CN105103686B - 能自动避让地下硬质障碍物的松、培土作业头及作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能自动避让地下硬质障碍物的松、培土作业头及作业方法，松、培土作业头包括设置支撑臂、直臂、设置在直臂上的松土机构、培土机构、避障液压缸、行程换向阀和驱动马达，还设置有收折液压缸；驱动马达与液压泵连接，避障液压缸采用能够自动复位的避障液压缸，避障液压缸的一油口连接在驱动马达与液压泵之间的油路上，通过驱动马达与液压泵之间油路的油压变化来控制避障液压缸动作，从而控制行程换向阀动作；行程换向阀的控制油口与收折液压缸的油口连接，通过行程换向阀动作来控制收折液压缸动作；通过收折液压缸动作带动松土机构和培土机构以直臂与支撑臂之间的铰接点为圆心上、下转动，从而实现了避让作业以及正常作业。

Description

能自动避让地下硬质障碍物的松、培土作业头及作业方法

技术领域

本发明涉及一种松、培土作业头及作业方法，尤其涉及一种既能在无地下硬质障碍物时正常作业又能在遇到地下硬质障碍物时自动避让地下硬质障碍物的松、培土作业头及作业方法。

背景技术

在利用松、培土设备进行作业时，通常是采取直线式的行进方式。在行进的过程中，松、培土设备的刀片经常会遇到地下的一些硬质障碍物，现有的松、培土设备是无法自动避让这些地下硬质障碍物的，当松、培土设备的刀片与地下硬质障碍物相碰撞后，地下硬质障碍物会使得松、培土设备刀片的转动受到阻碍甚至是逼停松、培土设备刀片的转动，影响了正常的松、培土作业；当地下硬质障碍物阻碍松、培土设备刀片的转动甚至是逼停松、培土设备刀片的转动后，需要先中断正常的松、培土工作，待人工控制松、培土设备绕过地下硬质障碍物后，再继续进行松、培土作业。但是，这样操作，就会打断松、培土作业的连续性，增加了松、培土作业的时间，降低了松、培土作业的效率。

公开号为CN103202116A，公开日为2013年7月17日的中国发明专利公开了一种松土机，其特征在于它包含机架、手把、刹车、开关、工具盒、电机、上挡板、前轮、前挡板和刀爪；两个手把设置在机架上，刹车和开关分别设置在两个手把上，工具盒设置在两个手把之间，电机设置在机架上，挡板设置在机架的下部，刀爪设置在挡板的下部，前轮设置在机架的前部，前轮的后侧设置有前挡板。

公开号为CN103510562A，公开日为2014年1月15日的中国发明专利公开了一种大型推土机松土器，包括托架，托架上设有与之转动连接的连杆，连杆与横梁相连，横梁与支角固定连接，支角的下端设有齿尖，所述的托架上还设有与之分别转动连接的倾斜液压缸和提升液压缸，该倾斜液压缸和提升液压缸均与横梁固定连接。

公开号为CN104412739A，公开日为2015年3月18日的中国发明专利公开了一种新型耕作松土机，包括机架、设于机架上的柴油机、设于柴油机上的主动带轮，设于机架上的传动箱，其中传动箱由主箱体和与主箱体相连前置箱体组成，主箱体上部设有从动带轮，驱动轮安装固定于前置箱体的前部，作业刀辊安装固定于主箱体的下部，机架上设有向后伸展的扶手，在主箱体内由上而下依次设有主动齿轮、变速齿轮、从动齿轮。

公告号为CN203840712U，公告日为2014年9月24日的中国实用新型专利公开了一种新型松土机的松土机构，包括：主梁；凸轮，其与松土机的电动机转轴相连接；振动刀夹具，其与主梁转动连接；振动刀，其与振动刀夹具相固接；刀头套，其套装于振动刀顶部并与振动刀相固接；振动架，其具有三个突出的端部，其中一个端部上转动连接有滚面与凸 轮的滚面相接触的滚轮，一个端部与主梁转动连接形成振动架的支点，最后 一个端部与刀头套转动连接；固定刀夹具，其与主梁相固接；固定刀，其与固定刀夹具相固接；塑孔器，其固接于固定刀刀背上且其轴线方向与固定刀的刀刃方向一 致；及使滚轮始终压紧于凸轮上的弹簧。

上述专利文献中的松土设备均无法自动避让地下硬质障碍物。

综上，如何设计一种松、培土设备及作业方法，使其既能在无地下硬质障碍物时正常作业又能在遇到地下硬质障碍物时，自动避让地下硬质障碍物，保证松、培土作业的连续性，节省松、培土作业的时间，提高松、培土作业的效率是急需解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种能自动避让地下硬质障碍物的松、培土作业头及作业方法，其既能在无地下硬质障碍物时正常作业又能在遇到地下硬质障碍物时，自动避让地下硬质障碍物，保证了松、培土作业的连续性，节省了松、培土作业的时间，提高了松、培土作业的效率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种能自动避让地下硬质障碍物的松、培土作业头，包括设置在车体底盘上的支撑臂、与所述支撑臂铰接的直臂、设置在所述直臂上的松土机构、培土机构、避障液压缸、行程换向阀和驱动马达，在所述直臂与支撑臂之间还设置有收折液压缸，通过所述收折液压缸的活塞杆动作能带动直臂以其与支撑臂之间的铰接点为圆心上、下转动；驱动马达与液压泵连接，所述驱动马达用于给松土机构和培土机构提供转动动力；避障液压缸采用能够自动复位的避障液压缸，所述避障液压缸的一油口连接在驱动马达与液压泵之间的油路上，通过驱动马达与液压泵之间油路的油压变化来控制避障液压缸的活塞杆动作；通过所述避障液压缸的活塞杆动作，使得避障液压缸的活塞杆压紧行程换向阀的滚轮或松开对行程换向阀的滚轮的压紧，从而通过所述避障液压缸的活塞杆动作来控制行程换向阀的动作；所述行程换向阀的控制油口与收折液压缸的油口连接，通过所述行程换向阀的动作来控制收折液压缸的活塞杆动作；通过所述收折液压缸的活塞杆动作带动直臂上的松土机构和培土机构以直臂与支撑臂之间的铰接点为圆心上、下转动，从而实现了松土机构和培土机构在遇到地下硬质障碍物时能自动避让地下硬质障碍物的避让作业以及松土机构和培土机构的正常作业。

