一種鬆土開溝機的製作方法

2023-11-05 11:42:37

本發明涉及開溝機，具體涉及一種鬆土開溝機。

背景技術：

開溝機是為適應南方低洼田塊、湖區等田間種植排水需求而產生的，現有開溝方式多樣，有旋轉刀盤式開溝裝置，鏵式犁體開溝裝置，螺旋蛟龍立式或斜式開溝裝置等，開溝時配套動力大，機具尺寸大，功率消耗大，對於大棚內或果園、茶園等小空間區域作業受限，靈活性差。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是克服現有技術存在的不足，提供一種結構小巧、作業靈活，田間適應性好的鬆土開溝機。

為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案為：一種鬆土開溝機，包括設置於機架上的驅動裝置，該機架的底部設置行走輪系統，該驅動裝置通過一從動件分別連接間歇式行走輪驅動機構、間歇式鬆土機構、間歇式鬆土齒擺動機構及開溝推土機構；其中：

間歇式行走輪驅動機構包括與從動件同軸安裝的驅動凸輪，該驅動凸輪牴觸連接推桿的一端，該推桿中部通過支撐架固定在機架上，且推桿能在支撐架上作軸向滑動，該支撐架與驅動凸輪之間的推桿上設置壓縮彈簧，該推桿的另一端與棘輪間歇式牴觸連接，該棘輪與行走輪系統的驅動行走輪同軸安裝；

間歇式鬆土機構包括與從動件同軸安裝的撥杆及設置於機架中部的相互嚙合的鬆土主動輪和鬆土從動輪，鬆土主動輪和鬆土從動輪分別相對從動件徑向定位安裝在鬆土主動輪軸和鬆土從動輪軸上，從動件軸、鬆土主動輪軸、鬆土從動輪軸在徑向呈等腰三角形狀安裝在機架上，且從動件軸位於鬆土從動輪軸和鬆土主動輪軸垂直距離連線中點的垂直面上；該撥杆上開設有第一滑槽，第一滑槽內安裝撥杆撥銷軸，撥杆撥銷軸上靠近鬆土主動輪一端安裝接觸軸承，鬆土主動輪軸上固定安裝第一擺杆，鬆土從動輪軸上固定安裝第二擺杆，撥杆撥銷軸上的接觸軸承在從動件旋轉過程中，間歇性與第一、二擺杆牴觸連接；鬆土從動輪軸上安裝左、右齒條驅動齒輪，左、右齒條驅動齒輪相對的機架上分別安裝左、右齒條，且左、右齒條驅動齒輪分別與左、右齒條嚙合，左、右齒條的底部通過鬆土齒架軸鉸接安裝帶鬆土齒的鬆土齒架，第一、二擺杆擺動時，同軸安裝於鬆土從動輪軸上的左、右齒條驅動齒輪間歇式往復正、反轉動，使左、右齒條上、下移動而帶動鬆土齒上、下移動；

間歇式鬆土齒擺動機構包括第一、二曲柄搖杆機構，該第一曲柄搖杆機構的前端與從動件連接，後端鉸接一扇形擺塊，沿該扇形擺塊外周的弧形段設置有滑導軌，該滑導軌的首、尾兩端分別設置第一擋板和第二擋板，且該滑導軌上套設有弧形滑齒，弧形滑齒上嚙合有從動滑齒，該從動滑齒的軸上安裝第二曲柄搖杆機構前端的第二曲柄，該第二曲柄搖杆機構後端的第三擺杆鉸接鬆土齒上臂；位於第一、二曲柄搖杆機構一側的機架上設置u型導柱，u型導柱的開口端設置導塊，u型導柱與導塊之間形成鬆土齒上臂固定銷進出的u型導槽，該鬆土齒上臂固定銷固定設置於鬆土齒上臂的上端，且該鬆土齒上臂的下端與鬆土齒架通過鬆土齒架軸鉸接固定，第二曲柄搖杆機構的後端設置鬆土齒控制銷，該鬆土齒上臂上設有第二滑槽，該鬆土齒控制銷套設固定於第二滑槽內，當第二曲柄搖杆機構的第三擺杆上、下擺動到極點位置時，鬆土齒上臂固定銷的末端進、出u型導槽，當鬆土齒上臂固定銷滑出u型導槽時，鬆土齒架隨第三擺杆的擺動而偏轉；

