分布式土壤深耕分层粉碎动力装置的制作方法

本实用新型涉及动力传动技术领域，尤其涉及土壤深耕动力传动技术领域，具体是指一种分布式土壤深耕分层粉碎动力装置。

背景技术：

我国幅员辽阔，人口众多，各地耕地差异很大，国家极力倡导提高单位面积粮食产量，以确保国家粮食安全，然而由于可耕农田长期得不到休整，再加上严重水土流失，土壤墒值不断下降；同时，根据我国目前的耕地耕作状态，农作物通常生长在表层0.2米左右的土壤中，0.2米以下的土壤往往板结很严重，而大量使用化肥则会加速土壤的板结；这些因素持续影响单位面积农作物产量。

面对这一困境，人们试图通过借鉴国外深耕深翻(0.5-0.6米深)来解决这一问题，然而深翻后国外通常要进行一年或以上的休耕制度，以确保深翻土壤获得完整、彻底的肥力恢复，而国内没有实现休耕制度，其效果往往适得其反：原来富有墒值的表层土壤翻到了底层，而原来墒值很低的底层土壤到了地层表面后由于严重缺乏营养，当年的作物产量不升反降，这对农民来说是不能接受的。因此目前对可耕农田每年持续耕作而又要维持产量，唯一的办法就是大量使用化肥，并不断持续着这样的恶性循环！

同时，由于需要翻动的土地的深度较深，如果通过人工进行翻动，则耗费的人力资源比较大，但如果需要机器来翻动，那么对设备的刀具的刚性要求较高，长期使用，设备容易损坏。

因此，急需一种可以解决上述问题，既可维持表层种植土壤位置不变，又能够把下面板结土壤分层粉碎，且使用寿命长的设备。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服至少一个上述现有技术的缺点，提供了一种性能好、使用寿命长、适应性佳的分布式土壤深耕分层粉碎动力装置。

为了实现上述目的或其他目的，本实用新型的分布式土壤深耕分层粉碎动力装置如下：

该分布式土壤深耕分层粉碎动力装置，其主要特点是，所述的装置包括至少二组粉碎切削模块，各组粉碎切削模块从前往后并行设置，且各组所述的粉碎切削模块中的切削刀具组的工作深度均浅于该粉碎切削模块后一排的粉碎切削模块中的切削刀具组的工作深度。

较佳地，每组所述的粉碎切削模块还包括动力机构及传动机构，所述的动力机构通过所述的传动机构与所述的切削刀具组连接。

更佳地，每组所述的粉碎切削模块中的切削刀具组均包括数根横向并行设置的刀杆，每一所述的刀杆的上端与所述的传动机构相连接；

各组所述的粉碎切削模块中的刀杆的长度均短于该粉碎切削模块后一排的粉碎切削模块中的刀杆的长度；

且每一刀杆的下端均设有数个切削刀具；各组所述的粉碎切削模块中的刀杆上的切削刀具错位设置。

更佳地，每组所述的粉碎切削模块中：

所述的动力机构包括液压马达；

所述的传动机构包括一行星减速器、数量与该组所述的粉碎切削模块中的刀杆的数量相同的动力输出轴、传动齿轮以及联轴器；

每一所述的传动齿轮均设于对应的所述的动力输出轴上，各个所述的传动齿轮均与相邻的所述的传动齿轮传动连接；

所述的液压马达通过行星减速器与数根所述的动力输出轴中的一根所述的动力输出轴相连接；

各个所述的动力输出轴均通过对应的联轴器与对应的刀杆相连接。

进一步地，所述的联轴器与所述的刀杆的连接处设为插销式外六角结构，且所述的插销式外六角结构的左右两侧设有错位设置的两个圆柱销。

进一步地，每组所述的粉碎切削模块还包括一动力箱，各组所述的粉碎切削模块中所述的传动齿轮均设于所述的动力箱内，各个所述的动力输出轴穿设于对应的所述的动力箱中，各个所述的动力输出轴的上端均通过对应的上端支承与所述的动力箱连接，各个所述的动力输出轴的下端均通过对应的下端支承与所述的动力箱连接；

