CN215898353U - 仿生动态深松铲装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及深松设备，具体为仿生动态深松铲装置，包括机架和机架的下方安装迎面铲组和复铲组。迎面铲组中铲头包括中心铲，该中心铲的两侧设置翼铲，翼铲的前端铰接中心铲，后部结构收纳于中心铲的内部，并通过触发机构的前后移动来调节两个翼铲伸出中心铲的部分的宽度；该深松铲装置还包驱动机构，该驱动机构接触触发机构，并控制触发机构前后移动，从而使行进中的铲头的翼铲规律性地扩展或缩进。本方案可以提供两种使用方式，一种是一次性调节翼铲状态，使得铲头大小刚好适合耕作的土壤，另一种是使翼铲有规律地扩展或缩进，使铲头处于动态变换状态，以生物掘洞的仿生模式进行深松作业。

Description

仿生动态深松铲装置

技术领域

本实用新型涉及土壤深松设备，具体为仿生动态深松铲装置。

背景技术

深松耕是用深松铲或凿形犁等松土农具疏松土壤而不翻转土层的一种深耕方法，适于经长期耕翻后形成犁底层、耕层有粘土硬盘或白浆层或土层厚而耕层薄不宜深翻的土地。由于深松铲位于较深的地下，铲头过小，其松土松土能力差，铲头过大，其本身受到的阻力比较大，加上耕层土壤板结，深松作业效率低，且对深松装置的破坏大。与深松铲相比，很多动物都具有地下活动的本领，例如獾、蝼蛄、甲虫、穿山甲等，这些动物均具有高超的掘土打洞的本领，与这些动物相比，现有深松铲的铲头具有固定不变的形状，其在耕作时容易使前方土壤堆积形成更加密实的土层，这不仅影响耕作效率，还对深松铲的结构强度有更高的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种仿生动态深松铲装置，通过改造铲头使得铲头的形状可以变大也可以变小，实现铲头的动态变化，使其在深耕作业中以动物掘土的形态前行，并通过这种仿生设计来增加装置对各类型土壤的适用性以及提高装置的深松效率。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：仿生动态深松铲装置，包括机架和安装在机架上方的安装架，其中机架的下方安装迎面铲组和复铲组，且迎面铲组位于前排，复铲组位于后排。所述迎面铲组包括铲臂和铲臂下端的铲头，且铲臂上端通过安装座安装在机架上；所述铲头的铲尖朝下，整个铲头包括中心铲，该中心铲的两侧设置翼铲，翼铲的前端铰接中心铲，后部结构收纳于中心铲的内部，且在两个翼铲之间设置触发机构，该触发机构通过前后移动来调节两个翼铲伸出中心铲的部分的宽度；该深松铲装置还包驱动机构，该驱动机构接触触发机构，并控制触发机构前后移动。

在上述技术方案中，所用的铲头由中心铲和两侧的翼铲组成，由于两个翼铲的前端铰接中心铲，且在两个翼铲之间设置触发机构，当驱动机构推动触发机构向前时，两个翼铲同步扩展，从而增大整个铲头的面积，提高掘土面积，而当驱动机构不再向前推动触发机构时，向后移动时，两个翼铲缩进中心铲的内部，此时铲头的掘土面积变小，其受到的阻力也会变小，本方案可以提供两种使用方式，一种是一次性调节翼铲状态，使得铲头大小刚好适合耕作的土壤，另一种是使翼铲有规律地扩展或缩进，从而适当减小铲头所受阻力，提高耕作效率。

作为深松铲装置的优选方案，在翼铲的内侧具有壁面光滑的接触壁，两个翼铲的接触壁围成前小后大的调节腔；所述触发机构包括位于调节腔内的触发头和从调节腔向后延伸至后铲头后方的触发柄；所述驱动机构包括安装在铲臂后方的纵向往复移动机构，该纵向往复移动机构的下端具有带有接触面的接触头，且接触面倾斜设置；所述触发柄的后端接触该接触面，且当纵向往复移动机构向下移动时，接触面相对于触发柄发生滑动，并推动触发柄向前移动。设置在铲头内部的触发机构不会受到土壤、石块等的破坏，通过触发头前进来挤压两个接触壁，从而迫使翼铲扩张，触发头向后移动后，翼铲在土壤的阻力下自动缩回，采用这种结构的触发机构来控制翼铲，其结构稳定性好，强度大，不易损坏，能够长期适应土壤环境。