优选的，在所述直臂上设置有作业头基座，所述松土机构、培土机构和驱动马达均固接在作业头基座上；在所述作业头基座上还设置有安装盒，所述避障液压缸和行程换向阀固接在作业头基座上且位于安装盒内，在所述安装盒的内部且位于安装盒的一侧边上设置有驱动导杆安装座，在所述避障液压缸的活塞杆上设置有连接板，避障液压缸的活塞杆穿过连接板且连接板固接在避障液压缸的活塞杆上，在所述安装盒的内部且位于安装盒的另外一侧边上固接有压簧连接板，在压簧连接板上设置有压簧连接杆，在压簧连接杆和穿过连接板的避障液压缸的活塞杆之间设置有复位压簧，即复位压簧的一端套接在穿过连接板的避障液压缸的活塞杆上，其另外一端套接在压簧连接杆上，在所述连接板上还设置有驱动导杆，所述驱动导杆的一端与连接板连接，其另外一端穿过驱动导杆安装座与行程换向阀的滚轮相接触，通过避障液压缸的活塞杆的动作能带动驱动导杆沿驱动导杆安装座来、回移动，从而利用驱动导杆将行程换向阀的滚轮压紧或松开对行程换向阀的滚轮的压紧以对行程换向阀进行控制。

优选的，所述压簧连接杆采用螺杆，在压簧连接杆上还设置有调节螺母，复位压簧的另外一端套接在压簧连接杆上且复位压簧的另外一端与调节螺母相接触。

优选的，在所述驱动马达的输出轴上设置有链轮一和链轮二，在松土机构的动力输入轴上和培土机构的动力输入轴上均设置有动力输入链轮，将链轮一和松土机构动力输入轴上的动力输入链轮通过链条一传动连接以及将链轮二和培土机构动力输入轴上的动力输入链轮通过链条二传动连接，从而使得驱动马达能同时给松土机构和培土机构提供转动动力。

优选的，所述松土机构包括设置在作业头基座上的松土箱体和多个带有转轴的松土刀；多个带有转轴的松土刀转动设置在松土箱体的底部上且多个松土刀的转轴伸入到松土箱体的内部中，在伸入到松土箱体内部中的多个松土刀的转轴上均设置有传动链轮，多个松土刀之间通过链条与传动链轮相配合传动连接起来；在其中的一个松土刀伸入到松土箱体内部中的转轴上还设置有传动锥型齿轮一，所述松土机构的动力输入轴转动设置在松土箱体的侧部上且松土机构的动力输入轴伸入到松土箱体的内部中，松土机构的动力输入链轮设置在外露于松土箱体的动力输入轴一端上，在伸入到松土箱体内部中的松土机构的动力输入轴一端上还设置有传动锥型齿轮二，通过传动锥型齿轮一和传动锥型齿轮二相啮合配合从而通过驱动马达带动多个松土刀转动。

优选的，每个所述松土刀均包括刀盘和设置在刀盘的下表面上的多个刀片；所述多个刀片沿周向依次垂直分布在刀盘的下表面上，转轴固接在刀盘的上表面上且位于刀盘的中心轴线位置。

优选的，所述松、培土作业头还包括在手动换向阀一和手动换向阀二，手动换向阀一设置在行程换向阀与收折液压缸相连接的油路上，通过手动换向阀一动作能控制行程换向阀与收折液压缸相连接的油路的断、通状态，手动换向阀二的控制油口与收折液压缸的油口连接；当手动换向阀一控制行程换向阀与收折液压缸相连接的油路处于通路状态时，手动换向阀二动作使得手动换向阀二与收折液压缸之间的油路处于断开状态，当手动换向阀一控制行程换向阀与收折液压缸相连接的油路处于断开状态时，通过手动换向阀二动作使得手动换向阀二与收折液压缸之间的油路处于通路状态，从而通过手动换向阀二控制收折液压缸的动作。

本发明还公开一种松、培土作业头的作业方法，所述作业方法包括正常作业和遇到地下硬质障碍物时的避让作业，所述作业方法是在松、培土作业头中将松土机构和培土机构设置在直臂上，再将直臂铰接在车体底盘上的支撑臂上，使得松土机构和培土机构能以直臂和支撑臂的铰接点为圆心上、下转动；通过用于给松土机构和培土机构提供转动动力的驱动马达与液压泵之间的油路的油压变化来控制松土机构和培土机构的转动状态，从而对土壤进行正常作业和遇到地下硬质障碍物时的避让作业的。

