一种农作物超声波断根刀和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种农作物超声波断根刀和系统，包括：断根刀和安装断根刀的刀架，所述刀架上安装至少一个超声波换能器，所述的刀架通过柔性连接件与拖拉机的车架柔性连接，所述的超声波换能器与安装在拖拉机上的超声波电源连接。本发明专利技术采用超声波断根刀，利用超声波震动切割和加热凝结的功能，阻止农作物根系被切断后从切断刀流出营养液体，尽量减少伤流，使断根后的农作物快速回到原有的长势，避免因为断根部位坏死造成作物减产甚至枯萎。所述的断根系统通过使用切位控制机构、切深控制机构、切角控制机构控制了断根切入的位置、深度和角度，有效的把握了断根位置和力度，提高了农作物生长过程中的水资源利用率，改善和保持了农田的土壤墒情和肥力。

Ultrasonic cutting tool and system for crops

The invention relates to a crop root system and ultrasonic knife, including: cutting knife and cutting knife installation tool, at least one ultrasonic transducer mounted on the tool carrier, wherein the knife rack by a flexible connecting piece is connected with the flexible frame of the tractor, the ultrasonic transducer connected with the ultrasonic power supply is installed on a tractor the. The invention adopts ultrasonic vibration cutting knife, cutting and heating condensation using ultrasonic wave function, prevent the crop root after being cut off from the cutter outflow of liquid nutrition, reduce bleeding, the root of the crops after the rapid return to the original growth, avoid because of cutting site necrosis caused by crop even withered. The root system by using a control mechanism for cutting and cutting depth control mechanism, the control mechanism controls the root cutting angle starting position, depth and angle, effectively grasp the root position and intensity, improve the growth of crops in the process of water resources utilization, improve and maintain the soil moisture and fertility.

