專利名稱:一種草原雜草-鳶尾科植物的去除方法及去除裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于雜草去除技術(shù)領(lǐng)域：
，特別關(guān)于ー種針對鳶尾科植物如馬蓮等的去除方法及其專用去除裝置。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)大部分草地處于退化狀態(tài)，其中部分草地的退化表現(xiàn)為原優(yōu)勢種群草數(shù)量明顯減少，而多數(shù)家畜均不喜食的鳶尾科植物如馬蓮等則大量繁殖，這些雜草與原建 群種牧草形成強烈競爭，影響了草地產(chǎn)草量和經(jīng)濟效益，并造成草地的退化。因此，為改善此類退化草地的種群結(jié)構(gòu)，需要去除混生鳶尾科植物雜草。而目前國內(nèi)外尚無鳶尾科植物的專用去除機具，多為人工去除。這種除雜方式勞動強度大，效率低。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)王德成教授等人曾提出了“一種馬蓮除葉碎根裝置”(專利公開號CN101558756A)，這種作業(yè)方式對土壤的作用較強，作業(yè)后碎根效果好，但是易形成土壤過于粉碎，土壌修復(fù)時間長。因此，需考慮在盡量不破壞土壤的前提下，機械化去除草原雜草的技術(shù)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是要提供一種鳶尾科植物的去除方法及去除裝置，根據(jù)鳶尾科植物的生長和生物學(xué)特性，采用機械方式破壞其植物根系，達到除滅的目的。
為了達到本發(fā)明的第一個目的，所采用的技術(shù)方案包括ー種草原雜草-鳶尾科植物的去除方法，其特征在于，采用雙側(cè)刀具，以近似垂直根系的斜方向角度、先后異截面入土切根作業(yè)。
所述刀具在切根作業(yè)同時隨自走機械牽弓I方向前行。
所述刀具入土深度最大為200mm。
兩側(cè)刀具切縫間距根據(jù)入土角度而定，關(guān)系是d = 2h tana，其中a即入土角度，是刀具平面與垂直面間的夾角，為19° 45°，11是刀具的入土深度。
所述雙側(cè)刀具先后異截面入土切根作業(yè)通過如下方式實現(xiàn)
I)并聯(lián)設(shè)置兩組液壓系統(tǒng)，分別控制雙側(cè)刀具的入土動作，包括雙向液壓鎖，三位四通電磁換向閥，電磁比例調(diào)速閥，電磁溢流閥，壓カ表，壓カ繼電器，液壓泵，節(jié)流閥和油箱；
2)啟動將發(fā)動機與液壓泵的離合器結(jié)合，左右電磁溢流閥通電，液壓泵處于待工作狀態(tài)；
3)控制右液壓缸的相應(yīng)溢流閥斷電，調(diào)速閥通電，進行右液壓缸下降指定調(diào)速；
4)控制右液壓馬達的溢流閥斷電，通過時間延時器的控制，右液壓缸下降系統(tǒng)預(yù)設(shè)的時間后右液壓馬達開始運轉(zhuǎn)，刀具入土后根據(jù)設(shè)在液壓缸上的傳感器檢測的壓カ進行反饋控制；
5)通過時間延時器的控制，自走機械前進指定時間后，控制左液壓缸的調(diào)速閥通電，進行左液壓缸下降指定調(diào)速；[0014]6)通過時間延時器的控制，左液壓缸下降系統(tǒng)預(yù)設(shè)時間后左液壓馬達開始運轉(zhuǎn)，刀具入土后根據(jù)設(shè)在液壓缸上的傳感器檢測的壓カ進行反饋控制；
7)右液壓缸活塞桿推至末端后通過液壓鎖鎖定位置，停止下降，此時刀具邊前進邊旋轉(zhuǎn)；
8)左液壓缸活塞桿推至末端后通過液壓鎖鎖定位置，停止下降，此時刀具邊前進邊旋轉(zhuǎn)；
