周口 466000）

果園雜草是制約果樹優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)栽培的重要因素。梨園中雜草達到一定高度會和果樹爭吸營養(yǎng)，影響果樹正常生長。傳統(tǒng)的化學(xué)除草雖省力高效，但農(nóng)藥殘留量大，污染環(huán)境，不符合無公害果品生產(chǎn)發(fā)展的要求。采用人工除草雖可避免這些不利影響，但勞動強度大、投入人力成本高，不適于果樹規(guī)模化栽培。省力機械化已成為果樹栽培管理發(fā)展的趨勢。但現(xiàn)有果樹除草機大都只有除草功能，用于修剪果園行間草坪、植被等。張斌等設(shè)計了一種能和現(xiàn)有果園種植模式配套的果樹株間除草自動讓樹裝置，減少了人力、物力資源的浪費及果園少耕區(qū)域的二次補耕，但卻需消耗大量能源，不利于環(huán)境資源的保護，不符合可持續(xù)發(fā)展的要求。中耕除草機雖有中耕除草、改良土壤質(zhì)地的作用，但仍不符合生態(tài)環(huán)保可持續(xù)發(fā)展的要求。為提高除草機械的自動化和智能化程度，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入到除草機的自動化設(shè)計過程中，采用無限傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位技術(shù)，實現(xiàn)了除草機的自主定位和導(dǎo)航，能有效避開障礙物，可滿足自動化除草作業(yè)需求，但造價成本較高，使其大面積推廣應(yīng)用受到一定的限制。因此，研發(fā)設(shè)計果園簡易、省力式除草機已成為果樹栽培上迫切需要解決的一大技術(shù)難題。為解決果樹現(xiàn)有除草機在規(guī)模化栽培上使用時存在的問題，基于綠色、生態(tài)、環(huán)保的研發(fā)思路，設(shè)計了一種新型果樹除草機，達到了不破壞生態(tài)、能改良和培肥土壤、能源可持續(xù)再生利用的目的。

1 設(shè)計思路

制作一個平面底座，在底座底部左右兩側(cè)均通過支腿安裝移動輪，底座頂部從左到右依次安裝推桿、抽風機、粉碎箱、除草機構(gòu)、蓄電池和太陽能發(fā)電裝置，推桿頂部安裝把手，推桿的前表面頂部安裝控制裝置，抽風機右側(cè)與粉碎箱左側(cè)底部連通，左側(cè)支腿左側(cè)安裝安裝板，安裝板頂部安裝有驅(qū)動馬達，驅(qū)動馬達表面動力輸出端和左側(cè)滾輪前表面均安裝皮帶盤，兩組所述皮帶盤之間通過皮帶連接，抽風機底部安裝導(dǎo)料管，且導(dǎo)料管底部貫穿底座，粉碎箱的左側(cè)中央位置安裝有電機，電機右側(cè)動力輸出端安裝轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸右側(cè)貫穿粉碎箱左側(cè)延伸至粉碎箱內(nèi)腔右側(cè)，轉(zhuǎn)軸位于粉碎箱內(nèi)腔的一端外壁均勻安裝破碎桿，破碎桿外壁均勻設(shè)置破碎刀片。破碎箱右側(cè)中央位置安裝吸料管，吸料管底部貫穿底座，底座底部安裝液壓缸。液壓缸底部動力輸出端安裝旋耕機構(gòu)，且旋耕機構(gòu)位于導(dǎo)料管左側(cè)。太陽能發(fā)電裝置與蓄電池電性連接，蓄電池與控制裝置電性連接，控制裝置分別與抽風機、除草機構(gòu)、驅(qū)動馬達、電機、液壓缸和旋耕機構(gòu)電性連接。把手外壁套接有橡膠套，且橡膠套外壁開有防滑螺紋。破碎刀片焊接在破碎桿的表面。具體見圖1。

圖1 一種新型果樹除草機結(jié)構(gòu)

2 新型果樹除草機結(jié)構(gòu)組成

底座1底部左右兩側(cè)均通過支腿8安裝移動輪7，底座1頂部從左到右依次安裝推桿20、抽風機2、粉碎箱3、除草機構(gòu)4、蓄電池5和太陽能發(fā)電裝置6，推桿20頂部安裝把手21，推桿20前表面頂部安裝控制裝置22，抽風機2的右側(cè)與粉碎箱3的左側(cè)底部連通，左側(cè)支腿8的左側(cè)安裝安裝板9，安裝板9的頂部安裝驅(qū)動馬達10，驅(qū)動馬達10表面動力輸出端和左側(cè)滾輪7的前表面均安裝有皮帶盤11，兩組皮帶盤11之間通過皮帶連接，抽風機2的底部安裝有導(dǎo)料管12，且導(dǎo)料管12的底部貫穿底座1，粉碎箱3的左側(cè)中央位置安裝電機13，電機13的右側(cè)動力輸出端安裝有轉(zhuǎn)軸14，轉(zhuǎn)軸14的右側(cè)貫穿粉碎箱3的左側(cè)延伸至粉碎箱3的內(nèi)腔右側(cè)，轉(zhuǎn)軸14位于粉碎箱3內(nèi)腔的一端外壁均勻安裝有破碎桿15，破碎桿15的外壁均勻設(shè)置有破碎刀片16。破碎箱3的右側(cè)中央位置安裝有吸料管17，吸料管17的底部貫穿底座1，底座1底部安裝有液壓缸18，液壓缸18的底部動力輸出端安裝旋耕機構(gòu)19，且旋耕機構(gòu)19位于導(dǎo)料管12的左側(cè)。太陽能發(fā)電裝置6與蓄電池5電性連接，蓄電池5與控制裝置22電性連接，控制裝置22分別與抽風機2、除草機構(gòu)4、驅(qū)動馬達10、電機13、液壓缸18和旋耕機構(gòu)19電性連接。把手21的外壁套接有橡膠套，且橡膠套的外壁開有防滑螺紋。

3 新型果樹除草機工作機理

利用太陽能發(fā)電裝置6給蓄電池5充電。使用時，通過控制裝置22開啟抽風機2、除草機構(gòu)4、驅(qū)動馬達10和電機13，除草機構(gòu)4進行除草，抽風機2通過吸料管17將除后的雜草吸入粉碎箱3內(nèi)，電機13帶動轉(zhuǎn)軸14和破碎桿15轉(zhuǎn)動；通過破碎刀片16粉碎雜草，粉碎后的雜草由導(dǎo)料管12排出。割草同時，通過控制裝置22開啟液壓缸18和旋耕機構(gòu)19，進行土壤旋耕，旋耕土壤深度控制在10～15cm，壓住打碎雜草。

4 新型果樹除草機優(yōu)點

利用太陽能發(fā)電裝置為整個裝置提供能源，符合生態(tài)、環(huán)保，資源可持續(xù)利用的原則，也不會污染環(huán)境，設(shè)置旋耕機構(gòu)可疏松土壤，雜草覆蓋在果園土壤表面，能起到保墑作用；通過粉碎裝置的粉碎，雜草與少量土壤混合，堆漚后可作為有機肥料施用，對改良土壤、提高其肥力具有良好效果。總之，該新型果樹除草機簡便、快速，省力、高效、節(jié)能環(huán)保。