CN102577664A - 松土机及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种松土机，包括：手柄，供使用者握持，所述手柄上设有开关；动力输出部分，与所述手柄连接，所述动力输出部分包括壳体、收容于壳体内的由开关控制的马达和由马达驱动旋转的动力输出轴；中间轴，具有中间轴轴线，由所述动力输出轴驱动绕中间轴轴线旋转；工作组件，包括与所述中间轴连接并由所述中间轴带动绕中间轴轴线旋转的工作轴和安装在所述工作轴上用于松土的工作头；工作头可沿中间轴轴线摆动松土。这样，增大了松土机的松土范围且不会将操作者的裤脚卷入松土机便利操作者安全使用。

Description

松土机及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种松土机及其操作方法。

背景技术

在农业生产中，对土壤进行耕耘是一个必备的步骤，可利用大型机械对土壤进行深翻并将大块的土块进行粉碎。这种作业方式适用于没有作物生长于土地的情形。

与本发明的相关的技术为一种对已经种植和生长着作物的土地进行疏松土壤粉碎土块的技艺。

与本发明相关的专利文献资料如美国专利公告第US 4,678,043号揭露一种手持式松土机，该手持式松土机包括一个杆部和与该杆部枢轴式连接的支撑轴，该支撑轴贯通若干定位块，该定位块之间的空间可倾斜装入一个粉碎土壤的棘轮。在工作状态时，人力推动松土机向前，棘轮沿着设定的间隙滚动，对行进方向上的土壤进行疏松。

美国专利公告第US 4,424,869号揭露了另一种手持式松土机，该手持式松土机设有一个支承轴，该支撑轴上锁定有曲轴，该曲轴上套有工作头，人力推动松土机向前进行作业。

它们的问题是使用人力作业推动工作头旋转进行作业效率低，劳动强度大。同时应必须进行前后推拉动作方能完成作业，不能针对特定单株植物或特定区域进行定点作业。

美国专利公告第US 6,968,906B2号揭露了一种电动松土机，该电动松土机可利用其防退杆进行定位松土。

现有技术中存在的共同问题是进行疏松土壤的工作头旋转松土，松土范围较小且容易将操作者的裤脚卷入松土机，安全性较差。

因此，在对现有技术进行了潜心研究的基础上，发明人提供一种松土范围较大、可安全使用的松土机及其操作方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种松土范围较大、可安全使用的松土机。

为实现上述目的，本发明提供一种松土机，包括：

手柄，供使用者握持，所述手柄上设有开关；

动力输出部分，与所述手柄连接，所述动力输出部分包括壳体、收容于壳体内的由开关控制的马达和由马达驱动旋转的动力输出轴；

中间轴，具有中间轴轴线，由所述动力输出轴驱动绕中间轴轴线旋转；

至少一个工作组件，包括与所述中间轴连接并由所述中间轴带动绕中间轴轴线旋转的工作轴和安装在所述工作轴上用于松土的工作头，工作轴具有工作轴轴线，工作头可相对工作轴旋转；

工作头受到大于预定大小阻力时可沿平行于中间轴轴线的直线往复摆动松土。

进一步的，所述工作头摆动角度为10度到90度，因此，松土机的松土范围增大明显。

进一步的，所述操作者操作手柄的施力方向与工作头摆动方向垂直，因此，工作头摆动的反作用力不影响操作者推拉松土机且没有沿推拉方向的振动力，操作者操作舒适。

进一步的，工作头包括与工作轴配接的筒状基座部分和多个从基座部分径向向外延伸的爪，因此，工作头结构简单便利制造。

进一步的，所述中间轴设有安装工作组件的支承部分，因此，工作组件可便利安装到中间轴上。

进一步的，所述支承部分上安装有轴向分布的多个工作组件，因此，松土范围容易改变。

进一步的，支承部分对称分布于中间轴两侧，两侧的支承部分上安装有相同数量的工作组件，因此，中间轴两侧载荷平衡。

进一步的，所述工作组件个数为两个，两个工作轴均具有至少工作轴具有至少一个与工作轴轴线成锐角设置的端面，工作轴的端面相互抵接，工作轴相对端面对称分布，因此，工作轴规格统一，可方便替换，且安装到中间轴上时，由于对称使得工作轴受到的反作用力在中间轴轴向上相互抵消，防止工作轴在中间轴上偏移。

