CN105122999A - 一种能自动避让地面障碍物的松、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面障碍物的松、培土作业头及作业方法，松、培土作业头包括连接臂、铰接在连接臂上的作业头基座和带有扭簧的避让杆，在作业头基座上固接有松土机构、培土机构和驱动马达，在连接臂上还固接有行程换向阀，在连接臂和作业头基座之间还设置有避障液压缸，行程换向阀与避障液压缸连接，在避让杆上设置有驱动导杆；通过避让杆与地面障碍物相接触使得避让杆转动同时扭簧被扭转以及避让杆与地面障碍物分离后通过扭簧让避让杆反向转动，从而使得避让杆上的驱动导杆来控制行程换向阀的动作，从而控制避障液压缸动作带动松土机构和培土机构以作业头基座与连接臂之间的铰接点为圆心转动，从而实现了避让作业以及正常作业。

Description

一种能自动避让地面障碍物的松、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面障碍物时正常作业又能在遇到地面障碍物时自动避让地面障碍物的松、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面上的一些硬质障碍物，现有的松、培土设备是无法自动避让这些地面障碍物的，当松、培土设备的刀片与地面障碍物相碰撞后，地面障碍物会使得松、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；当地面障碍物阻碍松、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、培土设备绕过地面障碍物后，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面障碍物。

综上，如何设计一种松、培土设备及作业方法，使其既能在无地面障碍物时正常作业又能在遇到地面障碍物时，自动避让地面障碍物，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面障碍物的松、培土作业头及作业方法，其既能在无地面障碍物时正常作业又能在遇到地面障碍物时，自动避让地面障碍物，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：一种能自动避让地面障碍物的松、培土作业头，包括设置在车体底盘上的连接臂、铰接在连接臂上的作业头基座和铰接在连接臂上的带有扭簧的避让杆，在所述作业头基座上固接有松土机构、培土机构和驱动马达，驱动马达用于给松土机构和培土机构提供转动动力，在所述连接臂上还固接有行程换向阀，在所述连接臂和作业头基座之间还设置有避障液压缸，在避障液压缸的活塞杆带动下，作业头基座能以其与连接臂的铰接点为圆心在水平方向上来、回转动，行程换向阀的控制油口与避障液压缸的油口连接，在避让杆上还设置有驱动导杆；避让杆位于松土机构、培土机构和行程换向阀的前方位置从而使得当遇到地面障碍物时，避让杆能先于松土机构、培土机构和行程换向阀与地面障碍物相接触；通过避让杆与地面障碍物相接触使得避让杆转动同时扭簧被扭转以及避让杆与地面障碍物分离后在扭簧的回复力作用下避让杆反向转动，从而使得避让杆上的驱动导杆能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来控制行程换向阀的动作，通过行程换向阀的动作控制避障液压缸动作，通过避障液压缸动作带动作业头基座上的松土机构和培土机构以作业头基座与连接臂之间的铰接点为圆心转动，从而实现了松土机构和培土机构在遇到地面障碍物时能自动避让地面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，所述连接臂包括设置在车体底盘上的支撑臂和与所述支撑臂铰接的直臂，在所述支撑臂和直臂之间还设置有收折液压缸，在收折液压缸的活塞杆带动下，直臂能以其与支撑臂之间的铰接点为圆心上、下来回转动；作业头基座和带有扭簧的避让杆均铰接在直臂上，行程换向阀也固接在直臂上。

优选的，在直臂上设置有避让杆铰接座，避让杆的一端铰接在避让杆铰接座上，扭簧设置在避让杆的一端与避让杆铰接座之间；驱动导杆设置在避让杆上且靠近避让杆与避让杆铰接座的铰接点处，在直臂上还设置有导向座，驱动导杆的一端设置在避让杆上，其另外一端穿过导向座与行程换向阀的滚轮相接触。

优选的，与行程换向阀的滚轮相接触的驱动导杆另外一端设置为斜面，通过驱动导杆另外一端的斜面与行程换向阀的滚轮相接触。

优选的，所述避让杆的一端为直管，其另外一端为斜管。

优选的，在所述避让杆的一端上还套接有套筒，在所述套筒上固接有套筒连接杆；通过将套筒连接杆插入与避让杆铰接座中且将套筒连接杆与避让杆铰接座铰接，从而将避让杆的一端铰接在避让杆铰接座上；所述扭簧设置在避让杆铰接座与套筒之间。