【技术实现步骤摘要】
一种农作物超声波断根刀和系统
本专利技术涉及一种农作物超声波断根刀和系统，是一种节水环保的农田管理措施，是一种提高农作物产量和水分利用效率的装置和系统。
技术介绍
在世界范围内，水资源的短缺日益受到人们的关注，农业水资源的高效利用已是世界农业研究的主要问题。因此，现代农业研究的目标不再仅仅满足于高产，还应侧重节约资源，提高水资源利用效率。植物个体间竞争最强烈的环境资源是土壤水分，而根系是竞争水分最主要的器官。根系生长发育状况与作物产量密切相关，合理调控根系生长可以促进作物地上部与地下部的协调发展，有利于作物产量和水分利用效率的提高。在一些严重缺水的地区，如中国北方的黄土高原地区，农作物生长完全依靠降雨和农田灌溉，土壤深层次完全干枯无水，但农作物在遗传的作用下趋向于深扎根，同时扩张根系，以便寻找地下水源。这种根系的扩张在黄土高原之类的地区毫无用处，反而增加水源和土地肥力的负担，浪费了本可以增加农作物产量的资源。因此，有人提出了断根的方法，即在一定的农作物生长期，将过于发达的根系切断，以此在不影响农作物产量的前提下，提高水源和土地肥力利用率。经过试验证明，这一方式确实可以减少灌溉用水，并使被切除的根系在土壤中腐烂发酵，还原为土壤肥力。然而该方法会造成断根部位“伤流”，从断根处流出的液体富含作物生长所需的养分，流失太多，会造成长势衰弱，断根后一段时间内作物长势受到影响，甚至会因为断根部位坏死造成作物减产甚至枯萎。
技术实现思路
为了克服现有技术的问题，本专利技术提出了一种农作物超声波断根刀和系统。所述的超声波断根刀和系统使用超声波进行断根作业，使农作物的根部被切断后，其切断点能够快速凝结，阻止伤流，减少农作物根系的伤害。本专利技术的目的是这样实现的：一种农作物超声波断根刀，包括：断根刀和安装断根刀的刀架，所述的刀架上安装至少一个超声波换能器，所述的刀架通过柔性连接件与拖拉机的车架柔性连接，所述的超声波换能器与安装在拖拉机上的超声波电源连接。进一步的，所述的断根刀为镰刀形。进一步的，所述的断根刀为圆盘形。进一步的，所述的断根刀的外缘设有刀齿，所述的断根刀通过刀轴与刀架连接，所述的刀轴通过传动轴与拖拉机的动力轴连接。进一步的，至少有一个所述的超声波换能器的震动方向与拖拉机的前行方向一致。进一步的，至少有一个所述的超声波换能器的震动方向为竖直或接近竖直。一种使用上述超声波断根刀的超声波断根系统，包括依次连接的：断根刀、刀轴、刀架、柔性连接件，所述的柔性连接件通过切深控制机构、切角控制机构、切位控制机构与拖拉机的车架连接，所述的刀架上设有超声波换能器，所述的超声波换能器与安装在拖拉机上的超声波电源连接。进一步的，所述的切位控制机构包括：安装在拖拉机车架上的固定架，所述的固定架上安装有水平移动架，所述的水平移动架与所述的电凝刀架连接。进一步的，所述的切深控制机构包括：安装在拖拉机车架上或所述水平移动架上的上下移动架。进一步的，所述的切角控制机构包括：安装在拖拉机车架与上下移动架之间，或水平移动架与上下移动架之间的铰链，以及铰链的旋转角度锁止机构。本专利技术产生的有益效果是：本专利技术采用超声波断根刀，利用超声波震动切割和加热凝结的功能，阻止农作物根系被切断后从切断刀流出营养液体，尽量减少伤流，使断根后的农作物快速回到原有的长势，避免因为断根部位坏死造成作物减产甚至枯萎。所述的断根系统通过使用切位控制机构、切深控制机构、切角控制机构控制了断根切入的位置、深度和角度，有效的把握了断根位置和力度，提高了农作物生长过程中的水资源利用率，改善和保持了农田的土壤墒情和肥力。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术的实施例一所述超声波断根刀的结构示意图；图2是本专利技术的实施例二所述镰刀形断根刀的示意图，是图1中A-A方向的放大图；图3是本专利技术的实施例二所述多把镰刀形断根刀的示意图，是图1中A-A方向的放大图；图4是本专利技术的实施例三所述圆盘形断根刀的示意图，是图1中A-A方向的放大图；图5是本专利技术的实施例四中所述带有刀齿的圆盘形断根刀的示意图，是图6中B-B方向的放大图；图6是本专利技术的实施例四中所述圆盘形断根刀的传动结构示意图；图7是本专利技术的实施例七所述系统的结构示意图；图8本专利技术的实施例八中所述系统的切位控制机构的结构示意图；图9是本专利技术的实施例九中所述系统的切深控制机构的结构示意图；图10是本专利技术的实施例十中所述系统的切角控制机构的结构示意图。具体实施方式实施例一：本实施例是一种农作物超声波断根刀，如图1所示。本实施例包括：断根刀1和安装断根刀的刀架2，所述的刀架上安装有超声波换能器3，所述的刀架通过柔性连接件4与拖拉机的车架5柔性连接，所述的超声波换能器与安装在拖拉机上的超声波电源6连接。本实施例主要以超声波作为动力源，进行农作物的断根作用，更为重要的是以超声波所产生的快速振动，产生摩擦热效应，对农作物根系边被切断的位置瞬间加热并凝结，阻止农作物根系的营养成分流失，从而避免断根部位“伤流”，减轻甚至消除断根后作物长势受到影响的情况发生，有效提升断根效益和效果。本实施例的断根作业可以有两种方式，一种是完全使用超声波进行断根和加热凝结。这种方式机械结构比较简单，但超声波电源的功率较大，在拖拉机必须使用单独的发电系统，或者更新拖拉机的发动机，增强发动机的功率，以适应大功率的发电输出。另一种是利用拖拉机的动力轴输出动力带动带有轮齿的盘形刀，对农作物的根系进行机械切割，同时在使用超声波对根系断点进行加热凝结。这种方式的超声波电源的功率较小，可以直接使用拖拉机原有的电池组供电，或者更新原拖拉机的电池组，加强蓄电能力。单纯使用超声波进行断根和加热凝结作业的断根刀形状可以是镰刀型或圆盘形等各种形状，切断根系的过程中刀体本身相对拖拉机的车架固定不动，只是在断根作业时有拖拉机拖动前行。当使用机械方式进行断根作业时，为作业的连续性，可以使用盘形，也可以使用多个镰刀型的刀体，等分圆周分布，形成轮流切入土壤的断根过程。盘形的断根刀通过刀轴与拖拉机的动力轴连接，形成断根刀旋转的动力，以此对农作物的根系进行机械切割。为增强超声波的动能效应，可以在刀架上安装多个超声波换能器。由于超声波换能器具有一定的振动方向，当使用超声波同时进行断根切割和加热凝结的过程时，可以将换能器的振动方向与拖拉机的行进方向一致。当超声波单纯作为加热凝结作业时时，可以将超声波换能器的振动方向设置为竖直方向。当然也可以同时竖直和水平两个以上的换能器，使断根刀同时向两个方向振动，形成组合运动，以提高效率。超声波振动在机械设备中是一种十分特殊而难以应付的物理现象，特别是对于螺栓、螺丝、铆钉等紧固件，因此限制超声波振动波的传播十分重要。为避免超声波的振动从刀架传递到拖拉机的车架上，进而传递到整个拖拉机上，本实施例在拖拉机车架与刀架之间设置了柔性连接件。所述的柔性支连接件，可以直接使用汽车上连接发动机和车架的柔性连接件。这种连接件是由弹性体夹在两个刚性件之间构成。弹性体可以是由橡胶等具有柔韧性的材料构成，或者是由约束良好的多方向金属弹簧构成，在有些情况下还安装阻尼器，使其更加有效的阻止振动的通过。总之，柔性连接件是能够多方向有限运动，并可以阻止超声波振动传递的元件。实施例二：本实施例是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种农作物超声波断根刀，包括：断根刀和安装断根刀的刀架，其特征在于，所述的刀架上安装至少一个超声波换能器，所述的刀架通过柔性连接件与拖拉机的车架柔性连接，所述的超声波换能器与安装在拖拉机上的超声波电源连接。

【技术特征摘要】
1.一种农作物超声波断根刀，包括：断根刀和安装断根刀的刀架，其特征在于，所述的刀架上安装至少一个超声波换能器，所述的刀架通过柔性连接件与拖拉机的车架柔性连接，所述的超声波换能器与安装在拖拉机上的超声波电源连接。2.根据权利要求1所述的超声波断根刀，其特征在于，所述的断根刀为镰刀形。3.根据权利要求2所述的超声波断根刀，其特征在于，所述的断根刀为圆盘形。4.根据权利要求3所述的超声波断根刀，其特征在于，所述的断根刀的外缘设有刀齿，所述的断根刀通过刀轴与刀架连接，所述的刀轴通过传动轴与拖拉机的动力轴连接。5.根据权利要求1-4之一所述的超声波断根刀，其特征在于，至少有一个所述的超声波换能器的震动方向与拖拉机的前行方向一致。6.根据权利要求5所述的超声波断根刀，其特征在于，至少有一个所述的超声波换能器的震动方向为竖直或接近竖直。7.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：王英，严登华，龚家国，王利娜，郝彩莲，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11