进一步的，两工作组件的工作头末端交错，因此，位于两工作组件中的土壤可以被松到。

进一步的，本发明提供一种如权利要求1所述的松土机的操作方法，包括如下步骤：

将松土机的工作头推向土壤；

保持松土机的开关处于导通状态；

保持松土机的壳体相对于土壤的位置基本不变；

工作头在土壤阻力下周向保持静止，在马达驱动下沿中间轴轴向摆动。因此，可以实现定点松土。

进一步的，本发明提供一种如权利要求1所述的松土机的操作方法，包括如下步骤：

将松土机的工作头推向土壤；

保持松土机的开关处于导通状态；

相对土壤移动松土机使得松土机壳体相对于土壤移动；

工作头随壳体的移动而相对应的旋转，在马达驱动下沿中间轴轴向摆动。

因此，本发明提供一种行进松土的操作方法。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：

松土机松土范围较大且可安全使用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的具体实施方式松土机的立体图。

图2是图1所示的松土机的分解示意图。

图3是图1所示的松土机的部分分解示意图。

图4是图1所示的松土机的局部示意图。

图5是图1所示的松土机的局部示意图。

图6是图1所示的松土机的局部示意图。

图7是中间轴与工作轴端面结合，中间轴旋转180度前的示意图。

图8是中间轴与工作轴端面结合，中间轴旋转180度后的示意图。

图9是中间轴与工作轴键结合，中间轴旋转180度前的示意图。

图10是中间轴与工作轴键结合，中间轴旋转180度后的示意图。

图11是工作头的松土范围与现有技术对比示意图。

图12是夹紧机构锁定时的示意图。

图13是夹紧机构处于锁定和非锁定中间状态时的示意图。

图14是夹紧机构处于非锁定时的示意图。

图15是工作头具体结构示意图。

100松土机	54驱动轴套	7111法兰
			1电池包	55支撑轴	7112通道
2手柄	6工作组件	7113凹槽
			21主手柄	61工作轴	712外套筒
22辅助手柄	611安装孔	7121凸台
			3延长杆	612卡槽	7122导引壁
31大杆套	62工作头	713弹性元件
			32小杆套	621基座部分	714限位元件
33旋紧柄	622爪	715挡止件
			4动力输出部分	623轴承室	8开关
41壳体	624台阶	81启动开关
			42马达	625卡槽	82安全开关
421马达轴	626卡板	9传动部分
			43减速装置	627垫圈	91第一锥齿轮
44动力输出轴	628卡簧	92第二锥齿轮
			5中间轴	63滚动轴承	A交错点
50轴节	64密封圈	X中间轴轴线
			51支承部分	7夹紧机构	Y工作轴轴线
52限位槽	71夹头	Z安装孔轴线
			53键	711内套筒

具体实施方式

以下结合附图详细叙述本发明的具体实施方式。

参照图1至图6，松土机100包括：动力源、手柄2、连接手柄2的延长杆3、与延长杆3连接的动力输出部分4、由动力输出部分4驱动的中间轴5、安装于中间轴5上的工作组件6，以及将工作组件6轴向限位的夹紧机构7。松土机100整体纵长方向设置。

松土机100包括手柄2，用于供使用者握持以松土。手柄2包括主手柄21和辅助手柄22。主手柄21和辅助手柄22均为环状，当然，其他适合握持的形状如筒状也是可行的。辅助手柄22沿松土机100纵长方向设于主手柄21的前方。主手柄21的对称面和辅助手柄22的对称面呈角度设置，优选地设置成直角，当然，其他位置关系也是可以的。辅助手柄22用于施加向上的提拉力或向下的按压力将工作组件6抬离或压入土壤内工作，或与主手柄21联合用于沿松土机100的行进方向向前推动或向后拉动松土机100。

