CN105432164B - 单株植物周边可移动式抚育工作机 - Google Patents

Abstract

单株植物周边可移动式抚育工作机，其特征在于包括组合工作臂，组合作业刀具、用于推动组合工作臂前后移动的伸缩架、用于推动组合工作臂左右摆动的摆动驱动液压缸、设置在组合工作臂左右两侧用于使组合工作臂打开或收拢的张拢液压缸和设置在组合工作臂上方用于使组合工作臂上下翻转的起升翻转液压缸；本发明提供的单株植物周边可移动式抚育工作机，可对单株植物周边土壤进行紧密细致的割草和松土抚育作业，提高农作物抚育效率，减少人工劳动强度。

Description

单株植物周边可移动式抚育工作机

技术领域

本发明涉及农作物抚育设备，主要涉及一种单株植物周边可移动工抚育工作机，针对单株植物进行割草和松土抚育工作。

背景技术

在农业生产中，需要对靠近植物附近区域的土壤进行除草和松土抚育，以增加土壤对水份和肥料的吸收率，促长植物的活性生长。

目前，常规农作物间的杂草主要是靠人工用锄头锄掉，或者用除草剂除，又或者用地膜覆盖等的方法来控制杂草生长！但是，人工用锄头除草，工作效率低又辛苦；用除草剂除草，农药的使用对土壤、空气的环境造成污染大；用地膜覆盖，地膜使用后易造成垃圾污染等的。现有技术中的松土机普遍采用的方式是通过行走机构带动整个松土机移动，通过松土刀在竖直方向上的旋转从而搅动待松动的泥土，并且整台松土机的体积较大，工作区域不能够精细控制，对于一些杆茎较小的植物，现有的松土机无法在其附近进行紧密作业。因此，大多数的农林抚育作业，还是通过人工完成，人工除草后用锄头松土，人工方式对单株植物附近土壤进行抚育工作，能最大限制的保护植物杆茎不受损伤，但效率过低，且劳动强度过大。

发明内容

本发明提供一种单株植物周边可移动式抚育工作机，可对单株植物周边土壤进行紧密细致的割草和松土抚育作业，提高农作物抚育效率，减少人工劳动强度。

为达到上述目的本发明采用的技术方案是：单株植物周边可移动式抚育工作机，其特征在于包括组合工作臂，组合作业刀具、用于推动组合工作臂前后移动的伸缩架、用于推动组合工作臂左右摆动的摆动驱动液压缸、设置在组合工作臂左右两侧用于使组合工作臂打开或收拢的张拢液压缸和设置在组合工作臂上方用于使组合工作臂上下翻转的起升翻转液压缸；

所述的组合工作臂由两个对称设置的安装臂组成，所述的伸缩架由长方形的固定架和固定在固定架后侧的伸缩杆组成，所述的伸缩杆水平设置，伸缩杆伸缩带动固定架前后移动，绞连安装框装在固定架内并可相对于固定架左右转动，所述的安装臂的后端装在绞连安装框上并且相对于铰连安装框具有多个自由度，安装臂的前端安装组合作业刀具；

张拢液压缸的前端固定在安装臂的外侧面，后端装在绞连安装框中且与安装臂的后端为同轴安装，所述的张拢液压缸相对于铰连安装框具有多个自由度，张拢液压缸伸缩带动安装臂沿水平方向摆动改变两个安装臂的夹角大小；

所述的起升翻转液压缸的前端固定在安装臂的上表面，后端装在铰连安装框上且位于安装臂后端的正上方，使所述的起升翻转液压缸为倾斜设置，起升翻转液压缸相对于铰连安装框具有多个自由度，起升翻转液压缸伸缩带动安装臂沿垂直方向摆动改变两个安装臂与水平面的夹角小大；

所述的摆动驱动液压缸安装在铰连安装框和固定架之间，摆动驱动液压缸的一端固定在铰连安装框的左侧面或右侧面，另一端固定在固定架的内侧面，摆动驱动液压缸伸缩推动铰连安装框在固定架中左右转动；

