一種芒屬植物的機械化作業(yè)設備及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及農業(yè)機械技術領域，尤其涉及一種芒屬植物的機械化作業(yè)設備及其控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著化石能源的減少和生態(tài)環(huán)境的惡化，人類對可再生清潔能源的開發(fā)與利用日益重視。在目前已開發(fā)和正在開發(fā)的非化石能源中，生物質能源不僅具有清潔、安全、可貯藏、可再生、可固碳的優(yōu)點，且還是唯一可轉化為固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)燃料，并可提供生物基的能源資源，因而被公認為是應對能源和環(huán)境危機最理想的新能源。芒屬植物為禾本科的C4類高大草本植物，一直是用于造紙、保持水土和礦區(qū)生態(tài)修復的資源植物。近年來，芒屬植物更由于其高光效、高生物量、高蓄能、強適應性、易繁殖、低成本、耐瘠薄等特性而成為國內外高度關注的纖維能源植物；中國是世界芒屬植物的分布中心，形成了極其豐富的種質資源類型，最有經(jīng)濟價值的種類在我國都有廣泛分布，其中，芒、五節(jié)芒、荻和南荻四個種作為能源植物開發(fā)利用的價值最大。隨著生物質能源研究的推進，世界各國在纖維生物質轉化與利用技術領域的發(fā)展也十分迅速，同時隨著農業(yè)現(xiàn)代化、農業(yè)機械化技術的進步，大規(guī)模人工種植芒屬能源植物，為纖維生物質能源的轉化與高值化利用開辟了廣闊的應用途徑和發(fā)展空間。芒屬植物種植密度一般為0.75X0.75m，以每畝1000?1200株實生苗為適宜，種植深度為5-lOcm，傳統(tǒng)人工種植方法是旋耕田塊后，采用單穴單苗或多苗插桿種植，對種植直立度要求不高；但人工插桿容易造成苗桿破損，進而影響其生長。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所解決的技術問題在于提供一種芒屬植物的機械化作業(yè)設備及其控制方法，以解決上述【背景技術】中的缺點。
[0004]本發(fā)明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現(xiàn):
一種芒屬植物的機械化作業(yè)設備，包括發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、苗盤、切送苗機構、扶手架、座椅、后支架、限高輪總成、種植機構、旋耕機構、行駛系統(tǒng)及車架；其中，發(fā)動機安裝在車架前端，扶手架安裝在車架后端，發(fā)動機通過傳動系統(tǒng)與安裝在車架上的行駛系統(tǒng)、旋耕機構連接；切送苗機構包括切苗機構與送苗機構，且行駛系統(tǒng)與送苗機構連接，苗盤安裝在車架上，并與切苗機構連接，種植機構設置在送苗機構下方，同時在扶手架下方設置有限高輪總成與后支架，座椅安裝在后支架上，機械設備行駛時，駕駛員坐在座椅上，調整好參數(shù)后機械設備即可工作；具體連接結構如下:
切送苗機構中，切苗機構與送苗機構安裝在苗盤外殼內，苗盤設置在切苗機構上方，送苗機構設置在切苗機構下方；切苗機構中，切苗筒為圓環(huán)形結構，且位于切苗盤上方，并在切苗盤上開有切苗落苗孔，同時在切苗盤的切削工作面上開設有用于切削芒桿的刃口 ；送苗機構中，送苗筒設置在切苗落苗孔下方，且位于送苗盤的上方，送苗盤上開有送苗落苗孔； 苗盤外殼固定于驅動箱，切苗盤、送苗盤固定在支撐軸上，支撐軸固定在驅動箱上，且切苗盤與驅動軸連接，驅動軸上連接有驅動軸齒輪，用于給切苗機構、送苗機構、栽植機構提供動力；驅動箱中，齒輪軸上套裝有齒輪軸齒輪和從動錐齒輪，從動錐齒輪與主動錐齒輪嚙合；鏈輪軸通過軸承安裝在驅動箱外殼上，且其一端套裝有從動鏈輪，另一端插入主動錐齒輪中，同時在從動鏈輪上設置有牙嵌式離合器與離合器操縱機構，通過牙嵌式離合器與離合器操縱機構以實現(xiàn)驅動力的結合與分離；