9)通過設(shè)立在液壓馬達的壓カ傳感器的控制，至設(shè)定壓カ值后，右液壓缸上升；
10)通過設(shè)立在液壓馬達的壓カ傳感器的控制，至設(shè)定壓カ值后，左液壓缸上升；
11)停機至左右液壓缸上升至原始位置后，相應(yīng)的電磁溢流閥通電，液壓泵回到待工作狀態(tài)。為了達到本發(fā)明的第二個目的，所采用的技術(shù)方案包括ー種草原雜草-鳶尾科植物的去除裝置，包括一機架，機架上設(shè)置ー橫向定位液壓缸和一滑板，滑板兩端分別通過一滑塊滑設(shè)在機架上，橫向定位液壓缸與一所述滑塊相連，滑板的正中央設(shè)置ー對正桿，對正桿左右兩側(cè)各設(shè)置ー組角度調(diào)整裝置，兩組角度調(diào)整裝置按前后方向錯位設(shè)置，每ー組角度調(diào)整裝置各連接ー工作液壓缸，工作液壓缸下端固定連接一刀架，液壓馬達與刀架固定連接，液壓馬達上連接刀盤，刀盤上周向均布3 4個刀具，左右兩組刀具呈V形傾斜對置；并聯(lián)設(shè)置兩組液壓系統(tǒng)，分別控制雙側(cè)刀具的入土動作，包括雙向液壓鎖，三位四通電磁換向閥，電磁比例調(diào)速閥，電磁溢流閥，壓カ表，壓カ繼電器，液壓泵，節(jié)流閥和油箱。
所述V形角度在38° 90°之間。
所述橫向定位液壓缸、工作液壓缸、液壓馬達由自走機械油箱和液壓泵控制供油。
本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點1、本發(fā)明方法及裝置對土壤的擾動非常小，作業(yè)后土壌結(jié)構(gòu)不會被破壞，機具作業(yè)時自走機械不需停止前進，效率高。2、入土方式為刀具前后錯開入土，可利用先切割形成的縫隙減少第二把刀具入土的土壤擠壓力，從而減小刀具的入土阻力。3、本發(fā)明對鳶尾科植物的去除和液壓自動作業(yè)程序均提出了具體可行方案，適用于因雜草叢生而退化的草地改良。4、除草的機械化符合農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的觀點，提高生產(chǎn)カ的同時沒有污染，因此應(yīng)用前景廣泛。


圖I為本發(fā)明安裝在自走機械上的示意圖；
圖2為本發(fā)明裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明裝置的左視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明裝置的液壓系統(tǒng)圖；
圖5為本發(fā)明的刀具呈19°角的安裝示意圖；
圖6為本發(fā)明的刀具呈30°角的安裝示意圖；
圖7為本發(fā)明的刀具呈45°角的安裝示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明作進ー步說明。
如圖I所示，本發(fā)明的切根方法，采用雙側(cè)刀具，斜方向、先后異截面入土的作業(yè)方式，刀具隨機具牽引方向沿縱向前行。
上述的切根作業(yè)入土深度為200mm，兩側(cè)切縫間距根據(jù)入土角度而定，關(guān)系是d =2h tana，其中d即是兩刀具之間的切縫間距；a是刀具平面與垂直面間的夾角，即入土角度，入土角度優(yōu)選為19° 45°，通常選擇19°、30°和45°三個角度；h是刀具的入土深度。
為實現(xiàn)這種在行進間進行鳶尾科植物切根作業(yè)的方法，本發(fā)明設(shè)置了一種切根裝置，如圖2、圖3所示的實施例，包括橫向定位液壓缸I、對正桿2、角度調(diào)整裝置3、滑板4、工作液壓缸5、滑塊6、機架7、液壓馬達8、刀架9、刀盤10、刀具11，它們組成本發(fā)明裝置的主體。