所述的组合作业刀具包括动力马达、用于传输动力的传动部件、连接在传动部件下方的圆盘型割草刀和连接在割草刀下方的螺旋型松土刀，启动所述的动力马达通过传动部件带动割草刀和松土刀高速转动。

进一步的，所述的组合工作臂的一个安装臂的上表面焊接导轨，另一个安装臂的上表面焊接导套，所述的导轨为圆弧形状，所述的导套为弧度与导轨相同的圆弧形套管，所述的导轨穿过导套置于两个安装臂的上表面，导轨随两个安装臂夹角的变化在导套中运动。导轨***导套内，保证起升翻转液压缸伸缩时，两个安装臂沿垂直方向摆动的同步性。

进一步的，所述的安装臂的后端、所述的张拢液压缸的后端和所述的起升翻转液压缸的后端均为铰球关节连接端且均通过安装销装在绞连安装框上，使所述的安装臂、张拢液压缸和起升翻转液压缸相对于绞连安装框均具有多个自由度。张拢液压缸和起升翻转液压缸可随安装臂的摆动而摆动，安装臂在抚育作业时的摆动协调性高。

进一步的，所述的固定架为由钢管焊接而成的长方形钢架，固定架上钢管和下钢管的中心均开有安装孔，两个安装孔为垂直对齐设置，所述的铰连安装框上开有与安装孔相对应的连接孔，连接轴穿过安装孔和连接孔将铰连安装框可转动的安装在固定架的下钢管和上钢管之间。

进一步的，在所述的固定架的后侧装有两组伸缩杆，两组伸缩杆并排设置在固定架的左上角和右上角，所述的伸缩杆由水平设置的固定外套钢和固定在固定外套钢外侧的伸缩液压缸组成，所述的固定外套钢的前端焊接在固定架上，伸缩液压缸伸缩带动固定外套钢伸缩，使得所述的固定架前后移动。

进一步的，所述的张拢液压缸伸长两个安装臂的夹角减小，张拢液压缸缩进两个安装臂的夹角增大，两个安装臂的夹角最大值为26度。

进一步的，所述的起升翻转液压缸伸长到最大进程，所述的安装臂与水平面平行，起升翻转液压缸全程缩回，安装臂与水平面的夹角为90度。在非工作状态下起升翻转液压缸全程缩回，安装臂垂直对水平面，即组合工作臂与伸缩架之间折成90度，使单株植物周边可移动式抚育工作机在非工作状态下整机长度最小，空间占用率最小，便于单株植物周边可移动式抚育工作机的存放和管理。

进一步的，所述的组合作业刀具中的传动部件为圆盘形状，两个传动部件相对的周边上均装有安全距离保护块，使两个组合作业刀具的割草刀和松土刀始终保持安全距离，两个安装臂上的割草刀和松土刀在作业时不会发生碰撞，造成刀体损坏。

进一步的，所述的割草刀与传动部件为法兰式螺栓连接，所述的割草刀与松土刀也为法兰式螺栓连接，所述的割草刀和松土刀的上下位置可调换。

本发明的单株植物周边可移动式抚育工作机的工作原理是：

先启动起升翻转液压缸伸长到最大行程，使安装臂与水平面平行，锁定起升翻转液压缸，使得安装臂不会因为组合作业刀具在工作过程中受到来自泥土的方向作用力而向上翻动。然后，启动摆动驱动液压缸转动绞连安装框，调整组合工作臂的角度，使两个安装臂所夹角度的平分线与单株植物杆茎基本保持在同一垂直面上，锁定摆动驱动液压缸；然后，同时启动张拢液压缸、伸缩杆和动力马达，根据被抚育单株植物的杆茎调整两个安装臂的夹角大小，并推动两组组合作业刀具在单株植物杆茎周边土壤上做相对的圆弧运动，完成单株植物杆茎周边土壤的抚育。单株植物周边可移动式抚育工作机向前移动，完成土壤直线形割草和松土抚育作业。