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。

本发明还公开一种作业方法，所述作业方法包括正常作业和遇到地面障碍物时的避让作业，所述作业方法是在松、培土作业头中将作业头基座铰接在车体底盘上的连接臂上，将松土机构和培土机构固接在作业头基座上，使得松土机构和培土机构能以作业头基座与连接臂的铰接点为圆心在水平方向上来、回转动，在连接臂上且位于松土机构和培土机构的前方位置还铰接有带有扭簧的避让杆，从而使得当遇到地面障碍物时，避让杆能先于松土机构和培土机构与地面障碍物相接触；通过避让杆与地面障碍物相接触使得避让杆转动同时扭簧被扭转以及避让杆与地面障碍物分离后在扭簧的回复力作用下避让杆反向转动来控制松土机构和培土机构的水平转动状态，从而对土壤进行正常作业和遇到地下障碍物时的避让作业的。

优选的，所述松、培土作业头还包括用于给松土机构和培土机构提供转动动力的驱动马达，驱动马达也固接在作业头基座上，在所述连接臂上还固接有行程换向阀，在所述连接臂和作业头基座之间还设置有避障液压缸，在避障液压缸的活塞杆带动下，作业头基座能以其与连接臂的铰接点为圆心在水平方向上来、回转动，行程换向阀的控制油口与避障液压缸的油口连接，在避让杆上还设置有驱动导杆；通过避让杆与地面障碍物相接触使得避让杆转动同时扭簧被扭转以及避让杆与地面障碍物分离后在扭簧的回复力作用下避让杆反向转动从而使得避让杆上的驱动导杆能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来控制行程换向阀的动作，通过行程换向阀的动作控制避障液压缸动作，通过避障液压缸动作带动作业头基座上的松土机构和培土机构以作业头基座与连接臂之间的铰接点为圆心水平来、回转动，从而实现了松土机构和培土机构的正常作业以及松土机构和培土机构在遇到地面障碍物时能自动避让地面障碍物的避让作业。

优选的，所述正常作业和避让作业的具体步骤为：

1)、当正常作业时，车体通过连接臂带动松土机构、培土机构和避让杆沿直线朝地面障碍物的方向行进，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，当避让杆碰撞到地面障碍物时，避让杆在地面障碍物的阻碍作用力下以其与连接臂的铰接点为圆心朝与车体行进方向相反的方向转动同时扭簧被扭转，通过避让杆的转动能带动驱动导杆压紧行程换向阀的滚轮从而控制行程换向阀的动作，通过行程换向阀的动作能带动避障液压缸的活塞杆回缩，从而能带动设置在作业头基座上的松土机构和培土机构与作业头基座一起转动避开地面障碍物；

3）、当地面障碍物与避让杆分离开来后，在扭簧的回复力作用下，避让杆反向转动，通过避让杆的反向转动能带动驱动导杆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，通过行程换向阀的再次动作能带动避障液压缸的活塞杆伸出，从而能带动设置在作业头基座上的松土机构和培土机构与作业头基座一起反向转动回到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能够水平转动的状态，然后在位于松土机构和培土机构的前方位置铰接有带有扭簧的避让杆，通过带有扭簧的避让杆先于松土机构和培土机构与地面障碍物相接触使得避让杆转动以及带有扭簧的避让杆与地面障碍物接触后分离开来后在扭簧的回复力作用下避让杆反向转动来控制松土机构和培土机构的水平转动状态，从而对土壤进行正常作业和遇到地面障碍物时的避让作业，这样本发明既能在无地面障碍物时正常作业又能在遇到地面障碍物时，自动避让地面障碍物，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。通过收折液压缸带动直臂与松土机构和培土机构一起上、下转动，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。通过驱动导杆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。将避让杆的另外一端设置为斜管，这样当避让杆的斜管与地面障碍物相接触且其相对滑动时，其相互之间能平滑受力，尽可能减小了接触时，地面障碍物对避让杆的损伤，提高了避让杆的使用寿命。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。

