一种可控制耕深的高效深耕机具的制作方法

本发明涉及农耕机械领域，具体涉及一种可控制耕深的高效深耕机具。

背景技术：

随着农用机械的迅速发展，农业机械化的进程也在快速的推进，特别是在地势平缓的平原地区，农业生产的机械化程度已经非常高。然而，就在各类农用机械进入农田中给农业生产带来方便的同时，且也在不断碾压农田的下部土壤，使其日渐结实甚至板结，影响水分和肥料的渗透，导致农作物的根系发育不良，最终减产，所以需要在播种前对农田进行有效的深耕作业，进而有了深耕机。现有的深耕机械，其主要作业方式类似耕犁，其耕层较深，作业后农田的活土层较厚，但却存在活土层的土壤块大、不平、不便于播种的问题；同时，限于农田表面不可能保持平整的天然环境，农用拖拉机及农耕机具随地势的不规则起伏，导致耕作出的活土层厚度不均，影响局部农作物的生长。

为了克服这些问题，一些企业通过在农耕机具上添加现代化的电气控制装置，得以实现对耕深的有效控制，但其结构往往精细、复杂，在农业生产这种粗犷型的产业上的使用和维护成本都比较高，农民更多时候仍然需要通过多次的重复作业来获得适于作物生长和便于播种的耕地，耕作效率低，耕作成本却高。因此，需要有一种可以有效控制耕深，并能够高效完成耕地作业的深耕机具，便捷、高效的确保耕作后的土壤满足作物种植对土壤厚度、细度和平整度的要求。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供的一种可控制耕深的高效深耕机具，结构简单，操作便捷，能有效控制耕深，高质、高效地完成耕地作业。

为实现上述技术效果，本发明提供一种可控制耕深的深耕机具，包括：机架以及安装在机架上的旋耕机构，所述旋耕机构包括：周面上均匀设置有旋耕刀的旋耕轴、与旋耕轴驱动连接的行走箱以及与行走箱驱动连接的动力输入轴；所述旋耕机构前部的机架上成排设置有锲入角可调的犁铧组；所述机架通过上连杆和下连杆连接到拖拉机的尾部，使机架与拖拉机的连接部形成可沿上下方向窜动的四边形结构，并在所述四边形结构的中间设置一个顶升液缸；所述顶升液缸的一端连接到机架上靠近所述上连杆连接点的位置，并在所述连接端设置减震缓冲装置；顶升液缸的另一端连接到拖拉机的尾部，使顶升液缸与上连杆形成稳定的三角形结构。

所述犁铧组包括：犁铧、座轴、尾轴和调整液缸；所述犁铧主要由铧体和铧体上部的柄体组成，所述柄体中部开设有径向的轴孔，所述座轴的两端固定在机架上并使座轴成水平状，多个所述犁铧通过所述轴孔均匀的套装在座轴上，使犁铧的铧体尖部朝下并向前弯曲；多个所述犁铧的柄体尾部均与所述尾轴连接，所述调整液缸的一端连接在所述尾轴的中部，调整液缸的另一端连接到机架的横梁上，使调整液缸沿垂直于所述尾轴的方向伸缩，推动多个犁铧以座轴为中心旋转以改变犁铧的锲入角度。

采用上述方案有如下有益效果：

1)机具与拖拉机的安装便捷：连接部位的四边形框架结构，使机具可以在直接置于地面的低位状态就能完成上下连杆的安装，然后通过与上连杆形成稳定三角形结构的顶升液缸，直接将机具顶升起来，机具的安置稳固且可调；动力输入轴的对接也可以通过调整顶升液缸来找到合适的位置，使整个机具安装过程轻松、便捷。

2)耕深的控制简单而有效：基于本方案的简单结构，只需按照具体的耕地环境，通过对顶升液缸和调整液缸的简单调节，初步设置一个机具高度和犁铧的锲入角度，就能使机具的耕深保持平稳。地势平缓时，机具直接按设定的耕深耕作，耕深自然如地势一样平缓稳定。地势不平时，根据锲入作用的力学原理，犁铧与泥土的锲入效果会根具锲入角的改变而随之发生变化；具体来说，当拖拉机翘头前进时，经过液缸和减震缓冲装置的缓冲，机具会平缓的下压，犁铧进一步前翘，锲入角变大，犁铧尖部的下锲效果自然减弱，耕深也就随之平缓的变浅；拖拉机翘尾前进时，机具经缓冲后平缓的上提，犁铧锲入角变小，犁铧尖部的下锲效果自然加强，耕深也就随之平缓的变深；是故，在地势起伏的环境下，本方案提供的机具也能简单、有效的保持耕深的平稳。

3)耕作高质、高效：采用一步完成先犁耕后旋耕的作业方式，避免重复作业，耕作效率高，同时既保证了耕层的深度，又确保了活土层的土壤的细度，满足作物种植对土壤厚度、细度和平整度较高的质量要求。

4)节约耕作成本：深耕细作一步到位，减去无谓的重复作业，减少耕作成本。

进一步地，上述铧体的工作面向一侧斜置10°-20°，使耕出的土块在推挤作用下，自然的沿着斜角向后滑出，减少耕作的阻力，降低拖拉机能耗，进一步节约耕作成本，同时还避免了泥土在犁铧上堆积而需要外力清理的情况，节能而省力。