本发明的有益效果是：本发明的单株植物周边可移动式抚育工作机可伸缩，组合工作臂可左右摆动并张拢，组合作业刀具可在单株植物周边土壤上移动，进行紧密细致的抚育作业且不会损伤植物杆茎；每台组合作业刀具均集成了割草与松土两项抚育作业工具，单株植物周边可移动式抚育工作机的实用性强，工作效率高，将人工抚育转变成人工操作机器抚育，减小了人工强度劳动。单株植物周边可移动式抚育工作机在非工作状态下，组合工作臂与伸缩架垂直，缩短了整机长度，方便单株植物周边可移动式抚育工作机的存放和管理。

附图说明

图1为本发明的单株植物周边可移动式抚育工作机的结构示意图。

图2为组合工作臂、张拢液压缸、起升翻转液压缸与伸缩架的组装结构示意图。

图3为伸缩架的结构示意图。

图4为张拢液压缸、起升翻转液压缸和安装臂装与绞边安装框连接的结构示意图。

图5为导轨和导套在安装臂上的结构示意图。

图6为绞连安装框的结构示意图。

图7为绞连安装框装在固定架内的后视图。

图8为组合作业刀具的结构示意图。

图9为本发明的单株植物周边可移动式抚育工作机的主视图。

图10为本发明的单株植物周边可移动式抚育工作机的侧视图。

图11为组合作业刀具在单株植物杆茎周围的单次运动轨迹示意图。

具体实施方式

下面结合附图1至图11对本发明的实施例做详细说明。

单株植物周边可移动式抚育工作机，包括组合工作臂1，组合作业刀具2、用于推动组合工作臂1前后移动的伸缩架3、用于推动组合工作臂1左右摆动的摆动驱动液压缸4、设置在组合工作臂1左右两侧用于使组合工作臂1打开或收拢的张拢液压缸5和设置在组合工作臂1上方用于使组合工作臂1上下翻转的起升翻转液压缸6；

所述的组合工作臂1由两个对称设置的安装臂11组成，所述的伸缩架3由长方形的固定架31和固定在固定架31后侧的伸缩杆32组成，在所述的固定架31的后侧装有两组伸缩杆32，两组伸缩杆32并排设置在固定架31的左上角和右上角，所述的伸缩杆32由水平设置的固定外套钢32.1和固定在固定外套钢32.1外侧的伸缩液压缸32.2组成，所述的固定外套钢32.1的前端焊接在固定架31上，伸缩液压缸32.2伸缩带动固定外套钢32.1伸缩，使得所述的固定架31前后移动。在制作伸缩架3时，需保证两组伸缩杆32中固定外套钢32.1具有相同的加工精度，以及两组伸缩杆32具有相同中的安装精度，以保证两组伸缩杆32伸缩时尺寸变化相同，组合工作臂1前后移动的结构稳定性高。

所述的固定架31为由钢管焊接而成的长方形钢架，固定架31上钢管和下钢管的中心均开有安装孔31.1，两个安装孔31.1为垂直对齐设置，所述的铰连安装框7上开有与安装孔31.1相对应的连接孔7.1，连接轴穿过安装孔31.1和连接孔7.1将铰连安装框7可转动的安装在固定架31的下钢管和上钢管之间。所述的安装臂11的后端装在绞连安装框7上并且相对于铰连安装框7具有多个自由度，安装臂11的前端安装组合作业刀具2；

张拢液压缸5的前端固定在安装臂11的外侧面，后端装在绞连安装框7中且与安装臂11的后端为同轴安装，所述的张拢液压缸5相对于铰连安装框7具有多个自由度，张拢液压缸5伸缩带动安装臂11沿水平方向摆动改变两个安装臂11的夹角大小；所述的张拢液压缸5伸长两个安装臂11的夹角减小，张拢液压缸5缩进两个安装臂11的夹角增大，两个安装臂11的夹角最大值为26度。通过改变两个安装臂11的夹角，改变两个组合作业刀具之间的中心距离。从图12中可以看出，当组合作业刀具2在伸缩杆的推动下向前运动的同时，启动张拢液压缸5使向前运动的组合作业刀具2之间的夹角先变大再减小，组合作业刀具2在单株植物杆茎100的周边土壤上做圆弧运动，两个组合作业刀具2做相对的圆弧运动，从而实现单株植物杆茎周边土壤的抚育。

