CN113287376A - 一种气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置及清土机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置及清土机，包括机架、旋抛装置、避障装置、风力清土装置、传感器、风口调整装置和控制单元；避障装置、旋抛装置和风力清土装置依次安装在机架前进方向的同一侧；控制单元分别与避障装置、旋抛装置、风力清土装置、传感器和风口调整装置连接；避障装置与旋抛装置连接，避障装置用于检测前进方向上的障碍物，并将信号传递给控制单元，控制单元控制旋抛装置的伸缩，从而避开障碍物；风口调整装置安装在风力清土装置上，传感器用于检测土垄上端与铁丝间的水平高度，并传送到控制单元，控制风口调整装置调节风管口角度。本发明大幅度的提高了清土效率，避免损伤葡萄藤，一次性清除葡萄藤上的覆土。

Description

一种气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置及清土机

技术领域

本发明属于农机研究领域，具体涉及一种气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置及清土机。

背景技术

近些年，随着我国农业产业结构的调整，葡萄产业正在迅猛发展，主要种植区域集中在西北地区，由于西北地区气候干燥，必须进行冬季酿酒葡萄的埋藤作业和春季的起藤作业，埋藤作业是在冬季将葡萄藤用土壤掩埋起来。起藤作业是在春季到来之际，清除覆盖于葡萄藤上的覆土，因春季起藤期较短，这会浪费大量的劳动力，只有提高春季葡萄起藤装置的机械化和智能化，才可以大幅度提高工作效率，提升作业质量，因此研制相关酿酒葡萄的清土起藤机械对于发展酿酒葡萄种植及葡萄酒产业有着重要的价值。

目前已经有多种起藤机械问世，常见的作业机具有刮板清土、风力清土以及复合清土等。例如专利CN206948826U，通过侧边刮板和桩间刮板对葡萄藤上方以及单侧覆土进行清除，例如专利CN109937629A，通过高压风机进行风力清土，例如专利CN111011100A，通过刮板和风机配合完成清土任务。但是在实践过程中他们仍然存在很多问题，刮板清土只能清除葡萄藤上部的覆土，无法达到完全清土的目的，使葡萄藤完全露出；风力吹送式清土由于前进速度太低，导致清土效率不高；复合式清土由于存在刮板风机作业速度不匹配的问题，无法完成土垄的一次性清除。它们都无法一次性清除土垄的覆土，无法自动调节清土深度以及风管口指向角度，导致清土效率过低，对驾驶员有较高的要求。

因此，为了可以实现土垄的一次性清除，本发明针对以上问题发明了一种结构简单，清土效率高的气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤机。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置及清土机，可以一次性清除土垄两侧的覆土，清土机构可以实现自动避障，可以实时的调整清土深度，更好的清除葡萄藤外侧土壤，同时通过传感器实时的测量铁丝与水平土垄的间距，自动调整风口角度，更好的清除核心区域土壤，完成土垄土壤的清除。

本发明可以有效解决现有的清土装置无法一次性清除葡萄藤上的覆土，需要进行二次清土等问题。整机通过三点悬挂装置连接在拖拉机后方，变速箱连接到拖拉机的动力输出轴上，驾驶员驾驶拖拉机，通过旋抛清土装置尽可能多的清除葡萄藤上部的土壤，同时松动藤下部的土壤，最后通过风力清土装置清除剩余的土壤，旋抛装置通过触碰杆与液压装置配合实现避障，同时通过传感器实时的测量铁丝与土垄上水平面的距离，实时的调整风管口的角度，使风口始终达到最佳角度来清除核心区域土垄，最终完成整垄葡萄藤上覆土的清除。本发明是一种结构简单，清土效率高的一种气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置，大幅度的提高了清土效率，避免损伤葡萄藤，可一次性清除葡萄藤上的覆土。

本发明的技术方案是：一种气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置，包括机架、旋抛装置、避障装置、风力清土装置、传感器、风口调整装置和控制单元；

所述避障装置、旋抛装置和风力清土装置依次安装在机架前进方向的同一侧；所述控制单元分别与避障装置、旋抛装置、风力清土装置、传感器和风口调整装置连接；所述避障装置与旋抛装置连接，避障装置用于检测前进方向上的障碍物，并将信号传递给控制单元，控制单元控制旋抛装置的伸缩，从而避开障碍物；所述风口调整装置安装在风力清土装置上，所述传感器用于检测土垄上端与铁丝间的水平高度，并传送到控制单元，控制单元控制风口调整装置调节风管口角度。