且各个所述的动力输出轴的下端与所述的动力箱的连接处还设有密封部件。

较佳地，所述的装置中还设有润滑模块，所述的润滑模块分别与各组所述的粉碎切削模块相连接。

更佳地，所述的润滑模块与各组所述的粉碎切削模块的连接处均设有传感器。

较佳地，各组所述的粉碎切削模块相互连接，且通过所述的装置中的位于最前排的粉碎切削模块与设于一固定座上；

所述的固定座通过夹紧机构设置于一导向立柱上，且所述的固定座在升降机构的带动下沿导向立柱上下移动；

所述的升降机构与一升降油缸相连接，所述的夹紧机构与一夹紧油缸相连接，所述的导向立柱安装于一上车架上。

较佳地，各组所述的粉碎切削模块相互连接，且所述的装置中的位于最后排的粉碎切削模块的后侧设有防飞溅盖板，所述的防飞溅盖板的上边沿与所述的位于最后排的粉碎切削模块铰接，所述的防飞溅盖板的中间位置通过一连杆与所述的位于最后排的粉碎切削模块连接，且所述的连杆的一段由一弹性构件构成。

采用该实用新型的分布式土壤深耕分层粉碎动力装置，通过设有不同工作深度的粉碎切削模块，分别对不同深度的土壤进行粉碎、翻松，不仅可以实现对更深地土壤进行粉碎，以达到深层松土的目的，实现土壤透气、储存天然雨水，让作物根系深入土壤吸收营养和水的效果，还可以使得每一层的土壤均在原有深度位置保持不动，避免墒值较低的深层土壤到表层以后无法满足植物的生长营养要求，即避免各层土壤之间相互位置调换带来的负面影响，使用本装置即保持了表层种植土壤位置不变，又把下面板结土壤分层粉碎，无需进行休耕，也可使得农作物可以更好地生长，有效提供农业产量，具有可持续性。

附图说明

图1为一实施例中本实用新型的分布式土壤深耕分层粉碎动力装置中的各组粉碎切削模块的主视图。

图2为一实施例中本实用新型的分布式土壤深耕分层粉碎动力装置中的各组粉碎切削模块组合在一起时的左视图。

图3为图2中的a-a位置的剖面图。

图4为一实施例中本实用新型的分布式土壤深耕分层粉碎动力装置中的各组粉碎切削模块组合在一起时的俯视图。

图5为一实施例中本实用新型的分布式土壤深耕分层粉碎动力装置中的一组粉碎切削模块的横向剖面图。

图6为图5中的粉碎切削模块的纵向剖面图。

图7为一实施例中本实用新型的分布式土壤深耕分层粉碎动力装置中的各组粉碎切削模块组合后与相关部件连接时的侧视图。

图8为一实施例中本实用新型的分布式土壤深耕分层粉碎动力装置中的各组粉碎切削模块组合后与相关部件连接时的俯视图。

附图标记

1液压马达

2行星减速器

3润滑模块

4传感器检测模块

5动力箱

6联轴器

7第一组粉碎切削模块中的切削刀具组

8第二组粉碎切削模块中的切削刀具组

9第三组粉碎切削模块中的切削刀具组

10传动齿轮

11动力输出轴

12圆锥滚子轴承

13第一密封机构

14第二密封机构

15圆柱销

16刀杆

17锁紧螺母

18轴承

19轴套

20润滑油泵

21管路

22温度传感器

23上车架

24升降机构

25升降油缸

26导向立柱

27固定座

28弹簧

29防飞溅盖板

30夹紧油缸

31夹紧机构

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例进行进一步的描述。

如图1至8所示，该实施例中的分布式土壤深耕分层粉碎动力装置包括三组粉碎切削模块，各组粉碎切削模块从前往后并行设置，且各组所述的粉碎切削模块中的切削刀具组的工作深度均浅于该粉碎切削模块后一排的粉碎切削模块中的切削刀具组的工作深度，如图2所示，该实施例中，第一组粉碎切削模块中的切削刀具组7即为工作深度最浅的切削刀具组，第三组粉碎切削模块中的切削刀具组9即为工作深度最深的切削刀具组，假如，实际实施过程中，三组切削刀具组分别对0.2米深的土壤进行粉碎、翻松，那么该装置就可以实现对0.6米的土壤进行深耕(在其他实施例中也可以设置其他数量的粉碎切削模块，如二组粉碎切削模块或4组及以上的粉碎切削模块)。

该实施例中的这种分布式土壤深耕分层粉碎动力装置的结构满足对0.6米左右深的土地进行深耕的需求，同时，由于采用了多组粉碎切削模块对不同深度的土壤进行分别粉碎、翻松，这样既可以令种植土壤透气、储存天然雨水，让作物根系深入土壤吸收营养和水份，还可以避免不同深度的土壤改变相互之间的位置关系，以避免没有实现休耕制度、简单深翻土壤，导致土地如得不到休养，深翻到表面的土壤由于缺乏营养，会会严重影响当年产量的问题，该分布式土壤深耕分层粉碎动力装置可以维持现有土壤原来的墒值。这种即保持了表层种植土壤位置不变，又把下面板结土壤分层粉碎、翻松的方式，可使得农作物可以更好地生长，有效提供农业产量，增加作物产量，具有可持续性。