所述的起升翻转液压缸6的前端固定在安装臂11的上表面，后端装在铰连安装框7上且位于安装臂11后端的正上方，使所述的起升翻转液压缸6为倾斜设置，起升翻转液压缸6相对于铰连安装框7具有多个自由度，起升翻转液压缸6伸缩带动安装臂11沿垂直方向摆动改变两个安装臂11与水平面的夹角小大。所述的起升翻转液压缸6伸长到最大进程，所述的安装臂11与水平面平行，起升翻转液压缸6全程缩回，安装臂11与水平面的夹角为90度。在组合作业刀具2开始作业前，启动起升翻转液压缸6伸长到最大进程并锁定，使安装臂11与水平面平行，则组合作业刀具2正好与地面垂直，方便进行抚育作业，并且起升翻转液压缸6被锁定可给予安装臂11一定保持力，防止组合作业刀具2的作业过程中受到来自泥土的方向作用力，推动安装臂11向上翻动，使组合作业刀具2在作业过程中始终与地面保护垂直，单株植物周边可移动式抚育工作机在抚育过程中的结构稳定性高。当单株植物周边可移动式抚育工作机在非工作状态时，起升翻转液压缸6全程缩面，安装臂11向上翻起与水平面的夹角为90度，即组合工作臂1与伸缩架3垂直，缩短整机的长度，减小空间占用率，方便单株植物周边可移动式抚育工作机的存放和管理。

所述的摆动驱动液压缸4安装在铰连安装框7和固定架31之间，摆动驱动液压缸4的一端固定在铰连安装框7的左侧面，另一端固定在固定架31的内侧面，摆动驱动液压缸4伸缩推动铰连安装框7在固定架31中左右转动；摆动驱动液压缸4伸长绞连安装框7向右摆动，摆动驱动液压缸4回缩绞连安装框7向左摆动，即而带动安装臂11摆动，调整组合作业刀具2的位置。

从图5中可以看到，所述的组合工作臂1的一个安装臂11的上表面焊接导轨12，另一个安装臂11的上表面焊接导套13，所述的导轨12为圆弧形状，所述的导套13为弧度与导轨12相同的圆弧形套管，所述的导轨12穿过导套13置于两个安装臂11的上表面，导轨12随两个安装臂11夹角的变化在导套13中运动。导轨12和导套13的设计提高组合工作臂中两个安装臂11上下翻动的同步性，例如，当一个安装臂11向上转动时，可通过导轨12和导套13带动另一个安装臂11同步向上转动。

所述的安装臂11的后端、所述的张拢液压缸5的后端和所述的起升翻转液压缸6的后端均为铰球关节连接端且均通过安装销装在绞连安装框7上，使所述的安装臂11、张拢液压缸5和起升翻转液压缸6相对于绞连安装框7均具有多个自由度。使安装臂11在运动过程中具有很好的协调性。

所述的组合作业刀具2包括动力马达21、用于传输动力的传动部件22、连接在传动部件22下方的圆盘型割草刀23和连接在割草刀23下方的螺旋型松土刀24，启动所述的动力马达21通过传动部件22带动割草刀23和松土刀24高速转动。 所述的组合作业刀具2中的传动部件22为圆盘形状，两个传动部件22相对的周边上均装有安全距离保护块25，使两个组合作业刀具2的割草刀23和松土刀24始终保持安全距离。所述的割草刀23与传动部件22为法兰式螺栓连接，所述的割草刀23与松土刀24也为法兰式螺栓连接，所述的割草刀23和松土刀24的上下位置可调换。在实际的使用过程中，动力部件22的下方也可根据单株植物的周边土壤的情况，选择只安装割草刀或松土刀，以减小动力马达的能量消耗。

