一种新型果树除草机的设计

李远想，王尚堃

（周口职业技术学院，河南 周口 466000）

果园杂草是制约果树优质丰产栽培的重要因素。梨园中杂草达到一定高度会和果树争吸营养，影响果树正常生长。传统的化学除草虽省力高效，但农药残留量大，污染环境，不符合无公害果品生产发展的要求。采用人工除草虽可避免这些不利影响，但劳动强度大、投入人力成本高，不适于果树规模化栽培。省力机械化已成为果树栽培管理发展的趋势。但现有果树除草机大都只有除草功能，用于修剪果园行间草坪、植被等。张斌等设计了一种能和现有果园种植模式配套的果树株间除草自动让树装置，减少了人力、物力资源的浪费及果园少耕区域的二次补耕，但却需消耗大量能源，不利于环境资源的保护，不符合可持续发展的要求。中耕除草机虽有中耕除草、改良土壤质地的作用，但仍不符合生态环保可持续发展的要求。为提高除草机械的自动化和智能化程度，将物联网技术引入到除草机的自动化设计过程中，采用无限传感网络节点定位技术，实现了除草机的自主定位和导航，能有效避开障碍物，可满足自动化除草作业需求，但造价成本较高，使其大面积推广应用受到一定的限制。因此，研发设计果园简易、省力式除草机已成为果树栽培上迫切需要解决的一大技术难题。为解决果树现有除草机在规模化栽培上使用时存在的问题，基于绿色、生态、环保的研发思路，设计了一种新型果树除草机，达到了不破坏生态、能改良和培肥土壤、能源可持续再生利用的目的。

1 设计思路

制作一个平面底座，在底座底部左右两侧均通过支腿安装移动轮，底座顶部从左到右依次安装推杆、抽风机、粉碎箱、除草机构、蓄电池和太阳能发电装置，推杆顶部安装把手，推杆的前表面顶部安装控制装置，抽风机右侧与粉碎箱左侧底部连通，左侧支腿左侧安装安装板，安装板顶部安装有驱动马达，驱动马达表面动力输出端和左侧滚轮前表面均安装皮带盘，两组所述皮带盘之间通过皮带连接，抽风机底部安装导料管，且导料管底部贯穿底座，粉碎箱的左侧中央位置安装有电机，电机右侧动力输出端安装转轴，转轴右侧贯穿粉碎箱左侧延伸至粉碎箱内腔右侧，转轴位于粉碎箱内腔的一端外壁均匀安装破碎杆，破碎杆外壁均匀设置破碎刀片。破碎箱右侧中央位置安装吸料管，吸料管底部贯穿底座，底座底部安装液压缸。液压缸底部动力输出端安装旋耕机构，且旋耕机构位于导料管左侧。太阳能发电装置与蓄电池电性连接，蓄电池与控制装置电性连接，控制装置分别与抽风机、除草机构、驱动马达、电机、液压缸和旋耕机构电性连接。把手外壁套接有橡胶套，且橡胶套外壁开有防滑螺纹。破碎刀片焊接在破碎杆的表面。具体见图1。

图1 一种新型果树除草机结构

2 新型果树除草机结构组成

底座1底部左右两侧均通过支腿8安装移动轮7，底座1顶部从左到右依次安装推杆20、抽风机2、粉碎箱3、除草机构4、蓄电池5和太阳能发电装置6，推杆20顶部安装把手21，推杆20前表面顶部安装控制装置22，抽风机2的右侧与粉碎箱3的左侧底部连通，左侧支腿8的左侧安装安装板9，安装板9的顶部安装驱动马达10，驱动马达10表面动力输出端和左侧滚轮7的前表面均安装有皮带盘11，两组皮带盘11之间通过皮带连接，抽风机2的底部安装有导料管12，且导料管12的底部贯穿底座1，粉碎箱3的左侧中央位置安装电机13，电机13的右侧动力输出端安装有转轴14，转轴14的右侧贯穿粉碎箱3的左侧延伸至粉碎箱3的内腔右侧，转轴14位于粉碎箱3内腔的一端外壁均匀安装有破碎杆15，破碎杆15的外壁均匀设置有破碎刀片16。破碎箱3的右侧中央位置安装有吸料管17，吸料管17的底部贯穿底座1，底座1底部安装有液压缸18，液压缸18的底部动力输出端安装旋耕机构19，且旋耕机构19位于导料管12的左侧。太阳能发电装置6与蓄电池5电性连接，蓄电池5与控制装置22电性连接，控制装置22分别与抽风机2、除草机构4、驱动马达10、电机13、液压缸18和旋耕机构19电性连接。把手21的外壁套接有橡胶套，且橡胶套的外壁开有防滑螺纹。

3 新型果树除草机工作机理

利用太阳能发电装置6给蓄电池5充电。使用时，通过控制装置22开启抽风机2、除草机构4、驱动马达10和电机13，除草机构4进行除草，抽风机2通过吸料管17将除后的杂草吸入粉碎箱3内，电机13带动转轴14和破碎杆15转动；通过破碎刀片16粉碎杂草，粉碎后的杂草由导料管12排出。割草同时，通过控制装置22开启液压缸18和旋耕机构19，进行土壤旋耕，旋耕土壤深度控制在10～15cm，压住打碎杂草。

4 新型果树除草机优点

利用太阳能发电装置为整个装置提供能源，符合生态、环保，资源可持续利用的原则，也不会污染环境，设置旋耕机构可疏松土壤，杂草覆盖在果园土壤表面，能起到保墒作用；通过粉碎装置的粉碎，杂草与少量土壤混合，堆沤后可作为有机肥料施用，对改良土壤、提高其肥力具有良好效果。总之，该新型果树除草机简便、快速，省力、高效、节能环保。