优选的，所述松、培土作业头还包括避障液压缸和行程换向阀，在所述直臂与支撑臂之间还设置有收折液压缸，通过所述收折液压缸的活塞杆动作能带动直臂以其与支撑臂之间的铰接点为圆心上、下转动；避障液压缸采用能够自动复位的避障液压缸，所述避障液压缸的一油口连接在驱动马达与液压泵之间的油路上，通过驱动马达与液压泵之间油路的油压变化来控制避障液压缸的活塞杆动作；通过所述避障液压缸的活塞杆动作，使得避障液压缸的活塞杆压紧行程换向阀的滚轮或松开对行程换向阀的滚轮的压紧，从而通过所述避障液压缸的活塞杆动作用于控制行程换向阀的动作；所述行程换向阀的控制油口与收折液压缸的油口连接，通过所述行程换向阀的动作来控制收折液压缸的活塞杆动作；通过所述收折液压缸的活塞杆动作带动直臂上的松土机构和培土机构以直臂与支撑臂之间的铰接点为圆心朝上、下转动，从而实现了松土机构和培土机构在遇到地下硬质障碍物时能自动避让地下硬质障碍物的避让作业以及松土机构和培土机构的正常作业。

优选的，在所述直臂上设置有作业头基座，所述松土机构、培土机构和驱动马达均固接在作业头基座上；在所述作业头基座上还设置有安装盒，所述避障液压缸和行程换向阀固接在作业头基座上且位于安装盒内，在所述安装盒的内部且位于安装盒的一侧边上设置有驱动导杆安装座，在所述避障液压缸的活塞杆上设置有连接板，避障液压缸的活塞杆穿过连接板且连接板固接在避障液压缸的活塞杆上，在所述安装盒的内部且位于安装盒的另外一侧边上固接有压簧连接板，在压簧连接板上设置有压簧连接杆，在压簧连接杆和穿过连接板的避障液压缸的活塞杆之间设置有复位压簧，即复位压簧的一端套接在穿过连接板的避障液压缸的活塞杆上，其另外一端套接在压簧连接杆上，在所述连接板上还设置有驱动导杆，所述驱动导杆的一端与连接板连接，其另外一端穿过驱动导杆安装座与行程换向阀的滚轮相接触，通过避障液压缸的活塞杆的动作能带动驱动导杆沿驱动导杆安装座来、回移动，从而利用驱动导杆将行程换向阀的滚轮压紧或松开对行程换向阀的滚轮的压紧以对行程换向阀进行控制；

所述正常作业和避让作业的具体步骤为：

1)、当正常作业时，车体依次通过支撑臂和直臂带动松土机构和培土机构沿直线行进，在行进的过程中，利用松土机构和培土机构对土壤进行作业；

2）、在行进的过程中，当松土机构或培土机构碰撞到地下硬质障碍物使得松土机构或培土机构的转动受阻时，驱动马达与液压泵之间油路的油压升高，从而使得避障液压缸的活塞杆伸出同时复位压簧被压缩，通过避障液压缸的活塞杆伸出压紧行程换向阀的滚轮从而控制行程换向阀动作，通过行程换向阀动作控制收折液压缸的活塞杆回缩，通过收折液压缸的活塞杆回缩带动直臂以其与支撑臂之间的铰接点为圆心朝上转动，从而带动设置在直臂上的松土机构和培土机构与地下硬质障碍物分离开来；

3）、松土机构和培土机构与地下硬质障碍物分离开来后，由于松土机构或培土机构受到的转动阻碍消失，驱动马达与液压泵之间油路的油压下降恢复到原状态，从而在复位压簧的回复力作用下，使得避障液压缸的活塞杆回缩，通过避障液压缸的活塞杆回缩松开对行程换向阀的滚轮的压紧从而控制行程换向阀再次动作，通过行程换向阀再次动作控制收折液压缸的活塞杆伸出，通过收折液压缸的活塞杆伸出带动直臂以其与支撑臂之间的铰接点为圆心朝下转动，使得设置在直臂上的松土机构和培土机构回到正常作业时的原位继续进行正常作业；

当完成第3）步骤后，转到执行第1）步骤，直到完成整个松、培土作业。

本发明的有益效果在于：本发明将松土机构和培土机构设置成在垂直方向上能够上、下转动的状态，通过驱动马达与液压泵之间的油路的油压变化来控制松土机构和培土机构的转动状态，从而对土壤进行正常作业和遇到地下硬质障碍物时的避让作业，这样使得本发明既能在无地下硬质障碍物时正常作业又能在遇到地下硬质障碍物时，自动避让地下硬质障碍物，保证了松、培土作业的连续性，节省了松、培土作业的时间，提高了松、培土作业的效率。通过驱动导杆的设置，使得本发明能对行程换向阀进行灵活的控制，从而实现了避障作业和正常作业。通过在避障液压缸的活塞杆上设置压力可调节的复位压簧，从而使得本发明中的避障液压缸活塞杆的回复力能够根据实际工作状况中驱动马达与液压泵之间的油路的油压来调节，实用性。通过对松土刀的结构设计，使得刀片将板结土壤一块块打碎，刀片受力较小，能延长刀片的使用寿命。在本发明中增设了手动换向阀一和手动换向阀二，通过手动换向阀一和手动换向阀二相互配合能方便快捷的来完成松土机构和培土机构的展开和收折，进一步提高了松、培土作业的效率以及使得本发明便于作业完成后松、培土作业头的收藏和维护，增加了实用性。另外，通过手动换向阀一来切换行程换向阀的工作状态，能够保证本发明既能在作业开始前和作业完成后手动实现松土机构和培土机构的展开和收折，又能在作业过程中实现松土机构和培土机构的避让作业和正常作业。

