地膜揭膜機及其控制方法與流程

本發明屬于農業機械技術領域，具體涉及一種地膜揭膜機及其控制方法。

背景技術：

地膜即地面覆蓋薄膜，通常是透明或黑色PE薄膜，也有綠、銀色薄膜，用于地面覆蓋，以提高土壤溫度，保持土壤水分，維持土壤結構，防止害蟲侵襲作物和某些微生物引起的病害等，促進植物生長的功能，是現今廣泛使用的一項農業增產增收技術。地膜覆蓋栽培，起始于日本南方多雨地區。這項技術自傳入我國之后，在煙草農業生產上得到了大力推廣，據不完全統計，到目前為止，我國煙草地膜覆蓋面積已占煙草總種植面積的70％左右，它已發展成為煙草栽培一項重要技術措施。

長期的地膜覆蓋會導致煙株病蟲害加重、抗倒伏性和抗逆性變差、易早衰等問題，因此需要在煙株幼苗栽下一段時間后將地膜回收，以保證煙株的正常生長。雖然目前農用揭膜機已被應用，但是地膜通常存在破損，現有的揭膜機存在輸出扭矩不可控，常常出現拉斷地膜的情況，又需要人工再次將地膜固定在揭膜機上。而且現有的揭膜機的輥筒(卷膜輥)由于結構設計問題，回收的膜難以卸下，需要將整個輥筒(卷膜輥)進行更換，不但效率低下，而且需要準備備用的輥筒(卷膜輥)，費時費力。并且現有的揭膜機體積大，適用于平原地區，在山地丘陵地區根本無法實際應用。解決以上問題成為當務之急。

技術實現要素：

為解決以上技術問題，本發明提供一種適用于山地丘陵地區，能夠同時回收覆蓋在兩個壟上的地膜，防止地膜在回收過程中斷裂的地膜揭膜機及其控制方法。

為實現上述目的，本發明技術方案如下：

一種地膜揭膜機，其要點在于：包括行走支撐機構和設置在該行走支撐機構上的揭膜機構；所述行走支撐機構包括機架以及均設置在該機架上的行走輪和扶手架；所述揭膜機構包括兩根分別可轉動地設置在所述機架兩側并沿水平方向向外延伸的傳動軸、分別固套在兩個傳動軸上的兩個輥筒、分別用于驅動兩個傳動軸轉動的兩個驅動裝置以及控制兩個驅動裝置工作的控制器；當檢測到行走輪轉動時，控制器根據檢測到的兩個輥筒各自承受的拉力大小，分別控制兩個對應的驅動裝置的輸出扭矩。

采用以上結構，結構緊湊，易于手扶操作，行走支撐機構能夠在兩個壟之間自如地行走，適用于山地丘陵地區作業，通過兩個輥筒的轉動，能夠一次同時回收覆蓋在兩個壟上的全部地膜，不再需要像傳統的地膜回收裝置一樣需要使用特制的地膜或者增加地膜切割工具，提高工作效率，也使結構更加簡單，并且兩個驅動裝置相互獨立設置，控制器對其分別進行單獨控制，能夠根據檢測到的兩張地膜各自的地膜拉力的大小，分別單獨實時調節對應的驅動裝置的輸出扭矩，進而控制對應的輥筒的轉動扭矩，既有效防止地膜因輥筒的轉動扭矩過大而斷裂，又能保證高效地對地膜進行回收，同時保護壟上的植株免遭破壞或者傷害，并且，相鄰兩個壟的地膜回收完成后只需將地膜從輥筒上卸下即可，不必將輥筒整個替換，進一步提高工作效率，減少人工，具有極高的實用性。

作為優選：所述驅動裝置包括電機和傳動組件，所述電機通過傳動組件帶動所述傳動軸轉動。采用以上結構，電機能夠快速、穩定地提供輸出扭矩，以準確控制輥筒的轉動扭矩。

作為優選：所述傳動組件包括套設在所述電機的輸出軸上的主動鏈輪和套設在所述傳動軸上的從動鏈輪，該從動鏈輪和主動鏈輪之間連接有傳動鏈條。采用以上結構，結構簡單、可靠，便于維護，且易于實現，能夠穩定可靠地實現扭矩的傳遞。

作為優選：所述輥筒呈錐形或者圓臺形，其外徑自靠近所述機架一端向外逐漸減小。采用以上結構，使輥筒的外表面具有錐面，便于快速地卸下纏繞在輥筒上的地膜，高效便捷，不再需要更換輥筒，既大大提高了工作效率，又不再需要準備備用輥筒，減小了整個設備或者操作工人的負載，并大大降低了操作工人的操作難度。