其中，機架7只有ー個；橫向定位液壓缸I也只有ー個，設(shè)置在機架7 —端，與一滑塊6相連?；?兩端分別通過ー滑塊6滑設(shè)在機架7上。橫向定位液壓缸I推動滑板4 在機架7上滑動。在滑板4的正中央設(shè)置ー對正桿2。在滑板4上對正桿2的左右兩側(cè)各設(shè)置ー組角度調(diào)整裝置3，每ー組角度調(diào)整裝置3各連接ー工作液壓缸5，工作液壓缸5下端固定連接刀架9，液壓馬達8與刀架9固定連接。液壓馬達8上通過平鍵與刀盤10連接，刀盤10上周向均布3 4個刀具11。左右兩組刀具呈V形傾斜對置。V形角度在38° 90°之間。
在滑板4上，兩組角度調(diào)整裝置3及其按上述關(guān)系連接的工作液壓缸5、液壓馬達
8、刀架9、刀盤10、刀具11等，按前后方向錯位設(shè)置。
角度調(diào)整裝置3采用現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)即可，比如絲杠調(diào)節(jié)裝置，在作業(yè)前，采用人エ調(diào)整角度，手持扳手類工具夾持絲杠上的六角形調(diào)整體，讓絲杠帶動螺旋滑塊偏轉(zhuǎn)，從而帶動工作液壓缸5作相應(yīng)偏轉(zhuǎn)，螺旋滑塊設(shè)置在滑板4上的弧形槽中，通過緊固螺栓固定。工作液壓缸5液壓缸體偏轉(zhuǎn)角度大小由角度指示器作出指示，偏轉(zhuǎn)角度達到エ況要求后，擰緊緊固螺栓即可。
作業(yè)時，整個鳶尾科植物去除裝置固定在自走機械前端，通過螺栓連接。動カ由發(fā)動機傳遞給液壓泵，高壓油經(jīng)過高壓油管輸送至橫向定位液壓缸I、工作液壓缸5及液壓馬達8。液壓泵帶動液壓馬達8轉(zhuǎn)動和工作液壓缸5活塞桿軸向移動。在液壓馬達8的驅(qū)動下，刀盤10和刀具11 一同高速旋轉(zhuǎn)。工作吋，駕駛員通過視覺發(fā)現(xiàn)成簇的雜草后，駕駛拖拉機或自走機械至雜草附近，進行初定位。在此過程中一邊行走一邊調(diào)整橫向位置，使對正桿2對準雜草中心，在工作部件經(jīng)過馬蓮前時，駕駛員便控制液壓系統(tǒng)使其開始工作。在自走機械和液壓機構(gòu)的作用下，邊前進邊旋轉(zhuǎn)斜方向向下切割雜草的地下根系，直至液壓缸活塞桿推至末端。通過設(shè)立在液壓馬達的壓カ傳感器指示至切割完畢后液壓機構(gòu)自動提升，駕駛員駕駛機器前往下ー工作目標。
如圖4所示，液壓系統(tǒng)為兩組并聯(lián)設(shè)置的系統(tǒng)，分別控制兩刀具，包括雙向液壓鎖14、14’，三位四通電磁換向閥15、15’、15”和15”’，電磁比例調(diào)速閥16、16’，電磁溢流閥17、17’，壓カ表18、18’，壓カ繼電器19、19’，液壓泵20，節(jié)流閥21、21’，油箱22。其中，自走機械上配置的發(fā)動機啟動后，經(jīng)皮帶傳動，使液壓泵20工作，齒輪泵從油箱吸油后，根據(jù)液壓系統(tǒng)的邏輯順序，將具有一定工作壓カ的液壓油壓入三位四通電磁換向閥15或15’或15”或15”’的進油ロ使液壓馬達或液壓缸工作。上述換向閥有三個油路控制位置左位、中位和右位。左位和右位分別控制左、右兩工作液壓缸5的下降行程和上升行程；而處于中位時，液壓缸的活塞桿的位置被鎖定，加上雙向液壓鎖14或14’的作用，液壓缸位置確保被鎖定。通過液壓系統(tǒng)邏輯順序的設(shè)計，從而實現(xiàn)了對整個機器的升、降以及轉(zhuǎn)動狀態(tài)的過程控制。
液壓系統(tǒng)自動作業(yè)程序具體如下
(I)啟動按下啟動鍵，將發(fā)動機與液壓泵的離合器結(jié)合，電磁溢流閥17和17’通電，液壓泵20處于待工作狀態(tài)(卸荷)；