附图说明

图1为本发明实施例中松、培土作业头的立体结构示意图；

图2为位于本发明实施例松、培土作业头中避障液压缸处的局部立体结构示意图；

图3为本发明实施例中松、培土作业头避障原理的液压油路简图；

图4为本发明实施例中松土机构的立体结构示意图；

图5为本发明实施例中培土机构的立体结构示意图；

图中：1. 支撑臂，2. 直臂，3. 松土机构，4. 培土机构，411. 螺旋叶片轴，412.螺旋叶片，5. 避障液压缸，6. 行程换向阀，611. 滚轮，7. 驱动马达，8. 收折液压缸，9.液压泵，10. 作业头基座，11. 安装盒，12. 驱动导杆安装座，13. 连接板，14. 压簧连接板，15. 压簧连接杆，16. 复位压簧，17. 驱动导杆，18. 螺母，19. 调节螺母，20. 动力输入轴，21. 松土箱体，22. 转轴，23. 松土刀，231. 刀盘，232. 刀片，2321. 刀片本体，2322. 刀片斜切口，24. 传动链轮，25. 传动锥型齿轮一，26. 传动锥型齿轮二，27. 轴承座，28. 手动换向阀一，29. 手动换向阀二。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细的阐述。

实施例：如图1至图3所示，一种能自动避让地下硬质障碍物的松、培土作业头，包括设置在车体底盘上的支撑臂1、与所述支撑臂1铰接的直臂2、设置在所述直臂2上的松土机构3、培土机构4、避障液压缸5、行程换向阀6和驱动马达7，在所述直臂2与支撑臂1之间还设置有收折液压缸8，收折液压缸8的缸体铰接在所述支撑臂1上，其活塞杆与直臂2铰接，通过所述收折液压缸8的活塞杆动作能带动直臂2以其与支撑臂1之间的铰接点为圆心上、下转动；驱动马达7与液压泵9连接，所述驱动马达7用于给松土机构3和培土机构4提供转动动力；避障液压缸5采用能够自动复位的避障液压缸，所述避障液压缸5的一油口连接在驱动马达7与液压泵8之间的油路上，其另外一油口与油箱连接，通过驱动马达7与液压泵8之间油路的油压变化来控制避障液压缸5的活塞杆动作；通过所述避障液压缸5的活塞杆动作，使得避障液压缸5的活塞杆压紧行程换向阀6的滚轮或松开对行程换向阀6的滚轮的压紧，从而通过所述避障液压缸5的活塞杆动作来控制行程换向阀6的动作；所述行程换向阀6的控制油口与收折液压缸8的油口连接，通过所述行程换向阀6的动作来控制收折液压缸8的活塞杆动作；通过所述收折液压缸8的活塞杆动作带动直臂2上的松土机构3和培土机构4以直臂2与支撑臂1之间的铰接点为圆心上、下转动，从而实现了松土机构和培土机构在遇到地下硬质障碍物时能自动避让地下硬质障碍物的避让作业以及在无地下硬质障碍物时松土机构和培土机构的正常作业。液压泵9和油箱可设置在车体底盘上，驱动马达7的一油口与液压泵9连接，其另外一油口连接到油箱。在本实施例中，行程换向阀6采用二位四通换向阀，通过行程换向阀6的两个工作位来控制避障液压缸5的活塞杆动作。

在所述直臂2上设置有作业头基座10，直臂2的一端通过铰接销与支撑臂1的一端铰接，在直臂2的另外一端上固接有作业头基座10，所述松土机构3、培土机构4和驱动马达7均通过螺钉固接在作业头基座10的侧部上；在所述作业头基座10的顶部上还固接有安装盒11，所述避障液压缸5和行程换向阀6固接在作业头基座10的顶部上且位于安装盒11内，在所述安装盒11的内部且位于安装盒11的一侧边上固接有驱动导杆安装座12，在所述避障液压缸5的活塞杆上设置有连接板13，避障液压缸5的活塞杆穿过连接板13且连接板13固接在避障液压缸5的活塞杆上，在所述安装盒11的内部且位于安装盒11的另外一侧边上固接有压簧连接板14，在压簧连接板14上设置有压簧连接杆15，在压簧连接杆15和穿过连接板13的避障液压缸5的活塞杆之间设置有复位压簧16，即复位压簧16的一端套接在穿过连接板13的避障液压缸5的活塞杆上，其另外一端套接在压簧连接杆15上，在所述连接板13上还设置有驱动导杆17，所述驱动导杆17的一端与连接板13固接，其另外一端穿过驱动导杆安装座12与行程换向阀6的滚轮611相接触，通过避障液压缸5的活塞杆的动作能带动驱动导杆17沿驱动导杆安装座12来、回移动，从而利用驱动导杆17将行程换向阀的滚轮611压紧或松开对行程换向阀的滚轮611的压紧以对行程换向阀6进行控制，上述结构使得本实施例能对行程换向阀进行灵活的控制，从而实现了避障作业和正常作业。作业头基座10为框架结构，驱动导杆17位于避障液压缸5的活塞杆旁边的位置且驱动导杆17与避障液压缸5的活塞杆处于相互平行的状态；避障液压缸5的活塞杆为圆凸台状，在所述避障液压缸5的活塞杆上设置有螺纹，避障液压缸5的活塞杆穿过连接板13后通过螺母18将连接板13锁紧在避障液压缸5的活塞杆上。当正常工作时，直臂2处于垂直状态，使得设置在直臂2上的松土机构3和培土机构4能对土壤进行正常作业。在这里，需要说明的是，避障液压缸5也可以直接采用弹簧复位油缸，如果采用弹簧复位油缸，则直接将连接板设置在弹簧复位油缸的活塞杆上即可，复位时是利用弹簧复位油缸内部的弹簧进行复位的，而不需要再在安装盒内设置压簧连接板14、压簧连接杆15和复位压簧16，即不需要利用复位压簧16来进行复位。