作為優選：在所述機架的前部沿水平方向設置有支撐桿，在該支撐桿上沿垂直方向設置有四根導桿，四根導桿兩兩一組地分別位于各自對應的一個所述輥筒的前方，且每組導桿之間距離小于或等于對應的所述輥筒的長度。采用以上結構，每組導桿使地膜在回收過程中有一個聚攏的效果，有效提高了地膜自身的拉伸強度，進一步防止地膜在回收過程中發生斷裂的情況，提高了工作效率，同時使輥筒上纏繞的每層地膜呈褶皺狀，有效減小了每層地膜之間的接觸面積，使地膜更易從輥筒上卸下，進一步提高了工作效率。

作為優選：在所述輥筒上均設有用于固定地膜的卡口，該卡口位于所述輥筒靠近機架的一端。采用以上結構，先將覆蓋在每個壟上的每張地膜的端部卡入卡口，使其被可靠地限位，保證了整個設備在地膜回收的初期的可靠運行。

作為優選：在所述行走輪上固定安裝有輪盤，在該輪盤的盤面上設有多個呈環形均勻分布的永磁鐵，在所述輪盤的一側設置有磁傳感器，該磁傳感器與所述設有永磁鐵的輪盤的盤面正對。采用以上結構，通過磁傳感器能夠準確、靈敏地檢測行走輪的工作狀態，實現電機的自動啟停，提高了整個設備的自動話程度，同時能夠在行走支撐機構停止前進時，立即將信號傳遞給控制器，使電機立即停止工作，輥筒停轉，有效避免了地膜崩斷的風險。

作為優選：所述行走輪為一個，其設置在所述機架下部的中心位置。采用以上結構，使行走支撐機構結構更加緊湊，同時也更加地靈活，十分適用于山區丘陵地區的田間地頭。

作為優選：在所述機架上安裝有電源。采用以上結構，電源可以鋰電池，也可以采用電瓶，不再需要外接電源，大大提高了整個設備的實用性和適用性。

一種地膜揭膜機的控制方法，其要點在于，按照以下步驟進行：

步驟1：設定地膜拉力判斷的上限值和下限值；

步驟2：判斷行走輪是否轉動：是，電機通電；否，電機斷電，并重復步驟2；

步驟3：判斷地膜拉力大小是否超過設定的范圍：是，調節電機的輸出扭矩；否，保持電機的輸出扭矩不變；

步驟4：重復步驟2～步驟3。

采用以上方法，使兩個電機能夠根據各自對應的地膜拉力實時調節電機的輸出扭矩，進而分別實時調節各自控制的輥筒的轉動扭矩，既有效防止地膜因輥筒的轉動扭矩過大而斷裂，又能保證高效地對地膜進行回收，同時保護壟上的植株免遭破壞或者傷害。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

采用本發明提供的地膜揭膜機及其控制方法，結構新穎、緊湊且可靠，易于實現，能夠一次同時回收覆蓋在兩個壟上的全部地膜，不再需要像傳統的地膜回收裝置一樣需要使用特制的地膜或者增加地膜切割工具，既有效防止地膜因輥筒的轉動扭矩過大而斷裂，又能保證高效地對地膜進行回收，同時保護壟上的植株免遭破壞或者傷害，并且能夠快速、便捷地將輥筒上的地膜卸下，減少了人工，適用于山地丘陵地區作業，大大提高了揭膜的效率，具有極高的實用性。

附圖說明

圖1為本發明的立體結構示意圖；

圖2為本發明的平面結構示意圖；

圖3為圖2的右視圖；

圖4為行走輪和機架的局部放大圖；

圖5為本發明控制方法的流程圖。

具體實施方式

以下結合實施例和附圖對本發明作進一步說明。

如圖1～圖3所示，一種地膜揭膜機，包括行走支撐機構1和設置在該行走支撐機構1上的揭膜機構2。其中，行走支撐機構1包括機架11，該機架11上設置有行走輪12和扶手架13，所述行走輪12為一個，并設置在所述機架11下部的中心位置，所述扶手架13包括兩根向后延伸的扶手桿131，兩根扶手桿131均設置在機架的中上部。整個行走支撐機構1的結構緊湊，并且十分靈活，能夠在相鄰的兩個壟之間自如地行走，適用于山區丘陵地區進行作業。

請參見圖1和圖2，所述揭膜機構2包括兩根分別可轉動地安裝在所述機架11上的傳動軸21，兩個傳動軸21分別通過軸承座111可轉動地安裝在所述機架11上，兩個傳動軸21位于所述機架11的兩側并沿水平方向向外延伸。在每個傳動軸21上各固套有一個輥筒22，該輥筒22均呈錐形或者圓臺形，其外徑自靠近所述機架11一端向外逐漸減小，且該滾筒22的錐度大小為1:100～1:20，便于快速地卸下纏繞在輥筒22上的地膜，并在所述輥筒22上均設有用于固定地膜的卡口(圖中未示出)，該卡口位于所述輥筒22靠近機架11的一端，使地膜被可靠地限位，保證了整個設備在地膜回收的初期的可靠運行。在所述機架11上安裝有兩個驅動裝置23，兩個驅動裝置23各自驅動對應的傳動軸21轉動。并在機架11上設有控制器24，該控制器24能夠實時分別控制兩個驅動裝置23輸出相同或者不同的扭矩。并在所述機架11上安裝有電源15，該電源15可以是電瓶或者鋰電池，能夠對整個設備供電。當檢測到行走輪12轉動時，控制器24根據檢測到的兩個輥筒22各自承受的拉力大小，分別控制兩個對應的驅動裝置23的輸出扭矩。

請參見圖1～圖3，所述驅動裝置23包括電機231和傳動組件232，所述電機231通過傳動組件232帶動所述傳動軸21轉動，所述傳動組件232包括套設在所述電機231的輸出軸上的主動鏈輪232a和套設在所述傳動軸21上的從動鏈輪232b，該從動鏈輪232b和主動鏈輪232a之間連接有傳動鏈條232c。即電機231的輸出軸帶動主動鏈輪232a轉動，主動鏈輪232a通過傳動鏈條232c帶動從動鏈輪232b轉動，從動鏈輪232b帶動傳動軸21轉動，最終傳動軸21帶動輥筒22轉動。該傳動組件232也可以采用同步輪和同步帶式傳動結構。

請參見圖4，在所述行走輪12上固定安裝有輪盤141，在該輪盤141的盤面上設有多個呈環形均勻分布的永磁鐵142，在所述輪盤141的一側設置有磁傳感器143，該磁傳感器143與所述設有永磁鐵142的輪盤141的盤面正對，磁傳感器143優選為霍爾傳感器。當磁傳感器143檢測到行走輪12轉動時，將信號傳遞給控制器24，控制器24能夠根據檢測到的兩個輥筒22上的各自的地膜拉力大小，分別單獨控制兩個電機231輸出相應的扭矩，使兩個輥筒22分別具有與對應的地膜張力相適應的轉動扭矩，既有效防止地膜因輥筒的轉動扭矩過大而斷裂，又能保證高效地對地膜進行回收，同時保護壟上的植株免遭破壞或者傷害。

請參見圖1和圖2，為使整機的結構更加緊湊，便于在山區丘陵地區進行作業，所述機架11采用四層結構，并沿其軸線對稱設置。機架11包括兩根沿垂向正對設置的立柱112，行走輪12安裝在其底部的中心位置，在行走輪12的上方從下到上依次設置有第一橫梁、第二橫梁和第三橫梁，其中，兩個電機231相對設置在第一橫梁上，且兩個電機231的輸出軸分別從對應的立柱112穿出后連接有主動鏈輪232a，所述控制器24和電源15安裝在第二橫梁上，每個所述傳動軸21各通過兩個軸承座111可轉動地安裝在第三橫梁上。

請參見圖1和圖2，在所述機架11的前部沿水平方向設置有支撐桿251，在該支撐桿251上沿垂直方向設置有四根導桿252，四根導桿252兩兩一組地分別位于各自對應的一個所述輥筒22的前方，且每組導桿252之間距離小于或等于對應的所述輥筒22的長度，每組導桿251使地膜在回收過程中有一個聚攏的效果，有效提高了地膜自身的拉伸強度，進一步防止地膜在回收過程中發生斷裂的情況，提高了工作效率，同時使輥筒22上纏繞的每層地膜呈褶皺狀，有效減小了每層地膜之間的接觸面積，使地膜更易從輥筒22上卸下，進一步提高了工作效率，并且，導桿252均可沿自身軸向轉動，進一步保護地膜，防止其在回收過程中發生斷裂。

如圖5所示，一種地膜揭膜機的控制方法，按照以下步驟進行：

步驟1：設定地膜拉力判斷的上限值和下限值；

步驟2：判斷行走輪12是否轉動：是，電機231通電；否，電機231斷電，并重復步驟2；

步驟3：判斷每個輥筒22上的地膜拉力大小是否超過設定的范圍：

(1)判斷地膜的拉力是否大于上限值：是，減小對應的電機231的輸出扭矩，完成后回到步驟2；否，進行步驟3(2)；

(2)判斷地膜的拉力是否小于下限值：是，增大對應的電機231的輸出扭矩，完成后回到步驟2；否，保持電機231輸出扭矩不變；

步驟4：重復步驟2～步驟3，直到地膜回收完成。

控制器24可以分別檢測兩個電機231的電流大小確定每個輥筒22上的地膜拉力大小，也可以在滾筒22上設置專門的傳感器以確定每個輥筒22上的地膜拉力大小。既有效防止地膜因輥筒的轉動扭矩過大而斷裂，又能保證高效地對地膜進行回收，同時保護壟上的植株免遭破壞或者傷害。

最后需要說明的是，上述描述僅僅為本發明的優選實施例，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不違背本發明宗旨及權利要求的前提下，可以做出多種類似的表示，這樣的變換均落入本發明的保護范圍之內。