一種移位式葡萄清土開溝的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種移位式葡萄清土開溝機(jī)，涉及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，其主要特征在于：包括懸掛架單元、側(cè)向移位單元、工作機(jī)機(jī)架單元、動(dòng)力傳入單元、螺旋碎土送土單元、控制單元六部分。采用三點(diǎn)懸掛掛接在拖拉機(jī)的后側(cè)；采用螺旋輸送的原理，同時(shí)進(jìn)行土壤破碎和側(cè)向輸送完成葡萄的清土開溝工作。為了避開葡萄架的石柱，采用傳感器檢測石柱，單片機(jī)控制系統(tǒng)控制液壓缸實(shí)現(xiàn)作業(yè)機(jī)構(gòu)的整體側(cè)向移位，避免作業(yè)機(jī)構(gòu)與石柱的碰撞，實(shí)現(xiàn)清土開溝的自動(dòng)化作業(yè)，提高作業(yè)效率。同時(shí)該裝置還可以用于其他作物的開溝作業(yè)，提高了機(jī)器的適用性和利用效率。
【專利說明】一種移位式葡萄清土開溝機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】，特別設(shè)計(jì)一種移位式葡萄清土開溝機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國在世界葡萄主產(chǎn)國中越來越引人注目，1995年起中國的葡萄產(chǎn)量快速增長，2010種植面積達(dá)到552千公頃，產(chǎn)量8548千噸，成為世界第二大葡萄主產(chǎn)國，產(chǎn)量僅次于意大利。我國的葡萄主要集中于新疆、山東、河北、遼寧、山西、吉林和河南等地，主要有鮮食和釀酒。隨著人們生活質(zhì)量的提高，健康意識(shí)的加強(qiáng)，葡萄酒對身體的保健作用，使葡萄酒的需求量越來越大，極大地促進(jìn)了優(yōu)質(zhì)葡萄的快速發(fā)展。
[0003]由于氣候等原因，目前我國葡萄種植采用冬季埋藤，春季清土的種植模式。針對冬季埋藤目前已有很多相關(guān)設(shè)計(jì)，但是針對清土的設(shè)計(jì)還很少。葡萄的清土開溝工作量很大，勞動(dòng)強(qiáng)度高，人工作業(yè)的效率比較低。隨著我國農(nóng)村勞動(dòng)力的快速轉(zhuǎn)移，用于葡萄生產(chǎn)的勞動(dòng)力日益緊缺，已經(jīng)嚴(yán)重影響了葡萄生產(chǎn)的規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，同時(shí)，設(shè)計(jì)機(jī)械進(jìn)行作業(yè)，有利于提高葡萄產(chǎn)業(yè)的機(jī)械化與自動(dòng)化水平，加快葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
[0004]本發(fā)明依據(jù)葡萄清土開溝作業(yè)的要求，設(shè)計(jì)了一種機(jī)械，采用螺旋輸送的原理，同時(shí)進(jìn)行土壤破碎和側(cè)向輸送完成葡萄的清土開溝工作。采用傳感器檢測石柱，單片機(jī)控制系統(tǒng)控制液壓缸實(shí)現(xiàn)作業(yè)機(jī)構(gòu)的整體側(cè)向移位，避免作業(yè)機(jī)構(gòu)與石柱的碰撞，實(shí)現(xiàn)清土開溝的自動(dòng)化作業(yè)，提高作業(yè)效率。同時(shí)該裝置還可以用于其他作物的開溝作業(yè)，提高了機(jī)器的適用性和利用效率。
