一种拱棚插架覆膜覆土复式作业机

1.本发明涉及农业装备技术领域，特别是涉及一种拱棚插架覆膜覆土复式作业机。


背景技术：

2.拱棚栽培可为作物提供一个具有良好的温度、湿度及光质量的小气候环境，并可防止病虫害及减少自然灾害的影响，从而提高作物的产量及品质，提早收获和延长生长周期，因而被广泛应用于蔬菜、花卉等园艺作物的种植中。拱棚按照尺寸大小可分为大拱棚、中拱棚和小拱棚，其中，小拱棚的跨度一般为3m以下，中高1.3m以下；特别是跨度2米以下的小拱棚多为临时性的，可以使用机械进行架设。
3.拱棚架设机(small-arch-shederectionmachine)是将棚杆按照一定的间距平稳插进土里，而后覆上棚膜形成塑料拱棚的作业机械。目前，部分拱棚架设机将棚杆压插机构与覆膜机构组合，一个作业流程即可完成拱棚棚杆压插、覆盖棚膜、膜边覆土的多项复式作业，也有拱棚架设机只进行拱棚棚杆压插作业，而后由拱棚覆膜机进行覆棚膜及膜边覆土作业。
4.在农业生产中，采用拱棚种植模式，在蔬菜栽培、育苗等方面的应用越来越广泛，主要利用竹材、荆条、钢材或定型薄壁热度锌管等材料作为棚架，并覆盖塑料薄膜，搭成拱形棚，目前意大利、日本、中国等国家已有的拱棚架设机适用于跨度180cm以下，中高55-90cm的小拱棚架设与覆膜。
5.目前拱棚架设主要有人工架设和机械架设，人工架设拱棚是用米尺量先量出固定距离后进行两侧打孔，继而将弯好的竹坯棚杆插孔掩埋，再在架设好的棚杆上铺上棚膜，并在膜两边覆土，这样不仅种植误差大，使整体抗风效果变差，而且浪费大量劳动力，劳动效率低下。
6.发明专利cn109006057a中公开了一种高效半自动小型拱棚插架覆膜一体机及其控制方法，虽然简单阐述了插架、覆膜两个功能，但该专利并无动力驱动，也无前进后退功能，只能称之为插架覆膜装置，且该专利的弯折部件，并未阐述，配合轨迹也未明确。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种拱棚插架覆膜覆土复式作业机，以解决上述现有技术存在的问题，可以一次性完成棚杆搭建、棚膜铺设、膜边覆土压实等作业，大大提高生产效率，减少人员劳动强度。
8.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
9.本发明提供一种拱棚插架覆膜覆土复式作业机，包括主机架，所述主机架的底部安装有行走轮，所述行走轮连接有动力装置，所述动力装置能够带动所述行走轮转动；所述主机架上还安装有扦插机构和覆膜覆土机构，所述扦插机构包括弯杆装置和下压装置，所述弯杆装置用于弯折棚杆，所述下压装置位于所述弯杆装置的上方，并用于将弯折后的棚杆压入土壤中，所述扦插机构连接有驱动机构，所述驱动机构能够带动所述扦插机构弯折
所述棚杆并将弯折后的棚杆压入土壤中；所述覆膜覆土机构用于在将所述棚杆压入土壤中后，将棚膜覆盖在所述棚杆上，并在所述棚膜的边缘覆盖土壤。
10.优选的，所述弯杆装置包括弯杆臂，所述弯杆臂设置有两个，两个所述弯杆臂分别用于对棚杆的两端进行弯折。
11.优选的，所述下压装置包括下压支架，所述下压支架的两侧滑动安装于扦插机构支架上，所述扦插机构支架安装于所述主机架的前端；所述下压支架上安装有上凸的弧形架，所述弧形架的中间位置及两侧均固定有固定槽，所述固定槽上固定有开沟朝下的v型压板；所述弯杆臂上设置有滑轨，所述下压支架上对应安装有滑轨轴承，所述滑轨轴承安装于所述滑轨内，当所述下压支架向下移动时，能够带动所述弯杆臂向下转动弯折所述棚杆，当所述下压支架向上移动时，能够带动所述弯杆臂复位。
12.优选的，所述驱动机构采用液压缸，所述液压缸连接有液压系统，所述液压缸的活塞杆通过驱动连杆机构与所述下压支架连接，并能够带动所述下压支架沿所述扦插机构支架上下移动。
13.优选的，所述主机架上还安装有棚杆放置支架，所述棚杆放置支架位于所述下压装置的上方，并用于放置棚杆；所述主机架上还安装有进杆装置，所述进杆装置能够将所述棚杆放置支架中的所述棚杆放入所述弯杆装置。