所述压簧连接杆15采用螺杆，在压簧连接杆15上还设置有调节螺母19，复位压簧16的另外一端套接在压簧连接杆15上且复位压簧16的另外一端与调节螺母19相接触。在不同的工作状况中，驱动马达与液压泵之间的油路的油压的大小是不同的，转动调节螺母19能够轴向挤压复位压簧16或松开对复位压簧16的挤压，从而利用调节螺母19能够调整复位压簧的压力大小，使得本实施例中的避障液压缸活塞杆的回复力能够根据实际工作状况中驱动马达与液压泵之间的油路的油压来调节，实用性。

与行程换向阀的滚轮611相接触的驱动导杆17另外一端设置为斜面，通过驱动导杆17另外一端的斜面与行程换向阀的滚轮611相接触。这样，使得避障液压缸与行程换向阀之间的配合更加可靠。

如图1、图4和图5所示，在所述驱动马达7的输出轴上设置有链轮一和链轮二（图中未示出），在松土机构3的动力输入轴20上和培土机构4的动力输入轴20上均设置有动力输入链轮（图中未示出），将链轮一和松土机构动力输入轴20上的动力输入链轮通过链条一传动连接以及将链轮二和培土机构动力输入轴20上的动力输入链轮通过链条二传动连接，从而使得驱动马达17能同时给松土机构3和培土机构4提供动力，利用上述结构对松土机构和培土机构提供转动动力，能保证松土机构和培土机构的同步性。

所述松土机构3包括设置在作业头基座10上的松土箱体21和多个带有转轴22的松土刀23；多个带有转轴22的松土刀23转动设置在松土箱体21的底部上且多个松土刀的转轴22伸入到松土箱体21的内部中，在伸入到松土箱体21内部中的多个松土刀的转轴22上均设置有传动链轮24，多个松土刀23之间通过链条（图中未示出）与传动链轮24相配合传动连接起来；在其中的一个松土刀伸入到松土箱体内部中的转轴22上还设置有传动锥型齿轮一25，所述松土机构的动力输入轴20转动设置在松土箱体21的侧部上且松土机构的动力输入轴20伸入到松土箱体21的内部中，松土机构的动力输入链轮设置在外露于松土箱体21的动力输入轴20一端上，在伸入到松土箱体21内部中的松土机构的动力输入轴20一端上还设置有传动锥型齿轮二26，通过传动锥型齿轮一25和传动锥型齿轮二26相啮合配合从而通过驱动马达7带动多个松土刀23转动。在本实施例中，松土刀23共设置有三个，其沿松土箱体21长度方向分布在松土箱体21的底部上，为了保证多个松土刀23的同步转动，在每个松土刀23的转轴22上均设置有多个传动链轮24。

每个所述松土刀23均包括刀盘231和设置在刀盘231的下表面上的多个刀片232；所述多个刀片232沿周向依次垂直分布在刀盘231的下表面上，转轴22固接在刀盘231的上表面上且位于刀盘231的中心轴线位置。当松土刀整体移动时，刀片的作用和铣床上的铣刀类似，将板结的土壤铣成碎块，达到松土的目的。上述松土刀结构的设计使得刀片将板结土壤一块块打碎，所以刀片受力较小，能延长刀片的使用寿命。

所述刀片232包括刀片本体2321和设置在所述刀片本体2321上的刀片斜切口2322；每个所述松土刀上的多个刀片的刀片斜切口2322均是沿顺时针或沿逆时针方向分布设置的，这样设置进一步增加了松土效果。

所述培土机构4包括螺旋叶片轴411和设置在螺旋叶片轴411上的螺旋叶片412；螺旋叶片轴411的一端通过轴承座27转动连接在作业头基座10上，所述培土机构的动力输入轴20沿轴线通过销钉固接在螺旋叶片轴411的一端上且培土机构的动力输入轴20穿过轴承座27，培土机构的动力输入链轮（图中未示出）固接在穿过轴承座的培土机构的动力输入轴20一端上。当车体带动松土机构和培土机构整体向前移动时，螺旋叶片可以将已经被松土机构打松的土壤进行输送，完成培土作业。

如图3所示，所述松、培土作业头还包括在手动换向阀一28和手动换向阀二29，手动换向阀一28设置在行程换向阀6与收折液压缸8相连接的油路上，通过手动换向阀一28动作能控制行程换向阀6与收折液压缸8相连接的油路的断、通状态，手动换向阀二29的控制油口与收折液压缸8的油口连接；当手动换向阀一28控制行程换向阀6与收折液压缸8相连接的油路处于通路状态时，手动换向阀二29动作使得手动换向阀二29与收折液压缸8之间的油路处于断开状态，当手动换向阀一28控制行程换向阀6与收折液压缸8相连接的油路处于断开状态时，通过手动换向阀二29动作使得手动换向阀二29与收折液压缸8之间的油路处于通路状态，从而通过手动换向阀二29控制收折液压缸8的动作。手动换向阀一28采用两位四通换向阀，连接在行程换向阀6与收折液压缸8之间的两条油路上，当控制手动换向阀一28至左边工作位置时，行程换向阀6与收折液压缸8之间的油路处于断开状态，此时，行程换向阀6处于不工作的状态；手动换向阀二29采用三位四通换向阀，当行程换向阀6处于不工作的状态时，通过控制手动换向阀二29处于最左边或最右边的工作位，从而通过手动换向阀二29来控制收折液压缸8的活塞杆动作。当控制手动换向阀一28至右边工作位置时，行程换向阀6与收折液压缸8之间的油路处于通路状态，此时，行程换向阀6处于工作状态；当行程换向阀6处于工作状态时，控制手动换向阀二29处于最中间的工作位，从而断开手动换向阀二29与收折液压缸8之间的油路，此时手动换向阀二29处于不工作的状态。为了便于在刚开始作业时，将松土机构和培土机构展开或是为了便于在作业完成时，将松土机构和培土机构收折起来，因此在本实施例中增设了手动换向阀一和手动换向阀二，通过手动换向阀一和手动换向阀二相互配合能方便快捷的来完成松土机构和培土机构的展开和收折，进一步提高了松、培土作业的效率以及使得本实施例便于作业完成后松、培土作业头的收藏和维护，增加了本实施例的实用性。另外，通过手动换向阀一来切换行程换向阀的工作状态，能够保证本实施例既能在作业开始前和作业完成后手动实现松土机构和培土机构的展开和收折，又能在作业过程中实现松土机构和培土机构的避让作业和正常作业。

