CN111295942A - 一种基于自动调平系统的组合式葡萄藤防寒土清土机 - Google Patents

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CN111295942A CN202010165259.7A CN202010165259A CN111295942A CN 111295942 A CN111295942 A CN 111295942A CN 202010165259 A CN202010165259 A CN 202010165259A CN 111295942 A CN111295942 A CN 111295942A
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袁全春
牛丛
闫成功
袁训腾
王烁烁
赵诗建
曹晓慧
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Abstract

本发明涉及一种基于自动调平系统的组合式葡萄藤防寒土清土机，包括：机架、刮土板部件、叶轮部件、柔性刷子和橡胶组合部件、自动避障感知机构、液压系统、控制系统、传动系统和测速地轮。机架包括主机架、调平机架、幅宽伸缩机架和刮土板固定机架，调平机架与主机架铰接，通过调平油缸的伸缩，使清土部件在作业时始终保持水平状态；通过幅宽伸缩机架在调平机架中的左右移动来改变机器的作业幅宽；作业时，刮土板部件通过自动避开水泥柱将葡萄藤上方的防寒土清除，叶轮部件将葡萄藤侧边的防寒土清除，刷子和橡胶组合部件自动避开水泥柱将靠近葡萄藤根部的防寒土清除，通过三者的配合作业，可在不损伤葡萄藤的前提下，完成葡萄藤防寒的清除作业。

Description

一种基于自动调平系统的组合式葡萄藤防寒土清土机
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域，特别涉及一种基于自动调平系统的组合式葡萄藤防寒土清土机。
背景技术
我国葡萄种植区域分布广泛，种植面积是欧洲以外最大的国家，其中大部分优质葡萄产区主要位于北方，露天篱架式栽培，由于北方地区特殊的地理位置和气候条件，冬季寒冷干燥，葡萄藤会遭受早晚霜冻等周期性的冻害，故每当冬季来临之前，需将剪枝后的葡萄藤下架埋入土中，待第二年春天天气回暖时，再将其出土上架，其中葡萄藤春天清土环节不仅工作量大、劳动强度高，而且目前机械化程度低、清土不彻底、易伤藤，此外前一年冬天埋藤取土时造成了行间地面左右高低不平，清土机作业时，由于拖拉机左右倾斜从而带动清土机的左右倾斜也在很大程度上影响了清土的作业效果。
为消除由于行间地面不平整所造成的葡萄藤防寒土清土机左右倾斜而对清土作业效果产生的不佳的影响，此外在保证不损伤葡萄藤的前提下，尽可能的将防寒土清除干净，本发明在针对现有技术的不足上基于自动调平系统设计了一种自动化程度高、清土彻底且不易伤藤的组合式葡萄藤防寒土清土机。
通过对国内外专利文献、期刊杂志及其它公开发表的文献(如互联网)进行检索，本发明在国内外未见报道，我们也未公开发表涉及本发明内容的文章，本发明在国内外公众未知。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于自动调平系统的组合式葡萄藤防寒土清土机，消除由于行间地面不平整所造成的葡萄藤防寒土清土机左右倾斜而对清土作业效果产生的不佳的影响，此外在保证不损伤葡萄藤的前提下，尽可能的将防寒土清除干净。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种基于自动调平系统的组合式葡萄藤防寒土清土机，包括机架、刮土板部件、叶轮部件、柔性刷子和橡胶组合部件、自动避障感知机构、液压系统、控制系统、传动系统和测速地轮；
所述机架包括主机架10、调平机架18、幅宽伸缩机架20和刮土板安装机架39；所述刮土板部件包括刮土板35、橡胶片36、上拉杆37、转动支架38、转动角度盘68、下拉杆88、下拉杆后侧连接挂耳89、拉伸弹簧90、上拉杆后端连接挂耳91、转动固定架92和刮土板连接挂耳93；所述叶轮部件包括叶轮片34、叶轮片安装板55、叶轮片旋转轴56和叶轮部件连接轴78；所述柔性刷子与橡胶组合部件包括摆动支架28、刷子驱动轴29、刷子滚筒31、刷子32、橡胶片33、橡胶片固定板83、压板94和中间旋转轴63；
所述调平机架18位于所述主机架10的下方，所述幅宽伸缩机架20位于所述调平机架18的左侧并与调平机架18套接，所述刮土板安装机架39位于所述幅宽伸缩机架20左端前侧并与幅宽伸缩机架20套接；所述转动固定架92焊接在所述刮土板安装机架39的左前端下方，所述叶轮部件位于所述幅宽伸缩机架20的左端下方，所述刷子摆动支架28通过中间旋转轴63与所述幅宽伸缩机架20左端后侧铰接。