上述方案中，所述避障装置包括触碰杆、套筒、触碰杆安装支架、扭簧、电磁阀、避障装置安装支架、滑轮、液压油缸Ⅰ、导轨、挡板和底板；

所述避障装置安装支架安装在底板上，底板安装在机架上、且位于旋抛装置的前方，触碰杆的一端安装在套筒内，套筒与触碰杆安装支架连接，触碰杆安装支架安装在机架上；所述扭簧一侧与触碰杆安装支架连接，另一侧与电磁阀连接；所述滑轮安装在避障装置安装支架上，所述导轨与滑轮滑动连接，所述导轨一端与挡板连接，所述液压油缸Ⅰ一侧与挡板连接，另一侧与机架连接，挡板与旋抛装置连接。

上述方案中，所述旋抛装置包括旋抛装置支架、液压油缸Ⅱ、吊耳、液压马达、马达支架、轴承座、除土法兰、法兰盘Ⅰ、法兰盘Ⅱ、下法兰盘、旋刀安装支架、上层旋刀、下层旋刀和液压缸；

所述旋抛装置支架包括横杆和纵梁焊接横杆的一端与避障装置连接，另一端与马达支架连接；纵梁与马达支架滑动连接，液压油缸Ⅱ的一端通过吊耳安装在纵梁上，另一端通过吊耳与马达支架连接；液压马达通过马达支架与轴承座连接；所述轴承座下端与除土法兰连接；所述除土法兰与法兰盘Ⅰ连接；所述法兰盘Ⅰ与法兰盘Ⅱ连接；法兰盘Ⅱ与下法兰盘连接；法兰盘Ⅰ与液压缸连接；所述上层旋刀与液压缸外侧连接；所述旋刀安装支架与下法兰盘连接；所述下层旋刀与旋刀安装支架连接。

进一步的，所述上层旋刀为弯刀，下层旋刀为凿刀。

进一步的，所述上层旋刀和下层旋刀的外围均设有柔性体。

上述方案中，所述风力清土装置包括风机、风机轴承座、法兰盘、第一连接管和第二连接管；

所述风机通过风机轴承座安装在所述机架上，所述法兰盘与风机风口连接；所述第一连接管一侧与法兰盘连接，另一侧与第二连接管连接。

进一步的，所述风口角调整装置包括固定板、拉杆、舵机和舵机安装支架；

所述固定板的一侧与第二连接管连接，另一侧与拉杆的一端连接，拉杆的另一端与舵机连接，舵机能够驱动拉杆上下移动；所述舵机与舵机安装支架连接，舵机安装支架与机架连接。

上述方案中，所述避障装置和旋抛装置分别与第一动力源连接；所述第一动力源与变速箱连接，变速箱与第二动力源连接；所述第一动力源和变速箱分别安装在机架上。

上述方案中，所述风力清土装置与第三动力源连接；所述第三动力源安装在机架上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计了旋抛装置的双层旋抛刀结构，上层旋刀清除大量葡萄藤上部的土壤，下层旋刀对葡萄藤下方的土壤起松动作用，为风力清土装置创造了有利的条件，同时在刀片外部装有柔性体，在一定程度上保证了葡萄藤不受外界的损伤；本发明可以实时的调整旋抛装置的清土深度，提高了清土效率；本发明设计了避障装置，可以根据地里条件实时的完成避障，为驾驶员的操作提供了便利；利用传感器可以实时的测量铁丝与土垄水平面的中心距离，通过风口指向角调整装置调整风口相对于土垄的指向角度，更好的清除葡萄藤上核心区域覆土；本发明所设计的风力清土装置有单独的动力源；本发明可以一次性清除单垄葡萄藤上的覆土，不需要人工进行二次作业，极大的提高了工作效率，减少了劳动力。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一实施方式的气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置结构示意图；