手柄2上设有开关8。开关8包括启动开关81和安全开关82。具体的，启动开关放于主手柄21的内侧，为长条状，沿纵长方向延伸。安全开关82自主手柄21一侧向外突出，其突出的位置与启动开关81的延伸方向垂直。仅当安全开关82按下之后，启动开关81才可以被开启。需要启动动力输出部分4时，操作者需按压启动开关81并保持按压状态，安全开关82进入锁定状态，动力输出部分4开始工作。释放启动开关81，启动开关81和安全开关82同步弹起，启动开关81再次进入锁定的状态，此时，无法按下启动开关81，动力输出部分4不工作。

前述的动力源具体为一个电池包1，其通过导轨结构可拆卸的安装在主手柄21的下方，为松土机100提供电力。电池包内设置有数个动力电池，电池的类型可以是镍镉、镍氢、镍锌或锂电池。根据用户对电池电量和输出功率的不同需要，电池包的容量和电压设有多种。因为锂离子动力电池具有能量密度大，放电功率大的优点，优选地，本发明的电池包内的电池为锂离子动力电池，电池参数为18V，1.3Ah或18V，2.6Ah。电池包1的安装位置并不限于主手柄21的下方，也可以是其他任何不影响操作者握持的位置。电池包1的安装方式可以是插拔式或滑移式。

因为锂离子电池包在过度放电和过负荷过程中容易失效或发生危险，本发明松土机还设有锂离子电池保护电子装置，具有过流和过放保护功能。其设置于手柄内部并与电池包电性配接。

延长杆3位于手柄2和动力输出部分4之间，延长杆3的长度可以调节。通过调整延长杆3的长度，可以改变手柄2和工作组件6之间的距离，以适应不同的操作者或不同的使用场合。即可以使得不同身高的人可以根据具体的加工地形，通过调节延长杆3的长度，保持不弯腰进行松土，防止操作人员疲劳。延长杆3包括套在一起可相对滑动的不同内径的一对大、小杆套31、32和固定于较小内径的小杆套32上的旋紧柄33。旋紧柄33内设有螺纹，随旋紧柄33的旋转，螺纹与较大内径的大杆套31之间间隙逐渐减小直至紧密贴合。大、小杆套31、32可在旋紧柄33放松的状态下相对滑动，以调节长度；当长度适宜时将旋紧柄33拧紧。

动力输出部分4，与延长杆3连接。具体的，动力输出部分4包括：壳体41、收容于壳体41内的马达42、与马达42连接的减速装置43、连接减速装置43的动力输出轴44。

壳体41由塑胶注塑成型而成，当然，其他合适的材料是可行的。壳体41可根据生产的条件选择整壳方式或半壳扣合的方式。壳体41可以将动力输出部分4中具有旋转运动的部件隔离，防止在松土过程中操作人员的裤脚被卷入或土壤上的杂草缠入而使得旋转运动的部件停止工作。

马达42收容于壳体41内，由上述开关8控制并由上述电池包1提供电力。电池包1、开关8和马达42之间设有电路。马达42沿上述纵长方向延伸出马达轴421。

减速装置43为齿轮传动减速装置，通过不同齿数齿轮的啮合实现减速。当然，减速装置43也可以是本领域技术人员所周知的能够降低马达42输出转速的装置，如皮带传动装置等，其具体设置方式在此不再赘述。

本实施方式中，动力输出轴44与马达轴421同轴。由于马达42、减速装置43、动力输出轴44沿松土机100的纵长方向布置，因此动力输出部分4纵长方向的尺寸大于横向尺寸。纵长方向的尺寸属于松土机100长度部分，而松土机100的长度部分是可调节的，因此不影响松土机100的整体尺寸。动力输出部分4的这种排布方式可以最大限度的减小松土机100占据的空间，提供一种松土机100的小型化方案。

动力输出部分4经传动部分9驱动中间轴5运动。动力输出轴44和中间轴5垂直，动力输出轴44沿纵长方向布置。所述传动部分9包括设于中间轴5上的第一锥齿轮91和设于动力输出轴44上的第二锥齿轮92。第一锥齿轮91和第二锥齿轮92互相垂直，将动力输出轴44的旋转运动传递到中间轴5。