所述主机架10的前端横梁下焊有主机架前侧铰接板49，所述主机架10的后端横梁下焊有主机架后侧铰接板85，所述调平机架18的前端上侧焊有调平机架前侧铰接板50，所述调平机架18的后端上侧焊有调平机架后侧铰接板86，所述主机架10与调平机架18通过前后铰接板进行铰接，所述主机架前侧铰接板49与所述调平机架前侧铰接板50铰接，所述主机架后侧铰接板85与所述调平机架后侧铰接板86铰接；所述调平机架18的左端焊有调平机架端头加强套19，所述幅宽伸缩机架20通过调平机架端头加强套19插入所述调平机架18的前后横梁中，幅宽伸缩机架20可以左右移动；所述幅宽伸缩机架20的左端前侧焊有伸缩机架端头加强套41，所述刮土板安装机架39通过伸缩机架端头加强套41插入所述幅宽伸缩机架20左端前侧的横梁中；在所述主机架10的前端下侧焊接齿轮变速箱支撑板2，齿轮变速箱1通过螺栓固定在齿轮变速箱支撑板2上，所述齿轮变速箱1和液压泵增速箱7之间通过联轴器8连接；所述主机架10的前端下侧两边各焊有一个支腿固定套6，在所述支腿固定套6上各钻有一个通孔，在支腿4的上端与下端也分别钻有与所述支腿固定套6上的通孔同样大小的通孔，所述支腿4与支腿固定套6通过销轴插入通孔连接，在机器闲置时，支腿4起到支撑的作用；所述幅宽伸缩机架20的左后侧上端焊有液压马达支撑架右侧固定板66和液压马达支撑架左侧固定板67，在所述液压马达支撑架右侧固定板66和所述液压马达支撑架左侧固定板67上均钻有通孔，液压马达支撑架24通过螺栓固定连接在所述液压马达支撑架右侧固定板66和液压马达支撑架左侧固定板67上；所述幅宽伸缩机架20的左端下侧焊有轴承上侧固定板81和轴承下侧固定板82，在所述轴承上侧固定板81和轴承下侧固定板82上分别通过螺栓固定叶轮部件连接轴固定轴承79，叶轮部件连接轴78与所述叶轮部件连接轴固定轴承79配合安装；
所述橡胶片36通过螺栓固定连接在所述刮土板35的底端，所述刮土板35的背面上下焊有两个刮土板连接挂耳93；所述转动支架38上的转动轴与所述转动固定架92上的转动套间隙配合连接，上方通过转动角度盘68固定，所述转动支架38转动时带动转动角度盘68一起转动，通过销轴插入所述转动角度盘68与所述转动固定架92上方的通孔，以固定转动支架38和转动固定架92之间的相对位置；所述转动支架38的上端焊有上拉杆后端连接挂耳91，所述转动支架38的下端焊接下拉杆后侧连接挂耳89，所述上拉杆37通过前端与后端的通孔分别与所述刮土板35背面焊接的刮土板连接挂耳93和所述上拉杆后端连接挂耳91固定连接，所述下拉杆88通过前端与后端的通孔分别与所述刮土板35背面焊接的刮土板连接挂耳93和所述下拉杆后侧连接挂耳89固定连接；所述上拉杆37与所述转动支架38之间连有拉伸弹簧90，所述刮土板35在前进作业过程中，当遇到障碍物时，具有自动上升越过的功能，越过障碍物后在所述拉伸弹簧90的作用下再次恢复到起始位置；
在所述叶轮片旋转轴56的顶端钻一销孔，在所述叶轮部件连接轴78下端钻一同样大小的通孔，所述叶轮片旋转轴56与所述叶轮部件连接轴78通过花键连接、销轴固定，所述叶轮部件连接轴78与所述叶轮部件连接轴固定轴承79配合转动；所述叶轮片安装板55以上下双层交叉、每层均匀间隔90度的方式焊接在叶轮片旋转轴56的外壁上，所述叶轮片34与对应的叶轮片安装板55通过螺栓固定连接，并将所述叶轮片34的外侧边缘设计为锯齿状结构，有利于作业时的破土碎土作用；
在所述摆动支架28最左端上下固定两个刷子驱动轴支撑轴承27，所述刷子驱动轴29通过刷子驱动轴支撑轴承27配合转动，在所述刷子驱动轴29底端钻有一通孔，在所述刷子滚筒31顶端钻有一个与刷子驱动轴29底端通孔相同大小的销孔，所述刷子驱动轴29与所述刷子滚筒31通过花键连接、销轴固定；所述刷子32以片状形式套压在所述刷子滚筒31上，下端用压板94经螺栓固定，在压板94底面上以均匀间隔90度的方式焊接橡胶片固定板83，所述橡胶片33与对应的橡胶固定板83通过螺栓固定连接；
所述自动避障感知机构包括刮土板部件的避障感知机构和柔性刷子与橡胶组合部件的避障感知机构，所述刮土板部件的避障感知机构包括激光传感器安装架42和激光传感器43，所述激光传感器43安装在激光传感器安装架42上，并且可以前后伸缩调节，所述激光传感器安装架42焊接在所述幅宽伸缩机架20的左前端，所述刮土板部件的避障感知机构用于为所述刮土板部件及时避开水泥柱提供信号；所述柔性刷子与橡胶组合部件的避障感知机构包括触杆30、避障位移传感器69、气弹簧70、后端连接板71、安装板73、支架74、后限位挡块75、前限位挡块76和前端连接板77，所述后端连接板71焊接在所述支架74的尾端，在所述后端连接板71上钻有两个通孔，所述前端连接板77以旋转轴的安装方式固定安装在所述支架74的前端，在所述前端连接板77上钻有与所述后端连接板71上同样大小的两个通孔；所述避障位移传感器69前端与所述前端连接板77上的外侧孔固定连接，所述避障位移传感器69后端与所述后端连接板71上的外侧孔固定连接；所述气弹簧70前端与所述前端连接板77上的内侧孔固定连接，所述气弹簧70后端与所述后端连接板71上内侧孔固定连接；所述触杆30通过螺栓固定连接在所述前端连接板77上；所述支架74前端左侧通过螺栓固定安装前限位挡块76和后限位挡块75，用以限制所述触杆30的转动范围，所述柔性刷子和橡胶组合部件的避障感知机构整体通过所述安装板73固定在所述摆动支架28的下层连接板上，为所述柔性刷子和橡胶组合部件及时避开水泥柱提供信号；