进一步地，上述犁铧组平行于所述旋耕轴前后间隔设置成三组，且各组犁铧组间的犁铧错位排列；多个犁铧交错作业，消除单个犁铧深耕时间隔出现的盲区，保证活土层厚度的平稳

进一步地，上述三排犁铧组的垂直深度，从前往后依次递增，并使所述旋耕刀的垂直深度大于所述犁铧组的最大垂直深度；犁铧的耕深递进式增加，减小每组犁铧的有效耕作深度，进而减小犁铧的工作阻力，减小拖拉机能耗；然后通过旋耕机构的再一次增加作业深度，在不增加过多能耗的基础上，进一步提高机具的有效耕作深度。

进一步地，上述旋耕机构后部的机架上横向设置有带钉齿的抹耙，对旋耕后活土层再进行一次梳理式的耕作，提升耕作的效果，同时将土壤表面进一步抹平，提高土壤表面的平整度。

进一步地，上述抹耙的耙体两端可旋转的安装到机架上，所述耙体上部的耙柄末端连接一个摆动液缸，所述摆动液缸的另一端连接到机架的横梁上，并使摆动液缸沿垂直于所述抹耙的方向伸缩，推动抹耙做前后摆动，进而实现抹耙垂直深度的变化调节，使机具的作业更灵活，适用性更高。

进一步地，上述抹耙的的垂直深度不大于所述旋耕刀的垂直深度。抹耙只对耕作后的土壤起到梳理、抚平的作用，而无明显的耕犁作用，故其深度限制到活土层，较少不必要的能耗。

进一步地，上述行走箱包括：纵向设置在机架一侧的垂直箱、以及横向设置在垂直箱上部的水平箱，所述旋耕轴为一根整体的通轴，其一端连接到所述垂直箱的下部，并与所述水平箱平行，动力输入轴垂直于所述水平箱设置在水平箱的中部位置，并向拖拉机的方向水平延伸。通过改变行走箱的结构设计，将旋耕轴的动力输入点转移到旋耕轴的端部，形成旋耕机构通轴无盲区耕作的工作模式，保证一个工作行程内机具耕作的完整有效。

进一步地，上述行走箱通过精密密封件密封，保证垂直箱内齿轮机构高效安全运行的同时，更加适应水田之类的有水作业环境。

综上所述，本发明提供的一种可控制耕深的高效深耕机具，结构简单，操作便捷，能有效控制耕深，高质、高效地完成耕地作业。

附图说明

图1为本发明实施例的侧视图；

图2为本发明实施例的俯视图；

图3为本发明实施例旋耕机构的结构示意图；

图4为本发明实施例犁铧组的结构示意图；

图5为本发明实施例抹耙的结构示意图。

附图标记：1-机架；11-上连杆；12-下连杆；13-顶升液缸；14-减震缓冲装置；2-旋耕机构；21-旋耕刀；22-旋耕轴；23-行走箱；231-垂直箱；232水平箱；24-动力输入轴；3-犁铧组；31-犁铧；311-铧体；312-柄体；32-座轴；33-尾轴；34-调整液缸；4-抹耙；41-耙体；42-耙柄；43-摆动液缸

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。在本发明申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”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部件或结构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。

参见图1至图5，本发明提供的一种可控制耕深的高效深耕机具，包括：机架1，机架1的前部与拖拉机的尾部连接，机架1上从前往后依次安装有犁铧组3、旋耕机构2和抹耙4。参见图3，旋耕机构2主要由旋耕轴22、行走箱23和动力输入轴24组成；行走箱23包括：纵向设置在机架1一侧的垂直箱231以及横向设置在垂直箱231上部的水平箱232，垂直箱231为四级齿轮传动箱，多级齿轮传动的设计，在有效减小垂直箱231体积的的同时，增加了行走箱23的输出扭矩，提高耕作质量；旋耕轴22为一根整体的通轴，其一端驱动连接到该垂直箱231的下部，并与水平箱232平行，将旋耕轴22的动力输入点转移到其端部，形成旋耕机构2通轴无盲区耕作的工作模式，保证一个工作行程内机具耕作的完整有效；动力输入轴24垂直于该水平箱232设置在其中部位置，并向拖拉机的方向水平延伸，动力输入轴24的末端设置有万向节，实现与拖拉机之间动力的有效连接，并将旋转动力经由行走箱23传递给旋耕轴22，旋耕轴22的周面上均匀设置有旋耕刀21，旋耕刀21在旋耕轴22的旋转驱动下，完成旋耕作业。同时，旋耕机构2上的垂直箱231通过精密密封件密封，以适应水田之类的有水作业环境。