[0005]通過對國內(nèi)外專利文獻(xiàn)、期刊雜志及其他公開發(fā)表的文獻(xiàn)(如互聯(lián)網(wǎng))進(jìn)行檢索，本發(fā)明在國內(nèi)外未見報(bào)道，我們也未公開發(fā)表涉及本
【發(fā)明內(nèi)容】
的文章，本發(fā)明在國內(nèi)外公眾未知。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006](一)要解決的技術(shù)問題
[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:如何設(shè)計(jì)一種移位式清土開溝機(jī)，采用螺旋輸送的原理，同時(shí)進(jìn)行土壤破碎和側(cè)向輸送完成葡萄的清土開溝工作。為了避開葡萄架的石柱，采用傳感器檢測石柱，單片機(jī)控制系統(tǒng)控制液壓缸實(shí)現(xiàn)作業(yè)機(jī)構(gòu)的整體側(cè)向移位，避免作業(yè)機(jī)構(gòu)與石柱的碰撞，實(shí)現(xiàn)清土開溝的自動(dòng)化作業(yè)，提高作業(yè)效率。同時(shí)該裝置還可以用于其他作物的開溝作業(yè)，提高了機(jī)器的適用性和利用效率。
[0008](二)技術(shù)方案
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種移位式清土開溝機(jī)，其包括:懸掛架單元、側(cè)向移位單元、工作機(jī)機(jī)架單元、動(dòng)力傳入單元、螺旋碎土送土單元、控制單元六部分。
[0010]所述懸掛架單兀包括:方鋼懸掛架(11)、上懸掛點(diǎn)(10)、下左懸掛點(diǎn)(17)、下右懸掛點(diǎn)(12)、四個(gè)軸承支座(26);懸掛點(diǎn)(10) (17)與方鋼懸掛架(11)通過焊接的方式連接，采用標(biāo)準(zhǔn)的三點(diǎn)懸掛尺寸便于架構(gòu)在拖拉機(jī)上的掛接；四個(gè)軸承支座(26)采用焊接的方式與方鋼懸掛架(11)連接，四個(gè)軸承支座(26)通過軸承與側(cè)向移位機(jī)構(gòu)連接。
[0011]所述側(cè)向移位單元包括:兩個(gè)“工”字形方鋼架(8)、四個(gè)軸承支座(26)、四個(gè)旋轉(zhuǎn)豎軸(6)、八個(gè)固定卡(25) (7)、液壓油缸(9)、油缸支座(24)等組成；軸承支座(26)與方鋼架(8)通過焊接的方式連接在方鋼架(8)的一端，另一端固定卡(25)與方鋼架(8)通過焊接的方式連接，兩個(gè)連接都用于安裝旋轉(zhuǎn)豎軸(6);旋轉(zhuǎn)豎軸通過軸承、油封、保護(hù)蓋等與焊接了軸承支座(26)與固定卡(25)的方鋼架連接在一起；兩個(gè)“工”字形方鋼架(8)與懸掛架(11)和工作機(jī)機(jī)架單元分別通過連接卡(25) (7)和軸承支座(26)與旋轉(zhuǎn)豎軸(6)連接在一起，形成一個(gè)平行四邊形；液壓油缸(9)通過油缸支座(24)與兩個(gè)“工”字形方鋼架
(8)分別連接；通過液壓油缸(9)的伸縮控制平行四桿機(jī)構(gòu)，完成側(cè)移動(dòng)作。
[0012]所述工作機(jī)機(jī)架單元包括:方鋼機(jī)架(4)、右側(cè)擋土板(16)、
[0013]左側(cè)擋板(3)、上擋板(22)、和后擋板(21)、后擋板筋(23)、連接板(5);各部件根據(jù)空間位置通過焊接的方式連接在一起，由此形成一個(gè)半封閉的作業(yè)空間，螺旋碎土送土單元在此半封閉空間中工作，完成土壤的碎土和土壤的輸送；連接板(5)與方鋼機(jī)架連(4)焊接在一起，便于本單元與側(cè)向移位單元的連接。