如图1至图3所示，本发明还公开一种松、培土作业头的作业方法，所述作业方法包括正常作业和遇到地下硬质障碍物时的避让作业，所述作业方法是在松、培土作业头中将松土机构3和培土机构4设置在直臂2上，再将直臂2铰接在车体底盘上的支撑臂1上，使得松土机构3和培土机构4能以直臂2与支撑臂1的铰接点为圆心上、下转动；通过用于给松土机构3和培土机构4提供转动动力的驱动马达7与液压泵9之间的油路的油压变化（即松土机构的刀片或培土机构的刀片受到地下硬质障碍物阻碍时，驱动马达与液压泵之间的油路油压与松土机构的刀片以及培土机构的刀片正常转动时，驱动马达与液压泵之间的油路油压的变化）来控制松土机构3和培土机构4的转动状态，从而对土壤进行正常作业和遇到地下硬质障碍物时的避让作业的。

所述松、培土作业头还包括避障液压缸5和行程换向阀6，在所述直臂2与支撑臂1之间还设置有收折液压缸8，通过所述收折液压缸8的活塞杆动作能带动直臂2以其与支撑臂1之间的铰接点为圆心上、下转动；避障液压缸5采用能够自动复位的避障液压缸，所述避障液压缸5的一油口连接在驱动马达7与液压泵9之间的油路上，通过驱动马达7与液压泵9之间油路的油压变化来控制避障液压缸5的活塞杆动作；通过所述避障液压缸5的活塞杆动作，使得避障液压缸5的活塞杆压紧行程换向阀6的滚轮或松开对行程换向阀6的滚轮的压紧，从而通过所述避障液压缸5的活塞杆动作用于控制行程换向阀6的动作；所述行程换向阀6的控制油口与收折液压缸8的油口连接，通过所述行程换向阀6的动作来控制收折液压缸8的活塞杆动作；通过所述收折液压缸8的活塞杆动作带动直臂2上的松土机构3和培土机构4以直臂2与支撑臂1之间的铰接点为圆心朝上、下转动，从而实现了松土机构和培土机构在遇到地下硬质障碍物时能自动避让地下硬质障碍物的避让作业以及松土机构和培土机构的正常作业。

所述正常作业和避让作业的具体步骤为：

1)、当正常作业时，控制驱动马达7带动松土机构3和培土机构4开始工作，车体依次通过支撑臂1和直臂2带动松土机构3和培土机构4沿直线行进，在行进的过程中，利用松土机构3和培土机构4对土壤进行作业；

2）、在行进的过程中，当松土机构3或培土机构4碰撞到地下硬质障碍物使得松土机构3或培土机构4的转动受阻甚至是被逼停时，驱动马达7与液压泵9之间油路的油压升高，从而使得避障液压缸5的活塞杆伸出同时复位压簧16被压缩，通过避障液压缸5的活塞杆伸出压紧行程换向阀6的滚轮从而控制行程换向阀6动作，通过行程换向阀6动作控制收折液压缸8的活塞杆回缩，通过收折液压缸8的活塞杆回缩带动直臂2以其与支撑臂1之间的铰接点为圆心朝上转动一定的角度（即向上翘起一定角度），从而带动设置在直臂2上的松土机构3和培土机构4与地下硬质障碍物分离开来；

3）、松土机构3和培土机构4与地下硬质障碍物分离开来后，由于松土机构3或培土机构4受到的转动阻碍消失，驱动马达7与液压泵9之间油路的油压下降恢复到原状态，从而在复位压簧16的回复力作用下，使得避障液压缸5的活塞杆回缩，通过避障液压缸5的活塞杆回缩松开对行程换向阀6的滚轮的压紧从而控制行程换向阀6再次动作，通过行程换向阀6再次动作控制收折液压缸8的活塞杆伸出，通过收折液压缸8的活塞杆伸出带动直臂2以其与支撑臂1之间的铰接点为圆心朝下转动，使得设置在直臂2上的松土机构3和培土机构4回到正常作业时的原位继续进行正常作业，此时，由于松土机构3和培土机构4在车体的行进带动下，已越过地下硬质障碍物，所以松土机构和培土机构能继续进行正常作业；

当完成第3）步骤后，转到执行第1）步骤，直到完成整个松、培土作业。

综上，本发明将松土机构和培土机构设置成在垂直方向上能够上、下转动的状态，通过驱动马达与液压泵之间的油路的油压变化来控制松土机构和培土机构的转动状态，从而对土壤进行正常作业和遇到地下硬质障碍物时的避让作业，这样使得本发明既能在无地下硬质障碍物时正常作业又能在遇到地下硬质障碍物时，自动避让地下硬质障碍物，保证了松、培土作业的连续性，节省了松、培土作业的时间，提高了松、培土作业的效率。通过驱动导杆的设置，使得本发明能对行程换向阀进行灵活的控制，从而实现了避障作业和正常作业。通过在避障液压缸的活塞杆上设置压力可调节的复位压簧，从而使得本发明中的避障液压缸活塞杆的回复力能够根据实际工作状况中驱动马达与液压泵之间的油路的油压来调节，实用性。通过对松土刀的结构设计，使得刀片将板结土壤一块块打碎，刀片受力较小，能延长刀片的使用寿命。在本发明中增设了手动换向阀一和手动换向阀二，通过手动换向阀一和手动换向阀二相互配合能方便快捷的来完成松土机构和培土机构的展开和收折，进一步提高了松、培土作业的效率以及使得本发明便于作业完成后松、培土作业头的收藏和维护，增加了实用性。另外，通过手动换向阀一来切换行程换向阀的工作状态，能够保证本发明既能在作业开始前和作业完成后手动实现松土机构和培土机构的展开和收折，又能在作业过程中实现松土机构和培土机构的避让作业和正常作业。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。