作为驱动机构的优选方案，所述纵向往复移动机构包括浮动杆，该浮动杆通过导向套安装在铲臂后方，所述接触头固定设置在浮动杆的下端，且接触头背面的接触面的为弧形凹槽；在浮动杆上套装复位弹簧，该复位弹簧的下端顶触导向套，上端顶触设置在浮动杆上的固定环；所述驱动机构还包括驱动组件，该驱动组件包括电机组件和由电机组件驱动的转轴，该转轴通过轴套安装在机架上，且在转轴上安装与浮动杆的端部接触的凸轮，当凸轮转动时，浮动杆在凸轮与复位弹簧的共同作用下上下移动。驱动组件安装在机架上，远离土壤，其通过驱动浮动杆来间接驱动触发机构，而浮动杆设置在铲臂后方，因此，在耕作过程中，驱动组件和浮动杆的相关机构都可以得到有效的保护。

作为优选方案，该深松铲装置还包括安装在铲臂后方的保护罩，且保护罩将纵向往复移动机构及触发柄的后端包围，其可以对土壤进行倒流防止飞溅的土壤落到纵向往复移动机构上，以保护纵向往复移动机构处于清洁的工作环境中。

作为迎面铲的优选方案，铲头的后部为组装柄，组装柄和中心铲的中部沿着铲头的宽度方向设置横向夹持缝，所述翼铲位于横向夹持缝靠近铲尖的部分；在组装柄的后部中间设置沿着铲头的厚度方向延伸的纵向夹持缝，纵向夹持缝和横向夹持缝组成“凸”型拼装口，且在组装柄上设置螺孔；所述铲臂的下端设置组装板，该组装板的下部卡进横向夹持缝中，上部卡进纵向夹持缝中，并通过螺栓与组装柄固定在一起；在组装板的背面设置避让槽，所述触发柄从该避让槽穿过。铲头后部设置“凸”型拼装口，并通过该“凸”型拼装口与铲臂下端的组装板安装在一起，且使触发柄从组装板背面穿过。通过以上巧妙的结构，铲头与铲臂可拆卸安装，便于拆装保养，又可以保护触发机构不受外力破坏。

作为迎面铲的进一步优选方案，在避让槽内设置复位弹簧I，在触发柄上设置与复位弹簧I接触的压头，当触发机构向前推动翼铲扩展时，压头迫使复位弹簧I压缩，当纵向往复移动机构向上移动时，复位弹簧I复原，并推动触发机构向后移动，防止触发机构卡滞。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实施例提供的仿生动态深松铲装置的前侧结构示意图；

图2为本实施例提供的仿生动态深松铲装置的后侧结构示意图；

图3为图2中驱动机构的安装结构示意图；

图4为图1中迎面铲组的侧面结构示意图；

图5为图4所示迎面铲组在去掉保护罩后的结构示意图；

图6为图5所示结构中铲头的结构示意图；

图7为图6所示铲头的剖切结构示意图；

图8为图5中铲臂下端的结构示意图；

图9为铲头与铲臂的安装结构示意图。

图中，安装架1、机架2、迎面铲组3、复铲组4、驱动机构5、电机组件6、转轴7、凸轮8、轴套9、安装座10、保护罩11、铲臂12、铲头13、浮动杆14、导向套15、接触头16、接触面17、复位弹簧18、固定环19、触发机构20、组装板21、中心铲131、翼铲132、组装柄133、横向夹持缝134、纵向夹持缝135、触发柄201、触发头202、压头203、避让槽210、复位弹簧I211、铰接轴1321、接触壁1322、限位卡头1323。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

图1-9为本实用新型的一个实施例，仿生动态深松铲装置，包括机架2和安装在机架2上方的安装架1，其中机架2的下方安装迎面铲组3和复铲组4，且迎面铲组3位于前排，复铲组4位于后排。所述迎面铲组3包括铲臂12和铲臂12下端的铲头13，且铲臂12上端通过安装座10安装在机架2上；所述铲头13的铲尖朝下，整个铲头13包括中心铲131，该中心铲131的两侧设置翼铲132，翼铲132的前端铰接中心铲131，后部结构收纳于中心铲131的内部，且在两个翼铲132之间设置触发机构20，该触发机构20通过前后移动来调节两个翼铲132伸出中心铲131的部分的宽度；该深松铲装置还包驱动机构5，该驱动机构包括下部的纵向往复移动机构和上部的驱动组件，其中驱动组件驱动纵向往复移动机构上下移动，而纵向往复移动机构接触触发机构20，并控制触发机构20前后移动。