[0014]所述動(dòng)力傳入單元包括:改裝的花鍵換向齒輪箱(13)、拖拉機(jī)萬向節(jié)等。拖拉機(jī)的動(dòng)力通過萬向節(jié)傳入花鍵齒輪箱(13)，在齒輪箱上完成動(dòng)力的換向，然后通過花鍵驅(qū)動(dòng)螺旋碎土送土單元的刀軸(18)。
[0015]所述螺旋碎土送土單元包括:旋耕碎土送土刀(20)、刀座(19)、刀軸(18)、左軸承支撐座(2)、右軸承支撐座(15)、左軸承蓋(I)、右軸承蓋(14)等。刀座(19)與刀軸(18)通過焊接的方式進(jìn)行連接，刀 座(19)的排布呈螺旋線狀；旋耕碎土送土刀(20)與刀座(19)通過螺栓連接的方式進(jìn)行連接；刀軸(18)右端通過花鍵的方式將動(dòng)力傳入刀軸(18);刀軸(18)兩端與軸承支座(2) (15)通過軸承等連接，刀軸(18)帶動(dòng)旋耕碎土送土刀(20)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)碎土松土。
[0016]所述控制單元包括:距離傳感器(27)、液壓控制閥和液壓回路(29)、單片機(jī)(28)等；通過距離傳感器(27)感知工作機(jī)構(gòu)與石柱的位置關(guān)系，通過單片機(jī)(28)進(jìn)行信號的處理并發(fā)出相關(guān)的控制信號，使得液壓回路(29)有一定的動(dòng)作，液壓回路的動(dòng)作又可以通過距離傳感器(27 )來感知，形成一個(gè)閉環(huán)的控制。
[0017](三)有益效果
[0018]本發(fā)明的移位式葡萄清土開溝機(jī)，具有以下有益效果:采用拖拉機(jī)為動(dòng)力，將拖拉機(jī)的PTO動(dòng)力通過換向齒輪箱輸出驅(qū)動(dòng)刀軸；在工作機(jī)機(jī)架單元形成的半封閉空間中，螺旋碎土送土單元通過旋轉(zhuǎn)和與土壤的碰撞完成土壤的破碎的同時(shí)將土壤向機(jī)構(gòu)的一側(cè)輸送；平行四桿結(jié)構(gòu)的側(cè)向移位機(jī)構(gòu)在液壓缸的作用下完成工作機(jī)構(gòu)的側(cè)向移位，在工作中避開葡萄園中的石柱；采用距離傳感器感知石柱的位置，并通過單片機(jī)接受返回的信號，進(jìn)行分析后通過驅(qū)動(dòng)電路控制液壓缸，完成側(cè)向移位機(jī)構(gòu)的閉環(huán)自動(dòng)控制。該裝置還可以在果園、林場等使用，提高通用性和利用率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是整體機(jī)構(gòu)的主視圖；
[0020]圖2是整體機(jī)構(gòu)的俯視圖；[0021]圖3是整體機(jī)構(gòu)的左視圖；
[0022]圖4是控制結(jié)構(gòu)的關(guān)系圖；
[0023]圖中:1 一左軸承蓋、2—左軸承支座、3—左擋土板、4一工作機(jī)方鋼機(jī)架、5—連接板、6—旋轉(zhuǎn)豎軸、7—連接卡前半、8 — “工”字形連接方鋼架、9 一液壓缸、10—上懸掛點(diǎn)、11 一方鋼懸掛架、12—右下懸掛點(diǎn)、13—改造齒輪箱、14 一右軸承蓋、15 一右軸承支座、16—右擋土板、17 一左下懸掛點(diǎn)、18—刀軸、19 一刀座、20 —螺旋碎土送土刀、21—后擋土板、22一上擋土板、23—后擋土板筋、24—液壓鉸支座、25—連接卡后半、26—軸承支座、27—傳感器單元、28—單片機(jī)、29—液壓閥與液壓控制回路；