Claims (9)

1.一种能自动避让地下硬质障碍物的松、培土作业头，其特征在于：包括设置在车体底盘上的支撑臂、与所述支撑臂铰接的直臂、设置在所述直臂上的松土机构、培土机构、避障液压缸、行程换向阀和驱动马达，在所述直臂与支撑臂之间还设置有收折液压缸，通过所述收折液压缸的活塞杆动作能带动直臂以其与支撑臂之间的铰接点为圆心上、下转动；驱动马达与液压泵连接，所述驱动马达用于给松土机构和培土机构提供转动动力；避障液压缸采用能够自动复位的避障液压缸，所述避障液压缸的一油口连接在驱动马达与液压泵之间的油路上，通过驱动马达与液压泵之间油路的油压变化来控制避障液压缸的活塞杆动作；通过所述避障液压缸的活塞杆动作，使得避障液压缸的活塞杆压紧行程换向阀的滚轮或松开对行程换向阀的滚轮的压紧，从而通过所述避障液压缸的活塞杆动作来控制行程换向阀的动作；所述行程换向阀的控制油口与收折液压缸的油口连接，通过所述行程换向阀的动作来控制收折液压缸的活塞杆动作；通过所述收折液压缸的活塞杆动作带动直臂上的松土机构和培土机构以直臂与支撑臂之间的铰接点为圆心上、下转动，从而实现了松土机构和培土机构在遇到地下硬质障碍物时能自动避让地下硬质障碍物的避让作业以及松土机构和培土机构的正常作业。

2.根据权利要求1所述的能自动避让地下硬质障碍物的松、培土作业头，其特征在于：在所述直臂上设置有作业头基座，所述松土机构、培土机构和驱动马达均固接在作业头基座上；在所述作业头基座上还设置有安装盒，所述避障液压缸和行程换向阀固接在作业头基座上且位于安装盒内，在所述安装盒的内部且位于安装盒的一侧边上设置有驱动导杆安装座，在所述避障液压缸的活塞杆上设置有连接板，避障液压缸的活塞杆穿过连接板且连接板固接在避障液压缸的活塞杆上，在所述安装盒的内部且位于安装盒的另外一侧边上固接有压簧连接板，在压簧连接板上设置有压簧连接杆，在压簧连接杆和穿过连接板的避障液压缸的活塞杆之间设置有复位压簧，即复位压簧的一端套接在穿过连接板的避障液压缸的活塞杆上，其另外一端套接在压簧连接杆上，在所述连接板上还设置有驱动导杆，所述驱动导杆的一端与连接板连接，其另外一端穿过驱动导杆安装座与行程换向阀的滚轮相接触，通过避障液压缸的活塞杆的动作能带动驱动导杆沿驱动导杆安装座来、回移动，从而利用驱动导杆将行程换向阀的滚轮压紧或松开对行程换向阀的滚轮的压紧以对行程换向阀进行控制。

3.根据权利要求2所述的能自动避让地下硬质障碍物的松、培土作业头，其特征在于：所述压簧连接杆采用螺杆，在压簧连接杆上还设置有调节螺母，复位压簧的另外一端套接在压簧连接杆上且复位压簧的另外一端与调节螺母相接触。

4.根据权利要求2所述的能自动避让地下硬质障碍物的松、培土作业头，其特征在于：在所述驱动马达的输出轴上设置有链轮一和链轮二，在松土机构的动力输入轴上和培土机构的动力输入轴上均设置有动力输入链轮，将链轮一和松土机构动力输入轴上的动力输入链轮通过链条一传动连接以及将链轮二和培土机构动力输入轴上的动力输入链轮通过链条二传动连接，从而使得驱动马达能同时给松土机构和培土机构提供转动动力。

5.根据权利要求4所述的能自动避让地下硬质障碍物的松、培土作业头，其特征在于：所述松土机构包括设置在作业头基座上的松土箱体和多个带有转轴的松土刀；多个带有转轴的松土刀转动设置在松土箱体的底部上且多个松土刀的转轴伸入到松土箱体的内部中，在伸入到松土箱体内部中的多个松土刀的转轴上均设置有传动链轮，多个松土刀之间通过链条与传动链轮相配合传动连接起来；在其中的一个松土刀伸入到松土箱体内部中的转轴上还设置有传动锥型齿轮一，所述松土机构的动力输入轴转动设置在松土箱体的侧部上且松土机构的动力输入轴伸入到松土箱体的内部中，松土机构的动力输入链轮设置在外露于松土箱体的动力输入轴一端上，在伸入到松土箱体内部中的松土机构的动力输入轴一端上还设置有传动锥型齿轮二，通过传动锥型齿轮一和传动锥型齿轮二相啮合配合从而通过驱动马达带动多个松土刀转动。

6.根据权利要求5所述的能自动避让地下硬质障碍物的松、培土作业头，其特征在于：每个所述松土刀均包括刀盘和设置在刀盘的下表面上的多个刀片；所述多个刀片沿周向依次垂直分布在刀盘的下表面上，转轴固接在刀盘的上表面上且位于刀盘的中心轴线位置。