中间轴5沿垂直于马达轴421和动力输出轴44的方向延伸，相对马达轴421轴线或动力输出轴44轴线基本对称设置。中间轴5位于动力输出轴44两侧的两个部分分别形成一个支承部分51。两个支承部分51的长度基本相等。支承部分51用于安装工作组件6。当然，支承部分51仅在单侧设置也是可行的。中间轴5上轴向分布有若干径向内凹的限位槽52用于与夹紧机构7中的夹头71配接。中间轴5具有中间轴轴线X，被动力输出轴4驱动绕中间轴轴线X旋转。优选的，该限位槽52为环形凹槽，当然，该限位槽52也可以为其它形状的凹槽。

优选的，在本具体实施方式中，两个支承部分51上设置的工作组件6的数量相同且设置方式相对于动力输出轴44对称，这样可以平衡松土机100两侧的负荷使得松土过程稳定。当然，在狭窄的松土区域，设置单个工作组件6也是可行的。

优选的，在本具体实施方式中，每个支承部分51上设有两个工作组件6，两个工作组件6的末端相交错，具有交错点A；且两个工作组件6相对于经过该交错点A的动力输出轴轴线的平行线对称，或者说两个工作组件6形成一个以支承部分51为底边的等腰三角形的两腰。这样，末端相交错的一对工作组件6受到的土壤对中间轴5轴向的反作用力相互抵消，防止工作组件6在支承部分51上滑动。

工作组件6包括工作轴61和工作头62。

工作轴61基本呈圆柱形，安装于上述的支承部分51上，作为中间轴5和工作头62的连接机构。

请参照图7和图8，中间轴5上设有键53，工作轴61具有圆柱形外表面以及两平行端面。圆柱形的外表面具有工作轴轴线Y，工作轴61上设有贯通工作轴61轴向两端的安装孔611，安装孔611具有安装孔轴线Z，所述端面与工作轴轴线Y成锐角设置。其角度范围在5度到45度之间，优选地为15度。安装孔轴线Z与端面垂直。即安装孔轴线Z与工作轴轴线成锐角设置。安装孔611径向内凹形成卡槽612，中间轴5插入安装孔611内，中间轴5上的键53嵌入安装孔611的卡槽612内。因此中间轴5的旋转通过键53传递至安装孔611的卡槽612，工作轴61被中间轴5驱动旋转。该键53与卡槽的配合结构可以采用销与孔、花键等常用的配合结构来替代。

工作轴61与中间轴5的该种连接方式具有本领域技术人员容易思及的其他替代方案。请参照图9和图10，如中间轴5带动与其相邻的一个工作轴61旋转而工作轴61之间设有旋转传递结构，将中间轴5的旋转传递到所有的工作轴61。具体的，中间轴5包括一个驱动轴套54和从驱动轴套54中间穿过的支撑轴55。驱动轴套54的两个端面上设有凸起的卡榫或者凹陷的卡槽。同时工作轴61的两个端面上也设有对应的设有凸起的卡榫或者凹陷的卡槽用于与驱动轴套或两个工作轴之间相互配接，传递动力。支撑轴55则提供径向的支撑，防止工作轴61径向移动。这样，工作轴61被中间轴5旋转驱动。通过设置安装孔轴线Z和工作轴轴线Y的相对关系可以增大工作头62的松土范围。工作轴61增大工作头62松土范围是通过安装孔轴线Z和工作轴轴线Y的相对关系带来的效果。优选的，安装孔轴线Z和工作轴轴线Y夹角为5度到45度

安装孔轴线Z和工作轴轴线Y共面，且夹角成锐角设置。

中间轴5插入安装孔611，带动工作轴61绕中间轴轴线X旋转，由于中间轴5与安装孔611是直接配接的，且两者均为圆柱形，中间轴轴线X和安装孔轴线Z是共线的。安装孔轴线Z和工作轴轴线Y共面夹角成锐角，因此工作轴轴线Y的运动轨迹为圆锥。安装在工作轴61上的工作头62以中间轴轴线X为中心线做圆锥摆动。因工作头62的运动轨迹为圆锥，因此工作头62松土的范围为工作头62的整体长度在中间轴5轴向上的投影长度。该长度大于工作头62直接绕中间轴5旋转时的长度，详见图11，增加工作轴61，工作头62相对工作轴61旋转后，松土范围d1大于后两种旋转方式的松土范围d2和d3。