14.优选的，所述覆膜覆土机构包括挂膜架、导膜轮、撑膜杆和覆土盘，所述挂膜架上用于放置所述棚膜，所述导膜轮用于连续拉扯所述棚膜，并将所述棚膜覆盖在所述棚杆上，所述撑膜杆用于支撑所述棚膜；所述主机架的后端两侧均设置有一所述覆土盘，所述覆土盘用于将土壤覆盖在所述棚膜的边缘，所述覆土盘上安装有调节手柄，所述调节手柄用于调节所述覆土盘的角度。
15.优选的，所述覆土盘的内侧中心位置还安装有刮土板，所述刮土板的安装角度为25
°‑
35
°
。
16.优选的，所述主机架包括左右对称设置的左支架和右支架，所述左支架和所述右支架通过丝杆连接，所述丝杆的一端连接有调节把手，通过转动所述调节把手能够调节所述左支架与所述右支架之间的间距。
17.优选的，所述动力装置为汽油机，所述汽油机安装于所述主机架上。
18.优选的，所述主机架的前端两侧的行走轮为驱动轮，两侧的所述驱动轮通过驱动轴连接，所述汽油机能够驱动所述驱动轴转动；所述主机架的后端两侧的行走轮均为万向轮。
19.本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
20.本发明拱棚插架覆膜覆土复式作业机的主机架上安装有扦插机构和覆膜覆土机构，能够一次性完成棚杆搭建、棚膜铺设、膜边覆土压实等作业；设置有动力装置，能够带动行走轮转动，从而能够带动整个作业机移动，而且扦插机构连接有驱动机构，能够自动弯折棚杆并将弯折后的棚杆压入土壤中，大大提高生产效率，减少人员劳动强度。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施
例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明实施例中拱棚插架覆膜覆土复式作业机的结构示意图；
23.图2为本发明实施例中扦插机构的结构示意图；
24.图3为本发明实施例中弯杆装置的放大示意图；
25.图4为本发明实施例中覆膜覆土机构的结构示意图；
26.图5为本发明实施例中拱棚插架覆膜覆土复式作业机的插架工作流程图；
27.其中，1.扦插机构支架；2.棚杆放置支架；3.棚杆摆放位置档板；4.弯杆臂；5.v型压板；6.驱动连杆机构；7.调节把手；8.丝杆；9.主机架；10.汽油机；11.万向轮；12.挂膜架；13.撑膜杆；14.导膜轮；15.覆土盘；16.调节手柄；17.刮土板；18.下压支架；19.弧形架；20.滑轨轴承；21.连接杆；22.复位弹簧；23.弯折压板；24.承杆柱；25.压膜轮。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.本发明的目的是提供一种拱棚插架覆膜覆土复式作业机，以解决上述现有技术存在的问题，可以一次性完成棚杆搭建、棚膜铺设、膜边覆土压实等作业，大大提高生产效率，减少人员劳动强度。
30.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
31.实施例一
32.如图1-图5所示，本实施例提供一种拱棚插架覆膜覆土复式作业机，包括主机架9，所述主机架9的底部安装有行走轮，所述行走轮连接有动力装置，所述动力装置能够带动所述行走轮转动；所述主机架9上还安装有扦插机构和覆膜覆土机构，所述扦插机构包括弯杆装置和下压装置，所述弯杆装置用于弯折棚杆，所述下压装置位于所述弯杆装置的上方，并用于将弯折后的棚杆压入土壤中，所述扦插机构连接有驱动机构，所述驱动机构能够带动所述扦插机构自动弯折所述棚杆并将弯折后的棚杆压入土壤中；所述覆膜覆土机构用于在将所述棚杆压入土壤中后，将棚膜覆盖在所述棚杆上，并在所述棚膜的边缘覆盖土壤并压实。
33.本实施例中主机架9上安装有扦插机构和覆膜覆土机构，能够一次性完成棚杆搭建、棚膜铺设、膜边覆土压实等作业；设置有动力装置，能够带动行走轮转动，从而能够带动整个作业机移动，而且扦插机构连接有驱动机构，能够自动弯折棚杆并将弯折后的棚杆压入土壤中，大大提高生产效率，减少人员劳动强度。
34.在本实施例中，如图2-图3所示，所述弯杆装置包括弯杆臂4，所述弯杆臂4设置有两个，两个弯杆臂4分别位于扦插机构支架1的两侧，且两个弯杆臂4的内侧均安装于扦插机构支架1上，并与扦插机构支架1转动连接，两个弯杆臂4分别用于对棚杆的两端进行弯折；进一步地，弯杆臂4上还安装有承杆柱24及弯折压板23，其中承杆柱24用于承载棚杆，弯折
压板23用于弯折棚杆，且弯折压板23更靠近棚杆的端部，当需要对棚杆进行弯折时，将棚杆的两端分别放在两个弯杆臂4的上方，此时弯折压板23位于棚杆的上方，通过弯杆臂4带动弯折压板23将棚杆的两端向下弯折。
35.在本实施例中，所述下压装置包括下压支架18，所述下压支架18的两侧滑动安装于扦插机构支架1上，所述扦插机构支架1安装于所述主机架9的前端，具体地，扦插机构支架1的两侧设置有竖向导轨，下压支架18的两侧设置有导轮，导轮安装于竖向导轨内，使下压支架18能够沿扦插机构支架1上下往复移动；所述下压支架18上安装有向上凸起的弧形架19，所述弧形架19的底部中间位置及两侧均固定有固定槽，所述固定槽上通过螺栓固定有开沟朝下的v型压板5，通过调整固定槽的上下位置能够确保弯折棚杆时，棚杆下压受力均匀，从而提高插架的成功率。
36.在本实施例中，所述弯杆臂4上沿其长度方向设置有滑轨，所述下压支架18的两侧均通过一连接杆21连接有与滑轨相对应的滑轨轴承20，所述滑轨轴承20滑动安装于所述滑轨内，构成曲柄滑块机构；当所述下压支架18向下移动时，能够带动所述弯杆臂4向下转动至竖直状态，弯折所述棚杆，然后下压装置继续下压，实现直棚杆的自动弯折插接；当所述下压支架18向上移动时，能够带动所述弯杆臂4复位至水平状态，其中，下压支架18的两侧还设置有复位弹簧22与弯杆臂4连接，有助于弯杆臂4的复位。
37.在本实施例中，所述驱动机构采用液压缸，所述液压缸连接有液压系统，所述液压缸的活塞杆与所述下压支架18连接，并能够带动所述下压支架18沿所述扦插机构支架1上下移动；其中，液压缸的活塞杆可以直接与下压支架18连接，亦可以通过驱动连杆机构6与下压支架18连接，根据具体工作需要进行选择，本实施例中优选活塞杆通过驱动连杆机构6与下压支架18连接。
38.需要说明的是，液压系统为现有成熟技术，可以根据具体工作需要进行选择，本实施例中便不再进行赘述；具体地，液压系统可以主要由：齿轮泵、油箱、溢流阀、节流阀、分配阀和液压换向阀等组成，液压动力通过汽油机10带动齿轮泵实现，通过分配阀实现不同液压装置控制，压力油进入液压缸的有杆腔体和无杆腔体内，作用于活塞上的推力推动活塞杆伸缩，从而通过驱动连杆机构6带动扦插机构进行插接棚杆。
39.在本实施例中，所述主机架9上还安装有棚杆放置支架2，所述棚杆放置支架2位于所述下压装置的上方，并用于放置棚杆；本实施例中，可以选择人工将所述棚杆放置支架2中的所述棚杆放入所述弯杆装置中；或者，还可以在所述主机架9上安装有进杆装置，通过所述进杆装置将所述棚杆放置支架2中的所述棚杆放入所述弯杆装置中，其中，进杆装置可以根据工作需要进行选择，如选择机械手或者夹爪等，抓取所述棚杆放置支架2中的所述棚杆，并放入到所述弯杆装置中。进一步地，在主机架9上还安装有棚杆摆放位置档板3，棚杆摆放位置档板3位于棚杆放置支架2和弯杆装置的一侧，能够对棚杆放置位置进行限制。
40.如图5所示，本实施例中拱棚插架覆膜覆土复式作业机的插架工作流程主要包括取杆、放杆、弯杆和压杆，具体过程如下：
41.1)扦插机构下压；将棚杆放置支架2中的棚杆取出并放入所述弯杆装置后，棚杆由弯杆臂4的承杆柱24支撑；此时液压系统工作，液压泵在发动机带动下转动，通过液压动作带动曲柄滑块机构运动，作为曲柄滑块机构中的滑块(下压装置)向下作业，其中弯杆臂4的滑轨轴承20固定在下压装置上，进而弯杆臂4从水平位置旋转到竖直位置，使棚杆变弯，扦
插机构继续向下作业，将棚杆杆压入土中。
42.2)扦插机构复位；棚杆入土后，弯杆臂4的弯折压板23回弹，与棚杆分离，进而通过液压动作带动扦插机构复位，完成一次棚杆插接作业。
43.在本实施例中，所述覆膜覆土机构主要包括挂膜架12、导膜轮14、撑膜杆13、压膜轮25以及覆土盘15；其中，所述挂膜架12设置有两个，棚膜的两端分别放置于两个挂膜架12上；所述导膜轮14设置有三个，三个导膜轮14分别位于主机架9后方两侧以及中间位置，且导膜轮14位于棚膜的上方，用于通过摩擦连续拉扯所述棚膜，并将所述棚膜覆盖在所述棚杆上；所述撑膜杆13位于棚膜的下方，用于支撑所述棚膜；所述主机架9的后端两侧均设置有一压膜轮25，压膜轮25用于将棚膜的边缘位置压紧在地面上，在压膜轮25的后方设置有所述覆土盘15，所述覆土盘15用于将土壤覆盖在所述棚膜的边缘，所述覆土盘15上安装有调节手柄16，所述调节手柄16用于调节所述覆土盘15的安装角度；其中，覆土盘15通过转轴转动安装于覆膜覆土机构的支架上，且调节手柄16与转轴连接，通过调节手柄16能够带动转轴转动，从而调节覆土盘15的安装角度，在覆膜覆土机构的支架上还安装有限位槽，调节手柄16安装于该限位槽内，通过该限位槽能够限制覆土盘15的转动角度。
44.进一步地，本实施例中还可以根据工作需要对覆膜覆土机构的阻尼装置、夹持装置等部件优化设计；而且所述覆土盘15的内侧中心位置还安装有刮土板17，所述刮土板17的安装角度为25
°‑
35
°
，优选为30
°
，能够保证膜边覆土的效果；其中，刮土板17的安装角度为刮土板17与拱棚插架覆膜覆土复式作业机的直线行驶方向之间的夹角。
45.在本实施例中，所述主机架包括左右对称设置的左支架和右支架，所述左支架和所述右支架通过丝杆8连接，所述丝杆8的一端连接有调节把手7，通过转动所述调节把手7能够带动丝杆8转动，从而能够调节所述左支架与所述右支架之间的间距，实现行距的调节；其中，在左支架和右支架之间还并排安装有多个光轴，左支架和右支架滑动安装于光轴上，光轴在对左支架和右支架的滑动进行导向的同时，能够与丝杆8一起对左支架和右支架进行支撑，提高主机架9的稳定性。其中，左支架和右支架与扦插机构支架1以及覆膜覆土机构的支架滑动连接，在调节左支架和右支架之间的间距时，扦插机构支架1以及覆膜覆土机构的支架并不进行移动。
46.在本实施例中，所述动力装置为发动机，优选为汽油机10，所述汽油机10安装于所述主机架9上。
47.在本实施例中，所述主机架9的前端两侧的行走轮为驱动轮，两侧的驱动轮通过驱动轴连接，所述汽油机10能够驱动所述驱动轴转动，从而带动驱动轮转动，实现整个作业机的移动；所述主机架9的后端两侧的行走轮均为万向轮11，以便于进行转向。
48.在本实施例中，拱棚插架覆膜覆土复式作业机的智能控制系统由西门子s7-1200cpu1214c，传感器，排量15ml/r、额定转速2000r/min的液压系统，行进系统和自动进杆插架系统等组成，可实现小拱棚插架覆膜覆土复式作业机自动进杆、等距插架和覆膜的全自动化作业，整体控制流程如图2所示。具体地，传感器根据具体工作需要进行选择，主要包括光电开关、位移传感器以及接近开关等，其中，光电开关用于检测棚杆，位移传感器用于检测作业机行进距离，接近开关用于检测扦插机构下压位置。
49.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本
发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
50.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种拱棚插架覆膜覆土复式作业机，其特征在于：包括主机架，所述主机架的底部安装有行走轮，所述行走轮连接有动力装置，所述动力装置能够带动所述行走轮转动；所述主机架上还安装有扦插机构和覆膜覆土机构，所述扦插机构包括弯杆装置和下压装置，所述弯杆装置用于弯折棚杆，所述下压装置位于所述弯杆装置的上方，并用于将弯折后的棚杆压入土壤中，所述扦插机构连接有驱动机构，所述驱动机构能够带动所述扦插机构弯折所述棚杆并将弯折后的棚杆压入土壤中；所述覆膜覆土机构用于在将所述棚杆压入土壤中后，将棚膜覆盖在所述棚杆上，并在所述棚膜的边缘覆盖土壤。2.根据权利要求1所述的拱棚插架覆膜覆土复式作业机，其特征在于：所述弯杆装置包括弯杆臂，所述弯杆臂设置有两个，两个所述弯杆臂分别用于对棚杆的两端进行弯折。3.根据权利要求2所述的拱棚插架覆膜覆土复式作业机，其特征在于：所述下压装置包括下压支架，所述下压支架的两侧滑动安装于扦插机构支架上，所述扦插机构支架安装于所述主机架的前端；所述下压支架上安装有上凸的弧形架，所述弧形架的中间位置及两侧均固定有固定槽，所述固定槽上固定有开沟朝下的v型压板；所述弯杆臂上设置有滑轨，所述下压支架上对应安装有滑轨轴承，所述滑轨轴承安装于所述滑轨内，当所述下压支架向下移动时，能够带动所述弯杆臂向下转动弯折所述棚杆，当所述下压支架向上移动时，能够带动所述弯杆臂复位。4.根据权利要求3所述的拱棚插架覆膜覆土复式作业机，其特征在于：所述驱动机构采用液压缸，所述液压缸连接有液压系统，所述液压缸的活塞杆通过驱动连杆机构与所述下压支架连接，并能够带动所述下压支架沿所述扦插机构支架上下移动。5.根据权利要求1-4任意一项所述的拱棚插架覆膜覆土复式作业机，其特征在于：所述主机架上还安装有棚杆放置支架，所述棚杆放置支架位于所述下压装置的上方，并用于放置棚杆；所述主机架上还安装有进杆装置，所述进杆装置能够将所述棚杆放置支架中的所述棚杆放入所述弯杆装置。6.根据权利要求1所述的拱棚插架覆膜覆土复式作业机，其特征在于：所述覆膜覆土机构包括挂膜架、导膜轮、撑膜杆和覆土盘，所述挂膜架上用于放置所述棚膜，所述导膜轮用于连续拉扯所述棚膜，并将所述棚膜覆盖在所述棚杆上，所述撑膜杆用于支撑所述棚膜；所述主机架的后端两侧均设置有一所述覆土盘，所述覆土盘用于将土壤覆盖在所述棚膜的边缘，所述覆土盘上安装有调节手柄，所述调节手柄用于调节所述覆土盘的角度。7.根据权利要求6所述的拱棚插架覆膜覆土复式作业机，其特征在于：所述覆土盘的内侧中心位置还安装有刮土板，所述刮土板的安装角度为25
°‑
35
°
。8.根据权利要求1所述的拱棚插架覆膜覆土复式作业机，其特征在于：所述主机架包括左右对称设置的左支架和右支架，所述左支架和所述右支架通过丝杆连接，所述丝杆的一端连接有调节把手，通过转动所述调节把手能够调节所述左支架与所述右支架之间的间距。9.根据权利要求1所述的拱棚插架覆膜覆土复式作业机，其特征在于：所述动力装置为汽油机，所述汽油机安装于所述主机架上。10.根据权利要求9所述的拱棚插架覆膜覆土复式作业机，其特征在于：所述主机架的前端两侧的行走轮为驱动轮，两侧的所述驱动轮通过驱动轴连接，所述汽油机能够驱动所述驱动轴转动；所述主机架的后端两侧的行走轮均为万向轮。

技术总结
本发明公开一种拱棚插架覆膜覆土复式作业机，涉及农业装备技术领域，包括主机架，主机架的底部安装有行走轮，行走轮连接有动力装置，动力装置能够驱动行走轮转动；主机架上还安装有扦插机构和覆膜覆土机构，扦插机构包括弯杆装置和下压装置，弯杆装置用于弯折棚杆，下压装置位于弯杆装置的上方，并用于将弯折后的棚杆压入土壤中，扦插机构连接有驱动机构，驱动机构能够带动扦插机构弯折棚杆并将弯折后的棚杆压入土壤中；覆膜覆土机构用于在将棚杆压入土壤中后，将棚膜覆盖在棚杆上，并在棚膜的边缘覆盖土壤。本发明可以一次性完成棚杆搭建、棚膜铺设、膜边覆土压实等作业，大大提高生产效率，减少人员劳动强度。减少人员劳动强度。减少人员劳动强度。


技术研发人员：刘德江 龚艳 胡健灵 王果 朱迎春 陈晓
受保护的技术使用者：中国农业科学院西部农业研究中心
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/7/12