(2)右液壓缸5下降溢流 閥17斷電，調(diào)速閥16’通電，進行右液壓缸5下降指定調(diào)速；
(3)右液壓馬達8運轉(zhuǎn)溢流閥17’斷電，通過時間延時器的控制，右液壓缸5下降系統(tǒng)預(yù)設(shè)的時間后液壓馬達8開始運轉(zhuǎn)，刀具入土后根據(jù)設(shè)在液壓缸上的傳感器檢測的壓カ進行反饋控制(速度V);
(4)左液壓缸5下降通過時間延時器的控制，自走機械前進指定時間后。調(diào)速閥16通電，進行左液壓缸5下降指定調(diào)速；
(5)左液壓馬達8運轉(zhuǎn)通過時間延時器的控制，左液壓缸5下降系統(tǒng)預(yù)設(shè)時間后左液壓馬達8開始運轉(zhuǎn)。刀具入土后根據(jù)設(shè)在液壓缸上的傳感器檢測的壓カ進行反饋控制(速度V);
(6)右液壓缸5停止下降活塞桿推至末端后通過液壓鎖鎖定位置，此時刀具邊前進邊旋轉(zhuǎn)；
(7)左液壓缸5停止下降活塞桿推至末端后通過液壓鎖鎖定位置，此時刀具邊前進邊旋轉(zhuǎn)；
(8)右液壓缸5上升通過設(shè)立在液壓馬達的壓カ傳感器的控制，至設(shè)定壓カ值后，右液壓缸5上升；
(9)左液壓缸5上升通過設(shè)立在液壓馬達的壓カ傳感器的控制，至設(shè)定壓カ值后，左液壓缸5上升；
(10)停機至左右液壓缸上升至原始位置后，電磁溢流閥17和17’通電，液壓泵20處于待工作狀態(tài)(卸荷)。
為適應(yīng)根系分布不同的植株的切根要求，本發(fā)明設(shè)計的刀具入土角度調(diào)整為19° 45°。當需要調(diào)整角度時，圖5、圖6和圖7所示分別為19°、30°、45°的實施例，改變角度調(diào)整裝置的安裝位置即可。
生長在干旱環(huán)境中的鳶尾科植物，其根系呈垂直分布，本發(fā)明采用斜方向旋切入土的方式，在自走機械和液壓機構(gòu)的作用下，邊前進邊切割作物根系。此方法對土壤的作用小，作業(yè)后土壤不至于粉碎的同時作業(yè)效率高。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.ー種草原雜草-鳶尾科植物的去除方法，其特征在于，采用雙側(cè)刀具，以近似垂直根系的斜方向角度、先后異截面入土切根作業(yè)。
2.如權(quán)利要求
I所述的ー種草原雜草-鳶尾科植物的去除方法，其特征在于，所述刀具在切根作業(yè)的同時隨自走機械牽弓I方向前行。
3.如權(quán)利要求
I所述的ー種草原雜草-鳶尾科植物的去除方法，其特征在于，所述刀具入土深度最大為200mm。
4.如權(quán)利要求
I所述的ー種草原雜草-鳶尾科植物的去除方法，其特征在于，兩側(cè)刀具切縫間距根據(jù)入土角度而定，關(guān)系是d = 2h ^tana，其中a即入土角度，是刀具平面與垂直面間的夾角，為19° 45°，11是刀具的入土深度。
5.如權(quán)利要求
I所述的ー種草原雜草-鳶尾科植物的去除方法，其特征在于，所述雙側(cè)刀具先后異截面入土切根作業(yè)通過如下方式實現(xiàn) 1)并聯(lián)設(shè)置兩組液壓系統(tǒng)，分別控制雙側(cè)刀具的入土動作，包括雙向液壓鎖，三位四通電磁換向閥，電磁比例調(diào)速閥，電磁溢流閥，壓カ表，壓カ繼電器，液壓泵，節(jié)流閥和油箱； 2)啟動將發(fā)動機與液壓泵的離合器結(jié)合，左右電磁溢流閥通電，液壓泵處于待工作狀態(tài)； 3)控制右液壓缸的相應(yīng)溢流閥斷電，調(diào)速閥通電，進行右液壓缸下降指定調(diào)速； 4)控制右液壓馬達的溢流閥斷電，通過時間延時器的控制，右液壓缸下降系統(tǒng)預(yù)設(shè)的時間后右液壓馬達開始運轉(zhuǎn)，刀具入土后根據(jù)設(shè)在液壓缸上的傳感器檢測的壓カ進行反饋控制； 