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一；

图2为本发明实施例中松、培土作业头的立体结构示意图二；

图3为图2中位于行程换向阀处的局部立体结构示意图；

图4为本发明实施例中避障液压缸的液压油路简图；

图5为本发明实施例中松土机构的立体结构示意图；

图6为本发明实施例中培土机构的立体结构示意图；

图7为本发明实施例中松、培土作业头进行正常作业及避让作业时的过程原理示意图一；

图8为本发明实施例中松、培土作业头进行正常作业及避让作业时的过程原理示意图二；

图9为本发明实施例中松、培土作业头进行正常作业及避让作业时的过程原理示意图三；

图中：1.连接臂，111.支撑臂，112.直臂，113.收折液压缸，2.作业头基座，3.扭簧，4.避让杆，5.松土机构，6.培土机构，611.螺旋叶片轴，612.螺旋叶片，7.驱动马达，8.行程换向阀，9.避障液压缸，10.驱动导杆，11.液压泵，12.避让杆铰接座，13.导向座，14.滚轮，15.套筒，16.套筒连接杆，17.动力输入轴，18.松土箱体，19.转轴，20.松土刀，201.刀盘，202.刀片，2021.刀片本体，2022.刀片斜切口，21.传动链轮，22.传动锥型齿轮一，23.传动锥型齿轮二，24.轴承座，25.地面障碍物。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图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4所示，一种能自动避让地面障碍物的松、培土作业头，包括设置在车体底盘上的连接臂1、通过铰接销铰接在连接臂1上的作业头基座2和铰接在连接臂1上的带有扭簧3的避让杆4，作业头基座2为框架结构，在所述作业头基座2上固接有松土机构5、培土机构6和驱动马达7，驱动马达7用于给松土机构5和培土机构6提供转动动力，在所述连接臂1上还固接有行程换向阀8，在所述连接臂1和作业头基座2之间还设置有避障液压缸9，避障液压缸9的缸体铰接在连接臂1上，其活塞杆与作业头基座2铰接，在避障液压缸9的活塞杆带动下，作业头基座2能以其与连接臂1的铰接点为圆心在水平方向上来、回转动，行程换向阀8的控制油口与避障液压缸9的油口连接，在避让杆4上还设置有驱动导杆10；避让杆4位于松土机构5、培土机构6和行程换向阀8的前方位置从而使得当遇到地面障碍物时，避让杆4能先于松土机构5、培土机构6和行程换向阀8与地面障碍物相接触；通过避让杆4与地面障碍物相接触使得避让杆4转动同时扭簧3被扭转以及避让杆4与地面障碍物分离后在扭簧3的回复力作用下避让杆4反向转动，从而使得避让杆4上的驱动导杆10能压紧行程换向阀8的滚轮或松开对行程换向阀8的滚轮的压紧来控制行程换向阀8的动作，通过行程换向阀8的动作控制避障液压缸9动作，通过避障液压缸9动作带动作业头基座2上的松土机构5和培土机构6以作业头基座2与连接臂1之间的铰接点为圆心在水平方向上来、回转动，从而实现了松土机构和培土机构在遇到地面障碍物时能自动避让地面障碍物的避让作业以及在无地面障碍物时松土机构和培土机构的正常作业。在本实施例中，行程换向阀8采用二位四通换向阀，通过行程换向阀8的两个工作位来控制避障液压缸9的活塞杆动作。驱动马达7的一油口与液压泵11连接，其另外一油口连接到油箱，液压泵和油箱可设置在车体底盘上。

所述连接臂1包括设置在车体底盘上的支撑臂111和与所述支撑臂111铰接的直臂112，在所述支撑臂111和直臂112之间还设置有收折液压缸113，收折液压缸113的缸体铰接在支撑臂111上，其活塞杆与直臂112铰接，在收折液压缸113的活塞杆带动下，直臂112能以其与支撑臂111之间的铰接点为圆心上、下来回转动；作业头基座2和带有扭簧的避让杆4均铰接在直臂112上，行程换向阀8也固接在直臂112上。直臂112的一端通过铰接销与支撑臂111的一端铰接，作业头基座2、带有扭簧的避让杆4和行程换向阀8均设置在直臂112的另外一端上。