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)例，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0025]本發(fā)明基于如下一種構(gòu)思:(1)采用螺旋排布的螺旋碎土送土刀，利用絞籠輸送的原理，完成土壤破碎的同時(shí)完成土壤的側(cè)向輸送；(2)采用雙層平行四連桿的方式建立側(cè)移機(jī)架，既能增加機(jī)構(gòu)的剛度又能完成工作機(jī)構(gòu)的平行側(cè)移；(3)采用液壓驅(qū)動(dòng)控制平行四連桿的運(yùn)動(dòng)，可以完成液控工作機(jī)構(gòu)的工作位置；(4)采用換向齒輪箱直接輸入動(dòng)力可以減小機(jī)械傳動(dòng)復(fù)雜度，完成動(dòng)力的直接送入；(5)采用傳感器感知目標(biāo)障礙物，利用單片機(jī)對信號進(jìn)行處理并發(fā)出控制指令可以完成側(cè)移機(jī)構(gòu)的閉環(huán)自動(dòng)控制；(6)該裝置還可以在其他需要清土開溝的場合使用，提高通用性和利用率。
[0026]如圖1、圖2、圖3所示，所述葡萄移位式清土開溝機(jī)主要應(yīng)用于葡萄春季的清土開溝工作，其包括:懸掛架單元、側(cè)向移位單元、工作機(jī)機(jī)架單元、動(dòng)力傳入單元、螺旋碎土送土單元、控制單元六部分。
[0027](I)懸掛架單兀包括:方鋼懸掛架11、上懸掛點(diǎn)10、下左懸掛點(diǎn)17、下右懸掛點(diǎn)12、四個(gè)軸承支座26 ;懸掛點(diǎn)10、17、12與方鋼懸掛架11通過焊接的方式連接，采用標(biāo)準(zhǔn)的三點(diǎn)懸掛尺寸便于架構(gòu)在拖拉機(jī)上的掛接；四個(gè)軸承支座26采用焊接的方式與方鋼懸掛架11連接，四個(gè)軸承支座26通過軸承與側(cè)向移位機(jī)構(gòu)連接。
[0028](2)側(cè)向移位單元包括:兩個(gè)“工”字形方鋼架8、四個(gè)軸承支座26、四個(gè)旋轉(zhuǎn)豎軸6、八個(gè)固定卡25、7、液壓油缸9、油缸支座24等組成；軸承支座26與方鋼架8通過焊機(jī)的方式連接在方鋼架8的一端，另一端固定卡25與方鋼架8通過焊接的方式連接，兩個(gè)連接都用于安裝旋轉(zhuǎn)豎軸6 ;旋轉(zhuǎn)豎軸通過軸承、油封、保護(hù)蓋等與焊接了軸承支座26與固定卡25的方鋼架連接在一起；兩個(gè)“工”字形方鋼架8與懸掛架11和工作機(jī)機(jī)架單元分別通過連接卡257和軸承支座26與旋轉(zhuǎn)豎軸6連接在一起，形成一個(gè)平行四邊形；利用平行四桿機(jī)構(gòu)的原理，工作機(jī)機(jī)架單元可以完成側(cè)移動(dòng)作；液壓油缸9通過油缸支座24與兩個(gè)“工”字形方鋼架8分別連接；通過液壓油缸9的伸縮控制平行四桿機(jī)構(gòu)的位置。
[0029](3)工作機(jī)機(jī)架單元包括:方鋼機(jī)架4、右側(cè)擋土板16、左側(cè)擋板3、上擋板22、和后擋板21、后擋板筋23、連接板5 ;各部件根據(jù)空間位置通過焊接的方式連接在一起，由此形成一個(gè)半封閉的作業(yè)空間，螺旋碎土送土單元在此半封閉空間中工作，完成土壤的碎土和土壤的輸送；連接板5通過焊接的方式與方鋼機(jī)架連4接在一起，便于本單元與側(cè)向移位單元的連接。[0030](4)動(dòng)力傳入單元包括:改裝的花鍵換向齒輪箱13、拖拉機(jī)萬向節(jié)等。拖拉機(jī)的動(dòng)力通過萬向節(jié)傳入花鍵齒輪箱13，在齒輪箱上完成動(dòng)力的換向，然后通過花鍵傳入螺旋碎土送土單元的刀軸18。[0031](5)螺旋碎土送土單元包括:旋耕碎土送土刀20、刀座19、刀軸18、左軸承支撐座
