自走式土壤火焰蒸汽灭虫灭草机的制作方法

本实用新型属于农业机械技术领域，涉及一种利用火焰以及火焰高温加热产生的水蒸汽来进行土壤深层杀菌，高效率地完成田间灭虫灭草工作的自走式土壤火焰蒸汽灭虫灭草机。

背景技术：

目前国内的田间除虫除草方式仍然以药物防治为主，利用剧毒化学农药在作物种植前对土壤进行灭虫灭草的处理，以达到改善土壤环境的目的。但大部分的化学农药含有有害物质，大量使用农药会对土壤、环境、人畜、植物等造成极大的危害；同时，由于常年使用化学农药，病虫病害对农药产生了耐药性，防治的效果越来越差，因此农户不得已加大农药的使用，从而进一步破坏环境，造成恶性循环，进而引发农产品质量、产量的下降等现象，引起农药残留物超标与生态环境污染等问题。

利用物理方式替代化学方式进行植物保护已经成为一种新的研究趋势。使用物理方式对土壤进行消毒，可以很大程度上降低病虫害的发生率，减轻劳动负担，增加作物产量，同时可以减少农药使用量，大幅降低农业生产对生态环境的污染。利用火焰以及高温水蒸汽对土壤进行灭虫灭草属于物理方式的一种。在现有技术中有对土壤高温灭虫灭草技术的研究，但或多或少存在一些不足。例如，专利号为：cn206490211u的一种土壤高温杀菌装置，采用的是翻土后，再将土运送至烤火箱，进行高温灭虫灭草的方法，但在实际使用过程中，存在耗能过大、效率不高、智能化不足的问题；专利号为：cn107466504a的一种火焰深层杀菌兼作的土壤消毒深松机及方法，该机械采用的是对土壤进行深松，在深松过程中进行高温灭虫灭草，但在实际使用过程中，存在能耗过高、运动不便、适用范围不广等问题。

总结上述，亟需研制出一种能够有效利用能源，搭载一定智能化控制装置的设备，以解决现有机械使用不便、能耗过大、不够智能化的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种自走式土壤火焰蒸汽灭虫灭草机，通过改进火焰喷嘴构造，设计可移动火焰喷嘴，加设高压喷水、土壤打孔装置，装配智能探测自走系统等方面，达到节能、降低成本、智能化的目的。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种自走式土壤火焰蒸汽灭虫灭草机，包括车体，所述车体包括车轮1、箱体支架2和车身21，其中，箱体支架2固接在车身21上，车轮1位于车身21下部，所述自走式土壤火焰蒸汽灭虫灭草机还包括戳孔润湿装置、高温灭虫灭草装置和智能探头装置；

所述戳孔润湿装置包括水箱12、输水管13、固定箱16和戳孔装置；其中，水箱12固接在箱体支架2上；固定箱16固定在车身21的前端；

所述戳孔装置包括戳孔传动件17、戳孔联动板18、戳孔枪组和喷水管口20；其中，

戳孔传动件17与固定箱16的前表面相连接，戳孔传动件17内侧两边沿竖直方向固定有导轨，戳孔联动板18的后端安装在戳孔传动件17的导轨上；固定箱16内部通过控制电动升降液压缸来控制戳孔联动件18在戳孔传动件17内侧的导轨内上下运动，实现戳孔联动板18的上下移动作业；

戳孔枪组的上端固接于戳孔联动板18上；所述戳孔枪组包括多个戳孔枪19；戳孔枪19的内部设有内腔和喷水管口20；喷水管口20对称分布在戳孔枪19的管壁上，喷水管口20出口斜向上；

输水管13与水箱12和戳孔联动板18相连，通过戳孔联动板18内的管路进一步与每个戳孔枪19的内腔连通；

所述高温灭虫灭草装置包括火枪滑轨板4、火枪喷头5、火枪滑轨6、火枪滑杆7、火枪支杆8、燃气输送管9、火枪固定板10、燃气储存箱11、火枪顶部塞22和火花塞23；其中，火枪顶部塞22固定安装在火枪喷头5的顶部，即远离对地火焰端的一端，火枪顶部塞22中间留有安装火花塞23的部位，火花塞23安装在火枪顶部塞22中；火枪喷头5固接有燃气输送管9以便通入燃气；

燃气储存箱11固接在箱体支架2的后部，燃气储存箱11内存有加压液化燃气；燃气输送管9连接火枪喷头5与燃气储存箱11；

火枪固定板10不可拆卸地固接在车身21的后部；火枪固定板10的内部包括火枪曲柄电机26、第一火枪曲柄251、第二火枪曲柄252与火枪曲柄滑块24所组成的曲柄滑块机构；火枪曲柄滑块24为曲柄滑块机构的输出端；火枪曲柄滑块24与火枪支杆8相固接；

火枪滑轨板4固接于火枪固定板10上，所述火枪滑轨板4水平布置，向后方延伸出车身21的后端；火枪滑轨板4的一侧设有孔洞，可供火枪支杆8穿过，设有孔洞的一侧为连接侧，所述连接侧到相对侧之间设有火枪滑轨6；所述火枪滑轨6沿着车身21的横向延伸；

火枪支杆8穿过火枪滑轨板4的连接侧，其底部与火枪曲柄滑块24固接，火枪支杆8能够由安装于火枪固定板10内的曲柄滑块机构引导进行竖直方向的往返运动；

火枪支杆8的顶部与火枪滑杆7通过铰链连接，两者之间可相对转动；火枪喷头5与火枪滑杆7通过铰链连接，可相对转动；

火枪喷头5架设在火枪滑轨板4的火枪滑轨6上，能够沿火枪滑轨6方向进行移动；火枪喷头5的喷火口朝向下方；

所述曲柄滑块机构还包括曲柄滑块滑轨27，火枪曲柄电机26安装于火枪固定板10上，火枪曲柄电机26的输出端与第二火枪曲柄252的第一端铰接，第二火枪曲柄252的第二端与第一火枪曲柄251的第一端铰接，第一火枪曲柄251的第二端与火枪曲柄滑块24铰接，且火枪曲柄滑块24安装于曲柄滑块滑轨27上。

火枪滑杆7包括第一火枪滑杆71和第二火枪滑杆72，其中，火枪支杆8的顶部与第一火枪滑杆71的第一端通过铰链连接，两者之间可相对转动；第一火枪滑杆71的第二端与第二火枪滑杆72的第一端通过铰链连接，两者之间可相对转动；火枪喷头5与第二火枪滑杆72的第二端通过铰链连接，可相对转动。

所述火枪滑轨6设有多个，每个火枪滑轨6上都架设有火枪喷头5。

所述高温灭虫灭草装置还包括火枪罩壳3，所述火枪罩壳3位于火枪滑轨板4的下方，安装在火枪喷头5的外部，防止火焰热量的散失，确保火焰能更加有效率地加热土壤。

输水管13有一部分环绕在火枪喷头5周围，利用火焰的逸散的热量，加热输水管13中的水，提高由喷水管口20喷出的水的温度，便于后续加热土壤时产生蒸汽。

所述智能探头装置包括信号处理组件14与探头15，其中，信号处理组件14安装在固定箱16上，信号处理组件14与车身21、戳孔联动板18、水箱12、火枪固定板10之间有电路连接，并通过电路传递相应的控制信息；

信号处理组件14的前端设有探头15，探头15通过红外线图像识别，并将信号传递给信号处理组件14，进而控制车体的运动。

车身21通过钢架铆接的方式构建，同时在车身21的底部加装一块薄铁板，防止在车体工作过程中泥土或者其他杂物进入车身21，导致车身21内部故障。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型装载了智能控制装置，智能避障寻迹，移动方便，提高了机械的智能化，控制戳孔润湿装置的进行，同时大大地提高了戳孔与喷水的效率，实现长时间工作。

(2)戳孔的同时对土壤进行润湿，使得高温火焰对土壤加热时能产生足量的高温蒸汽，来对土壤的深层进行灭虫灭草，避免了现有翻土式加热作用的大量能源损耗。

(3)利用火焰与高温蒸汽对土壤进行灭虫灭草，使灭虫灭草更加彻底，特别是深层土壤的灭虫灭草效果有了较大提高，还解决了使用化学农药所带来得环境污染问题，达到改善环境的目的。

附图说明

图1为本实用新型的一种自走式土壤火焰蒸汽灭虫灭草机的结构图；

图2为戳孔装置的局部示意图；

图3为戳孔枪的内部剖视图；

图4为高温灭虫灭草装置的细节图；

图5为火枪装置的局部示意图；

图6为火枪装置的火枪固定板内部结构图。

其中的附图标记为：

1、车轮2、箱体支架

3、火枪罩壳4、火枪滑轨板

5、火枪喷头6、火枪滑轨

7、火枪滑杆71、第一火枪滑杆

72、第二火枪滑杆8、火枪支杆

9、燃气输送管10、火枪固定板

11、燃气储存箱12、水箱

13、输水管14、信号处理组件

15、探头16、固定箱

17、戳孔传动件18、戳孔联动板

19、戳孔枪20、喷水管口

21、车身22、火枪顶部塞

23、火花塞24、火枪曲柄滑块

251、第一火枪曲柄252、第二火枪曲柄

26、火枪曲柄电机27、曲柄滑块滑轨

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步说明。

如图1所示，本实用新型的一种自走式土壤火焰蒸汽灭虫灭草机，包括车体、戳孔润湿装置、高温灭虫灭草装置和智能探头装置。

所述车体包括车轮1、箱体支架2和车身21，其中，箱体支架2固接在车身21上，车轮1位于车身21下部。

车轮1相比于正常的车轮，轮面上的凹纹和凸纹较多，防止车体在工作中滑动，同时减少车体工作时的振动。

车身21通过钢架铆接的方式构建，同时在车身21的底部加装一块薄铁板，防止在车体工作过程中泥土或者其他杂物进入车身21，导致车身21内部故障。

车身21内置有各系统传输线路，整个车体用于安装和固定其他装置，并为各装置提供动力与传递信号。

所述戳孔润湿装置包括水箱12、输水管13、固定箱16和戳孔装置。其中，水箱12固接在箱体支架2上。固定箱16通过螺栓固定在车身21的前端。

如图2所示，所述戳孔装置包括戳孔传动件17、戳孔联动板18、戳孔枪组和喷水管口20；其中，

戳孔传动件17与固定箱16的前表面相连接，戳孔传动件17内侧两边沿竖直方向固定有导轨，戳孔联动板18的后端安装在戳孔传动件17的导轨上。固定箱16内部通过控制电动升降液压缸来控制戳孔联动件18在戳孔传动件17内侧的导轨内上下运动，实现戳孔联动板18的上下移动作业。

戳孔枪组的上端固接于戳孔联动板18上。所述戳孔枪组包括多个戳孔枪19。戳孔枪19的内部设有如图3所示的内腔和喷水管口20。喷水管口20对称分布在戳孔枪19的管壁上，喷水管口20出口斜向上，避免戳孔过程中土壤进入喷水管口20，造成堵塞。

输水管13与水箱12和戳孔联动板18相连，通过戳孔联动板18内的管路进一步与每个戳孔枪19的内腔连通，为喷水管口20进行润湿土壤提供所需的水。

如图1和图5所示，所述高温灭虫灭草装置包括火枪罩壳3、火枪滑轨板4、火枪喷头5、火枪滑轨6、火枪滑杆7、火枪支杆8、燃气输送管9、火枪固定板10、燃气储存箱11、火枪顶部塞22和火花塞23。其中，火枪顶部塞22通过螺纹固定安装在火枪喷头5的顶部，即远离对地火焰端的一端，火枪顶部塞22中间留有安装火花塞23的部位，火花塞23安装在火枪顶部塞22中。如图5所示，火枪喷头5左侧固接有燃气输送管9以便通入燃气，进行火枪的正常工作。当燃气从燃气储存箱11喷出时，经燃气输送管9输入火枪喷头5后，火花塞23通过电打火的方式点燃燃气，实现火枪喷头5的喷火。

燃气储存箱11固接在箱体支架2的后部，燃气储存箱11内存有加压液化燃气。燃气输送管9通过螺纹连接火枪喷头5与燃气储存箱11，为火枪喷头5喷出火焰提供所需的加压液化燃气。燃气输送管9的管道管径设计得较小，保证管道内部的高压力。

火枪固定板10通过螺栓组不可拆卸地固接在车身21的后部。如图6所示，火枪固定板10的内部包括第一火枪曲柄251、第二火枪曲柄252、火枪曲柄电机26、曲柄滑块滑轨27与火枪曲柄滑块24所组成的曲柄滑块机构。其中火枪曲柄电机26安装于火枪固定板10上，火枪曲柄电机26的输出端与第二火枪曲柄252的第一端铰接，第二火枪曲柄252的第二端与第一火枪曲柄251的第一端铰接，第一火枪曲柄251的第二端与火枪曲柄滑块24铰接，且火枪曲柄滑块24安装于曲柄滑块滑轨27上。火枪曲柄滑块24为曲柄滑块机构的输出端。火枪曲柄滑块24与火枪支杆8相固接，实现带动火枪组移动的目标。

火枪滑轨板4固接于火枪固定板10上，所述火枪滑轨板4水平布置，向后方延伸出车身21的后端。火枪滑轨板4的一侧设有孔洞，可供火枪支杆8穿过，设有孔洞的一侧为连接侧，所述连接侧到相对侧之间设有火枪滑轨6。所述火枪滑轨6沿着车身21的横向延伸。所述火枪滑轨6设有多个，每个火枪滑轨6上都架设有火枪喷头5。

火枪支杆8穿过火枪滑轨板4的连接侧，其底部与火枪曲柄滑块24固接，火枪支杆8能够由安装于火枪固定板10内的曲柄滑块机构引导进行竖直方向的往返运动。

火枪支杆8的顶部与火枪滑杆7通过铰链连接，两者之间可相对转动。火枪喷头5与火枪滑杆7通过铰链连接，可相对转动。优选地，火枪滑杆7包括第一火枪滑杆71和第二火枪滑杆72，其中，火枪支杆8的顶部与第一火枪滑杆71的第一端通过铰链连接，两者之间可相对转动。第一火枪滑杆71的第二端与第二火枪滑杆72的第一端通过铰链连接，两者之间可相对转动。火枪喷头5与第二火枪滑杆72的第二端通过铰链连接，可相对转动。

火枪喷头5架设在火枪滑轨板4的火枪滑轨6上，能够沿火枪滑轨6方向进行移动。火枪喷头5的喷火口朝向下方。火枪罩壳3位于火枪滑轨板4的下方，安装在火枪喷头5的外部，防止火焰热量的散失，确保火焰能更加有效率地加热土壤。

如图5所示，输水管13有一部分环绕在火枪喷头5周围，利用火焰的逸散的热量，加热输水管13中的水，提高由喷水管口20喷出的水的温度，便于后续加热土壤时产生蒸汽。

所述智能探头装置包括信号处理组件14与探头15，其中，信号处理组件14安装在固定箱16上，信号处理组件14与车身21、戳孔联动板18、水箱12、火枪固定板10之间有电路连接，并通过电路传递相应的控制信息。信号处理组件14内部设有控制电路和相应芯片，来进行信号的识别。

信号处理组件14控制火枪固定板10内的曲柄连杆机构的火枪曲柄电机26旋转，曲柄连杆机构的输出端火枪支杆8竖直往返运动。火枪支杆8与火枪滑杆7铰接，火枪滑杆7与火枪喷头5铰接，将火枪支杆8的竖直往返运动转化为火枪喷头5的水平往返运动。火枪滑杆7的移动带动火枪喷头5的移动，使得火枪喷头5能够沿着火枪滑轨6的方向往复移动，实现火枪喷头5的可移动功能。

信号处理组件14的前端设有探头15，探头15通过红外线图像识别，并将信号传递给信号处理组件14，进而控制车体的运动，使之达到能够在灭虫灭草机行进过程中，检测道路情况，进行有效的寻迹、避障，获取戳孔位置的作用。

当信号处理组件14通过探头15识别到灭虫灭草机行进到合适的位置时，信号处理组件14传递信号控制戳孔传动件17与固定箱16开始工作，带动戳孔联动板18进行上下运动，使得戳孔联动板18下端的戳孔枪组能够实现一定深度的戳孔作用，在戳孔枪19戳入土壤之后，信号处理组件14得到反馈，控制喷水管口20向外喷水，润湿土壤。

箱体支架2与水箱12和燃气储存箱11之间通过螺柱连接方式来进行箱体的固定，箱体支架2为水箱12和燃气储存箱11提供稳定支撑，同时制作箱体支架2的主要材料采用摩擦系数较大的材料，通过增大摩擦系数来减小车体工作时的振动，保证车体工作的稳定性。

本实用新型的工作过程如下：

1、寻迹避障工序：本实用新型的自走式土壤火焰蒸汽灭虫灭草机在田间进行作业时，智能探头装置内的探头15探测行进的轨迹，按设置好的轨迹进行灭虫灭草机的移动，在发现前方有障碍物后，及时地反馈给信号处理组件14，信号处理组件14处理信号后控制灭虫灭草机进行避障；

2、戳孔与土壤润湿工序：固定箱16为戳孔传动件17提供动力，戳孔传动件17通过导轨使戳孔联动板18进行上下移动，使戳孔枪组下降，戳入土壤中，在戳孔枪19戳进土壤的过程中，戳孔枪19上面的喷水管口20进行喷水作业，达到润湿土壤的目的；

3、土壤表层与深层灭虫灭草工序：

火枪喷头5喷出高温火焰，加热润湿过的土壤，产生足够的高温水蒸汽，高温火焰完成对土壤表层的灭虫灭草，高温水蒸汽完成对土壤深层的灭虫灭草，两者相配合，达到对土壤灭虫灭草的目的。

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