所述液压系统包括液压泵增速箱7、液压泵9、液压回油过滤器12、液压阀组13、液压油风冷却器14、液压油箱15、调平油缸17、液压马达22、刮土板避障油缸51、幅宽调节油缸58和刷子部件避障油缸64，所述液压泵9安装在液压泵增速箱7上，所述液压泵增速箱7固定在液压泵支撑板3上，所述液压泵支撑板3焊接在主机架10的前端右下侧，在所述液压泵支撑板3与主机架10之间焊接液压泵支撑板加强筋5；所述液压回油过滤器支撑板11焊接在主机架10的上端右侧，所述液压回油过滤器12通过螺栓固定在液压回油过滤器支撑板11上，所述主机架10与所述液压回油过滤器支撑板11之间焊接液压回油过滤器支撑板加强筋48；所述液压阀组13和液压油风冷却器14分别通过螺栓固定在主机架10前端顶部；所述液压油箱15通过螺栓固定安装在主机架10上端中部；所述调平油缸17前端与焊接在主机架10上端左侧的调平油缸前侧挂耳16通过螺栓连接，所述调平油缸17后端与焊接在调平机架18上的调平油缸后端挂耳95通过螺栓连接；所述液压马达22固定在液压马达支撑架24上，液压马达22的输出轴通过联轴器53与所述叶轮部件连接轴78顶端连接，所述液压马达支撑架24通过螺栓固定在所述幅宽伸缩机架20的最左端；所述刮土板避障油缸51前端与焊接在刮土板安装机架39底端的刮土板避障油缸前端挂耳40连接，所述刮土板避障油缸51后端与焊接在幅宽伸缩机架20上的刮土板避障油缸后端连接挂耳96连接；所述幅宽调节油缸58前端与焊接在幅宽伸缩机架20下方的幅宽调节油缸前端挂耳57连接，所述幅宽调节油缸58后端与焊接在调平机架18下方的幅宽调节油缸后端挂耳59连接；所述刷子部件避障油缸64前端与焊接在所述摆动支架28上的刷子避障油缸前端挂耳65连接，所述刷子部件避障油缸64后端与焊接在所述幅宽伸缩机架20后方的刷子避障油缸后端挂耳61连接；拖拉机后侧动力输出轴输出的动力经齿轮变速箱1进而带动所述液压泵9的转动，为整个液压系统提供动力源；
所述控制系统包括控制器44、倾角传感器60和同步位移传感器62，所述控制器44通过螺栓固定在主机架10的前端左侧，所述倾角传感器60安装在主机架10后端顶部，用来测量所述调平机架18的倾斜角度，所述同步位移传感器62一端固定在所述刷子避障油缸后端挂耳61下侧，另一端固定在所述刷子避障油缸前端挂耳65下侧，整体与所述刷子避障油缸64平行安装；
所述传动系统包括一级主动带轮80、一级传动皮带54、一级从动带轮97、一级传动涨紧轮52、二级主动带轮21、二级传动皮带25、二级从动带轮26、二级传动涨紧轮23，所述中间旋转轴63与固定在幅宽伸缩机架20后端左侧上下横梁上的两个中间旋转轴固定轴承72连接；所述一级主动带轮80固定安装在所述叶轮部件连接轴78上；所述二级主动带轮21和一级从动带轮97从上到下依次安装在所述中间旋转轴63的上端，所述二级从动带轮26固定安装在所述刷子驱动轴29的上端；所述一级主动带轮80与一级从动带轮97之间通过一级传动皮带54传动，所述一级传动涨紧轮52固定安装在液压马达支撑架右侧固定板66上；所述二级主动带轮21与二级从动带轮26之间通过二级传动皮带25传动，所述二级传动涨紧轮23通过二级传动涨紧轮固定板84安装在所述摆动支架28的上侧连接板上，由所述液压马达22为二级带传动提供原始旋转动力，最终带动所述柔性刷子和橡胶组合部件旋转；
所述测速地轮包括地轮45、编码器联轴器46、编码器47、压缩弹簧87、地轮支撑架98、压缩弹簧伸缩架99和地轮固定连接板100，所述地轮固定连接板100焊接在所述调平机架20下层的前后横梁上，所述地轮45固定连接在地轮支撑架98上，所述编码器47安装在地轮支撑架98的右侧，通过编码器联轴器46与所述地轮45同轴连接；所述地轮支撑架98前端与地轮固定连接板100通过销轴铰接，所述地轮支撑架98后端与压缩弹簧伸缩架99通过销轴铰接；所述压缩弹簧伸缩架99顶端穿过地轮固定连接板100用螺母固定连接，所述压缩弹簧87套装在压缩弹簧伸缩架99上，并压在所述地轮固定连接板100的底端；通过所述地轮45的转动带动所述编码器47旋转，以测量机器的前进速度。
本发明公开的一种基于自动调平系统的组合式葡萄藤防寒土清土机具有以下有益效果：(1)设计了刮土板部件、叶轮部件、柔性刷子和橡胶组合部件，其中刮土板部件与柔性刷子和橡胶组合部件在作业时能够自动避开水泥柱，通过此三者的配合作业可在不损伤葡萄藤的前提下，将防寒土彻底清除干净；(2)设计的刮土板部件具有越障功能，当刮到土壤中的葡萄藤时，由于前进方向的阻力增大，可使刮土板升起越过，从而避免对葡萄藤的刮伤，越过后在拉伸弹簧的作用下自动复位；(3)设计的自动调平系统可以保证无论在什么地况中始终可以使清土部件处于水平状态作业，从而保证了机器在各种地况中不会受到拖拉机左右倾斜的影响，而影响机器的清土作业效果。
附图说明
本发明有如下附图：
图1是本发明的结构示意图一。
图2是本发明的结构示意图二。
图3是本发明的主视图。
图4是本发明的俯视图。
图5是本发明的左视图。
图6是本发明的右视图。
图7是图4中A部分的局部放大与部分剖视图。
图8是图5中B部分的截面图。
图9是本发明中刮土板部件的结构示意图一。
图10是本发明中刮土板部件的结构示意图二。