特别的，当工作头62可相对于工作轴61轴线旋转时，当工作头62受到大于预定大小阻力时，工作头62的旋转运动被阻止，工作头62插入土壤中的部分在沿中间轴5轴向往复摆动。

在另一个具体实施方式中，安装孔轴线Z和工作轴轴线Y异面，且夹角成锐角设置。

安装在工作轴61上的工作头62以中间轴轴线X为中心线做圆锥摆动。因工作头62的运动轨迹为圆锥，因此工作头62松土的范围为工作头62的整体长度在中间轴5轴向上的投影长度。该长度大于工作头62直接绕中间轴5旋转时的长度。

特别的，当工作头62可相对于工作轴61轴线旋转时，当工作头62受到大于预定大小的阻力时，工作头62插入土壤中的部分在中间轴5轴向往复摆动。

工作头62包括套装于工作轴61的筒状基座部分621和多个从基座部分621径向向外延伸的爪622。根据基座部分621和爪622的几何尺寸比例不同，工作头62的形状会有不同。当基座部分621直径小于爪622的长度时，工作头62为刺轮状。当基座部分621大于爪的长度时，爪622的形状近似于锯齿，工作头62为盘轮状。该工作头62结构简单便利制造。优选的，基座部分621的直径与爪的长度比为1∶1时，基座部分621便利安装且爪622的长度合适。

工作头62的基座部分621上设有圆筒状的轴承室623和止挡轴承的圆环状台阶624、卡槽625、卡板626、垫圈627、卡簧628。滚动轴承63安装于轴承室623内并与工作轴61配接，这样工作头62可绕工作轴轴线X自由转动并且不会掉脱。为了提高轴承的承载能力，这此应用了二个滚动轴承。当然，如用一个或更多个轴承也是可以的，轴承的形式也不限于滚动，也可以采用滑动轴承。因为工作头是用于松土的，工作环境非常恶劣，为了防止工作头在工作中被泥土、灰尘卡死，本发明在工作头62的基座部分621内设有密封圈64，用于将工作头62的轴承室623与外部空间隔绝。值得指出的是，为了降低成本，本发明也可以采用不密封的轴承室623结构，此时轴承必须采用滑动轴承，并且滑动轴承与工作头62的配合要采用大间隙配合，并且滑动轴承内部要设有排尘沟槽。

工作组件6相对动力输出轴4对称设置。并且工作组件6对称设置。具体地说，两个工作组件6的工作轴61、中间轴5为等腰三角形的两腰。两个工作组件6的末端相互交错，具体而言，工作组件6的工作头62的爪622相互交错。这样松土作业时位于工作组件6的工作头62之间的土壤也可以被松到。或者说一对工作组件6的工作轴61具有圆柱形外表面以及两端面。端面与工作轴61轴线成锐角设置。优选的实施方式中，两端面平行设置。在一个具体的实施方式中，松土机100上设有成对的工作组件6。每对工作组件6中，两工作轴61相邻设置，抵接面与两工作轴61的工作轴轴线Y夹角相同。不同的工作轴61的直径和端面斜度设置为相同，可进行标准化生产，规格统一，可方便替换。工作轴61生产时只需保持同一角度倾斜切割一段圆柱体即可形成工作轴61的主体部分，加工工艺简单。

请参见图12至图15，夹紧机构7可操作的使夹头71处于中间轴5相对轴向固定的夹紧位置和与中间轴5相对轴向移动的释放位置。夹紧机构7包括套于中间轴5上对工作轴61轴向限位的夹头71和位于中间轴5上的限位槽52。该夹紧机构7具有两种状态，第一状态是限位槽52与夹头71结合，夹头71抵接工作组件6；第二状态是限位槽52和夹头71脱离，夹头71可相对工作组件6滑动。