具体地，上述深松铲装置中的翼铲132的内侧具有壁面光滑的接触壁1322，两个翼铲132的接触壁1322围成前小后大的调节腔，该调节腔大致呈倒置的水滴状；而触发机构20包括位于调节腔内的触发头202和从调节腔向后延伸至后铲头13后方的触发柄201。通过将触发机构内置于铲头内部，触发机构20不会受到土壤、石块等的破坏，通过触发头202前进来挤压两个接触壁1322，从而迫使翼铲132扩张，触发头202向后移动后，翼铲132在土壤的阻力下自动缩回，采用这种结构的触发机构20来控制翼铲132，其结构稳定性好，强度大，不易损坏，能够长期适应土壤环境。所用纵向往复移动机构的下端具有带有接触面17的接触头16，且接触面17倾斜设置，触发机构20后部的触发柄201的后端接触前述接触面17，且当纵向往复移动机构向下移动时，接触面17相对于触发柄201发生滑动，并推动触发柄201向前移动。

上述纵向往复移动机构具体包括浮动杆14，该浮动杆14通过导向套15安装在铲臂12后方，且接触头16固定设置在浮动杆14的下端，为保证接触头16与触发柄201的位置相对稳定，将接触头16背面的接触面17设置为弧形凹槽，触发柄201的端部位于该弧形凹槽中；另外，在浮动杆14上套装复位弹簧18，该复位弹簧18的下端顶触导向套15，上端顶触设置在浮动杆14上的固定环19；与前述结构的纵向往复移动机构相配合的驱动组件包括电机组件6和由电机组件驱动的转轴7，该转轴7通过轴套9安装在机架2上，且在转轴上安装与浮动杆14的端部接触的凸轮8，为方便控制翼铲132的变化速度，本实用实施例所用的电机组件中包含变速箱，凸轮8安装在变速箱的输出轴上。当凸轮8转动时，浮动杆14在凸轮8与复位弹簧18的共同作用下上下移动。驱动组件安装在机架上，远离土壤，其通过驱动浮动杆14来间接驱动触发机构20，而浮动杆14设置在铲臂12后方，因此，在耕作过程中，驱动组件和浮动杆14的相关机构都可以得到有效的保护。

本实施例所用铲头13与铲臂12可拆卸安装，便于更换或维修损坏的铲头13，具体地，将铲头13的后部向后延伸并形成组装柄133，如图6所示，组装柄133和中心铲131的中部沿着铲头13的宽度方向设置横向夹持缝134，如图7所示，翼铲132位于横向夹持缝134靠近铲尖的部分，且翼铲132的前端通过铰接轴1321安装，翼铲132的尾部设置限位卡头1323；在组装柄133的后部中间设置沿着铲头13的厚度方向延伸的纵向夹持缝135，纵向夹持缝135和横向夹持缝134组成“凸”型拼装口，且在组装柄133上设置螺孔；对应地，如图8所示，铲臂12的下端设置组装板21，如图9所示，该组装板21的下部卡进横向夹持缝134中，上部卡进纵向夹持缝135中，并通过螺栓与组装柄133固定在一起，且在翼铲132扩展到最大限度时翼铲132尾部的限位卡头1323顶触组装板21；在组装板21的背面设置避让槽210，触发柄201从该避让槽210穿过并接触前述接触头16。另外，在避让槽210的顶部以及其底部接触的组装柄133上均设置槽体，并在槽体中设置复位弹簧I211，在触发柄201上设置与复位弹簧I211接触的压头203，当触发机构20向前推动翼铲132扩展时，压头203迫使复位弹簧I211压缩，当纵向往复移动机构向上移动时，复位弹簧I211复原，并推动触发机构20向后移动，防止触发机构20卡滞。

除以上结构在，该深松铲装置还包括安装在铲臂12后方的保护罩11，且保护罩11将纵向往复移动机构及触发柄201的后端包围，其可以对土壤进行倒流防止飞溅的土壤落到纵向往复移动机构上，以保护纵向往复移动机构处于清洁的工作环境中。