图中：1-齿轮变速箱2-齿轮变速箱支撑板3-液压泵支撑板4-支腿5-液压泵支撑板加强筋6-支腿固定套7-液压泵增速箱8-联轴器9-液压泵10-主机架11-液压回油过滤器支撑板12-液压回油过滤器13-液压阀组14-液压油风冷却器15-液压油箱16-调平油缸前端挂耳17-调平油缸18-调平机架19-调平机架端头加强套20-幅宽伸缩机架21-二级主动带轮22-液压马达23-二级传动涨紧轮24-液压马达支撑架25-二级传动皮带26-二级从动带轮27-刷子驱动轴支撑轴承28-摆动支架29-刷子驱动轴30-触杆31-刷子滚筒32-刷子33-橡胶片34-叶轮片35-刮土板36-橡胶片37-上拉杆38-转动支架39-刮土板安装机架40-刮土板避障油缸前端挂耳41-伸缩机架端头加强套42-激光传感器安装架43-激光传感器44-控制器45-地轮46-编码器联轴器47-编码器48-液压回油过滤器支撑板加强筋49-主机架前侧铰接板50-调平机架前侧铰接板51-刮土板避障油缸52-一级传动涨紧轮53-联轴器54-一级传动皮带55-叶轮片安装板56-叶轮片旋转轴57-幅宽调节油缸前端挂耳58-幅宽调节油缸59-幅宽调节油缸后端挂耳60-倾角传感器61-刷子避障油缸后端挂耳62-同步位移传感器63-中间旋转轴64-刷子部件避障油缸65-刷子避障油缸前端挂耳66-液压马达支撑架右侧固定板67-液压马达支撑架左侧固定板68-转动角度盘69-避障位移传感器70-气弹簧71-后端连接板72-中间旋转轴固定轴承73-安装板74-支架75-后限位挡侧限位块76-前限位挡块77-前端连接板78-叶轮部件连接轴79-叶轮部件连接轴固定轴承80-一级主动带轮81-轴承上侧固定板82-轴承下侧固定板83-橡胶片固定板84-二级传动涨紧轮固定板85-主机架后侧铰接板86-调平机架后侧铰接板87-压缩弹簧88-下拉杆89-下拉杆后侧连接挂耳90-拉伸弹簧91-上拉杆后端连接挂耳92-转动固定架93-刮土板连接挂耳94-压板95-调平油缸后端挂耳96-刮土板避障油缸后端连接挂耳97-一级从动带轮98-地轮支撑架99-压缩弹簧伸缩架100-地轮固定连接板。
具体实施方式
下面结合附图1-10和实施方式，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施方式仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1-10所示，一种基于自动调平系统的组合式葡萄藤防寒土清土机，包括机架、刮土板部件、叶轮部件、柔性刷子和橡胶组合部件、自动避障感知机构、液压系统、控制系统、传动系统和测速地轮；
所述机架包括主机架10、调平机架18、幅宽伸缩机架20和刮土板安装机架39，所述主机架10的前端横梁下焊有主机架前侧铰接板49，所述主机架10的后端横梁下焊有主机架后侧铰接板85，所述调平机架18的前端上侧焊有调平机架前侧铰接板50，所述调平机架18的后端上侧焊有调平机架后侧铰接板86，所述主机架10与调平机架18通过前后铰接板进行铰接，所述主机架前侧铰接板49与所述调平机架前侧铰接板50铰接，所述主机架后侧铰接板85与所述调平机架后侧铰接板86铰接；所述调平机架18的左端焊有调平机架端头加强套19，所述幅宽伸缩机架20通过调平机架端头加强套19插入所述调平机架18的前后横梁中，幅宽伸缩机架20可以左右移动；所述幅宽伸缩机架20的左端前侧焊有伸缩机架端头加强套41，所述刮土板安装机架39通过伸缩机架端头加强套41插入所述幅宽伸缩机架20左端前侧的横梁中；所述主机架10作为整机的承载，在所述主机架10的前端下侧焊接齿轮变速箱支撑板2，齿轮变速箱1通过螺栓固定在齿轮变速箱支撑板2上，所述齿轮变速箱1和液压泵增速箱7之间通过联轴器8连接；所述主机架10的前端下侧两边各焊有一个支腿固定套6，在所述支腿固定套6上各钻有一个通孔，在支腿4的上端与下端也分别钻有与所述支腿固定套6上的通孔同样大小的通孔，所述支腿4与支腿固定套6通过销轴插入通孔连接，在机器闲置时，支腿4起到支撑的作用；所述幅宽伸缩机架20的左后侧上端焊有液压马达支撑架右侧固定板66和液压马达支撑架左侧固定板67，在所述液压马达支撑架右侧固定板66和所述液压马达支撑架左侧固定板67上均钻有通孔，液压马达支撑架24通过螺栓固定连接在所述液压马达支撑架右侧固定板66和液压马达支撑架左侧固定板67上；所述幅宽伸缩机架20的左端下侧焊有轴承上侧固定板81和轴承下侧固定板82，在所述轴承上侧固定板81和轴承下侧固定板82上分别通过螺栓固定叶轮部件连接轴固定轴承79，叶轮部件连接轴78与所述叶轮部件连接轴固定轴承79配合安装；
所述刮土板部件包括刮土板35、橡胶片36、上拉杆37、转动支架38、转动角度盘68、下拉杆88、下拉杆后侧连接挂耳89、拉伸弹簧90、上拉杆后端连接挂耳91、转动固定架92和刮土板连接挂耳93，所述橡胶片36通过螺栓固定连接在所述刮土板35的底端，所述刮土板35的背面上下焊有两个刮土板连接挂耳93；所述转动固定架92焊接在所述刮土板安装机架39的左前端下方，所述转动支架38上的转动轴与所述转动固定架92上的转动套间隙配合连接，上方通过转动角度盘68固定，所述转动支架38转动时带动转动角度盘68一起转动，通过销轴插入所述转动角度盘68与所述转动固定架92上方的通孔，以固定转动支架38和转动固定架92之间的相对位置；所述转动支架38的上端焊有上拉杆后端连接挂耳91，所述转动支架38的下端焊接下拉杆后侧连接挂耳89，所述上拉杆37通过前端与后端的通孔分别与所述刮土板35背面焊接的刮土板连接挂耳93和所述上拉杆后端连接挂耳91固定连接，所述下拉杆88通过前端与后端的通孔分别与所述刮土板35背面焊接的刮土板连接挂耳93和所述下拉杆后侧连接挂耳89固定连接；所述上拉杆37与所述转动支架38之间连有拉伸弹簧90，所述刮土板35在前进作业过程中，当遇到障碍物时，具有自动上升越过的功能，越过障碍物后在所述拉伸弹簧90的作用下再次恢复到起始位置；
