大米草收割加工机械船舶及其大米草收割加工方法

技术领域

本发明涉及一种大米草收割加工机械船舶及其大米草收割加工方法。

背景技术

大米草系禾本科米草属植物，是禾本科米草属几种植物的总称。大米草分布于世界各地沿海地区，是一种异源多倍体植物，具有很强的耐盐、耐淹特性，耐热而不耐寒，能在其他植物不能生长的海滩中的潮间带生长。它抗逆性强、适应性广，既能生长于海水盐土、也适应在淡水中性土、软硬泥滩、沙滩上生长。分蘖多繁殖力强，在潮间带第一年可增加几十倍到100多倍，几年便可连片成草场。耐高温，草丛气温在40.5—42℃时，若水分充足仍能分蘖生长。

出于防浪护堤、保护滩涂的目的，我国于20世纪60-80年代从英、美等国引进大米草，主要有4种，分别为大米草，互花米草、大绳草和狐米草，经过人工种植和自然繁殖扩散，已经传播到我国南北地区100多个县市的沿海滩涂上。目前，我国大米草面积已达840000亩，仅福建一带就有210000亩，并以每年10%以上的速度扩展。由于其抗逆性强、蔓延速度快，以致于滩涂生态遭到破坏，航道被淤、滩涂被占，严重影响了沿海航运、滩涂养殖及海滩旅游。

大米草的危害：破坏生态环境，大米草是泌盐性多年生盐生植物，耐盐碱、耐淹、繁殖力强、根系发达、引种后大爆发或占据本地物种生态位，排挤本地种，或抑制其他植物生长，扼杀当地物种，破坏沿海海洋生物栖息环境，大米草迅速蔓延，使航道淤塞，影响海水的交换能力，导致水质下降，诱发赤潮。

威胁生物多样性：大米草毁灭性地破坏近海生物栖息环境，抑制甚至杀死其他物种，导致贝类、蟹类、鱼类等多种生物窒息死亡。形成大面积单优群落，破坏本地动植物群落结构，造成生物多样性的减少，如闽东沿海滩涂上的海带、紫菜因缺乏营养，逐年减产，原有200多种生物仅存20多种；原先遍布闽东海滩的大片红树林不见了，取而代之的是一片郁郁葱葱的大米草。

造成经济损失：要彻底根除这些入侵物种极为困难，而且用于控制其危害、扩散蔓延的代价极大，费用极为昂贵。为了保护海滩生态环境，人们想方设法清楚大米草，各地采取火烧、刀砍、药除等多种措施、效果均不理想。

大米草是一种潜在的生物资源，可产鲜草1000～2000公斤/亩,具有较高的饲用价值，其干草含粗蛋白质9%～13%，粗脂肪2.26%，粗纤维23%～27%，无氮浸出物46.6%，粗灰分10%～12%，钙0.235%，磷0.19%，同时还含有多种生物活性物质，氨基酸、维生素和微量元素。如果在生长旺盛的抽穗前收割，其粗蛋白含量最多，并含有较多的铁、锌、铜、锰等微量元素和维生素，盐和碘含量也很多，这有助于提高畜禽的生长性能，增加畜禽适口性，促进肠胃蠕动，增强抗病能力。其嫩叶有甜味，茎叶青贮香甜，草粉清香，是一种理想的天然饲料资源。

大米草这一潜在的生物资源，可以作为一种新型的饲料原料在畜禽的饲料生产中加以推广应用，开发利用大米草资源，不仅增加饲料原料节约粮食，缓解人畜争粮的矛盾，促进饲料工业和畜禽养殖业的健康发展，而且有利于改善海洋生态环境，促进生态平衡。开发利用好大米草饲料资源，变废为宝、变害为利，不仅有着深远的社会效益和生态效益，而且也会带来显著的经济效益。然而，生长在海水滩涂的大米草如何收割，却是当前无法解决的难题。由于滩涂泥沙稀软，陆地机械进入就会深陷泥潭，无法行走，更不用说收割大米草，人工收割铺设竹片编垫等做法更是劳兵伤财，得不偿失。现有的一些割草机船，由于技术、设计、功能、效率等诸多因素，只能在河道里打捞一些水生植物，进行小面积的清理，完全无法深入海滩开展规模化高效的大米草收割，更做不到收割加工一体化。为了解决这些问题和困难，研究出一种收割加工大米草的高效、适用机械船舶，具有重大的战略意义和现实作用。

发明内容

本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是现有的割草机械无法深入海滩进行高效的大米草收割，且大米草作为饲料原料的利用高效加工难题。

本发明的具体实施方案是：一种大米草收割加工机械船舶，其特征在于，包括一可升降的机架，所述机架底部设有用于割草的排剪，所述排剪上方设有用于使水草拨向排剪的浮力拨拢轮，所述排剪下方的机架上还安装有用于控制留茬高度的着地滚筒，所述浮力拨拢轮包括中部的封密滚筒和设置于封密滚筒外表面沿圆周方向均布的辐射支杆，辐射支架连杆和横向连接杆构成的拨轮架，封密滚筒两侧与由电机驱动的转轴相连接，所述封密滚筒为一空心圆柱体，所述封密滚筒两侧设置有进排水开关，所述排剪后侧还设有水草收集装置。

进一步的，所述排剪包括两层刀片，底层为固定刀片，上层为可沿固定刀片长度方向往复运动的活动刀片。

进一步的，所述水草收集装置包括收集槽及下端伸入收集槽内的采捞输送带，所述收集槽底部与排剪水平，收集槽为开口式圆桶状，收集槽内分为三段，左右两段为螺旋拨轮，中间为汇聚仓，汇聚仓设有开口，所述螺旋拨轮由旋轴和旋叶组成，旋叶沿旋轴螺旋式缠绕于旋轴外周部，所述左右两段螺旋拨轮旋叶旋向相反，转向一致。

进一步的，所述采捞输送带为网状，且外表面设有钩齿，所述采捞输送带不锈钢片铰链连接而成，所述输送带两侧设置卡槽，卡槽与为输送带提供抬升的动力的主动齿轮的卡齿相配合，所述主动齿轮由驱动装置驱动转动。

进一步的，所述船体的船身为平底，船尾呈平截形船体的两侧设有推进旋叶，所述滤水输送装置包括设置于采捞输送带上部下方的滤水输送带，所述滤水输送带由滚轮驱动，所述滤水输送带下方设有接水槽，所述接水槽宽度大于滤水输送带，接水槽一端向排剪方向延伸至船体外侧，且外侧端较低以利于排水。

进一步的，所述滤水输送带输出端下方设有脱水机与切料机，所述脱水机旁侧还设有打捆包装机。所述切料机为切碎和包装一体机，将大米草切成3~5cm后直接用塑料膜封密包装，直接制成青贮饲料，所述打捆包装机为制绳和打捆一体机，利用大米草制成草绳，并用来将大米草打包成草捆。

进一步的，所述脱水机包括进料机构及设置于进料机构旁侧用于脱水的挤压机构，所述挤压机构包括上下成对设置的转轮组，所述转轮组外套设有履带，所述进料机构包括一输送槽和沿输入槽的槽底上下循环运转的输送带，所述输送带输出端正对着挤压机构中上下履带之间的空隙。

进一步的，所述成对设置的转轮组包括上下两排横向设置的传动压力转轮和位于两侧的主动转轮和被动转轮，位于上方的转轮组设置于可升降的压力传动杆上，所述压力传动杆由设置于机架上的液压缸驱动，所述液压缸经压力调节装置与压力传动杆上端相连接，所述压力传动杆下端与转轮组相连接。

进一步的，所述机架后侧设有一对卷扬机，所述卷扬机的钢绳与机架连接，以控制机架的升降。

一种大米草收割加工方法，包括如权利要求1所述的一种大米草收割加工机械船舶，其特征在于，包括下列步骤：

（1）          在涨潮时,驾驶机械船舶到长满大米草的滩涂水域，卷扬机转动放松钢绳，将机架缓缓放入水底，船体慢慢前行，启动排剪和拨拢轮，拨拢轮将生长在水底的大米草连续拨向排剪；

（2）          排剪不断的地将大米草收割下来，并由拨拢轮将刈割下来的大米草拨进收集槽内，进入收集槽内的大米草在螺旋拨轮的作用下，涌向汇聚仓，采捞输送带将汇聚仓的大米草捞起来并提升到滤水输送带上；

（3）          待滤水输送带将大米草株体外的大部分海水滤排后，脱水机将大米草脱水至含水量60%左右进入切碎包装机组，将大米草切成3cm-5 cm的碎段后封闭包装用于草食动物的青贮饲料。若制作大米草干草脱水机将大米草脱水至20%以下，进入打捆包装机打包成草捆，可后续进一步加工制作干草粉等。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

 （1）.结构布局合理：

船身为平底，有利于增加载重量，便于在浅水区作业和航行，船尾平截形设计，更有利于收割机的安装和作业；收割机组和收集机组设在船尾，脱水机组、切碎包装机组和打捆机组设在船舶前部，重力分布均匀，更有利于船身的平稳，滤水输送机组凌空高架，将收集机组与脱水机组通畅连接，既不占货仓位置，又能有足够的时间滤除海水，一举多得。

（2）多功能高效作业

本专利机械船舶，一船多用，同时完成多项作业，集收割、脱水、加工于一体，节省大量的重复性劳动量，在船上将大米草滤水、脱水排出船外，减轻了大量的运输量，经济效益显著。

（3）治理滩涂环境

  本发明专利的应用，将使机械高效收割大米草成为现实，实现对大米草的定期收割能有效抑制大米草的泛滥和对其他物种的伤害，有效改善滩涂生态环境。

（4）资源高效利用

     应用本发明专利技术设备收割加工大米草具有广阔的市场前景，本专利的推广应用。大米草这一取之不尽用之不竭的巨大生物资源在规模化畜牧养殖业中的广泛应用，将会可持续健康发展的新的浪潮。

附图说明

图1为本发明结构侧视示意图。

图2为本发明俯视图。

图3为本发明脱水机结构示意图。

图4为本发明浮力拨拢轮结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1～2所示，一种大米草收割加工机械船舶，包括一可升降的机架10，所述机架10底部设有用于割草的排剪20，所述排剪20上方设有用于使水草拨向排剪的浮力拨拢轮，所述浮力拨拢轮包括中部的封密滚筒30和设置于封密滚筒30外表面沿圆周方向均布的辐射支杆310，相邻辐射支杆310通过辐射支杆连杆311连接，所述两侧的辐射支杆310之间通过横杆320相连接。所述封密滚筒30两侧与由电机驱动的转轴相连接，所述封密滚筒30为一空心圆柱体，所述封密滚筒两侧设置有进排水开关，所述排剪后侧还设有水草收集装置，密封滚筒的浮力用于承载收割机组和收集机组的绝大部分重力。

排剪20下方的机架上还固定有用于控制留茬高度的着地滚筒40，所述着地滚筒40为一有浮力的空心圆柱体，长度与排剪20的宽度相等，安装在排剪20下方。着地滚筒40可保证排剪不会插进水底泥沙之内，收割装置的主体和收集装置的总重量略大于浮力封闭滚筒30和着地滚筒40的浮力之和。

所述排剪20包括两层刀片，底层为固定刀片，上层为可沿固定刀片长度方向往复运动的活动刀片。

所述排剪20后侧还设有水草收集装置，水草收集装置包括收集槽50及伸入收集槽内汇聚仓520的采捞输送带60，所述收集槽底部与排剪水平，收集槽为开口式圆桶状，收集槽内分为三段，左右两段为螺旋拨轮510，中间为汇聚仓520，汇聚仓520设有开口，所述螺旋拨轮由旋轴和旋叶组成，左右两段螺旋拨轮旋叶旋向相反，转向一致。旋叶沿旋轴螺旋式缠绕于旋轴外周部。

所述采捞输送带60伸入汇聚仓520内，采捞输送带60表面呈网状且外表面设有钩齿以便于将水草抬升，所述采捞输送带由不锈钢片铰链连接而成，所述输送带两侧设置卡槽，卡槽与为输送带提供抬升的动力的主动齿轮的卡齿相配合，所述主动齿轮由驱动装置驱动转动。

机架10后侧可上下滑动地连接于一船体70，船体70的船身为平底，有利于增加载重量，便于在浅水区作业和航行，船尾平截形设计，更有利于收割机的安装和作业；收割机组和收集机组设在船尾，脱水机组、切碎包装机组和打捆机组设在船舶前部，重力分布均匀，更有利于船身的平稳，滤水输送机组凌空高架，将收集机组与脱水机组通畅连接，既不占货仓位置，又能有足够的时间滤除海水，一举多得。

船体70两侧设有推进旋叶710，船体70还滤水输送装置，滤水输送装置包括设置于采捞输送带60上部下方的滤水输送带711，所述滤水输送带由滚轮驱动，所述滤水输送带下方设有接水槽720，所述接水槽720宽度大于滤水输送带711，接水槽720一端向排剪方向延伸至船体外侧，且外侧端较低以利于将滤水通过接水槽720排至船体70外。所述机架70后侧设有一对钢绳式卷扬机730，所述卷扬机730的钢绳与机架连接，以控制机架的升降。

滤水输送带711输出端下方设有脱水机80与切料机750，所述脱水机80旁侧还设有打捆包装机760。

所述脱水机80包括所述进料机构810及挤压机构820，进料机构810包括一输送槽8120和沿输入槽的槽底上下循环运转的输送带8110，所述输送带输出端正对着挤压机构中上下履带之间的空隙。

挤压机构820包括上下成对设置的转轮组，所述转轮组外套设有履带8210。

成对设置的转轮组包括上下两排横向设置的传动压力转轮8220和位于两侧的主动转轮8230和被动转轮8250，位于上方的转轮组设置于可升降的压力传动杆8310。

履带8210材料由若干个长条形钢板8211相互铰链连接形成，每个钢板两侧设有和相邻钢板交错拼接的轴套及钢轴。所述履带内两侧边缘设置卡槽，下方履带的钢板外表面设置有沟槽。在挤压的过程中，大米草所含的水分从沟槽和缝隙中排出。主动转轮8230为圆柱形，长度与履带宽相等，主动转轮8230两端设置有凸齿与履带的卡槽相吻合，为履带提供动力。

压力传动杆8310由设置于机架上的液压缸830驱动，所述液压缸经压力调节装置8320与压力传动杆8310上端相连接，所述压力传动杆下端与转轮组相连接。

所述的排剪20、浮力拨拢轮、着地滚筒40、收集槽50、采捞输送带60、推进旋叶710、滤水装置等均由电机驱动再与设置于船体上的操作室770内的控制系统电连接以实现大米草收割加工工作。

本发明还包括一种大米草收割加工方法，包括如权利要求1所述的一种大米草收割加工机械船舶，其特征在于，包括下列步骤：

（1）           在涨潮时,驾驶机械船舶到长满大米草的滩涂水域，卷扬机转动放松钢绳，将机架缓缓放入水底，船体慢慢前行，启动排剪和拨拢轮，拨拢轮将生长在水底的大米草连续拨向排剪；

（2）           排剪不断的地将大米草收割下来，并由拨拢轮将刈割下来的大米草拨进收集槽内，进入收集槽内的大米草在螺旋拨轮的作用下，涌向汇聚仓，采捞输送带将汇聚仓的大米草捞起来并提升到滤水输送带上；

（3）           待滤水输送带将大米草株体外的大部分海水滤排后，脱水机将大米草脱水至含水量60%左右进入切碎包装机组，将大米草切成3cm-5 cm的碎段后封闭包装用于草食动物的青贮饲料。若制作大米草干草脱水机将大米草脱水至20%以下，进入打捆包装机打包成草捆，可后续进一步加工制作干草粉等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。