本具体实施方式中限位槽52沿中间轴的径向内凹形成。沿中间轴5的圆周设置限位槽52可以增大夹头71卡合的范围，防止接触部分过分磨损导致连接失效。

特别的，为便于夹头71卡入和退出，该限位槽52的截面为光滑的弧形。

特别的，为了方便调节工作组件6的个数，改变松土机100一次性松土的范围，上述限位槽52沿中间轴5轴向分布有多个，该限位槽52的间距为工作组件6占据中间轴5长度的整数倍。

夹头71可拆装的与中间轴5配接。与中间轴5装配后，夹头71相对中间轴5轴向固定的装于限位槽52上。限制一个或多个工作组件6的轴向移动的作用。中间轴5包括支承部分51和径向延伸的轴节50。轴节50位于中间轴5的中间位置。工作组件6邻近该轴节50设置。工作组件6的工作轴61的一端抵靠该轴节50，从而工作组件6的轴向位移被部分限制，工作轴61的邻近夹头71的一端抵靠夹头71，从而工作组件6的另一个方向的轴向位移被限定。这样轴节50和夹头71限制工作组件6轴向位移的两个方向，工作组件6不可轴向移动。在轴节50和夹头71之间可以设置多个互相抵靠的工作组件6。当然，相邻的工作组件6也可以通过夹头71彼此隔离。工作组件6通过夹头71与限位槽52配合可便利调整数量及安装位置。

夹头71包括内套筒711、外套筒712、弹性元件713、限位元件714和挡止件715。

内套筒711内径略大于中间轴5直径，一侧设有法兰7111抵接工作轴61。内套筒711上还设有径向贯通的通道7112。限位元件714收容入该通道7112内。通道7112靠近中间轴5的一端的直径小于限位元件714的直径，以防止限位元件714完全掉出通道7112。限位元件714部分突出通道7112卡入限位槽52内。这样工作组件6被内套筒711和位于内套筒711的通道7112内的限位元件714轴向限位。内套筒711外侧具有外套筒712。限位元件714的直径大于内套筒711的壁厚，这样限位元件714可以部分进入外套筒712和内套筒711之间的收容空间。这样，当限位元件714靠近中间轴5的部分完全进入通道7112内时，内套筒711可以相对于中间轴5滑动解除工作组件6的轴向限位。

外套筒712内壁上设有凸台7121。凸台一侧具有斜面7122。通过内套筒711和外套筒712的相对滑动可以实现夹头71与中间轴5的锁定和解锁。具体的实施方式中，外套筒712的凸台7121与通道7112正对设置。凸台7121限制限位元件714径向移动，使限位元件714处于中间轴5上的限位槽52与通道7112中。限位元件714不能向外套筒712和内套筒711的收容空间内运动，从而内套筒711相对中间轴5轴向固定，限位元件714与限位槽52保持结合。此时，夹头71处于限位状态。外套筒712在限位解除状态时，凸台7121沿中间轴5轴向移动，使凸台7121上的斜面7122远离限位元件714。通道7112具有允许限位元件714部分进入的空间，即限位元件714允许限位元件714径向移动。移动内套筒711可将夹头71轴向移动，从而使限位元件714脱离啮合。此时，夹头71处于解锁状态。

通过设置弹性元件713，夹头71可从限位解除状态到限位状态自动复位的。具体的，内套筒711径向内凹形成一个凹槽7113。挡止件715卡入内套筒711的凹槽7113内。弹性元件713设置于凸台7121和挡止件715间。当通过外套筒712施力使凸台7121压缩弹性元件713时，凸台7121离开正对通道7112的位置，当该外力消除后，凸台7121在弹性元件713的作用下复位至正对通道7112的位置。具体实施方式中，弹性元件713是弹簧，一端抵靠于凸台7121一侧，另一端抵靠于挡止件715。

内套筒711的法兰7111直径大于外套筒712的内径，防止外套筒712从一侧脱出，弹性元件714作用于凸台7121防止外套筒712从另一侧脱离。特别的，在从限位解除状态到限位状态转变时，为便利挤压限位元件714进入通道7112，凸台7121上设有导引壁7122。