開溝推土機構包括與從動件同軸安裝的開溝主動輪，該開溝主動輪連接開溝從動輪，開溝從動輪安裝於主動輸入軸的一端，該主動輸入軸經開溝變速箱連接位於機架前端的推土軸和左、右切壁輪，該推土軸中部前端的機架上設置有開溝鏟，推土軸上設置刀片，且以推土軸中點為界，兩側刀片分別呈左、右旋設置。

上述方案的優選是，所述驅動裝置包括設置於機架上的發動機和變速箱，該發動機經皮帶連接變速箱，該變速箱上設有輸出鏈輪，所述從動件為從動鏈輪，輸出鏈輪與從動鏈輪之間通過鏈條連接。

上述方案的優選是，所述扇形擺塊上設置有徑向方向的u型槽，所述第一曲柄搖杆機構後端的連杆軸安裝在u型槽內，並經螺栓鉸接固定。

上述方案的優選是，所述u型槽設置在扇形擺塊的對稱中心線位置。

上述方案的優選是，所述扇形擺塊的扇形角在90°-180°之間。

上述方案的優選是，所述第一曲柄搖杆機構包括安裝於鬆土從動輪軸上的第一曲柄，該第一曲柄鉸接第一連杆的一端，第一連杆的另一端固定設置連杆軸；所述第二曲柄搖杆機構包括第二曲柄，該第二曲柄鉸接第二連杆，該第二連杆鉸接第三擺杆的一端，該第三擺杆通過固定軸樞設於機架，該第三擺杆的另一端設置鬆土齒控制銷。

上述方案的優選是，所述弧形滑齒的弧長小於滑導軌的弧長。

上述方案的優選是，所述接觸軸承的旋轉半徑大於第一、二擺杆的旋轉半徑。

上述方案的優選是，所述鬆土主動輪和鬆土從動輪的齒數相同。

上述方案的優選是，所述機架的前端安裝開溝機架，開溝機架上固定連接開溝蓋板。

本發明鬆土開溝機在間歇式行走輪驅動機構能實現間歇式行走；在間歇式鬆土機構及間歇式鬆土齒擺動機構的共同作用下，鬆土齒可以實現豎直和偏轉運動，從而實現入土、偏轉、鬆土攪土功能；鬆土齒安裝有鬆土齒上臂，鬆土齒上臂在扇形擺塊配套弧形齒條的間歇驅動作用下，實現鬆土齒極限點位置的間歇來回驅動，實現鬆土齒的定點偏轉和定點復位；驅動行走輪依靠凸輪驅動間歇式推桿，推桿驅動棘輪的作用下，完成行走輪的間歇轉動，配合鬆土齒出土後的進給和入土時的定點；另外，本發明開溝鏟與推土軸及刀片聯合作用實現溝內起土，側向均勻碎土和推土作業，推土軸上安裝刀片採用雙向螺旋布置，與開溝蓋板配合實現碎土推土。所採用的左、右切壁輪採用鋸齒形狀設計，左右比開溝鏟寬度寬5-10mm，切壁輪旋轉半徑為開溝深度值，鬆土齒入土深度與切壁輪切土深度一致。