2、右軸承支撐座15、左軸承蓋1、右軸承蓋14等。刀座19與刀軸18通過焊接的方式進(jìn)行連接，刀座19的排布程螺旋線狀；旋耕碎土送土刀20與刀座19通過螺栓連接的方式進(jìn)行連接，與刀座19的排布保持統(tǒng)一旋線；刀軸18與軸頭通過焊接的方式進(jìn)行連接，右軸頭通過花鍵的方式將動(dòng)力傳入刀軸18 ;軸與軸承支2、15座通過軸承蓋1、4等連接，使得固定支座2、14以后刀軸18能夠帶動(dòng)旋耕碎土送土刀20自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0032](6)控制單元包括:距離傳感器27、液壓控制閥和液壓回路29、單片機(jī)28等；通過距離傳感器27感知工作機(jī)構(gòu)與石柱的位置關(guān)系，通過單片機(jī)28進(jìn)行信號的處理并發(fā)出相關(guān)的控制信號，使得液壓回路29有一定的動(dòng)作，液壓回路的動(dòng)作又可以通過距離傳感器27來感知，形成一個(gè)閉環(huán)的控制。
[0033]本發(fā)明的實(shí)施所述的移位式葡萄清土開溝機(jī)主要針對葡萄春季的清土開溝作業(yè)。
[0034]本發(fā)明整體的工作過程如下:選用合適的拖拉機(jī)，將三點(diǎn)懸掛與移位式葡萄清土開溝機(jī)進(jìn)行掛接，用萬向節(jié)連接拖拉機(jī)的PTO與換向齒輪箱的軸進(jìn)行連接，調(diào)整掛接單元的液壓確定工作機(jī)的高度。啟動(dòng)拖拉機(jī)的ΡΤ0，運(yùn)轉(zhuǎn)螺旋碎土送土單元，檢查運(yùn)轉(zhuǎn)情況，測試個(gè)傳感器是否正常工作。拖拉機(jī)在葡萄行間行走，進(jìn)行清土作業(yè)。也可以將傳感器控制改為手動(dòng)液壓控制，進(jìn)行自定義作業(yè)。
[0035]本發(fā)明也可以在其他需要清土開溝的場合作業(yè)，提高機(jī)器的通用性和利用率。
[0036]以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種移位式葡萄清土開溝機(jī)，其特征在于，包括:懸掛架單元、側(cè)向移位單元、工作機(jī)機(jī)架單元、動(dòng)力傳入單元、螺旋碎土送土單元、控制單元六部分。
2.所述懸掛架單元包括:方鋼懸掛架(11)、上懸掛點(diǎn)(10)、下左懸掛點(diǎn)(17)、下右懸掛點(diǎn)(12)、四個(gè)軸承支座(26);懸掛點(diǎn)(10) (17)與方鋼懸掛架(11)通過焊接的方式連接，采用標(biāo)準(zhǔn)的三點(diǎn)懸掛尺寸便于架構(gòu)在拖拉機(jī)上的掛接；四個(gè)軸承支座(26)采用焊接的方式與方鋼懸掛架(11)連接，四個(gè)軸承支座(26)通過軸承與側(cè)向移位機(jī)構(gòu)連接。