使用以上所述的单株植物周边可移动式抚育工作机的进行单株植物抚育作业时，先启动起升翻转液压6缸伸长到最大行程，使安装臂11与水平面平行，锁定起升翻转液压缸，使得安装臂11不会因为组合作业刀具2在工作过程中受到来自泥土的方向作用力而向上翻动。然后，启动摆动驱动液压缸4转动绞连安装框7，调整组合工作臂的角度，使两个安装臂11所夹角度的平分线与单株植物杆茎基本保持在同一垂直面上，锁定摆动驱动液压缸4；然后，同时启动张拢液压缸5、伸缩液压缸32.2和动力马达21，根据被抚育单株植物的杆茎调整两个安装臂的夹角大小，并推动两组组合作业刀具2在单株植物杆茎100周边土壤上做相对的圆弧运动，如图11所示，完成单株植物杆茎周边土壤的抚育。单株植物周边可移动式抚育工作机向前移动，完成土壤直线形割草和松土抚育作业。

以上所述的单株植物周边可移动式抚育工作机可伸缩，组合工作臂1可左右摆动并张拢，方便组合作业刀具2在单株植物周边土壤上移动，进行紧密细致的抚育作业且不会损伤植物杆茎；每台组合作业刀具2均集成了割草与松土两项抚育作业工具，单株植物周边可移动式抚育工作机的实用性强，工作效率高，将人工抚育转变成人工操作机器抚育，减小了人工强度劳动。单株植物周边可移动式抚育工作在非工作状态下，组合工作臂与伸缩架3垂直，缩短了整机长度，方便单株植物周边可移动式抚育工作的存放和管理。

将以上单株植物周边可移动式抚育工作机安装在走行行设备上，并通过动力***和控制***控制张拢液压缸、驱动摆动液压缸、起升翻转液压缸、伸缩液压缸和动力马达的起停，即可在大面积的植物种植林中现实对单株植物杆茎周边土壤的依次抚育。

以上结合附图对本发明的实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.单株植物周边可移动式抚育工作机，其特征在于包括组合工作臂（1），组合作业刀具（2）、用于推动组合工作臂（1）前后移动的伸缩架（3）、用于推动组合工作臂（1）左右摆动的摆动驱动液压缸（4）、设置在组合工作臂（1）左右两侧用于使组合工作臂（1）打开或收拢的张拢液压缸（5）和设置在组合工作臂（1）上方用于使组合工作臂（1）上下翻转的起升翻转液压缸（6）；

所述的组合工作臂（1）由两个对称设置的安装臂（11）组成，所述的伸缩架（3）由长方形的固定架（31）和固定在固定架（31）后侧的伸缩杆（32）组成，所述的伸缩杆（32）水平设置，伸缩杆（32）伸缩带动固定架（31）前后移动，铰连安装框（7）装在固定架（31）内并可相对于固定架（31）左右转动，所述的安装臂（11）的后端装在铰连安装框（7）上并且相对于铰连安装框（7）具有多个自由度，安装臂（11）的前端安装组合作业刀具（2）；

张拢液压缸（5）的前端固定在安装臂（11）的外侧面，后端装在铰连安装框（7）中且与安装臂（11）的后端为同轴安装，所述的张拢液压缸（5）相对于铰连安装框（7）具有多个自由度，张拢液压缸（5）伸缩带动安装臂（11）沿水平方向摆动改变两个安装臂（11）的夹角大小；

所述的起升翻转液压缸（6）的前端固定在安装臂（11）的上表面，后端装在铰连安装框（7）上且位于安装臂（11）后端的正上方，使所述的起升翻转液压缸（6）为倾斜设置，起升翻转液压缸（6）相对于铰连安装框（7）具有多个自由度，起升翻转液压缸（6）伸缩带动安装臂（11）沿垂直方向摆动改变两个安装臂（11）与水平面的夹角小大；