本發明採用齒排式鬆土開溝鏟起土、橫向螺旋刀片開溝方式，使得整體機具小巧，作業靈活，田間適應性好，可以用於小空間，植株行間鬆土開溝作業。

附圖說明

圖1為本發明鬆土開溝機左軸測視圖。

圖2為本發明鬆土開溝機右軸測視圖。

圖3為本發明鬆土齒在入土最低點時的右側視圖。

圖4為本發明鬆土齒極限偏擺狀態圖。

圖5為本發明間歇式地輪驅動機構的結構示意圖。

圖6為本發明間歇式鬆土機構的傳動結構示意圖。

圖7為本發明間歇式鬆土齒擺動機構的傳動結構示意圖。

圖中：1.發動機、2.底盤、3.輸出鏈輪、4.行走輪、5.驅動行走輪、6.棘輪、7.推桿、71.擋板、72.壓縮彈簧、73.球形凸板、8.支撐架、9.開溝主動鏈輪、10.從動鏈輪、101.從動鏈輪軸、11.驅動凸輪、12.開溝從動鏈輪、13.右切壁輪、14.推土軸、15.開溝蓋板、16.開溝機架、17.開溝鏟、18.左切壁輪、19.開溝變速箱、20.主動輸入軸、21.左齒條驅動齒輪、22.鬆土從動輪、221.鬆土從動輪軸、23.第二擺杆、24.鬆土主動輪、241.鬆土主動輪軸、25.第一擺杆、26.撥杆、261.第一滑槽、262.接觸軸承、263.接觸軸承、27.皮帶輪、28.機架、29.變速箱、30.皮帶、31.發動機輸出皮帶輪、32.推土刀片、33.右齒條驅動齒輪、34.右齒條、35.鬆土齒、36.第一曲柄、37.第一連杆、371.連杆軸、38.鬆土齒上臂、39.第二滑槽、40.第三擺杆、41.固定軸、42.扇形擺塊、43.弧形滑齒、431.滑導軌、432.第一擋板、433.第二擋板、44.從動滑齒、45.第二曲柄、46.第二連杆、47.導槽、48.u型導柱、481.導塊、49.鬆土齒架、50.撥杆撥銷軸、51.左齒條、52.鬆土齒控制銷、53.鬆土齒上臂固定銷、54.鬆土齒架軸。

具體實施方式

如圖1－圖7所示，本發明一種鬆土開溝機一實施例包括設置於機架28上的驅動裝置，該機架28的底部一端設置行走輪系統，該驅動裝置通過從動鏈輪10分別連接間歇式行走輪驅動機構、間歇式鬆土機構、間歇式鬆土齒擺動機構及開溝推土機構。

該驅動裝置包括設置於機架28上的發動機1和變速箱29，該發動機1經皮帶30連接變速箱29，該變速箱29上設有輸出鏈輪3，輸出鏈輪3與從動鏈輪10之間通過鏈條連接。

間歇式行走輪驅動機構包括與從動鏈輪10同軸安裝的驅動凸輪11，該驅動凸輪11牴觸連接推桿7的一端，該推桿7的中部通過支撐架8固定在機架28上，且推桿7能在支撐架8上作軸向滑動，該支撐架8與驅動凸輪11之間的推桿7上固定設置擋板71，擋板71與支撐架8之間的推桿7上設置壓縮彈簧72，該推桿7的另一端與棘輪6間歇式牴觸連接，該棘輪6與行走輪系統的驅動行走輪5同軸安裝，從而可實現驅動行走輪5的間歇式旋轉，並帶動行走輪4。為使推桿7與驅動凸輪11的連接端牴觸平滑，推桿7的凸輪連接端設置球形凸板73。