被限位的工作组件6中的工作轴61的端面与限位槽52的距离大于或等于限位元件714与法兰7111的距离，以使夹头71限制工作轴61轴向移动。

上述限位元件714可以为滚珠或销等元件。

基于上述具体的实施方式，松土机100可在手动或电动的模式下工作下面对松土机100处于电动模式的工作原理做详细说明。

中间轴轴线X和工作轴轴线Y可以位于同一平面内，成锐角夹角。或者安装孔轴线Z和工作轴轴线Y也可以异面成锐角夹角。中间轴5插入安装孔611，使得中间轴轴线X与安装孔轴线Z共线，中间轴5、工作轴61的装配简单。由于工作头62可绕工作轴轴线自由旋转，工作头62的运动为绕中间轴轴线X的公转和绕工作轴轴线Y的自转的复合运动。该种复合运动可以分解为沿中间轴5轴向的摆动和以中间轴5为轴线的旋转运动。当工作头62插入土壤遇到大于预定大小的阻力，如大于1牛顿的阻力时，以工作轴61为轴线的旋转运动被抑制，而仅发生沿中间轴5轴向的摆动。摆动的角度具体为安装孔轴线Z和工作轴轴线Y的夹角的2倍。优选的，安装孔轴线Z或中间轴轴线X和工作轴轴线Y的夹角为5度到45度，工作头62的摆动角度为10度到90度。在5度到45度之间，松土机100的松土范围增大明显。工作头62的松土幅度可随摆动角度调节。特别的，安装孔轴线Z和中间轴轴线X的夹角为30度到45度之间，工作头62容易插入土壤，并且具有较大的松土力。

在工作头62的工作方式为摆动的情形下，操作人员的裤脚或土壤上的杂草完全不会缠入到松土机100的旋转运动的部件上，因此，该种松土机100的使用非常安全，且不需要停机去除缠绕到旋转运动部件上的杂草，松土的效率很高。而且由于工作头62往复摆动，工作头62工作区域的土壤不会从周向被离心甩出，从而减少松土点的土壤损失且不会抛到操作人员身上。操作者将工作头固定在一个位置后，工作头62摆动松土，可实现点对点操作。

下面对松土机100的手动模式的工作原理做详细说明。

中间轴轴线X和工作轴轴线Y可以位于同一平面内，成锐角夹角。或者安装孔轴线Z和工作轴轴线Y也可以异面成锐角夹角。由于工作头62不绕中间轴5轴向的公转，所以工作头62仅有绕工作轴轴线Y的自转。

传动的动力式松土机为动力直接驱动工作头转动。而当工作头可相对驱动结构旋转时，工作头受到的驱动力被土壤阻力而无法工作。因此传统的动力式松土机驱动结构和工作头为固定连接。逐级连接驱动结构实质上为杠杆，驱动力位于远离支点的一端，土壤的反作用力位于靠近支点的一端。若动力式改为手动式时，推拉力必须克服该项驱动结构的系统阻力。所以推拉力很大，甚至几乎不能推动。本具体实施方式的松土机100设置有由中间轴5从中穿过的工作轴61，工作头62可旋转地安装在工作轴61上，工作轴轴线Y与中间轴轴线X成锐角夹角。当使用动力时，工作头62可以往复摆动；当手动时，工作头62绕工作轴轴线Y旋转。实现了动力式和手动式的结合。

本具体实施方式提供的松土机可以在手动模式下工作，也可以在电动模式下工作，以下分别介绍。

在手动模式下，松土机100在保持开关8断开的情况下，被手动操作松土。松土机100的动力传动系统不工作。并且由于动力传动系统内部有输出轴反向运动锁止装置，当企图在外部转动工作轴61时，输出轴反向运动锁止装置会将此种运动锁止。同时，由于工作头62可自由地绕工作轴61旋转，因此开关8断开，推动松土机100相对土壤运动时，工作头62会旋转而工作轴61保持静止，松土机100仅作为一个传统的手动松土机起作用。