所述叶轮部件包括叶轮片34、叶轮片安装板55、叶轮片旋转轴56和叶轮部件连接轴78，在所述叶轮片旋转轴56的顶端钻一销孔，在所述叶轮部件连接轴78下端钻一同样大小的通孔，所述叶轮片旋转轴56与所述叶轮部件连接轴78通过花键连接、销轴固定，所述叶轮部件连接轴78与所述叶轮部件连接轴固定轴承79配合转动；所述叶轮片安装板55以上下双层交叉、每层均匀间隔90度的方式焊接在叶轮片旋转轴56的外壁上，所述叶轮片34与对应的叶轮片安装板55通过螺栓固定连接，并将所述叶轮片34的外侧边缘设计为锯齿状结构，有利于作业时的破土碎土作用；
所述柔性刷子与橡胶组合部件包括摆动支架28、刷子驱动轴29、刷子滚筒31、刷子32、橡胶片33、橡胶片固定板83、压板94和中间旋转轴63，在所述摆动支架28最左端上下固定两个刷子驱动轴支撑轴承27，所述刷子驱动轴29通过刷子驱动轴支撑轴承27配合转动，在所述刷子驱动轴29底端钻有一通孔，在所述刷子滚筒31顶端钻有一个与刷子驱动轴29底端通孔相同大小的销孔，所述刷子驱动轴29与所述刷子滚筒31通过花键连接、销轴固定；所述刷子32以片状形式套压在所述刷子滚筒31上，下端用压板94经螺栓固定，在压板94底面上以均匀间隔90度的方式焊接橡胶片固定板83，所述橡胶片33与对应的橡胶固定板83通过螺栓固定连接；所述刷子摆动支架28通过中间旋转轴63与所述幅宽伸缩机架20左端后侧铰接，以实现柔性刷子和橡胶组合部件的避障摆动功能；
所述自动避障感知机构包括刮土板部件的避障感知机构和柔性刷子与橡胶组合部件的避障感知机构，所述刮土板部件的避障感知机构包括激光传感器安装架42和激光传感器43，所述激光传感器43安装在激光传感器安装架42上，并且可以前后伸缩调节，所述激光传感器安装架42焊接在所述幅宽伸缩机架20的左前端，所述刮土板部件的避障感知机构用于为所述刮土板部件及时避开水泥柱提供信号；所述柔性刷子与橡胶组合部件的避障感知机构包括触杆30、避障位移传感器69、气弹簧70、后端连接板71、安装板73、支架74、后限位挡块75、前限位挡块76和前端连接板77，所述后端连接板71焊接在所述支架74的尾端，在所述后端连接板71上钻有两个通孔，所述前端连接板77以旋转轴的安装方式固定安装在所述支架74的前端，在所述前端连接板77上钻有与所述后端连接板71上同样大小的两个通孔；所述避障位移传感器69前端与所述前端连接板77上的外侧孔固定连接，所述避障位移传感器69后端与所述后端连接板71上的外侧孔固定连接；所述气弹簧70前端与所述前端连接板77上的内侧孔固定连接，所述气弹簧70后端与所述后端连接板71上内侧孔固定连接；所述触杆30通过螺栓固定连接在所述前端连接板77上；所述支架74前端左侧通过螺栓固定安装前限位挡块76和后限位挡块75，用以限制所述触杆30的转动范围，所述柔性刷子和橡胶组合部件的避障感知机构整体通过所述安装板73固定在所述摆动支架28的下层连接板上，为所述柔性刷子和橡胶组合部件及时避开水泥柱提供信号；
所述液压系统包括液压泵增速箱7、液压泵9、液压回油过滤器12、液压阀组13、液压油风冷却器14、液压油箱15、调平油缸17、液压马达22、刮土板避障油缸51、幅宽调节油缸58和刷子部件避障油缸64，所述液压泵9安装在液压泵增速箱7上，所述液压泵增速箱7固定在液压泵支撑板3上，所述液压泵支撑板3焊接在主机架10的前端右下侧，在所述液压泵支撑板3与主机架10之间焊接液压泵支撑板加强筋5；所述液压回油过滤器支撑板11焊接在主机架10的上端右侧，所述液压回油过滤器12通过螺栓固定在液压回油过滤器支撑板11上，所述主机架10与所述液压回油过滤器支撑板11之间焊接液压回油过滤器支撑板加强筋48；所述液压阀组13和液压油风冷却器14分别通过螺栓固定在主机架10前端顶部；所述液压油箱15通过螺栓固定安装在主机架10上端中部；所述调平油缸17前端与焊接在主机架10上端左侧的调平油缸前侧挂耳16通过螺栓连接，所述调平油缸17后端与焊接在调平机架18上的调平油缸后端挂耳95通过螺栓连接；所述液压马达22固定在液压马达支撑架24上，液压马达22的输出轴通过联轴器53与所述叶轮部件连接轴78顶端连接，所述液压马达支撑架24通过螺栓固定在所述幅宽伸缩机架20的最左端；所述刮土板避障油缸51前端与焊接在刮土板安装机架39底端的刮土板避障油缸前端挂耳40连接，所述刮土板避障油缸51后端与焊接在幅宽伸缩机架20上的刮土板避障油缸后端连接挂耳96连接；所述幅宽调节油缸58前端与焊接在幅宽伸缩机架20下方的幅宽调节油缸前端挂耳57连接，所述幅宽调节油缸58后端与焊接在调平机架18下方的幅宽调节油缸后端挂耳59连接；所述刷子部件避障油缸64前端与焊接在所述摆动支架28上的刷子避障油缸前端挂耳65连接，所述刷子部件避障油缸64后端与焊接在所述幅宽伸缩机架20后方的刷子避障油缸后端挂耳61连接；拖拉机后侧动力输出轴输出的动力经齿轮变速箱1进而带动所述液压泵9的转动，为整个液压系统提供动力源；
所述控制系统包括控制器44、倾角传感器60和同步位移传感器62，所述控制器44通过螺栓固定在主机架10的前端左侧，所述倾角传感器60安装在主机架10后端顶部，用来测量所述调平机架18的倾斜角度，所述同步位移传感器62一端固定在所述刷子避障油缸后端挂耳61下侧，另一端固定在所述刷子避障油缸前端挂耳65下侧，整体与所述刷子避障油缸64平行安装；