参见图1，机架1通过上连杆11和下连杆12连接到拖拉机的尾部，使机架1与拖拉机的连接部形成可沿上下方向窜动的四边形结构，并在该四边形结构的中间设置一个顶升液缸13。该顶升液缸13的一端连接到机架1上靠近上述上连杆11连接点的位置，并在该顶升液缸13的连接端设置减震缓冲装置14；顶升液缸13的另一端连接到拖拉机的尾部，使顶升液缸13与上连杆11形成稳定的三角形结构。才用上述连接方式，使机具的悬挂方便，且稳固可调。同时，旋耕装置2上动力输入轴24的对接也可以通过调整顶升液缸13来找到合适的位置，使整个机具安装过程轻松、便捷。

参见图4，犁铧组3平行于上述旋耕轴22前后间隔设置成三组，每组犁铧组3均包含犁铧31、座轴32、尾轴33和调整液缸34；座轴32的两端固定在机架1上并使座轴32成水平状，多个犁铧31通过其柄体312中部开设的径向轴孔均匀的套装在座轴32上，使犁铧31的铧体311尖部朝下并向前弯曲，同时保证铧体311的工作面均向同一侧斜置10°-20°，且每组犁铧组3上的多个犁铧31错位排列，消除单个犁铧31深耕时间隔出现的耕作盲区。每组犁铧组3上的犁铧31柄体312的尾部均与尾轴33连接，并将调整液缸34的一端连接在该尾轴33的中部，调整液缸34的另一端连接到机架1的横梁上，使调整液缸34沿垂直于尾轴33的方向伸缩，推动该犁铧组3上的犁铧31同时以座轴32为中心旋转，以改变犁铧31的锲入角度。为了节约拖拉机的能耗，三组犁铧组3的垂直深度，从前往后依次递增，犁铧组3的最大深度小于旋耕刀21的垂直深度，通过递进式的增加耕具的垂直深度，在尽量提高机具耕作深度的同时，减小单组犁铧31和旋耕刀21的有效耕作深度，进而减小工作阻力，降低拖拉机能耗，也变相节约了耕作成本。

参见图5，抹耙4下部带有钉齿的耙体41两端可旋转的安装到机架1上，耙体41上部的耙柄42末端连接一个摆动液缸43，摆动液缸43的另一端连接到机架1的横梁上，并使摆动液缸43沿垂直于抹耙耙体41的方向伸缩，推动抹耙3做前后摆动，进而实现抹耙3垂直深度的变化调节，使机具的作业更灵活，适用性更高。

在农田中耕作时，无需过多复杂的调试或操作，只需按照具体的耕地环境，通过对顶升液缸13、调整液缸34和摆动液缸43的简单调节，初步设置一个机具高度和抹耙4的抚平深度，按参考值或经验值设定一个适合当前耕地环境的犁铧31锲入角度，即可直接开始耕地作业。先通过犁铧组3耕出深厚的活土层，再用旋耕机构2将活土层中的土块打碎，得到适于作物生长的细壤，最后通过抹耙4将翻出的土壤进一步梳理后，将其表层抹平，以便后期直接进行作物的栽种。采用深耕细作一步到位的作业方式，避免重复作业，耕作效率高，同时既保证了耕层的深度，又确保了活土层的土壤的细度，满足作物种植对土壤厚度、细度和平整度较高的质量要求。

根据锲入作用的力学原理设计的犁铧组3，仅通过简单的结构，就能使机具的耕深保持平稳。地势平缓时，机具直接按设定的耕深耕作，耕深自然如地势一样平缓稳定。地势不平时，根据锲入作用的力学原理，犁铧31与泥土的锲入效果会根据锲入角的改变而随之发生变化，具体来说，当拖拉机翘头前进时，机具所受到的下压作用力，经过顶升液缸13、减震缓冲装置14和调整液缸34的多重缓冲调节，机具会平缓的下压，犁铧31的铧体311进一步前翘，锲入角逐渐变大，铧体311尖部的下锲效果自然减弱，耕深也就随之平缓的变浅；拖拉机翘尾前进时，机具同样经过顶升液缸13、减震缓冲装置14和调整液缸34的多重缓冲调节后平缓的上提，犁铧31锲入角逐渐变小，铧体311尖部的下锲效果自然加强，耕深也就随之平缓的变深。是故，在地势起伏的环境下，本方案提供的机具简单、自然而又平缓的适应其起伏，有效的保持耕深的平稳。

与此同时，三组犁铧组3的垂直深度，从前往后依次递增，犁铧组3的最大深度小于旋耕刀21的垂直深度，通过递进式的增加耕具的垂直深度，在尽量提高机具耕作深度的同时，减小单组犁铧31和旋耕刀21的有效耕作深度，进而减小工作阻力，降低拖拉机能耗。而且，铧体311的工作面向一侧斜置10°-20°的设计，使耕出的土块在推挤作用下，自然的沿着斜角向后滑出，进一步减少耕作的阻力，同时还避免了泥土在犁铧31上堆积而需要外力清理的情况，节能而省力。

综上所述，本发明提供的一种可控制耕深的高效深耕机具，根据锲入作用的力学原理提出结构简单、操作便捷却又能有效控制耕深的耕深控制方案，同时采用深耕细作一步到位的作业方式，节能高效的耕作出满足作物种植对土壤厚度、细度和平整度要求的高质土壤，达到结构简单，操作便捷，能有效控制耕深，高质、高效地完成耕地作业的效果。

需要说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。