图2为本发明一实施方式的气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置的避障装置示意图；

图3为本发明一实施方式的气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置的旋抛装置示意图；

图中，1-变速箱、2-三点悬挂装置、3-避障装置、4-旋抛装置、5-液压站、6-柴油机、7-皮带、8-机架、9-L型板、10-发动机底座、11-风机、12-风机轴承座、13-法兰盘、14-软管、15-硬管、16-固定板、17-拉杆、18-舵机、19-舵机安装支架、20-传感器、21-传感器安装支架、22-土垄、23-液压缸、301-触碰杆、302-套筒、303-触碰杆安装支架、304-扭簧、305-电磁阀、306-避障装置安装支架、307-滑轮、308-液压油缸Ⅰ、309-导轨、310-挡板、311-底板、401-旋抛装置支架、402-液压油缸Ⅱ、403-吊耳、404-液压马达、405-马达支架、406-轴承座、407-除土法兰、408-法兰盘Ⅰ、409-法兰盘Ⅱ、410-下法兰盘、411-旋刀安装支架、412-上层旋刀、413-下层旋刀、414-柔性体、415-横杆。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1所示为本发明所述气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置的一种较佳的实施方式，所述气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置，包括机架8、旋抛装置4、避障装置3、风力清土装置、传感器20、风口调整装置和控制单元。所述避障装置3、旋抛装置4和风力清土装置依次安装在机架8前进方向的同一侧；所述控制单元分别与避障装置3、旋抛装置4、风力清土装置、传感器20和风口调整装置连接；所述避障装置3与旋抛装置4连接，避障装置3用于检测前进方向上的障碍物，并将信号传递给控制单元，控制单元控制旋抛装置4的伸缩，从而避开障碍物；所述风口调整装置安装在风力清土装置上，所述传感器20用于检测土垄22上端与铁丝间的水平高度，并传送到控制单元，控制单元控制风口调整装置调节风管口角度。

如图2所示，所述避障装置3包括触碰杆301、套筒302、触碰杆安装支架303、扭簧304、电磁阀305、避障装置安装支架306、滑轮307、液压油缸Ⅰ308、导轨309、挡板310和底板311；所述避障装置安装支架306安装在底板311上，底板311安装在机架8上、且位于旋抛装置4的前方，触碰杆301的一端安装在套筒302内，套筒302与触碰杆安装支架303连接，触碰杆安装支架303安装在机架8上；所述扭簧304一侧与触碰杆安装支架303连接，另一侧与电磁阀305连接，电磁阀305与第一动力源连接；所述滑轮307安装在避障装置安装支架306上，所述导轨309与滑轮307滑动连接，所述导轨309一端与挡板310连接，所述液压油缸Ⅰ308一侧与挡板310连接，另一侧与机架8连接，挡板310与旋抛装置4连接。所述触碰杆301位于旋抛装置4的前方，用于检测障碍物石柱，当触碰到石柱时，液压油缸Ⅰ308收缩，带动旋抛装置4横向移动避开石柱。

如图3所示，所述旋抛装置包括旋抛装置支架401、液压油缸Ⅱ402、吊耳403、液压马达404、马达支架405、轴承座406、除土法兰407、法兰盘Ⅰ408、法兰盘Ⅱ409、下法兰盘410、旋刀安装支架411、上层旋刀412、下层旋刀413和液压缸23；所述旋抛装置支架401包括两根水平横杆415和纵梁焊接横杆415的一端与避障装置3连接，另一端与马达支架405连接；纵梁与马达支架405滑动连接，液压油缸Ⅱ402的一端通过吊耳403安装在纵梁上，另一端通过吊耳403与马达支架405连接；所述液压油缸Ⅱ402与所述机架8呈垂直状态，可以实时调节旋抛装置的清土深度；液压马达404通过马达支架405与轴承座406连接；所述轴承座406下端与除土法兰407连接；所述除土法兰407与法兰盘Ⅰ408连接；所述法兰盘Ⅰ408与法兰盘Ⅱ409连接；法兰盘Ⅱ409与下法兰盘410连接；法兰盘Ⅰ408与液压缸23连接；所述上层旋刀412与液压缸23外侧连接；所述旋刀安装支架411与下法兰盘410连接；所述下层旋刀413与旋刀安装支架411连接。

所述上层旋刀412为弯刀，下层旋刀413为凿刀。所述上层旋刀412和下层旋刀413的外围均设有柔性体414。

所述风力清土装置包括风机11、风机轴承座12、法兰盘13、第一连接管和第二连接管；所述风机11通过风机轴承座12安装在所述机架8上，所述法兰盘13与风机11风口连接；所述第一连接管一侧与法兰盘13连接，另一侧与第二连接管连接。