7.根据权利要求1所述的能自动避让地下硬质障碍物的松、培土作业头，其特征在于：所述松、培土作业头还包括在手动换向阀一和手动换向阀二，手动换向阀一设置在行程换向阀与收折液压缸相连接的油路上，通过手动换向阀一动作能控制行程换向阀与收折液压缸相连接的油路的断、通状态，手动换向阀二的控制油口与收折液压缸的油口连接；当手动换向阀一控制行程换向阀与收折液压缸相连接的油路处于通路状态时，手动换向阀二动作使得手动换向阀二与收折液压缸之间的油路处于断开状态，当手动换向阀一控制行程换向阀与收折液压缸相连接的油路处于断开状态时，通过手动换向阀二动作使得手动换向阀二与收折液压缸之间的油路处于通路状态，从而通过手动换向阀二控制收折液压缸的动作。

8.一种松、培土作业头的作业方法，其特征在于：所述作业方法包括正常作业和遇到地下硬质障碍物时的避让作业，所述作业方法是在松、培土作业头中将松土机构和培土机构设置在直臂上，再将直臂铰接在车体底盘上的支撑臂上，使得松土机构和培土机构能以直臂和支撑臂的铰接点为圆心上、下转动；通过用于给松土机构和培土机构提供转动动力的驱动马达与液压泵之间的油路的油压变化来控制松土机构和培土机构的转动状态，从而对土壤进行正常作业和遇到地下硬质障碍物时的避让作业的；所述松、培土作业头还包括避障液压缸和行程换向阀，在所述直臂与支撑臂之间还设置有收折液压缸，通过所述收折液压缸的活塞杆动作能带动直臂以其与支撑臂之间的铰接点为圆心上、下转动；避障液压缸采用能够自动复位的避障液压缸，所述避障液压缸的一油口连接在驱动马达与液压泵之间的油路上，通过驱动马达与液压泵之间油路的油压变化来控制避障液压缸的活塞杆动作；通过所述避障液压缸的活塞杆动作，使得避障液压缸的活塞杆压紧行程换向阀的滚轮或松开对行程换向阀的滚轮的压紧，从而通过所述避障液压缸的活塞杆动作用于控制行程换向阀的动作；所述行程换向阀的控制油口与收折液压缸的油口连接，通过所述行程换向阀的动作来控制收折液压缸的活塞杆动作；通过所述收折液压缸的活塞杆动作带动直臂上的松土机构和培土机构以直臂与支撑臂之间的铰接点为圆心朝上、下转动，从而实现了松土机构和培土机构在遇到地下硬质障碍物时能自动避让地下硬质障碍物的避让作业以及松土机构和培土机构的正常作业。

9.根据权利要求8所述的松、培土作业头的作业方法，其特征在于：在所述直臂上设置有作业头基座，所述松土机构、培土机构和驱动马达均固接在作业头基座上；在所述作业头基座上还设置有安装盒，所述避障液压缸和行程换向阀固接在作业头基座上且位于安装盒内，在所述安装盒的内部且位于安装盒的一侧边上设置有驱动导杆安装座，在所述避障液压缸的活塞杆上设置有连接板，避障液压缸的活塞杆穿过连接板且连接板固接在避障液压缸的活塞杆上，在所述安装盒的内部且位于安装盒的另外一侧边上固接有压簧连接板，在压簧连接板上设置有压簧连接杆，在压簧连接杆和穿过连接板的避障液压缸的活塞杆之间设置有复位压簧，即复位压簧的一端套接在穿过连接板的避障液压缸的活塞杆上，其另外一端套接在压簧连接杆上，在所述连接板上还设置有驱动导杆，所述驱动导杆的一端与连接板连接，其另外一端穿过驱动导杆安装座与行程换向阀的滚轮相接触，通过避障液压缸的活塞杆的动作能带动驱动导杆沿驱动导杆安装座来、回移动，从而利用驱动导杆将行程换向阀的滚轮压紧或松开对行程换向阀的滚轮的压紧以对行程换向阀进行控制；

所述正常作业和避让作业的具体步骤为：

1)、当正常作业时，车体依次通过支撑臂和直臂带动松土机构和培土机构沿直线行进，在行进的过程中，利用松土机构和培土机构对土壤进行作业；

2）、在行进的过程中，当松土机构或培土机构碰撞到地下硬质障碍物使得松土机构或培土机构的转动受阻时，驱动马达与液压泵之间油路的油压升高，从而使得避障液压缸的活塞杆伸出同时复位压簧被压缩，通过避障液压缸的活塞杆伸出压紧行程换向阀的滚轮从而控制行程换向阀动作，通过行程换向阀动作控制收折液压缸的活塞杆回缩，通过收折液压缸的活塞杆回缩带动直臂以其与支撑臂之间的铰接点为圆心朝上转动，从而带动设置在直臂上的松土机构和培土机构与地下硬质障碍物分离开来；

3）、松土机构和培土机构与地下硬质障碍物分离开来后，由于松土机构或培土机构受到的转动阻碍消失，驱动马达与液压泵之间油路的油压下降恢复到原状态，从而在复位压簧的回复力作用下，使得避障液压缸的活塞杆回缩，通过避障液压缸的活塞杆回缩松开对行程换向阀的滚轮的压紧从而控制行程换向阀再次动作，通过行程换向阀再次动作控制收折液压缸的活塞杆伸出，通过收折液压缸的活塞杆伸出带动直臂以其与支撑臂之间的铰接点为圆心朝下转动，使得设置在直臂上的松土机构和培土机构回到正常作业时的原位继续进行正常作业；

当完成第3）步骤后，转到执行第1）步骤，直到完成整个松、培土作业。