間歇式鬆土機構包括與從動鏈輪10同軸安裝的撥杆26及設置於機架28中部一側且相互嚙合的鬆土主動輪24和鬆土從動輪22，鬆土主動輪24和鬆土從動輪22分別相對從動鏈輪10徑向定位安裝在鬆土主動輪軸241和鬆土從動輪軸221上，從動鏈輪軸101、鬆土主動輪軸241、鬆土從動輪軸221在徑向呈等腰三角形狀安裝在機架28上，且從動鏈輪軸位於鬆土從動輪軸221和鬆土主動輪軸241垂直距離連線中點的垂直面上；該撥杆26上開設有第一滑槽261，第一滑槽261內安裝撥杆撥銷軸50，撥杆撥銷軸50上靠近鬆土主動輪24一端安裝接觸軸承262，鬆土主動輪軸241上固定安裝第一擺杆25，鬆土從動輪軸221上固定安裝第二擺杆23，撥杆撥銷軸50上的接觸軸承262在從動鏈輪10旋轉過程中，間歇性與第一、二擺杆25、23牴觸連接；鬆土從動輪軸221上安裝左、右齒條驅動齒輪21、33，左、右齒條驅動齒輪21、33相對的機架28上分別安裝左、右齒條51、34，且左、右齒條驅動齒輪21、33分別與左、右齒條51、34嚙合，左、右齒條51、34的底部通過鬆土齒架軸54固定安裝帶鬆土齒35的鬆土齒架49，第一、二擺杆25、23間歇式擺動時，同軸安裝於鬆土從動輪軸221上的左、右齒條驅動齒輪21、33間歇式往復正、反轉動，使左、右齒條51、34上、下移動而帶動鬆土齒35上、下移動。本實施例中，接觸軸承263的旋轉半徑大於第一、二擺杆25、23的旋轉半徑，且鬆土主動輪24和鬆土從動輪22的齒數相同。

間歇式鬆土齒擺動機構包括第一、二曲柄搖杆機構。第一曲柄搖杆機構包括安裝於鬆土從動輪軸221上的第一曲柄36，該第一曲柄36鉸接第一連杆37的一端，第一連杆37的另一端固定設置連杆軸371。第二曲柄搖杆機構包括第二曲柄45，該第二曲柄45鉸接第二連杆46，該第二連杆46鉸接第三擺杆40的一端，該第三擺杆40的中部通過固定軸41樞設在機架28上，該第三擺杆40的另一端設置鬆土齒控制銷52。第一曲柄36的前端與從動鏈輪10同軸安裝，第一連杆37後端的連杆軸371鉸接一扇形擺塊42，沿該扇形擺塊外周的弧形段設置有滑導軌431，該滑導軌431的首、尾兩端分別設置第一擋板432和第二擋板433，且該滑導軌431上套設有弧形滑齒43，弧形滑齒43上嚙合有從動滑齒44，該從動滑齒44的軸上安裝第二曲柄45的一端，該第三擺杆40上的鬆土齒控制銷52活動鉸接於鬆土齒上臂38的第二滑槽39；位於第一、二曲柄搖杆機構一側的機架28上設置u型導柱48，u型導柱48的開口端設置導塊481，u型導柱48與導塊481之間形成鬆土齒上臂固定銷53進出的u型導槽47，該鬆土齒上臂固定銷53固定設置於鬆土齒上臂38的上端，且該鬆土齒上臂38的下端與鬆土齒架49通過鬆土齒架軸54鉸接固定。該鬆土齒上臂38上設有第二滑槽39，第二曲柄搖杆機構的鬆土齒控制銷52套設固定於第二滑槽39內，當第二曲柄搖杆機構的第三擺杆40上、下擺動時，鬆土齒上臂38隨之發生偏擺，並在第三擺杆40擺動到上、下極點位置時，鬆土齒上臂固定銷53的末端進或出u型導槽47，並可沿u型導槽47上、下移動。當鬆土齒上臂固定銷53的末端移出u型導槽47時，第三擺杆40的上、下擺動，使鬆土齒架49發生偏擺，當鬆土齒上臂固定銷53的末端進入u型導槽47時，第三擺杆40的上、下擺動，只能使鬆土齒35隨左、右齒條51、34的上、下移動而上、下移動。

開溝推土機構包括與從動鏈輪10同軸安裝的開溝主動輪9，該開溝主動輪連接開溝從動輪12，該開溝從動輪12安裝於主動輸入軸20的一端，該主動輸入軸20經開溝變速箱19連接位於機架28前端的推土軸14和左、右切壁輪18、13，該推土軸14中部前端的機架上設置有開溝鏟17，推土軸14上設置刀片32，且以推土軸14的中點為界，兩側刀片32分別呈左、右旋設置。