種植機構包括導苗機構與栽植機構，導苗機構設置在送苗機構下方，且位于栽植機構上方；導苗機構中，導苗筒固定在支撐軸和驅動軸上，且位于支撐軸與驅動軸之間，起傳導芒草苗作用，同時導苗筒與送苗落苗孔對接；栽植機構中，導苗筒位于左導土板與右導土板上方，左導土板與右導土板固定在支撐軸上組成豎V型種植器，并在左導土板與右導土板上端安裝有用于自動回位的扭轉彈簧，在左導土板、右導土板分開后，扭轉彈簧可帶動左導土板、右導土板自動回位；而左導土板、右導土板前端焊接有導土板開啟支架，導土板開啟支架內設置有凸輪，凸輪套裝在驅動軸上，導土板開啟支架通過凸輪實現(xiàn)開啟與關閉；
行駛系統(tǒng)中設置有地輪驅動機構，地輪驅動機構包括車輪、主動鏈輪及車輪驅動軸，其中，車輪驅動軸一端安裝有車輪，另一端安裝有主動鏈輪，主動鏈輪與從動鏈輪嚙合；車輪驅動軸將動力通過主動鏈輪傳遞至從動鏈輪；
限高輪總成中，連接桿一端與扶手架連接，另一端安裝在固定套上，固定套上設置有用于調節(jié)限高輪的高度調節(jié)手柄；主銷軸一端與高度調節(jié)手柄連接，另一端與用于安裝限高輪的限高輪安裝架連接，且主銷軸嵌套在后支架上。
[0005]在本發(fā)明中，切苗盤為圓盤式結構，且切苗盤通過切苗筒固定架固定在支撐軸上。
[0006]在本發(fā)明中，送苗盤為圓盤式結構，送苗盤通過送苗筒固定架固定在支撐軸上。
[0007]在本發(fā)明中，切苗盤通過花鍵套與驅動軸連接。
[0008]在本發(fā)明中，左導土板通過導土板上端加強筋固定在支撐軸上，右導土板通過導土板下端加強筋固定在支撐軸上。
[0009]在本發(fā)明中，主動鏈輪通過鏈條與從動鏈輪嚙合，并在鏈條上安裝有鏈條換向輪。
[0010]在本發(fā)明中，后支架包括后支架水平架與后支架垂直架，后支架垂直架一端安裝在扶手架上，另一端安裝在后支架水平架上，用于平衡扶手架。
[0011 ] 在本發(fā)明中，后支架水平架前端嵌套有主銷軸。
[0012]在本發(fā)明中，連接桿通過扶手架固定套與扶手架連接。
[0013]在本發(fā)明中，旋耕機構位于車輪與限高輪之間，且旋耕機構的旋耕刀片最低點低于車輪最低點水平面。
[0014]一種芒屬植物的機械化作業(yè)設備控制方法，具體步驟如下:
機械設備行駛前，首先將待移栽的芒草苗置于苗盤中，而后啟動發(fā)動機，發(fā)動機通過傳動系統(tǒng)帶動安裝在車架上的行駛系統(tǒng)、旋耕機構運動，當機械設備行駛20?50cm后，行駛系統(tǒng)帶動送苗機構進入工作狀態(tài)；操作人員通過操作牙嵌式離合器與從動鏈輪結合、分離以實現(xiàn)驅動力的結合與分離；當牙嵌式離合器與從動鏈輪分離時，從動鏈輪在鏈輪軸上空轉，暫停輸送芒草苗，當牙嵌式離合器與從動鏈輪結合時，動力經(jīng)鏈輪軸傳遞至主動錐齒輪，主動錐齒輪與從動錐齒輪嚙合，動力換向后通過齒輪軸齒輪傳遞至驅動軸齒輪，驅動軸齒輪驅動驅動軸轉動；而后驅動軸帶動切苗盤順時針轉動，置于苗盤的芒草苗進入切苗筒，當切苗盤的切苗落苗孔對準切苗筒時，芒草桿開始下落，此時由于送苗盤遮擋送苗筒，故芒草桿被限制在送苗筒中，其高度為芒草節(jié)的平均高度，隨著切苗盤繼續(xù)轉動，切苗盤的刃口在關閉切苗筒時切斷苗桿，同時在切斷苗桿的后一個時刻，送苗盤的送苗落苗孔對準送苗筒，芒草苗在自重作用下落至導苗機構的導苗筒中；芒草苗沿著導苗筒下落至栽植機構中，栽植機構中的豎V型種植器插入旋耕土層中隨機械一同行駛，且插入深度可調，豎V型種植器在機械行駛時在旋耕土層上劃開一道寬4~5cm的土槽，從導苗筒中下落的芒草苗在自重作用下下落至土槽中，豎V型種植器一側將泥土導離土槽，另一側擋住芒草苗，以防止芒草苗