所述的摆动驱动液压缸（4）安装在铰连安装框（7）和固定架（31）之间，摆动驱动液压缸（4）的一端固定在铰连安装框（7）的左侧面或右侧面，另一端固定在固定架（31）的内侧面，摆动驱动液压缸（4）伸缩推动铰连安装框（7）在固定架（31）中左右转动；

所述的组合作业刀具（2）包括动力马达（21）、用于传输动力的传动部件（22）、连接在传动部件（22）下方的圆盘型割草刀（23）和连接在割草刀（23）下方的螺旋型松土刀（24），启动所述的动力马达（21）通过传动部件（22）带动割草刀（23）和松土刀（24）高速转动。

2.根据权利要求1所述的单株植物周边可移动式抚育工作机，其特征在于所述的组合工作臂（1）的一个安装臂（11）的上表面焊接导轨（12），另一个安装臂（11）的上表面焊接导套（13），所述的导轨（12）为圆弧形状，所述的导套（13）为弧度与导轨（12）相同的圆弧形套管，所述的导轨（12）穿过导套（13）置于两个安装臂（11）的上表面，导轨（12）随两个安装臂（11）夹角的变化在导套（13）中运动。

3.根据权利要求2所述的单株植物周边可移动式抚育工作机，其特征在于所述的安装臂（11）的后端、所述的张拢液压缸（5）的后端和所述的起升翻转液压缸（6）的后端均为铰球关节连接端且均通过安装销装在铰连安装框（7）上，使所述的安装臂（11）、张拢液压缸（5）和起升翻转液压缸（6）相对于铰连安装框（7）均具有多个自由度。

4.根据权利要求3所述的单株植物周边可移动式抚育工作机，其特征在于所述的固定架（31）为由钢管焊接而成的长方形钢架，固定架（31）上钢管和下钢管的中心均开有安装孔（31.1），两个安装孔（31.1）为垂直对齐设置，所述的铰连安装框（7）上开有与安装孔（31.1）相对应的连接孔（7.1），连接轴穿过安装孔（31.1）和连接孔（7.1）将铰连安装框（7）可转动的安装在固定架（31）的下钢管和上钢管之间。

5.根据权利要求4所述的单株植物周边可移动式抚育工作机，其特征在于在所述的固定架（31）的后侧装有两组伸缩杆（32），两组伸缩杆（32）并排设置在固定架（31）的左上角和右上角，所述的伸缩杆（32）由水平设置的固定外套钢（32.1）和固定在固定外套钢（32.1）外侧的伸缩液压缸（32.2）组成，所述的固定外套钢（32.1）的前端焊接在固定架（31）上，伸缩液压缸（32.2）伸缩带动固定外套钢（32.1）伸缩，使得所述的固定架（31）前后移动。

6.根据权利要求5所述的单株植物周边可移动式抚育工作机，其特征在于所述的张拢液压缸（5）伸长两个安装臂（11）的夹角减小，张拢液压缸（5）缩进两个安装臂（11）的夹角增大，两个安装臂（11）的夹角最大值为26度。

7.根据权利要求6所述的单株植物周边可移动式抚育工作机，其特征在于所述的起升翻转液压缸（6）伸长到最大进程，所述的安装臂（11）与水平面平行，起升翻转液压缸（6）全程缩回，安装臂（11）与水平面的夹角为90度。

8.根据权利要求7所述的单株植物周边可移动式抚育工作机，其特征在于所述的组合作业刀具（2）中的传动部件（22）为圆盘形状，两个传动部件（22）相对的周边上均装有安全距离保护块（25），使两个组合作业刀具（2）的割草刀（23）和松土刀（24）始终保持安全距离。

9.根据权利要求8所述的单株植物周边可移动式抚育工作机，其特征在于所述的割草刀（23）与传动部件（22）为法兰式螺栓连接，所述的割草刀（23）与松土刀（24）也为法兰式螺栓连接，所述的割草刀（23）和松土刀（24）的上下位置可调换。