本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機械設(shè)備，具體涉及一種基于介電吸波型刀片的土壤旋耕-微波混合原位殺菌一體化裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，旋耕作業(yè)與土壤殺菌處理通常是分開進行的。旋耕作業(yè)主要用于改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤透氣性和保水性，而土壤殺菌處理則用于殺滅土壤中的病原菌，減少作物病害的發(fā)生。然而，這種分步作業(yè)方式不僅增加了農(nóng)田管理的復(fù)雜性和成本，還可能因殺菌處理不及時或不到位而導(dǎo)致病害傳播，影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)。

2、近年來，隨著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展，市場對能夠一次性完成旋耕與殺菌作業(yè)的農(nóng)業(yè)機械需求日益增加。因此，如何將消毒殺菌與土壤旋耕有效結(jié)合，實現(xiàn)土壤的原位、高效且均勻的殺菌效果，成為了當(dāng)前農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵問題。

3、傳統(tǒng)的土壤殺菌方法，如化學(xué)藥劑處理，雖然能有效殺滅病蟲害，但存在環(huán)境污染、土壤結(jié)構(gòu)破壞和農(nóng)產(chǎn)品殘留等問題。微波殺菌作為一種高效、無污染的土壤處理方法，因其獨特的穿透性和熱效應(yīng)，成為近年來研究的熱點。然而，目前微波殺菌設(shè)備大多采用固定式或移動式，在處理大面積土壤時存在效率低、能耗高等問題，且難以與土壤耕作設(shè)備相結(jié)合，限制了其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。另外，傳統(tǒng)旋耕機作為常用的農(nóng)田耕作設(shè)備，其單純的物理耕作功能未能與土壤殺菌有效結(jié)合。因此，研發(fā)一種既能實現(xiàn)土壤旋耕又能高效進行微波殺菌的一體化裝置及方法顯得尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于介電吸波型刀片的土壤旋耕-微波混合原位殺菌一體化裝置及方法。

2、本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種基于介電吸波型刀片的土壤旋耕-微波混合原位殺菌一體化裝置，包括旋耕系統(tǒng)、微波輻射系統(tǒng)、防微波泄漏系統(tǒng)、變速箱傳動系統(tǒng)和支架，所述的微波輻射系統(tǒng)內(nèi)部安裝有旋耕系統(tǒng)，前后左右安裝有防微波泄漏系統(tǒng)，旋耕系統(tǒng)、防微波泄漏系統(tǒng)、微波輻射系統(tǒng)通過支架與變速箱傳動系統(tǒng)連接。所述的旋耕系統(tǒng)包括介電吸波型刀片、轉(zhuǎn)動軸，介電吸波型刀片螺旋分布于旋耕系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動軸上。所述的防微波泄漏系統(tǒng)包括防微波泄漏抑制器、鏈鋸式微波防護板，防微波泄漏抑制器分布于防微波泄漏系統(tǒng)前后端，鏈鋸式微波防護板分布于防微波泄漏系統(tǒng)左右側(cè)。所述的微波輻射系統(tǒng)包括磁控管、傳輸波導(dǎo)、微波輻射腔，磁控管通過傳輸波導(dǎo)與微波輻射腔相連，微波輻射腔由防微波泄漏抑制器和鏈鋸式微波防護板圍成。所述的變速箱傳動系統(tǒng)包括變速箱、動力輸出軸和傳動齒輪，動力輸出軸兩端和轉(zhuǎn)動軸兩端通過傳動齒輪連接，動力輸出軸中部與變速箱連接。

3、一種基于介電吸波型刀片的土壤旋耕-微波混合原位殺菌一體化裝置的殺菌方法，包括以下步驟：

4、s1：旋耕系統(tǒng)預(yù)耕：通過牽引車啟動旋耕系統(tǒng)和鏈鋸式微波防護板鏈鋸原地耕作，使前后兩端的防微波泄漏抑制器與地面貼合，使兩側(cè)的鏈鋸式微波防護板深入土壤中，進而與微波輻射腔頂面形式一個封閉結(jié)構(gòu)，以防止微波泄漏。

5、s2：微波輻射腔加熱：啟動微波輻射系統(tǒng)，磁控管發(fā)射微波通過傳輸波導(dǎo)將微波饋入微波輻射腔，開始加熱介電吸波型刀片和土壤，實現(xiàn)混合殺菌。

6、s3:?移動旋耕殺菌：通過牽引車帶動基于介電吸波型刀片的土壤旋耕-微波混合原位殺菌一體化裝置移動，實現(xiàn)土壤旋耕-微波混合原位殺菌一體化移動作業(yè)。

7、s4：作業(yè)完成后，關(guān)閉微波輻射系統(tǒng)，提升整個裝置，關(guān)閉旋耕系統(tǒng)，離場。

8、1、高效旋耕殺菌一體化：通過介電吸波型刀片能夠吸收微波能量并將其轉(zhuǎn)化為熱能實現(xiàn)高溫殺菌，并與微波直接輻射土壤殺菌聯(lián)合形成高效的微波混合殺菌模式；同時，通過物理耕作與土壤殺菌有效結(jié)合，大幅度提高作業(yè)效率。

9、2、節(jié)能環(huán)保：微波消毒技術(shù)無需化學(xué)藥劑，不會對環(huán)境造成污染。同時，介電吸波型刀片的熱能轉(zhuǎn)化效率高，能夠降低能耗。

10、3、易于操作：本發(fā)明可采用控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動化控制，操作簡便、易于掌握。

11、4、適用范圍廣：本發(fā)明適用于各種土壤類型和農(nóng)作物種植前的土壤消毒處理。

技術(shù)特征：

1.一種土壤旋耕-微波混合原位殺菌一體化裝置，其特征在于包括旋耕系統(tǒng)（1）、微波輻射系統(tǒng)（2）、防微波泄漏系統(tǒng)（3）、變速箱傳動系統(tǒng)（4）和支架（5），所述的微波輻射系統(tǒng)（2）內(nèi)部安裝有旋耕系統(tǒng)（1），前后左右安裝有防微波泄漏系統(tǒng)（3），旋耕系統(tǒng)（1）、防微波泄漏系統(tǒng)（2）、微波輻射系統(tǒng)（3）通過支架（5）與變速箱傳動系統(tǒng)（4）連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤旋耕-微波混合原位殺菌一體化裝置，其特征在于，所述的微波輻射系統(tǒng)（3）包括若干個磁控管（301）和傳輸波導(dǎo)（302），磁控管（301）通過傳輸波導(dǎo)（302）均勻分布設(shè)置于微波輻射腔（303）頂面上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤旋耕-微波混合原位殺菌一體化裝置，其特征在于，所述的鏈鋸式微波防護板（202）由邊緣設(shè)置有鏈鋸的圓角矩形狀不銹鋼板制成，安裝于微波輻射腔（303）的兩側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤旋耕-微波混合原位殺菌一體化裝置，其特征在于，所述的防微波泄漏抑制器（201）采用梳狀片式結(jié)構(gòu)制成，并鏈鋸式微波防護板（202）相連，可靠重力、彈簧支承力和地面支撐力上下移動。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤旋耕-微波混合原位殺菌一體化裝置，其特征在于，所述的介電吸波型刀片（101）由氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷或復(fù)相陶瓷材料的一種或多種制成。

6.一種利用權(quán)利要求1~5任一所述的裝置實現(xiàn)土壤旋耕-微波混合原位殺菌一體化方法，其特征在于包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種土壤旋耕?微波混合原位殺菌一體化方法以及裝置，采用介電吸波型刀片實現(xiàn)旋耕?微波混合原位殺菌一體化。該方法巧妙融合旋耕機械力、介電材料的微波吸收特性、微波的選擇性加熱特點與微波殺菌效能，單次作業(yè)即可完成土壤旋耕與高溫殺菌雙重任務(wù)。核心在于介電吸波型刀片，它不僅高效旋耕土壤，還作為微波能量的高效轉(zhuǎn)化和傳導(dǎo)媒介，深入土壤傳遞熱能，實現(xiàn)原位高溫殺菌。裝置集成物理旋耕、微波輻射、防微波泄漏保護等功能模塊，確保作業(yè)安全且高效。此一體化方案顯著提升土壤耕作效率，同時強化病蟲害防控能力，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提供了一項集高效、環(huán)保于一體的土地管理新技術(shù)。

技術(shù)研發(fā)人員：尚小標(biāo),趙偉,楊文彩,甄廣琦,趙恒亮,張宏揚
受保護的技術(shù)使用者：云南農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15