CN105340399B - 立体保护性免耕深松深施用自移迈步式作业装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种立体保护性免耕深松深施用自移迈步式作业装置，包括作业平台和可将作业平台移至待作业区域的行走组件，还包括安装在所述作业平台上并用于作业平台移动至待作业区域后作业的自移式作业总成；其中，自移式作业总成中的深松深施枪不但作为深松深施的执行部件，而且可作为移动式支腿，变平面压实摩擦拉动行走为点位支撑自移迈步行走；采用该种作业方式，不但可在不翻土、不打乱原有土层结构的情况下，达到深松深施的免耕效果，而且可通过深松深施枪形成支撑将整体作业平台加行走组件抬起，从而实现作业***自身重量能够充当深松深施枪顺利入土的活动支点，不仅减少土壤的压实的同时，也实现了深松深施枪快速***目标土壤。
Description
技术领域
本发明涉及农业耕作领域，特别涉及一种立体保护性免耕深松深施用自移迈步式作业装置。
背景技术
目前，所谓的深松深施整地作业技术主要是针对平原地区大田作物耕作条件而设计的。总体而言，该作业***采用拖拉机牵引深松机或带有深松部件的联合整地机等机具，来实现翻松土壤进行不完全意义上的行间或全方位深层土壤耕作整地，具体操作方式为主要通过牵引装置(如大功率拖拉机)拉动犁、铧、铲等深松整地机具横向移动，撕破犁底层或障碍土壤，其技术及装备主要分为凿式深松、铲式深松和振动深松，但尚未出现粉粒肥料自动化机械深施的技术及配套装备。
上述深松深施作业方式存在以下缺陷：1、该技术基本属于平面破坏性翻耕深松，而非严格意义上的立体保护性免耕深松，难以实现真正深松目的。因为严格意义上的深松整地，属于保护性免耕范畴，其宗旨是在不翻土、不打乱原有土层结构的情况下，打破坚硬的犁底层，加厚松土层，改善土壤耕层结构，从而增强土壤蓄水保墒和抗旱防涝能力。根据该宗旨，目前深松整地技术很难完全实现其应有涵义“深、平、细、实”的深松质量要求，即：作业深度一般在25cm以上，作业后要做到田面平整，土壤细碎，没有漏耕，深浅一致，上实下虚，达到待播状态；2、就地形要求而言，该技术适用地形和不同作物种植区域限制因素较多，因为该技术主要适用于平原地区，对即便较为平坦的丘陵地带、山地、设施农业区则无法作业；对不同作物种植区域而言，目前技术仅限于当年生单季大田作物的春秋深松作业，无法对作物中耕深松，也无法对果园、草坪、经济林等中耕深松整地作业；3、能耗高，且行动不灵活，因为目前深松作业***需要大功率拖拉机驱动，配套机具缺乏，行进过程中不得随意转向及倒车，否则导致机具损坏；4、作业质量不达标，对作业土壤质地限制因素很多，原因是，深松深度限制较大，深度超过30cm时，可能出现动力不足等情况，作业环境要求耕层内无树根、石头等硬质物质，作业过程中，要求作业区域不能出现高杆前茬，也不能将灭茬后的秸秆在地面铺设太厚，否则导致地面摩擦力太小使机械打滑而很难前行。另外，深松过程中会出现深松不完全，常常留下未被深松的或深松铲深浅不一所形成的深松程度不一的坚硬垡垄；5、该技术由于主要用于较为干燥的春秋旱地，雨季、冰雪季、含水量高的地块无法进行全面深松，否则因机械压实易作用而常常出现坚硬干结的垡条或难以撕破被冰雪封冻土层的情况；6、反复作业会压实和扰动表层土壤，因为机具作业入土时，因机随车行，造成土壤多次碾压，对土壤扰动破坏大，一定程度上加快表层土壤水土流失。