3.所述側(cè)向移位單元包括:兩個(gè)“工”字形方鋼架(8)、四個(gè)軸承支座(26)、四個(gè)旋轉(zhuǎn)豎軸(6)、八個(gè)固定卡(25) (7)、液壓油缸(9)、油缸支座(24)等組成；軸承支座(26)與方鋼架(8)通過焊接的方式連接在方鋼架(8)的一端，另一端固定卡(25)與方鋼架(8)通過焊接的方式連接，兩個(gè)連接都用于安裝旋轉(zhuǎn)豎軸(6);旋轉(zhuǎn)豎軸通過軸承、油封、保護(hù)蓋等與焊接了軸承支座(26)與固定卡(25)的方鋼架連接在一起；兩個(gè)“工”字形方鋼架(8)與懸掛架(11)和工作機(jī)機(jī)架單元分別通過連接卡(25) (7)和軸承支座(26)與旋轉(zhuǎn)豎軸(6)連接在一起，形成一個(gè)平行四邊形；液壓油缸(9)通過油缸支座(24)與兩個(gè)“工”字形方鋼架(8)分別連接；通過液壓油缸(9)的伸縮控制平行四桿機(jī)構(gòu)，完成側(cè)移動(dòng)作。
4.所述工作機(jī)機(jī)架單元包括:方鋼機(jī)架(4)、右側(cè)擋土板(16)、左側(cè)擋板(3)、上擋板(22)、和后擋板(21)、后擋板筋(23)、連接板(5);各部件根據(jù)空間位置通過焊接的方式連接在一起，由此形成一個(gè)半封閉的作業(yè)空間，螺旋碎土送土單元在此半封閉空間中工作，完成土壤的碎土和土壤的輸送；連接板(5)與方鋼機(jī)架連(4)焊接在一起，便于本單元與側(cè)向移位單元的連接。
5.所述動(dòng)力傳入單元包括:改裝的花鍵換向齒輪箱(13)、拖拉機(jī)萬向節(jié)等。拖拉機(jī)的動(dòng)力通過萬向節(jié)傳入花鍵齒.輪箱(13)，在齒輪箱上完成動(dòng)力的換向，然后通過花鍵驅(qū)動(dòng)螺旋碎土送土單元的刀軸(18)。
6.所述螺旋碎土送土單元包括:旋耕碎土送土刀(20)、刀座(19)、刀軸(18)、左軸承支撐座(2)、右軸承支撐座(15)、左軸承蓋(I)、右軸承蓋(14)等。刀座(19)與刀軸(18)通過焊接的方式進(jìn)行連接，刀座(19)的排布呈螺旋線狀；旋耕碎土送土刀(20)與刀座(19)通過螺栓連接的方式進(jìn)行連接；刀軸(18)右端通過花鍵的方式將動(dòng)力傳入刀軸(18);刀軸(18)兩端與軸承支座(2) (15)通過軸承等連接，刀軸(18)帶動(dòng)旋耕碎土送土刀(20)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)碎土松土。
7.所述控制單元包括:距離傳感器(27)、液壓控制閥和液壓回路(29)、單片機(jī)(28)等；通過距離傳感器(27)感知工作機(jī)構(gòu)與石柱的位置關(guān)系，通過單片機(jī)(28)進(jìn)行信號的處理并發(fā)出相關(guān)的控制信號，使得液壓回路(29)有一定的動(dòng)作，液壓回路的動(dòng)作又可以通過距離傳感器(27)來感知，形成一個(gè)閉環(huán)的控制。
8.如權(quán)利要求3、6和7所述的移位式葡萄清土開溝機(jī)，其特征在于，機(jī)器可以根據(jù)葡萄田間環(huán)境，避讓石柱等障礙物完成作業(yè)。
9.如權(quán)利要求7所述的移位式葡萄清土開溝機(jī)，其特征在于，機(jī)器采用傳感器感知障礙石柱，自動(dòng)控制機(jī)器進(jìn)行避讓。
10.如權(quán)利要求4和6所述的移位式葡萄清土開溝機(jī)，其特征在于，機(jī)器采用螺旋排布的碎土送土到，一次性完成土壤的破碎和側(cè)向傳送。
【文檔編號】A01C5/06GK103460857SQ201310393495
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】徐麗明, 王文斌, 李超, 李泳豪 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)