5)通過時間延時器的控制，自走機械前進指定時間后，控制左液壓缸的調(diào)速閥通電，進行左液壓缸下降指定調(diào)速； 6)通過時間延時器的控制，左液壓缸下降系統(tǒng)預(yù)設(shè)時間后左液壓馬達開始運轉(zhuǎn)，刀具入土后根據(jù)設(shè)在液壓缸上的傳感器檢測的壓カ進行反饋控制； 7)右液壓缸活塞桿推至末端后通過液壓鎖鎖定位置，停止下降，此時刀具邊前進邊旋轉(zhuǎn); 8)左液壓缸活塞桿推至末端后通過液壓鎖鎖定位置，停止下降，此時刀具邊前進邊旋轉(zhuǎn); 9)通過設(shè)立在右液壓馬達的壓カ傳感器的控制，至設(shè)定壓カ值后，右液壓缸上升； 10)通過設(shè)立在左液壓馬達的壓カ傳感器的控制，至設(shè)定壓カ值后，左液壓缸上升； 11)停機至左、右液壓缸上升至原始位置后，相應(yīng)的電磁溢流閥和通電，液壓泵回到待工作狀態(tài)。
6.ー種草原雜草-鳶尾科植物的去除裝置，其特征在于，包括一機架，機架上設(shè)置ー橫向定位液壓缸和一滑板，滑板兩端分別通過一滑塊滑設(shè)在機架上，橫向定位液壓缸與一所述滑塊相連，滑板的正中央設(shè)置ー對正桿，對正桿左右兩側(cè)各設(shè)置ー組角度調(diào)整裝置，兩組角度調(diào)整裝置按前后方向錯位設(shè)置，每ー組角度調(diào)整裝置各連接ー工作液壓缸，工作液壓缸下端固定連接一刀架，液壓馬達與刀架固定連接，液壓馬達上連接刀盤，刀盤上周向均布3 4個刀具，左右兩組刀具呈V形傾斜對置； 并聯(lián)設(shè)置兩組液壓系統(tǒng)，分別控制雙側(cè)刀具的入土動作，包括雙向液壓鎖，三位四通電磁換向閥，電磁比例調(diào)速閥，電磁溢流閥，壓カ表，壓カ繼電器，液壓泵，節(jié)流閥和油箱。
7.如權(quán)利要求
6所述的ー種草原雜草-鳶尾科植物的去除裝置，其特征在于，所述V形角度在38° 90°之間。
8.如權(quán)利要求
6或7所述的ー種草原雜草-鳶尾科植物的去除裝置，其特征在于，所述橫向定位液壓缸、工作液壓缸、液壓馬達由自走機械油箱和液壓泵控制供油。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種草原雜草-鳶尾科植物的去除方法及去除裝置，方法采用雙側(cè)刀具，斜方向、先后異截面入土切根作業(yè)。裝置包括一機架，機架上設(shè)置一橫向定位液壓缸和一滑板，滑板兩端通過滑塊安裝在機架上，橫向定位液壓缸與一滑塊相連，滑板的正中央設(shè)置一對正桿，對正桿左右兩側(cè)各設(shè)置一組角度調(diào)整裝置，兩組角度調(diào)整裝置按前后方向錯位設(shè)置，每一組角度調(diào)整裝置各連接一工作液壓缸，工作液壓缸下端連接一刀架，液壓馬達與刀架固定連接，液壓馬達上連接刀盤，刀盤上周向均布3～4個刀具，左右兩組刀具呈V形傾斜對置。本發(fā)明對鳶尾科植物去除提出了具體可行方案，適用于因雜草叢生而退化的草地改良，符合農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的觀點，因此應(yīng)用前景廣泛。
文檔編號A01M21/02GKCN102090387 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 201010544020
公開日2012年11月28日 申請日期2010年11月12日
發(fā)明者王光輝, 王德成, 馬杰超 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan