一種新型果樹除草機的設計

李遠想，王尚堃

（周口職業技術學院，河南 周口 466000）

果園雜草是制約果樹優質豐產栽培的重要因素。梨園中雜草達到一定高度會和果樹爭吸營養，影響果樹正常生長。傳統的化學除草雖省力高效，但農藥殘留量大，污染環境，不符合無公害果品生產發展的要求。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，不適于果樹規模化栽培。省力機械化已成為果樹栽培管理發展的趨勢。但現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。張斌等設計了一種能和現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域的二次補耕，但卻需消耗大量能源，不利于環境資源的保護，不符合可持續發展的要求。中耕除草機雖有中耕除草、改良土壤質地的作用，但仍不符合生態環保可持續發展的要求。為提高除草機械的自動化和智能化程度，將物聯網技術引入到除草機的自動化設計過程中，采用無限傳感網絡節點定位技術，實現了除草機的自主定位和導航，能有效避開障礙物，可滿足自動化除草作業需求，但造價成本較高，使其大面積推廣應用受到一定的限制。因此，研發設計果園簡易、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難題。為解決果樹現有除草機在規模化栽培上使用時存在的問題，基于綠色、生態、環保的研發思路，設計了一種新型果樹除草機，達到了不破壞生態、能改良和培肥土壤、能源可持續再生利用的目的。

1 設計思路

制作一個平面底座，在底座底部左右兩側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、蓄電池和太陽能發電裝置，推桿頂部安裝把手，推桿的前表面頂部安裝控制裝置，抽風機右側與粉碎箱左側底部連通，左側支腿左側安裝安裝板，安裝板頂部安裝有驅動馬達，驅動馬達表面動力輸出端和左側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，抽風機底部安裝導料管，且導料管底部貫穿底座，粉碎箱的左側中央位置安裝有電機，電機右側動力輸出端安裝轉軸，轉軸右側貫穿粉碎箱左側延伸至粉碎箱內腔右側，轉軸位于粉碎箱內腔的一端外壁均勻安裝破碎桿，破碎桿外壁均勻設置破碎刀片。破碎箱右側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，且旋耕機構位于導料管左側。太陽能發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、驅動馬達、電機、液壓缸和旋耕機構電性連接。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構

2 新型果樹除草機結構組成

底座1底部左右兩側均通過支腿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4、蓄電池5和太陽能發電裝置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的右側與粉碎箱3的左側底部連通，左側支腿8的左側安裝安裝板9，安裝板9的頂部安裝驅動馬達10，驅動馬達10表面動力輸出端和左側滾輪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的底部安裝有導料管12，且導料管12的底部貫穿底座1，粉碎箱3的左側中央位置安裝電機13，電機13的右側動力輸出端安裝有轉軸14，轉軸14的右側貫穿粉碎箱3的左側延伸至粉碎箱3的內腔右側，轉軸14位于粉碎箱3內腔的一端外壁均勻安裝有破碎桿15，破碎桿15的外壁均勻設置有破碎刀片16。破碎箱3的右側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19，且旋耕機構19位于導料管12的左側。太陽能發電裝置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4、驅動馬達10、電機13、液壓缸18和旋耕機構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4、驅動馬達10和電機13，除草機構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，電機13帶動轉軸14和破碎桿15轉動；通過破碎刀片16粉碎雜草，粉碎后的雜草由導料管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 新型果樹除草機優點

利用太陽能發電裝置為整個裝置提供能源，符合生態、環保，資源可持續利用的原則，也不會污染環境，設置旋耕機構可疏松土壤，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、節能環保。