所述风口角调整装置包括固定板16、拉杆17、舵机18和舵机安装支架19；

所述固定板16的一侧与第二连接管连接，另一侧与拉杆17的一端连接，拉杆17的另一端与舵机18连接，舵机18能够驱动拉杆17上下移动；所述舵机18与舵机安装支架19连接，舵机安装支架19与机架8连接。

所述避障装置3的电磁阀305和旋抛装置的液压马达404分别与第一动力源连接；所述第一动力源与变速箱1连接，变速箱1与第二动力源连接；所述第一动力源和变速箱1分别安装在机架8上。所述风力清土装置与第三动力源连接；所述第三动力源安装在机架8上。优选的，所述第一动力源为液压站5，所述第二动力源为拖拉机，所述第三动力源为柴油机6。

所述三点悬挂装置2安装在机架8的中间；所述变速箱1安装在机架8的正前方；所述变速箱1与拖拉机动力输出轴连接；所述液压站5连安装在所述避障装置安装支架306上；

根据本实施例，优选的，所述第一连接管为软管14，所述第二连接管为硬管15。所述软管14为高密度的纤维布，可以极大的减少风压，风量的损伤。

根据本实施例，优选的，所述风力清土装置通过所述的柴油机6提供动力；所述风力清土装置通过皮带7连接在所述的柴油机6上；所述柴油机6通过L型板9连接在所述的发动机底座10上，所述发动机底座10连接在所述机架8的横梁上。

根据本实施例，优选的，所述发动机底座10上的通孔为横向设置的通槽，方便风力清土装置的安装及调试。

根据本实施例，优选的，所述风口调整装置有两个，可以灵活的调整风口角度。

根据本实施例，优选的，所述传感器20设在所述的风口调整装置前面；所述传感器20设置在所述传感器安装支架21上；所述传感器安装支架21焊接在所述机架8上。所述传感器20检测土垄22上端与铁丝间的水平高度，并传送到控制单元，控制单元控制舵机18转动，使风管口自动调节角度，提高了核心土的清除效率，智能化程度更高；

根据本实施例，优选的，所述控制单元为PLC。

根据本实施例，优选的，所述轴承座406内部装有两个轴承；所述轴承座406下端与所述除土法兰407连接。

根据本实施例，优选的，所述上层旋刀412与下层旋刀413外侧均与所述柔性体414固定连接。

根据本实施例，优选的，所述柔性体414材质为橡胶。

本发明的工作过程为：

将整机通过三点悬挂装置2悬挂在拖拉机的后方，变速箱1与拖拉机的动力输出轴连接，同时启动柴油机6，风力清土装置开始工作，当触碰杆301触碰到石柱时，避障装置通过扭簧做回转运动，并传递信号给电磁阀305，最终带动旋抛装置4收缩，完成避障。旋抛装置4有两层刀片，且上层旋刀412垂直安装，下层旋刀413水平安装，可以同时清理葡萄藤上下侧的土壤，最后通过风力清土装置清除剩余的核心区域土壤，同时传感器20可以实时测量土垄水平面与铁丝的高度，并传送到PLC，PLC控制舵机18翻转，从而调整风口的指向角度，提高了风力清土装置的清土效率，最终实现整条垄土壤的完全清除，至此完成了整个作业过程。

本发明可以实时的调整作业位置，当需要调整旋抛装置4位置时，只需要驾驶员通过控制面板控制电磁阀305，旋抛装置4即可以在液压站5的作用下完成左右和上下的运动，有利于调节作业的横向和纵向距离。采用本发明代替了人工去除葡萄藤上的覆土，可以一次性完成整条垄覆土的清除，极大的提高了工作效率，操作简单，制作成本较低，降低了葡萄的种植成本。

实施例2

一种清土机，包括实施例1所述气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置，因此具有实施例1的有益效果，此处不再赘述。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置，其特征在于，包括机架(8)、旋抛装置(4)、避障装置(3)、风力清土装置、传感器(20)、风口调整装置和控制单元；

所述避障装置(3)、旋抛装置(4)和风力清土装置依次安装在机架(8)前进方向的同一侧；所述控制单元分别与避障装置(3)、旋抛装置(4)、风力清土装置、传感器(20)和风口调整装置连接；所述避障装置(3)与旋抛装置(4)连接，避障装置(3)用于检测前进方向上的障碍物，并将信号传递给控制单元，控制单元控制旋抛装置(4)的伸缩，从而避开障碍物；所述风口调整装置安装在风力清土装置上，所述传感器(20)用于检测土垄(22)上端与铁丝间的水平高度，并传送到控制单元，控制单元控制风口调整装置调节风管口角度。