当开始作业时，通过收折液压缸113动作带动直臂112与松土机构5和培土机构6一起朝下转动，直至松土机构5和培土机构6能与土壤接触进行松、培土作业，完成松土机构5和培土机构6的伸展，此时直臂112处于垂直状态；当作业完成后，通过收折液压缸113再次动作带动直臂112与松土机构5和培土机构6一起朝上转动，完成松土机构5和培土机构6的收折。在本实施例中，通过收折液压缸带动直臂与松土机构和培土机构一起上、下转动，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。

如图1和图3所示，在直臂112上焊接有避让杆铰接座12，避让杆4的一端铰接在避让杆铰接座12上，扭簧3设置在避让杆4的一端与避让杆铰接座12之间；驱动导杆10设置在避让杆4上且靠近避让杆4与避让杆铰接座12的铰接点处，在直臂112上还焊接有导向座13，驱动导杆10的一端设置在避让杆4上，其另外一端穿过导向座13与行程换向阀8的滚轮14相接触。在本实施例中，为了使驱动导杆10设置在避让杆4上，在避让杆4的底部固接有向下的拨杆（图中未示出），在驱动导杆10一端的顶部上开有与拨杆相配合的凹槽（图中未示出），通过拨杆卡合在凹槽中，从而将避让杆4与驱动导杆10配合连接起来。由于作业时，车体带动避让杆4是朝地面障碍物移动，当地面障碍物与避让杆4相接触时，会使得避让杆4以其一端与避让杆铰接座12的铰接点为圆心朝与车体移动方向相反的方向转动同时扭簧3被扭转，在避让杆4的带动下，驱动导杆10就会沿导向座13朝行程换向阀8伸出，将行程换向阀的滚轮14压紧控制行程换向阀8动作；当地面障碍物与避让杆4分离开来时，在扭簧3的回复力作用下，会使得避让杆4以其一端与避让杆铰接座12的铰接点为圆心朝与车体移动方向一致的方向转动，在避让杆4的带动下，驱动导杆10就会沿导向座13缩回，松开对行程换向阀的滚轮14的压紧控制行程换向阀8再次动作。这样，上述结构使得本实施例能通过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。

与行程换向阀8的滚轮14相接触的驱动导杆10另外一端设置为斜面，通过驱动导杆10另外一端的斜面与行程换向阀的滚轮14相接触。这样，使得避让杆与行程换向阀之间的配合更加可靠。

所述避让杆4的一端为直管，其另外一端为斜管。在避障作业过程中，地面障碍物会与避让杆的斜管相接触，这样，当避让杆的斜管与地面障碍物相接触且其相对滑动时，其相互之间能平滑受力，尽可能减小了接触时，地面障碍物对避让杆的损伤，提高了避让杆的使用寿命。

在所述避让杆4的一端上还套接有套筒15，在所述套筒15的侧部上固接有套筒连接杆16，套筒15与套筒连接杆16之间形成T型状；避让杆铰接座12为带有两叉边的叉座，通过将套筒连接杆16插入与避让杆铰接座12的两叉边中且将套筒连接杆16与避让杆铰接座12的两叉边铰接，从而将避让杆4的一端铰接在避让杆铰接座12上，所述扭簧3设置在避让杆铰接座12与套筒15之间。避让杆4的一端与套筒15套接时，是先将避让杆4的一端穿过套筒15后，再通过螺钉将套筒15与避让杆4的一端连接起来的，当需要更换避让杆时，只要将螺钉拧出，将避让杆从套筒中抽出更换即可，简单便捷。套筒连接杆16与避让杆铰接座12的两叉边铰接时，可以将套筒连接杆16设置成销杆，直接通过销铰接，也可以在避让杆铰接座12的两叉边上设置轴承，通过轴承与套筒连接杆16相配合来使得套筒连接杆与避让杆铰接座的两叉边铰接。