因此，针对以上深松深施整地技术及其装备存在的主要缺陷和不足，有必要提供一种立体保护性免耕深松深施用自移迈步式作业装置，使其不但可在不翻土、不打乱原有土层结构的情况下，达到深松深施的免耕效果，而且可根据具体情况进行自移式自主作业，自动化程度高，并减少土壤的压实。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种立体保护性免耕深松深施用自移迈步式作业装置，其不但可在不翻土、不打乱原有土层结构的情况下，达到深松深施的免耕效果，而且可根据具体情况进行自移式自主作业，自动化程度高，并减少土壤的压实。
本发明的立体保护性免耕深松深施用自移迈步式作业装置，包括作业平台和可将作业平台移至待作业区域的行走组件，还包括安装在所述作业平台上并用于作业平台移动至待作业区域后作业的自移式作业总成；
自移式作业总成包括至少一组可通过压缩空气喷爆土壤进行深松和粉粒物料喷射进行深施的作业组和控制作业组工作并自移的控制***，每一作业组至少包括安装于作业平台的作业单元，作业单元包括作业执行部件、可驱动作业执行部件沿作业方向前后移动并在作业执行部件***土壤中后带动作业平台自移的驱动组件和可驱动作业执行部件在竖直平面内转动用于起落的驱动装置，作业执行部件包括深松深施枪和活塞杆与深松深施枪竖向固定并可驱动其***/拔出土壤中的液压缸Ⅰ。
进一步，驱动组件包括导轨、导轨架和用于推动导轨架沿导轨移动的液压缸Ⅱ，导轨沿作业前进方向设置在作业平台底部，液压缸Ⅰ的缸体与导轨架的下端铰接。
进一步，驱动装置为液压缸Ⅲ，液压缸Ⅲ的缸体与作业平台底部铰接，液压缸Ⅲ的活塞杆与作业执行部件铰接。
进一步，行走组件包括行走轮和用于驱动行走轮转向并起落的起落装置。
进一步，每一所述作业组的作业单元设置至少三个并安装点两两共线。
进一步，作业平台为等腰梯形形状，作业组共设置三组，每一组作业组包括三个作业单元，每一作业组的三个作业单元的安装点成锐角三角形布置。
进一步，控制***包括用于控制液压缸Ⅰ、液压缸Ⅱ、液压缸Ⅲ工作的液压控制***和用于为深松深施枪提供压缩空气进行喷爆土壤深松的压缩空气供应***，还包括用于在深松深施枪喷爆后供应粉粒肥料进行深施的粉粒物料供应***。
进一步，深松深施枪数目为偶数且至少设置六根，所有深松深施枪以奇数或偶数一组分组形成每一所述作业组，且每组作业组包括至少三个深松深施枪。
进一步，沿作业前进方向的前后两两相邻的深松深施枪在作业平台的纵向中心线上的投影距离相等。
本发明的有益效果：本发明的立体保护性免耕深松深施用自移迈步式作业装置，通过作业单元的深松深施枪***土壤，利用压缩空气喷爆土壤和输送粉粒物料进行土壤深松深施，并在深松深施枪***土壤中后通过驱动组件的驱动可实现作业平台的自移，从而使得深松深施枪不但作为深松深施的执行部件，而且可作为移动式支腿，变平面压实摩擦拉动行走为点位支撑自移迈步行走；同时，采用该种作业方式，不但可在不翻土、不打乱原有土层结构的情况下，达到深松深施的免耕效果，而且可通过深松深施枪形成支撑将整体作业平台加行走组件抬起，从而实现作业***自身重量能够充当深松深施枪顺利入土的活动支点，不仅减少土壤的压实的同时，也实现了深松深施枪快速***目标土壤。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的整体结构中作业单元分布示意图；
图2为本发明中的作用单元结构示意图；
图3为本发明中的作业执行部件受驱动装置驱动工作示意图。
具体实施方式