2.根据权利要求1所述的气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置，其特征在于，所述避障装置(3)包括触碰杆(301)、套筒(302)、触碰杆安装支架(303)、扭簧(304)、电磁阀(305)、避障装置安装支架(306)、滑轮(307)、液压油缸Ⅰ(308)、导轨(309)、挡板(310)和底板(311)；

所述避障装置安装支架(306)安装在底板(311)上，底板(311)安装在机架(8)上、且位于旋抛装置(4)的前方，触碰杆(301)的一端安装在套筒(302)内，套筒(302)与触碰杆安装支架(303)连接，触碰杆安装支架(303)安装在机架(8)上；所述扭簧(304)一侧与触碰杆安装支架(303)连接，另一侧与电磁阀(305)连接；所述滑轮(307)安装在避障装置安装支架(306)上，所述导轨(309)与滑轮(307)滑动连接，所述导轨(309)一端与挡板(310)连接，所述液压油缸Ⅰ(308)一侧与挡板(310)连接，另一侧与机架(8)连接，挡板(310)与旋抛装置(4)连接。

3.根据权利要求1所述的气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置，其特征在于，所述旋抛装置包括旋抛装置支架(401)、液压油缸Ⅱ(402)、吊耳(403)、液压马达(404)、马达支架(405)、轴承座(406)、除土法兰(407)、法兰盘Ⅰ(408)、法兰盘Ⅱ(409)、下法兰盘(410)、旋刀安装支架(411)、上层旋刀(412)、下层旋刀(413)和液压缸(23)；

所述旋抛装置支架(401)包括横杆(415)和纵梁，横杆(415)的一端与避障装置(3)连接，另一端与马达支架(405)连接；纵梁与马达支架(405)滑动连接，液压油缸Ⅱ(402)的一端通过吊耳(403)安装在纵梁上，另一端通过吊耳(403)与马达支架(405)连接；液压马达(404)通过马达支架(405)与轴承座(406)连接；所述轴承座(406)下端与除土法兰(407)连接；所述除土法兰(407)与法兰盘Ⅰ(408)连接；所述法兰盘Ⅰ(408)与法兰盘Ⅱ(409)连接；法兰盘Ⅱ(409)与下法兰盘(410)连接；法兰盘Ⅰ(408)与液压缸(23)连接；所述上层旋刀(412)与液压缸(23)外侧连接；所述旋刀安装支架(411)与下法兰盘(410)连接；所述下层旋刀(413)与旋刀安装支架(411)连接。

4.根据权利要求3所述的气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置，其特征在于，所述上层旋刀(412)为弯刀，下层旋刀(413)为凿刀。

5.根据权利要求3所述的气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置，其特征在于，所述上层旋刀(412)和下层旋刀(413)的外围均设有柔性体(414)。

6.根据权利要求1所述的气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置，其特征在于，所述风力清土装置包括风机(11)、风机轴承座(12)、法兰盘(13)、第一连接管和第二连接管；

所述风机(11)通过风机轴承座(12)安装在所述机架(8)上，所述法兰盘(13)与风机(11)风口连接；所述第一连接管一侧与法兰盘(13)连接，另一侧与第二连接管连接。

7.根据权利要求6所述的气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置，其特征在于，所述风口角调整装置包括固定板(16)、拉杆(17)、舵机(18)和舵机安装支架(19)；

所述固定板(16)的一侧与第二连接管连接，另一侧与拉杆(17)的一端连接，拉杆(17)的另一端与舵机(18)连接，舵机(18)能够驱动拉杆(17)上下移动；所述舵机(18)与舵机安装支架(19)连接，舵机安装支架(19)与机架(8)连接。

8.根据权利要求1所述的气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置，其特征在于，所述避障装置(3)和旋抛装置分别与第一动力源连接；所述第一动力源与变速箱(1)连接，变速箱(1)与第二动力源连接；所述第一动力源和变速箱(1)分别安装在机架(8)上。

9.根据权利要求1所述的气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置，其特征在于，所述风力清土装置与第三动力源连接；所述第三动力源安装在机架(8)上。

10.一种清土机，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述气吹旋抛复合式葡萄藤清土起藤装置。

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