所述传动系统包括一级主动带轮80、一级传动皮带54、一级从动带轮97、一级传动涨紧轮52、二级主动带轮21、二级传动皮带25、二级从动带轮26、二级传动涨紧轮23，所述中间旋转轴63与固定在幅宽伸缩机架20后端左侧上下横梁上的两个中间旋转轴固定轴承72连接；所述一级主动带轮80固定安装在所述叶轮部件连接轴78上；所述二级主动带轮21和一级从动带轮97从上到下依次安装在所述中间旋转轴63的上端，所述二级从动带轮26固定安装在所述刷子驱动轴29的上端；所述一级主动带轮80与一级从动带轮97之间通过一级传动皮带54传动，所述一级传动涨紧轮52固定安装在液压马达支撑架右侧固定板66上；所述二级主动带轮21与二级从动带轮26之间通过二级传动皮带25传动，所述二级传动涨紧轮23通过二级传动涨紧轮固定板84安装在所述摆动支架28的上侧连接板上，由所述液压马达22为二级带传动提供原始旋转动力，最终带动所述柔性刷子和橡胶组合部件旋转；
所述测速地轮包括地轮45、编码器联轴器46、编码器47、压缩弹簧87、地轮支撑架98、压缩弹簧伸缩架99和地轮固定连接板100，所述地轮固定连接板100焊接在所述调平机架20下层的前后横梁上，所述地轮45固定连接在地轮支撑架98上，所述编码器47安装在地轮支撑架98的右侧，通过编码器联轴器46与所述地轮45同轴连接；所述地轮支撑架98前端与地轮固定连接板100通过销轴铰接，所述地轮支撑架98后端与压缩弹簧伸缩架99通过销轴铰接；所述压缩弹簧伸缩架99顶端穿过地轮固定连接板100用螺母固定连接，所述压缩弹簧87套装在压缩弹簧伸缩架99上，并压在所述地轮固定连接板100的底端；通过所述地轮45的转动带动所述编码器47旋转，以测量机器的前进速度。
本发明机器的工作过程如下：作业前，机器通过主机架10与拖拉机后置三点悬挂连接，由拖拉机动力输出轴为齿轮变速箱1提供旋转动力，从而为液压系统提供动力源，根据葡萄园内葡萄种植行距的大小调整幅宽调节油缸58，进而带动幅宽伸缩机架20在调平机架18内左右伸缩来改变机器的作业幅宽，清土作业时，刮土板避障油缸51带动刮土板部件伸入水泥柱中间将埋在葡萄藤上方的防寒土清除，当接近水泥柱时，由激光传感器43感知前方水泥柱的存在，从而通过控制系统控制刮土板避障油缸51缩回进而带动刮土板部件避开水泥柱，完全避开后，刮土板避障油缸51再次带动刮土板部件伸入水泥柱间进行清土作业；叶轮部件将埋在葡萄藤侧边的防寒土清除干净，旋转动力由液压马达22直接提供；通过刷子避障油缸64的伸出带动柔性刷子和橡胶组合部件伸出，将靠近葡萄藤的防寒土清除干净，旋转动力由液压马达22经两级带传动提供，当碰到水泥柱时，由触杆30感知水泥柱的存在，从而通过控制系统控制刷子避障油缸64缩回进而带动柔性刷子和橡胶组合部件避开水泥柱，当完全避开后，刷子避障油缸64再次带动柔性刷子和橡胶组合部件伸出进行清土作业，经过此3个清土部件的配合作业，可在不损伤葡萄藤的前提下将防寒土清除干净，此外，在机器清土作业过程中，由于行间地面的不平整，会导致拖拉机行走时产生左右倾斜进而带动清土机左右倾斜，通过倾角传感器配合控制系统自动调节控制调平油缸17的伸缩，使拖拉机后侧悬挂的清土机始终处于水平状态作业，不会因拖拉机的倾斜而影响清土作业效果。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的实质和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种基于自动调平系统的组合式葡萄藤防寒土清土机，其特征在于，包括：机架、刮土板部件、叶轮部件、柔性刷子和橡胶组合部件、自动避障感知机构、液压系统、控制系统、传动系统和测速地轮；
所述机架包括主机架(10)、调平机架(18)、幅宽伸缩机架(20)和刮土板安装机架(39)；所述刮土板部件包括刮土板(35)、橡胶片(36)、上拉杆(37)、转动支架(38)、转动角度盘(68)、下拉杆(88)、下拉杆后侧连接挂耳(89)、拉伸弹簧(90)、上拉杆后端连接挂耳(91)、转动固定架(92)和刮土板连接挂耳(93)；所述叶轮部件包括叶轮片(34)、叶轮片安装板(55)、叶轮片旋转轴(56)和叶轮部件连接轴(78)；所述柔性刷子与橡胶组合部件包括摆动支架(28)、刷子驱动轴(29)、刷子滚筒(31)、刷子(32)、橡胶片(33)、橡胶片固定板(83)、压板(94)和中间旋转轴(63)；
所述调平机架(18)位于所述主机架(10)的下方，所述幅宽伸缩机架(20)位于所述调平机架(18)的左侧并与调平机架(18)套接，所述刮土板安装机架(39)位于所述幅宽伸缩机架(20)左端前侧并与幅宽伸缩机架(20)套接；所述转动固定架(92)焊接在所述刮土板安装机架(39)的左前端下方，所述叶轮部件位于所述幅宽伸缩机架(20)的左端下方，所述刷子摆动支架(28)通过中间旋转轴(63)与所述幅宽伸缩机架(20)左端后侧铰接。