图1为本发明的整体结构中作业单元分布示意图，图2为本发明中的作用单元结构示意图，图3为本发明中的作业执行部件受驱动装置驱动工作示意图，如图所示：本实施例的立体保护性免耕深松深施用自移迈步式作业装置，包括作业平台1和可将作业平台1移至待作业区域的行走组件2，还包括安装在所述作业平台1上并用于作业平台1移动至待作业区域后作业的自移式作业总成；
自移式作业总成包括至少一组可通过压缩空气喷爆土壤进行深松和粉粒物料喷射进行深施的作业组和控制作业组工作并自移的控制***，每一作业组至少包括安装于作业平台1的作业单元，作业单元包括作业执行部件、可驱动作业执行部件沿作业方向前后移动并在作业执行部件***土壤中后带动作业平台1自移的驱动组件和可驱动作业执行部件在竖直平面内转动用于起落的驱动装置3，作业执行部件包括深松深施枪4和活塞杆与深松深施枪4竖向固定并可驱动其***/拔出土壤中的液压缸Ⅰ5。
并如图1所示，本实施例中，每一所述作业组的作业单元设置至少三个并安装点两两共线；即，每一组作业组可设置三个以上包括三个的作业单元，每一作业单元有一个安装点，两两共线是指一条直线上存在每一组作业组内的作业单元的两个安装点，具体的为，作业平台1为等腰梯形形状，作业组共设置三组，每一组作业组包括三个作业单元，每一作业组的三个作业单元的安装点成锐角三角形布置，同样如图1所示，在作业平台1的四个顶点、两侧边和底边上均设置有安装点，三组作业组分别为作业组Ⅰ、作业组Ⅱ和作业组Ⅲ，作业组Ⅰ包括安装在安装点A-2-1-1、A-2-1-2和A-2-1-3处的三个作业单元，作业组Ⅱ包括安装在安装点A-2-2-1、A-2-2-2和A-2-2-3处的三个作业单元，作业组Ⅲ包括安装在安装点A-2-3-1、A-2-3-2和A-2-3-3处的三个作业单元。
本实施例中，驱动组件包括导轨6、导轨架7和用于推动导轨架7沿导轨移动的液压缸Ⅱ8，导轨沿作业前进方向设置在作业平台1底部，液压缸Ⅰ5的缸体与导轨架7的下端铰接；如图2所示，液压缸Ⅱ8的缸体与导轨架7固定连接，活塞杆与作业平台1底部设置的支撑板9固定连接，在作业平台1进入待作业区域后，可先通过液压缸Ⅱ8推动作业执行部件向行进方向沿导轨移动一定距离，然后作业执行部件会***土壤中，在作业完成后，操持深松深施枪4插在土壤中，然后驱动液压缸Ⅱ8回收活塞杆，由于深松深施枪4不动，液压缸Ⅱ8回收活塞杆时可带动作业平台1移动，从而完成下一步的自移。
本实施例中，驱动装置3为液压缸Ⅲ，液压缸Ⅲ的缸体与作业平台1底部铰接，液压缸Ⅲ的活塞杆与作业执行部件铰接；液压缸Ⅲ用于作业执行部件起落。
本实施例中，行走组件2包括行走轮和用于驱动行走轮起落的起落装置；其中，行走轮为现有结构，在此不再赘述，行走轮安装在作业平台1上，并设置有动力装置驱动行走轮，当作业组的深松深施枪4***土壤中后，可利用起落装置将行走轮收起脱离地面，起落装置可为液压缸或气缸，通过起落装置连接于行走轮的轮轴，驱动其升降，起落装置上设置有转向结构，转向结构可采用现有汽车转向结构，当然也可为现有其他转向结构，另外，起落装置的起落结构也可采用飞机起落架结构，为现有技术，在此不再赘述。
本实施例中，控制***包括用于控制液压缸Ⅰ5、液压缸Ⅱ8、液压缸Ⅲ工作的液压控制***10和用于为深松深施枪4提供压缩空气进行喷爆土壤深松的压缩空气供应***11，还包括用于在深松深施枪4喷爆后供应粉粒肥料进行深施的粉粒物料供应***12，控制***还包括中央控制***13，中央控制***可通过中央处理器实现集成控制，此为还包括动力源14；其中，压缩空气供应***对应每一作业组设置一个总管，每一作业组的每一作业单元的深松深施枪4通过一分管与对应总管连通，总管与三个分管连通处可设置四通接头，粉粒物料供应***采取同样的输送方式，压缩空气供应***至少包括可产生压缩空气的空压机，当然还可包括压缩空气储存装置，粉粒物料供应***包括粉粒物料储存箱，其内的粉粒物料通过压缩空气产生的气流虹吸进行输送，当然粉粒物料***还可包括物料推送装置，可为气动推动。