松土机100在手动模式下具体的操作步骤如下：

将松土机100的工作头62推向土壤；

保持松土机100的开关8处于断开状态；

在土壤上推动松土机100，工作轴61相对于松土机100的壳体41静止，工作头62相对于工作轴轴线Y旋转松土。

在电动模式下，松土机100保持开关8导通，使用马达42动力驱动工作轴61和工作头62运动进行松土。需要注意的是，由于工作头62和工作轴61之间摩擦阻力较小，可相对自由旋转，在工作头62受到土壤阻力时，很容易在旋转方向上相对土壤保持静止，而此时工作轴61在马达42驱动下保持旋转，而工作轴轴线Y和中间轴轴线X之间具有锐角夹角，因此，工作轴61带动工作头62沿中间轴5轴向摆动，实现松土。此时工作头62摆动的反作用力方向与中间轴5平行而与操作者作用于手柄2的施力方向垂直，因此振动力方向也与操作者施力方向垂直。同时应多个工作头62的摆动方向是相反的，其振动可以相互抵消。操作者握持处的振动很小，操作舒适。

这样，当松土机100的壳体41相对于土壤位置基本不变时，实现原地电动松土，其具体的操作步骤如下：

将松土机100的工作头62推向土壤；

保持松土机100的开关8处于导通状态；

保持松土机100的壳体41相对于土壤的位置基本不变；

工作头62在土壤阻力下旋转方向保持静止，在马达42驱动下沿中间轴5轴向摆动。

当松土机100的壳体41相对于土壤移动时，实现了行进并电动松土，其具体的操作步骤如下：

将松土机100的工作头62推向土壤；

保持松土机100的开关8处于导通状态；

相对土壤移动松土机100使得松土机100的壳体41相对于土壤移动；

工作头62随壳体41的移动而相对应的旋转，在马达42驱动下沿中间轴5轴向摆动。

本发明创造尚有多种具体的实施方式。凡采用等同替换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明创造要求保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种松土机，包括：

手柄，供使用者握持，所述手柄上设有开关；

动力输出部分，与所述手柄连接，所述动力输出部分包括壳体、收容于壳体内的由开关控制的马达和由马达驱动旋转的动力输出轴；

中间轴，具有中间轴轴线，由所述动力输出轴驱动绕中间轴轴线旋转；

至少一个工作组件，包括与所述中间轴连接并由所述中间轴带动绕中间轴轴线旋转的工作轴和安装在所述工作轴上用于松土的工作头，工作轴具有工作轴轴线，工作头可相对工作轴旋转；

其特征在于，工作头受到大于预定大小阻力时可沿平行于中间轴轴线的直线往复摆动松土。

2.根据权利要求1所述的松土机，其特征在于：所述工作头摆动角度为10度到90度。

3.根据权利要求1所述的松土机，其特征在于：所述操作者操作手柄的施力方向与工作头摆动方向垂直。

4.根据权利要求1所述的松土机，其特征在于：所述工作头包括与工作轴套装的筒状基座部分和多个从基座部分径向向外延伸的爪。

5.根据权利要求1所述的松土机，其特征在于：所述中间轴设有安装工作组件的支承部分。

6.根据权利要求5所述的松土机，其特征在于：所述支承部分上安装有轴向分布的多个工作组件。

7.根据权利要求5所述的松土机，其特征在于：所述中间轴两侧设有对称分布的支承部分，两侧的支承部分上安装有相同数量的工作组件。

8.根据权利要求5所述的松土机，其特征在于：所述工作组件个数为两个，两个工作轴均具有至少工作轴具有至少一个与工作轴轴线成锐角设置的端面，工作轴的端面相互抵接，工作轴相对端面对称分布。

9.根据权利要求8所述的松土机，其特征在于：所述两工作组件的工作头末端交错。

10.一种如权利要求1所述的松土机的操作方法，包括如下步骤：

将松土机的工作头推向土壤；

保持松土机的开关处于导通状态；保持松土机的壳体相对于土壤的位置基本不变；

工作头在土壤阻力下周向保持静止，在马达驱动下沿中间轴轴向摆动。

11.一种如权利要求1所述的松土机的操作方法，包括如下步骤：

将松土机的工作头推向土壤；

保持松土机的开关处于导通状态；

相对土壤移动松土机使得松土机壳体相对于土壤移动；

工作头随壳体的移动而相对应的旋转，在马达驱动下沿中间轴轴向摆动。

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