具體工作時：發動機1經發動機輸出皮帶輪31輸出動力經皮帶30驅動皮帶輪27，再驅動變速箱29將動力減速增扭，再經過主動鏈輪3帶動從動鏈輪10，從動鏈輪10一方面帶動開溝主動鏈輪9，另外一方面帶動驅動凸輪11，同時還帶動第一曲柄36。驅動凸輪11驅動推桿7在支撐架8內往復運動，進而間歇式驅動棘輪6帶動驅動行走輪5間歇式轉動，即帶動整機間歇式前行。

開溝主動鏈輪9帶動開溝從動鏈輪12，開溝從動鏈輪12安裝於主動輸入軸20的一端，因而開溝從動鏈輪12經主動輸入軸20驅動開溝變速箱19，開溝變速箱19再驅動推土軸14和左切壁輪18及右切壁輪13，開溝機架16安裝於機架28上，開溝蓋板15固定在開溝機架16上，開溝鏟17螺栓固定在機架28上。工作時依靠變速箱19驅動左、右切壁輪18、13高速旋轉切削兩側土壤，形成垂直溝壁，鬆土齒35松過後的土壤經開溝鏟17從溝底向上託起，再經推土軸14上的刀片32作用下，向左、右推送土壤，將土壤均勻布置在廂面上，刀片32按照左、右反向螺旋布置，推土軸14按前進方向為正轉旋轉（如圖1所示，順時針旋轉），靠右切壁輪13一側的刀片32採用右旋布置，對稱側的刀片32為左旋布置。

如圖6所示，鬆土齒35固定在鬆土齒架49上，鬆土齒架49固定在鬆土齒架軸54上，鬆土齒上臂38固定在鬆土齒架軸54上，鬆土齒架49與左右齒條51、34可以相對轉動。

另外一方面撥杆26利用活動安裝的撥杆撥銷軸50在做圓周運動的時候，間歇驅動第一擺杆25和第二擺杆23，第二擺杆23與鬆土從動驅動齒輪22及左齒條驅動齒輪21右齒條驅動齒輪33同軸固連，第一擺杆25與鬆土主動輪24同軸固連。撥杆撥銷軸50在第一擺杆25和第二擺杆23之間來回驅動，從而實現左齒條驅動齒輪21驅動左齒條51，右齒條驅動齒輪33驅動右齒條34，齒條在齒條槽內上下運動，在左、右齒條51、34的共同作用下驅動鬆土齒35向下入土。在鬆土齒35下移的過程中，鬆土齒上臂固定銷53始終固定在導槽47裡，保證鬆土齒35沿導槽47固定豎直向下入土。另一方面，從動鏈輪10驅動第一曲柄36，第一曲柄36帶動第一連杆37，第一連杆37帶動扇形擺塊42做往復擺動，扇形擺塊42上安裝有弧形滑齒43，弧形滑齒43在扇形擺塊42上來回間隙式擺動，弧形滑齒43驅動從動滑齒44，從動滑齒44驅動第二曲柄45和第二連杆46，最後帶動第三擺杆40繞固定軸41實現間歇式擺動，從而實現鬆土齒控制銷52在第二滑槽39內移動，進而驅動鬆土齒上臂38間歇式擺動，具體表現為在鬆土齒35到達最低點位置時，鬆土齒上臂固定銷53滑出導槽47，帶動整個鬆土齒35向前傾斜，實現入土後的鬆土攪土作用，待左齒條51和右齒條34向上移動到最高點時，鬆土齒上臂固定銷53在第三擺杆40的作用下又從導槽47上端開口處回復到導槽47內，使得鬆土齒35恢復豎直狀態，進而進入下一個入土、偏轉、攪土、鬆土循環作業。

整機驅動行走輪5在棘輪6間歇驅動下完成間歇行駛，行駛過程時間配合點為鬆土齒35入土時，行走輪處於靜止狀態，當鬆土齒35出土後驅動行走輪5間歇向前行駛指定鬆土間距。