另外，本实施例中，深松深施枪数目设置的另一种实施方式为：数目设置为偶数且至少设置六根，所有深松深施枪以奇数或偶数一组分组形成每一所述作业组，且每组作业组包括至少三个深松深施枪；即，深松深施枪可设置六个、八个或十个，或为偶数大于十个，当以奇数为一组进行分组时，每组作业组包括至少三个深松深施枪，当以偶数为一组进行分组时，每组作业组包括至少四个深松深施枪，可形成稳定的支撑结构和作用过程。
本实施例中，沿作业前进方向的前后两两相邻的深松深施枪在作业平台的纵向中心线上的投影距离相等；所指纵向中心线是指作业平台的中心对称线，位于中心对称线的一侧的两两相邻的深松深施枪的连线在中心对称线的投影距离相等，举例说明为，图中A2-2-1位置作业单元安装点与A2-3-1位置作业单元安装点的连线在中心对称线的投影长度同A2-3-1位置作业单元安装点与A2-2-3位置作业单元安装点连线在中心对称线的投影长度相等，同理可得，其他位于作业平台侧边上的两两相邻作业单元安装点连线在中心对称线的投影长度同样相等。
本发明的整体装置具体工作方式为：当行走组件2带动作业平台1移动至待作业区域后，控制***控制其中至少一个作业组工作，液压控制***控制液压缸Ⅲ将作业执行部件放下并使作业执行部件垂直土壤，随后，液压控制***再驱动液压缸Ⅰ5将深松深施枪4***土壤中，此时工作作业组的深松深施枪4形成对整个作业平台1的支撑，并可抬升作业平台1，使行走组件2的行走轮离开地面，此时整体装置进入待作业状态；以单个作业组为例，单个作业组中以作业组Ⅰ先进行作业为例说明作业组的具体作业状态为，深松深施所需的压缩空气由压缩空气供应***提供，压缩空气进入深松深施枪4内并自深松深施枪4上设置的喷射孔喷出进入土壤中将土壤震裂形成深松，然后粉粒物料供应***进行物料输送，同样经喷射孔进入已震裂后的土壤间隙中达到深施的目的；深松深施作业完成后，先不通过液压缸Ⅰ5将深松深施枪4拔出土壤，然后通过三个作业单元的液压缸Ⅱ8沿导轨将整个作业组Ⅰ向作业行进方向回收一定距离，由于此时深松深施枪4在土壤中不能移动，从而使得作业平台1的导轨沿导轨架7相对移动，从而带动作业平台1移动；然后下一步，将下一作业组的深松深施枪4***土壤中形成三角定点支撑，进行深松深施作业；三个作业组依次重复进行，不但达到深松深施的目的，也使得作业平台1可以自主移动。
当作业组为两个时，以作业组Ⅰ和作业组Ⅱ工作作业为例，同样由行走组件2带动作业平台1移动至待作业区域后，将作业组Ⅰ和作业组Ⅱ同时或先后通过对应作业单元的液压缸Ⅲ将深松深施枪放下，然后将枪体***土中，此时，作业组Ⅰ和作业组Ⅱ可选择进行深松深施，也可同时进行深松深施，当深松深施结束时，可通过驱动两作业组的全部液压缸Ⅱ工作进行工作，从而达到带动作业平台前移的目的；当作业组为三个时，可同理得出其作业过程；当作业组为两个或三个时，作业平台的支撑稳定性更好，利用承受作业过程中的冲击，保证深松深施作业过程的可靠性；另外，以上行走与作业过程所使用的液压缸，在一些条件下可以用气缸及相关部件替代，也能实现上述功能。
当当前作业区域的作业点全部完成作业时，再将行走组件的行走轮放下并通过转向使其行走，并将全部作业组的收起，将作业平台带到下一作业区域。