2.如权利要求1所述的基于自动调平系统的组合式葡萄藤防寒土清土机，其特征在于：所述主机架(10)的前端横梁下焊有主机架前侧铰接板(49)，所述主机架(10)的后端横梁下焊有主机架后侧铰接板(85)，所述调平机架(18)的前端上侧焊有调平机架前侧铰接板(50)，所述调平机架(18)的后端上侧焊有调平机架后侧铰接板(86)，所述主机架(10)与调平机架(18)通过前后铰接板进行铰接，所述主机架前侧铰接板(49)与所述调平机架前侧铰接板(50)铰接，所述主机架后侧铰接板(85)与所述调平机架后侧铰接板(86)铰接；所述调平机架(18)的左端焊有调平机架端头加强套(19)，所述幅宽伸缩机架(20)通过调平机架端头加强套(19)插入所述调平机架(18)的前后横梁中，幅宽伸缩机架(20)能够左右移动；所述幅宽伸缩机架(20)的左端前侧焊有伸缩机架端头加强套(41)，所述刮土板安装机架(39)通过伸缩机架端头加强套(41)插入所述幅宽伸缩机架(20)左端前侧的横梁中；在所述主机架(10)的前端下侧焊接齿轮变速箱支撑板(2)，齿轮变速箱(1)通过螺栓固定在齿轮变速箱支撑板(2)上，所述齿轮变速箱(1)和液压泵增速箱(7)之间通过联轴器(8)连接；所述主机架(10)的前端下侧两边各焊有一个支腿固定套(6)，在所述支腿固定套(6)上各钻有一个通孔，在支腿(4)的上端与下端也分别钻有与所述支腿固定套(6)上的通孔同样大小的通孔，所述支腿(4)与支腿固定套(6)通过销轴插入通孔连接，在机器闲置时，支腿(4)起到支撑的作用；所述幅宽伸缩机架(20)的左后侧上端焊有液压马达支撑架右侧固定板(66)和液压马达支撑架左侧固定板(67)，在所述液压马达支撑架右侧固定板(66)和所述液压马达支撑架左侧固定板(67)上均钻有通孔，液压马达支撑架(24)通过螺栓固定连接在所述液压马达支撑架右侧固定板(66)和液压马达支撑架左侧固定板(67)上；所述幅宽伸缩机架(20)的左端下侧焊有轴承上侧固定板(81)和轴承下侧固定板(82)，在所述轴承上侧固定板(81)和轴承下侧固定板(82)上分别通过螺栓固定叶轮部件连接轴固定轴承(79)，叶轮部件连接轴(78)与所述叶轮部件连接轴固定轴承(79)配合安装。
3.如权利要求1所述的基于自动调平系统的组合式葡萄藤防寒土清土机，其特征在于：所述橡胶片(36)通过螺栓固定连接在所述刮土板(35)的底端，所述刮土板(35)的背面上下焊有两个刮土板连接挂耳(93)；所述转动支架(38)上的转动轴与所述转动固定架(92)上的转动套间隙配合连接，上方通过转动角度盘(68)固定，所述转动支架(38)转动时带动转动角度盘(68)一起转动，通过销轴插入所述转动角度盘(68)与所述转动固定架(92)上方的通孔，以固定转动支架(38)和转动固定架(92)之间的相对位置；所述转动支架(38)的上端焊有上拉杆后端连接挂耳(91)，所述转动支架(38)的下端焊接下拉杆后侧连接挂耳(89)，所述上拉杆(37)通过前端与后端的通孔分别与所述刮土板(35)背面焊接的刮土板连接挂耳(93)和所述上拉杆后端连接挂耳(91)固定连接，所述下拉杆(88)通过前端与后端的通孔分别与所述刮土板(35)背面焊接的刮土板连接挂耳(93)和所述下拉杆后侧连接挂耳(89)固定连接；所述上拉杆(37)与所述转动支架(38)之间连有拉伸弹簧(90)。
4.如权利要求1所述的基于自动调平系统的组合式葡萄藤防寒土清土机，其特征在于：在所述叶轮片旋转轴(56)的顶端钻一销孔，在所述叶轮部件连接轴(78)下端钻一同样大小的通孔，所述叶轮片旋转轴(56)与所述叶轮部件连接轴(78)通过花键连接、销轴固定，所述叶轮部件连接轴(78)与所述叶轮部件连接轴固定轴承(79)配合转动；所述叶轮片安装板(55)以上下双层交叉、每层均匀间隔90度的方式焊接在叶轮片旋转轴(56)的外壁上，所述叶轮片(34)与对应的叶轮片安装板(55)通过螺栓固定连接，并将所述叶轮片(34)的外侧边缘设计为锯齿状结构。
5.如权利要求1所述的基于自动调平系统的组合式葡萄藤防寒土清土机，其特征在于：在所述摆动支架(28)最左端上下固定两个刷子驱动轴支撑轴承(27)，所述刷子驱动轴(29)通过刷子驱动轴支撑轴承(27)配合转动，在所述刷子驱动轴(29)底端钻有一通孔，在所述刷子滚筒(31)顶端钻有一个与刷子驱动轴(29)底端通孔相同大小的销孔，所述刷子驱动轴(29)与所述刷子滚筒(31)通过花键连接、销轴固定；所述刷子(32)以片状形式套压在所述刷子滚筒(31)上，下端用压板(94)经螺栓固定，在压板(94)底面上以均匀间隔90度的方式焊接橡胶片固定板(83)，所述橡胶片(33)与对应的橡胶固定板(83)通过螺栓固定连接。
6.如权利要求1所述的基于自动调平系统的组合式葡萄藤防寒土清土机，其特征在于：所述自动避障感知机构包括刮土板部件的避障感知机构和柔性刷子与橡胶组合部件的避障感知机构，所述刮土板部件的避障感知机构包括激光传感器安装架(42)和激光传感器(43)，所述激光传感器(43)安装在激光传感器安装架(42)上，并且能够前后伸缩调节，所述激光传感器安装架(42)焊接在所述幅宽伸缩机架(20)的左前端，所述刮土板部件的避障感知机构用于为所述刮土板部件及时避开水泥柱提供信号；所述柔性刷子与橡胶组合部件的避障感知机构包括触杆(30)、避障位移传感器(69)、气弹簧(70)、后端连接板(71)、安装板(73)、支架(74)、后限位挡块(75)、前限位挡块(76)和前端连接板(77)，所述后端连接板(71)焊接在所述支架(74)的尾端，在所述后端连接板(71)上钻有两个通孔，所述前端连接板(77)以旋转轴的安装方式固定安装在所述支架(74)的前端，在所述前端连接板(77)上钻有与所述后端连接板(71)上同样大小的两个通孔；所述避障位移传感器(69)前端与所述前端连接板(77)上的外侧孔固定连接，所述避障位移传感器(69)后端与所述后端连接板(71)上的外侧孔固定连接；所述气弹簧(70)前端与所述前端连接板(77)上的内侧孔固定连接，所述气弹簧(70)后端与所述后端连接板(71)上内侧孔固定连接；所述触杆(30)通过螺栓固定连接在所述前端连接板(77)上；所述支架(74)前端左侧通过螺栓固定安装前限位挡块(76)和后限位挡块(75)，用以限制所述触杆(30)的转动范围，所述柔性刷子和橡胶组合部件的避障感知机构整体通过所述安装板(73)固定在所述摆动支架(28)的下层连接板上，为所述柔性刷子和橡胶组合部件及时避开水泥柱提供信号。