如图2、图5和图6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5的动力输入轴17上和培土机构6的动力输入轴17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17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17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7能同时给松土机构5和培土机构6提供转动动力。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5包括设置在作业头基座2上的松土箱体18和多个带有转轴19的松土刀20；多个带有转轴19的松土刀20转动设置在松土箱体18的底部上且多个松土刀的转轴19伸入到松土箱体18的内部中，在伸入到松土箱体18内部中的多个松土刀的转轴19上均设置有传动链轮21，多个松土刀20之间通过链条（图中未示出）与传动链轮21相配合传动连接起来；在其中的一个松土刀20伸入到松土箱体18内部中的转轴19上还设置有传动锥型齿轮一22，所述松土机构的动力输入轴17转动设置在松土箱体18的侧部上且松土机构的动力输入轴17伸入到松土箱体18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18内部中的松土机构的动力输入轴17一端上还设置有传动锥型齿轮二23，通过传动锥型齿轮一22和传动锥型齿轮二23相啮合配合从而通过驱动马达7带动多个松土刀20转动。在本实施例中，松土刀20共设置有三个，其沿松土箱体18长度方向分布在松土箱体18的底部上，为了保证多个松土刀20的同步转动，在每个松土刀20的转轴19上均设置有多个传动链轮21。

每个所述松土刀20均包括刀盘201和设置在刀盘201的下表面上的多个刀片202；所述多个刀片202沿周向依次垂直分布在刀盘201的下表面上，转轴19固接在刀盘201的上表面上且位于刀盘201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202包括刀片本体2021和设置在所述刀片本体2021上的刀片斜切口2022；每个所述松土刀上的多个刀片的刀片斜切口2022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6包括螺旋叶片轴611和设置在螺旋叶片轴611上的螺旋叶片612；螺旋叶片轴611的一端通过轴承座24转动连接在作业头基座2上，所述培土机构的动力输入轴17沿轴线通过销钉固接在螺旋叶片轴611的一端上且培土机构的动力输入轴17穿过轴承座24，培土机构的动力输入链轮（图中未示出）固接在穿过轴承座24的培土机构的动力输入轴17一端上。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612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1至图4所示，本发明还公开一种作业方法，所述作业方法包括正常作业和遇到地面障碍物时的避让作业，所述作业方法是在松、培土作业头中将作业头基座2铰接在车体底盘上的连接臂1上，将松土机构5和培土机构6固接在作业头基座2上，使得松土机构5和培土机构6能以作业头基座2与连接臂1的铰接点为圆心在水平方向上来、回转动，在连接臂1上且位于松土机构5和培土机构6的前方位置还铰接有带有扭簧3的避让杆4，从而使得当遇到地面障碍物时，避让杆4能先于松土机构5和培土机构6与地面障碍物相接触；通过避让杆4与地面障碍物相接触使得避让杆4转动同时扭簧3被扭转以及避让杆4与地面障碍物分离后在扭簧3的回复力作用下避让杆4反向转动来控制松土机构5和培土机构6的水平转动状态，从而对土壤进行正常作业和遇到地下障碍物时的避让作业的。

所述松、培土作业头还包括用于给松土机构5和培土机构6提供转动动力的驱动马达7，驱动马达7也固接在作业头基座2上，在所述连接臂1上还固接有行程换向阀8，在所述连接臂1和作业头基座2之间还设置有避障液压缸9，在避障液压缸9的活塞杆带动下，作业头基座2能以其与连接臂1的铰接点为圆心在水平方向上来、回转动，行程换向阀8的控制油口与避障液压缸9的油口连接，在避让杆4上还设置有驱动导杆10；通过避让杆4与地面障碍物相接触使得避让杆4转动同时扭簧3被扭转以及避让杆4与地面障碍物分离后在扭簧3的回复力作用下避让杆4反向转动从而使得避让杆4上的驱动导杆10能压紧行程换向阀的滚轮14或松开对行程换向阀的滚轮14的压紧来控制行程换向阀8的动作，通过行程换向阀8的动作控制避障液压缸9动作，通过避障液压缸9动作带动作业头基座2上的松土机构5和培土机构6以作业头基座2与连接臂1之间的铰接点为圆心水平来、回转动，从而实现了松土机构5和培土机构6的正常作业以及松土机构5和培土机构6在遇到地面障碍物时能自动避让地面障碍物的避让作业。

如图7至图9所示，所述正常作业和避让作业的具体步骤为：

1)、当正常作业时，控制驱动马达带动松土机构和培土机构开始工作，车体通过连接臂1带动松土机构5、培土机构6和避让杆4沿直线朝地面障碍物25的方向行进（如图7中A箭头所示方向），在行进的过程中，利用松土机构5和培土机构6对土壤进行作业；