以上所述的实施例中，所用的铲头13由中心铲131和两侧的翼铲132组成，由于两个翼铲的前端铰接中心铲131，且在两个翼铲之间设置触发机构20，当驱动机构推动触发机构20向前时，两个翼铲132同步扩展，从而增大整个铲头的面积，提高掘土面积，而当驱动机构不再向前推动触发机构20时，向后移动时，两个翼铲132缩进中心铲131的内部，此时铲头的掘土面积变小，其受到的阻力也会变小，本方案可以提供两种使用方式，一种是一次性调节翼铲132状态，使得铲头大小刚好适合耕作的土壤，另一种是使翼铲132有规律地扩展或缩进，使铲头在前进方向和横向方向综合作用于土壤，从而适当减小铲头在前进方向所受阻力，提高耕作效率。另外，本实施例中各结构稳定性好，整个驱动机构所受土壤的阻力较小，故障率低，能够长期保持稳定的工作状态。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.仿生动态深松铲装置，包括机架和安装在机架上方的安装架，其中机架的下方安装迎面铲组和复铲组，且迎面铲组位于前排，复铲组位于后排，其特征在于：所述迎面铲组包括铲臂和铲臂下端的铲头，且铲臂上端通过安装座安装在机架上；铲头的铲尖朝前下方，整个铲头包括中心铲，该中心铲的两侧设置翼铲，翼铲的前端铰接中心铲，后部结构收纳于中心铲的内部，且在两个翼铲之间设置触发机构，该触发机构通过前后移动来调节两个翼铲伸出中心铲的部分的宽度；该深松铲装置还包驱动机构，该驱动机构接触触发机构，并控制触发机构前后移动。

2.如权利要求1所述的仿生动态深松铲装置，其特征在于：在翼铲的内侧具有壁面光滑的接触壁，两个翼铲的接触壁围成前小后大的调节腔；所述触发机构包括位于调节腔内的触发头和从调节腔向后延伸至后铲头后方的触发柄；所述驱动机构包括安装在铲臂后方的纵向往复移动机构，该纵向往复移动机构的下端具有带有接触面的接触头，且接触面倾斜设置；所述触发柄的后端接触该接触面，且当纵向往复移动机构向下移动时，接触面相对于触发柄发生滑动，并推动触发柄向前移动。

3.如权利要求2所述的仿生动态深松铲装置，其特征在于：所述纵向往复移动机构包括浮动杆，该浮动杆通过导向套安装在铲臂后方，所述接触头固定设置在浮动杆的下端，且接触头背面的接触面的为弧形凹槽；在浮动杆上套装复位弹簧，该复位弹簧的下端顶触导向套，上端顶触设置在浮动杆上的固定环；所述驱动机构还包括驱动组件，该驱动组件包括电机组件和由电机组件驱动的转轴，该转轴通过轴套安装在机架上，且在转轴上安装与浮动杆的端部接触的凸轮，当凸轮转动时，浮动杆在凸轮与复位弹簧的共同作用下上下移动。

4.如权利要求3所述的仿生动态深松铲装置，其特征在于：该深松铲装置还包括安装在铲臂后方的保护罩，且保护罩将纵向往复移动机构及触发柄的后端包围。

5.如权利要求2至4中任一项所述的仿生动态深松铲装置，其特征在于：所述铲头的后部为组装柄，组装柄和中心铲的中部沿着铲头的宽度方向设置横向夹持缝，所述翼铲位于横向夹持缝靠近铲尖的部分；在组装柄的后部中间设置沿着铲头的厚度方向延伸的纵向夹持缝，纵向夹持缝和横向夹持缝组成“凸”型拼装口，且在组装柄上设置螺孔；所述铲臂的下端设置组装板，该组装板的下部卡进横向夹持缝中，上部卡进纵向夹持缝中，并通过螺栓与组装柄固定在一起；在组装板的背面设置避让槽，所述触发柄从该避让槽穿过。

6.如权利要求5所述的仿生动态深松铲装置，其特征在于：在避让槽内设置复位弹簧I，在触发柄上设置与复位弹簧I接触的压头，当触发机构向前推动翼铲扩展时，压头迫使复位弹簧I压缩，当纵向往复移动机构向上移动时，复位弹簧I复原，并推动触发机构向后移动。

Images