本专利将整体作业装置的作用组按图1所示方式进行布置和编组，是为了实现整个作业过程中迈步运动作业的稳定性，9个深松深施枪按3×3分组布置，可以组成三个三角形，任何一组深松深施作业枪移动时，均有另外两组作为整个***的支撑，以确保***平台A-8自移和作业的稳定性。并且，其他安装在作业平台上的分***均布置在三个三角形的重叠区域，这进一步从几何上保证了整个***的稳定性。因而，能稳定可靠的以迈步式自移方式实现连续深松深施作业。同时，合理的间距布置个深松深施枪，可以实现***平台所覆盖区域内的完全深松深施作业过程。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种立体保护性免耕深松深施用自移迈步式作业装置，其特征在于：包括作业平台和可将作业平台移至待作业区域的行走组件，还包括安装在所述作业平台上并用于作业平台移动至待作业区域后作业的自移式作业总成；
所述自移式作业总成包括至少一组可通过压缩空气喷爆土壤进行深松和粉粒物料喷射进行深施的作业组和控制作业组工作并自移的控制***，每一所述作业组至少包括安装于作业平台的作业单元，所述作业单元包括作业执行部件、可驱动作业执行部件沿作业方向前后移动并在作业执行部件***土壤中后带动作业平台自移的驱动组件和可驱动作业执行部件在竖直平面内转动用于起落的驱动装置，所述作业执行部件包括深松深施枪和活塞杆与深松深施枪竖向固定并可驱动其***/拔出土壤中的液压缸Ⅰ；
所述驱动组件包括导轨、导轨架和用于推动导轨架沿导轨移动的液压缸Ⅱ，所述导轨沿作业前进方向设置在所述作业平台底部，所述液压缸Ⅰ的缸体与所述导轨架的下端铰接；所述驱动装置为液压缸Ⅲ，所述液压缸Ⅲ的缸体与作业平台底部铰接，液压缸Ⅲ的活塞杆与作业执行部件铰接。
2.根据权利要求1所述的立体保护性免耕深松深施用自移迈步式作业装置，其特征在于：所述行走组件包括行走轮和用于驱动行走轮转向并起落的起落装置。
3.根据权利要求1所述的立体保护性免耕深松深施用自移迈步式作业装置，其特征在于：每一所述作业组的作业单元设置至少三个并安装点两两共线。
4.根据权利要求3所述的立体保护性免耕深松深施用自移迈步式作业装置，其特征在于：所述作业平台为等腰梯形形状，在所述作业平台的四个顶点各设置一个作业单元安装点，在作业平台的两等腰侧边上以三等分侧边的方式各设置两个作业单元安装点，在作业平台的底边中间位置设置一个作业单元安装点，安装于九个作业单元安装点的作业单元三个一组形成三组作业组，所述作业组共设置三组，每一组作业组包括三个作业单元，每一作业组的三个作业单元的安装点成锐角三角形布置。
5.根据权利要求1所述的立体保护性免耕深松深施用自移迈步式作业装置，其特征在于：所述控制***包括用于控制液压缸Ⅰ、液压缸Ⅱ、液压缸Ⅲ工作的液压控制***和用于为深松深施枪提供压缩空气进行喷爆土壤深松的压缩空气供应***，还包括用于在深松深施枪喷爆后供应粉粒肥料进行深施的粉粒物料供应***。
6.根据权利要求1所述的立体保护性免耕深松深施用自移迈步式作业装置，其特征在于：深松深施枪数目为偶数且至少设置六根，所有深松深施枪以奇数或偶数一组分组形成每一所述作业组，且每组作业组包括至少三个深松深施枪。
7.根据权利要求1所述的立体保护性免耕深松深施用自移迈步式作业装置，其特征在于：沿作业前进方向的前后两两相邻的深松深施枪在作业平台的纵向中心线上的投影距离相等。
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