2）、在行进的过程中，当避让杆4碰撞到地面障碍物25时，避让杆4在地面障碍物25的阻碍作用力下以其与连接臂1的铰接点为圆心朝与车体行进方向相反的方向转动（即朝图8中B箭头方向）同时扭簧3被扭转，通过避让杆4的转动能带动驱动导杆10压紧行程换向阀8的滚轮从而控制行程换向阀8的动作，通过行程换向阀8的动作能带动避障液压缸9的活塞杆回缩，从而能带动设置在作业头基座2上的松土机构5和培土机构6与作业头基座2一起朝与车体行进方向相反的方向转动避开地面障碍物25；

3）、当地面障碍物25与避让杆4分离开来后，在扭簧3的回复力作用下，避让杆4反向转动，通过避让杆4的反向转动能带动驱动导杆10松开对行程换向阀8的滚轮的压紧从而控制行程换向阀8再次动作，通过行程换向阀8的再次动作能带动避障液压缸9的活塞杆伸出，从而能带动设置在作业头基座2上的松土机构5和培土机构6与作业头基座2一起反向转动回到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。

综上，本发明将松土机构和培土机构设置成能够水平转动的状态，然后在位于松土机构和培土机构的前方位置铰接有带有扭簧的避让杆，通过带有扭簧的避让杆先于松土机构和培土机构与地面障碍物相接触使得避让杆转动以及带有扭簧的避让杆与地面障碍物接触后分离开来后在扭簧的回复力作用下避让杆反向转动来控制松土机构和培土机构的水平转动状态，从而对土壤进行正常作业和遇到地面障碍物时的避让作业，这样本发明既能在无地面障碍物时正常作业又能在遇到地面障碍物时，自动避让地面障碍物，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。通过收折液压缸带动直臂与松土机构和培土机构一起上、下转动，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。通过驱动导杆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。将避让杆的另外一端设置为斜管，这样当避让杆的斜管与地面障碍物相接触且其相对滑动时，其相互之间能平滑受力，尽可能减小了接触时，地面障碍物对避让杆的损伤，提高了避让杆的使用寿命。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。

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 (10)

1.一种能自动避让地面障碍物的松、培土作业头，其特征在于：包括设置在车体底盘上的连接臂、铰接在连接臂上的作业头基座和铰接在连接臂上的带有扭簧的避让杆，在所述作业头基座上固接有松土机构、培土机构和驱动马达，驱动马达用于给松土机构和培土机构提供转动动力，在所述连接臂上还固接有行程换向阀，在所述连接臂和作业头基座之间还设置有避障液压缸，在避障液压缸的活塞杆带动下，作业头基座能以其与连接臂的铰接点为圆心在水平方向上来、回转动，行程换向阀的控制油口与避障液压缸的油口连接，在避让杆上还设置有驱动导杆；避让杆位于松土机构、培土机构和行程换向阀的前方位置从而使得当遇到地面障碍物时，避让杆能先于松土机构、培土机构和行程换向阀与地面障碍物相接触；通过避让杆与地面障碍物相接触使得避让杆转动同时扭簧被扭转以及避让杆与地面障碍物分离后在扭簧的回复力作用下避让杆反向转动，从而使得避让杆上的驱动导杆能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来控制行程换向阀的动作，通过行程换向阀的动作控制避障液压缸动作，通过避障液压缸动作带动作业头基座上的松土机构和培土机构以作业头基座与连接臂之间的铰接点为圆心转动，从而实现了松土机构和培土机构在遇到地面障碍物时能自动避让地面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所述的松、培土作业头，其特征在于：所述连接臂包括设置在车体底盘上的支撑臂和与所述支撑臂铰接的直臂，在所述支撑臂和直臂之间还设置有收折液压缸，在收折液压缸的活塞杆带动下，直臂能以其与支撑臂之间的铰接点为圆心上、下来回转动；作业头基座和带有扭簧的避让杆均铰接在直臂上，行程换向阀也固接在直臂上。