7.如权利要求1所述的基于自动调平系统的组合式葡萄藤防寒土清土机，其特征在于：所述液压系统包括液压泵增速箱(7)、液压泵(9)、液压回油过滤器(12)、液压阀组(13)、液压油风冷却器(14)、液压油箱(15)、调平油缸(17)、液压马达(22)、刮土板避障油缸(51)、幅宽调节油缸(58)和刷子部件避障油缸(64)，所述液压泵(9)安装在液压泵增速箱(7)上，所述液压泵增速箱(7)固定在液压泵支撑板(3)上，所述液压泵支撑板(3)焊接在主机架(10)的前端右下侧，在所述液压泵支撑板(3)与主机架(10)之间焊接液压泵支撑板加强筋(5)；所述液压回油过滤器支撑板(11)焊接在主机架(10)的上端右侧，所述液压回油过滤器(12)通过螺栓固定在液压回油过滤器支撑板(11)上，所述主机架(10)与所述液压回油过滤器支撑板(11)之间焊接液压回油过滤器支撑板加强筋(48)；所述液压阀组(13)和液压油风冷却器(14)分别通过螺栓固定在主机架(10)前端顶部；所述液压油箱(15)通过螺栓固定安装在主机架(10)上端中部；所述调平油缸(17)前端与焊接在主机架(10)上端左侧的调平油缸前侧挂耳(16)通过螺栓连接，所述调平油缸(17)后端与焊接在调平机架(18)上的调平油缸后端挂耳(95)通过螺栓连接；所述液压马达(22)固定在液压马达支撑架(24)上，液压马达(22)的输出轴通过联轴器(53)与所述叶轮部件连接轴(78)顶端连接，所述液压马达支撑架(24)通过螺栓固定在所述幅宽伸缩机架(20)的最左端；所述刮土板避障油缸(51)前端与焊接在刮土板安装机架(39)底端的刮土板避障油缸前端挂耳(40)连接，所述刮土板避障油缸(51)后端与焊接在幅宽伸缩机架(20)上的刮土板避障油缸后端连接挂耳(96)连接；所述幅宽调节油缸(58)前端与焊接在幅宽伸缩机架(20)下方的幅宽调节油缸前端挂耳(57)连接，所述幅宽调节油缸(58)后端与焊接在调平机架(18)下方的幅宽调节油缸后端挂耳(59)连接；所述刷子部件避障油缸(64)前端与焊接在所述摆动支架(28)上的刷子避障油缸前端挂耳(65)连接，所述刷子部件避障油缸(64)后端与焊接在所述幅宽伸缩机架(20)后方的刷子避障油缸后端挂耳(61)连接；拖拉机后侧动力输出轴输出的动力经齿轮变速箱(1)进而带动所述液压泵(9)的转动，为整个液压系统提供动力源。
8.如权利要求1所述的基于自动调平系统的组合式葡萄藤防寒土清土机，其特征在于：所述控制系统包括控制器(44)、倾角传感器(60)和同步位移传感器(62)，所述控制器(44)通过螺栓固定在主机架(10)的前端左侧，所述倾角传感器(60)安装在主机架(10)后端顶部，用来测量所述调平机架(18)的倾斜角度，所述同步位移传感器(62)一端固定在所述刷子避障油缸后端挂耳(61)下侧，另一端固定在所述刷子避障油缸前端挂耳(65)下侧，整体与所述刷子避障油缸(64)平行安装。
9.如权利要求1所述的基于自动调平系统的组合式葡萄藤防寒土清土机，其特征在于：所述传动系统包括一级主动带轮(80)、一级传动皮带(54)、一级从动带轮(97)、一级传动涨紧轮(52)、二级主动带轮(21)、二级传动皮带(25)、二级从动带轮(26)、二级传动涨紧轮(23)，所述中间旋转轴(63)与固定在幅宽伸缩机架(20)后端左侧上下横梁上的两个中间旋转轴固定轴承(72)连接；所述一级主动带轮(80)固定安装在所述叶轮部件连接轴(78)上；所述二级主动带轮(21)和一级从动带轮(97)从上到下依次安装在所述中间旋转轴(63)的上端，所述二级从动带轮(26)固定安装在所述刷子驱动轴(29)的上端；所述一级主动带轮(80)与一级从动带轮(97)之间通过一级传动皮带(54)传动，所述一级传动涨紧轮(52)固定安装在液压马达支撑架右侧固定板(66)上；所述二级主动带轮(21)与二级从动带轮(26)之间通过二级传动皮带(25)传动，所述二级传动涨紧轮(23)通过二级传动涨紧轮固定板(84)安装在所述摆动支架(28)的上侧连接板上，由所述液压马达(22)为二级带传动提供原始旋转动力，最终带动所述柔性刷子和橡胶组合部件旋转。
10.如权利要求1所述的基于自动调平系统的组合式葡萄藤防寒土清土机，其特征在于：所述测速地轮包括地轮(45)、编码器联轴器(46)、编码器(47)、压缩弹簧(87)、地轮支撑架(98)、压缩弹簧伸缩架(99)和地轮固定连接板(100)，所述地轮固定连接板(100)焊接在所述调平机架(20)下层的前后横梁上，所述地轮(45)固定连接在地轮支撑架(98)上，所述编码器(47)安装在地轮支撑架(98)的右侧，通过编码器联轴器(46)与所述地轮(45)同轴连接；所述地轮支撑架(98)前端与地轮固定连接板(100)通过销轴铰接，所述地轮支撑架(98)后端与压缩弹簧伸缩架(99)通过销轴铰接；所述压缩弹簧伸缩架(99)顶端穿过地轮固定连接板(100)用螺母固定连接，所述压缩弹簧(87)套装在压缩弹簧伸缩架(99)上，并压在所述地轮固定连接板(100)的底端；通过所述地轮(45)的转动带动所述编码器(47)旋转，以测量机器的前进速度。
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