3.根据权利要求2所述的松、培土作业头，其特征在于：在直臂上设置有避让杆铰接座，避让杆的一端铰接在避让杆铰接座上，扭簧设置在避让杆的一端与避让杆铰接座之间；驱动导杆设置在避让杆上且靠近避让杆与避让杆铰接座的铰接点处，在直臂上还设置有导向座，驱动导杆的一端设置在避让杆上，其另外一端穿过导向座与行程换向阀的滚轮相接触。

4.根据权利要求3所述的松、培土作业头，其特征在于：与行程换向阀的滚轮相接触的驱动导杆另外一端设置为斜面，通过驱动导杆另外一端的斜面与行程换向阀的滚轮相接触。

5.根据权利要求3所述的松、培土作业头，其特征在于：所述避让杆的一端为直管，其另外一端为斜管。

6.根据权利要求3所述的松、培土作业头，其特征在于：在所述避让杆的一端上还套接有套筒，在所述套筒上固接有套筒连接杆；通过将套筒连接杆插入与避让杆铰接座中且将套筒连接杆与避让杆铰接座铰接，从而将避让杆的一端铰接在避让杆铰接座上；所述扭簧设置在避让杆铰接座与套筒之间。

7.根据权利要求1至6中任意一项权利要求所述的松、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。

8.一种作业方法，其特征在于：所述作业方法包括正常作业和遇到地面障碍物时的避让作业，所述作业方法是在松、培土作业头中将作业头基座铰接在车体底盘上的连接臂上，将松土机构和培土机构固接在作业头基座上，使得松土机构和培土机构能以作业头基座与连接臂的铰接点为圆心在水平方向上来、回转动，在连接臂上且位于松土机构和培土机构的前方位置还铰接有带有扭簧的避让杆，从而使得当遇到地面障碍物时，避让杆能先于松土机构和培土机构与地面障碍物相接触；通过避让杆与地面障碍物相接触使得避让杆转动同时扭簧被扭转以及避让杆与地面障碍物分离后在扭簧的回复力作用下避让杆反向转动来控制松土机构和培土机构的水平转动状态，从而对土壤进行正常作业和遇到地下障碍物时的避让作业的。

9.根据权利要求8所述的作业方法，其特征在于：所述松、培土作业头还包括用于给松土机构和培土机构提供转动动力的驱动马达，驱动马达也固接在作业头基座上，在所述连接臂上还固接有行程换向阀，在所述连接臂和作业头基座之间还设置有避障液压缸，在避障液压缸的活塞杆带动下，作业头基座能以其与连接臂的铰接点为圆心在水平方向上来、回转动，行程换向阀的控制油口与避障液压缸的油口连接，在避让杆上还设置有驱动导杆；通过避让杆与地面障碍物相接触使得避让杆转动同时扭簧被扭转以及避让杆与地面障碍物分离后在扭簧的回复力作用下避让杆反向转动从而使得避让杆上的驱动导杆能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来控制行程换向阀的动作，通过行程换向阀的动作控制避障液压缸动作，通过避障液压缸动作带动作业头基座上的松土机构和培土机构以作业头基座与连接臂之间的铰接点为圆心水平来、回转动，从而实现了松土机构和培土机构的正常作业以及松土机构和培土机构在遇到地面障碍物时能自动避让地面障碍物的避让作业。

10.根据权利要求9所述的作业方法，其特征在于：所述正常作业和避让作业的具体步骤为：

1)、当正常作业时，车体通过连接臂带动松土机构、培土机构和避让杆沿直线朝地面障碍物的方向行进，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，当避让杆碰撞到地面障碍物时，避让杆在地面障碍物的阻碍作用力下以其与连接臂的铰接点为圆心朝与车体行进方向相反的方向转动同时扭簧被扭转，通过避让杆的转动能带动驱动导杆压紧行程换向阀的滚轮从而控制行程换向阀的动作，通过行程换向阀的动作能带动避障液压缸的活塞杆回缩，从而能带动设置在作业头基座上的松土机构和培土机构与作业头基座一起转动避开地面障碍物；

3）、当地面障碍物与避让杆分离开来后，在扭簧的回复力作用下，避让杆反向转动，通过避让杆的反向转动能带动驱动导杆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，通过行程换向阀的再次动作能带动避障液压缸的活塞杆伸出，从而能带动设置在作业头基座上的松土机构和培土机构与作业头基座一起反向转动回到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。