其中，图1中画有2根直线的圆孔位置可用于设置起吊钢丝。

在该实施例中，每组所述的粉碎切削模块还包括动力机构及传动机构，所述的动力机构通过所述的传动机构与所述的切削刀具组连接。

在该实施例中，每组所述的粉碎切削模块中的切削刀具组均包括数根横向并行设置的刀杆16，每一所述的刀杆16的上端与所述的传动机构相连接；

各组所述的粉碎切削模块中的刀杆16的长度均短于该粉碎切削模块后一排的粉碎切削模块中的刀杆16的长度，在该实施例中，各排粉碎切削模块中的各个刀杆的长度相同；

且每一刀杆16的下端均设有数个切削刀具；各组所述的粉碎切削模块中的刀杆16上的切削刀具错位设置。

如图5、6所示，在该实施例中，每组所述的粉碎切削模块中：

所述的动力机构包括液压马达1；

所述的传动机构包括一行星减速器2、数量与该组所述的粉碎切削模块中的刀杆16的数量相同的动力输出轴11、传动齿轮10以及联轴器6；

每一所述的传动齿轮10均设于对应的所述的动力输出轴11上，各个所述的传动齿轮10均与相邻的所述的传动齿轮10传动连接；

所述的液压马达1通过行星减速器2与数根所述的动力输出轴11中的一根所述的动力输出轴11相连接；

各个所述的动力输出轴11均通过对应的联轴器6与对应的刀杆16相连接。

该装置工作过程中由液压马达1带动行星减速器2与动力输出轴11驱动用于粉碎的刀杆16工作。如图5所示，液压马达1主要带动与其连接的一根所述的动力输出轴11工作，由该动力输出轴11将动力传递给该动力输出轴11上的传动齿轮10，再由该传动齿轮10将动力传递给其他传动齿轮10，依次带动所有动力输出轴11工作，即如图5所示，该实施例中通过安装一体的传动齿轮驱动传动机构中的其它平行设置的传动齿轮来实现左右并行设置的五根刀杆16的输出。

在该实施例中，所述的联轴器6与所述的刀杆16的连接处设为插销式外六角结构，且所述的插销式外六角结构的左右两侧设有错位设置的两个圆柱销15；其具体连接方式可参阅图3所示，由于联轴器6采用了这种双侧错位插销式六角形联接方式与刀杆16连接，可实现现场对中简单、更换、固定刀具方便，更适合用户操作，即由于动力输出轴11与刀杆16采用具有内外六角的联接方式进行联接，可有效满足快速装卸，而快速定位则可采用左右错位的二个圆柱销15来实现。

在该实施例中，每组所述的粉碎切削模块还包括一动力箱5(如图2所示，该实施例中分别包括第一组动力箱、第二组动力箱及第三组动力箱)，各组所述的粉碎切削模块中所述的传动齿轮10均设于所述的动力箱5内，各个所述的动力输出轴11穿设于对应的所述的动力箱5中，各个所述的动力输出轴11的上端均通过对应的上端支承与所述的动力箱5连接，各个所述的动力输出轴11的下端均通过对应的下端支承与所述的动力箱5连接；通过设计上、下端支承，有效增加各个刀具的旋转刚度，使得刀杆16在受力状态很恶劣的情况下，动力输出轴11依然可以很得固定在动力箱5上，即该实施例中动力输出轴11采用过定位方式固定，以有效增加其旋转刚度。如图5、6所示，该实施例中，下端支承包括一对圆锥滚子轴承12，两个圆锥滚子轴承12分别设于动力输出轴11上，作为该动力输出轴11的下端复合支承；上端支承由锁紧螺母17、轴承18及轴套19组成，如图所示锁紧螺母17、轴承18及轴套19位于该动力输出轴11的上端部分。

且各个所述的动力输出轴11的下端与所述的动力箱5的连接处还设有密封部件，如图6所示，分别为第一密封机构13及第二密封机构14。

在该实施例中，所述的装置中还设有润滑模块3，所述的润滑模块3分别与各组所述的粉碎切削模块相连接，通过该润滑模块3可使得相应的刀杆16满足较高的输出转速的工作要求，该润滑模块3为具备足够润滑功能的强制供油系统，对动力装置上端所有轴承进行强制润滑，由动力输出轴11直接轴带该润滑模块3中的润滑油泵20及管路21对每个设定点实施强制供油润滑。

由于整套分布式土壤深耕分层粉碎动力装置的工作环境很恶劣，为此可设置对关键点运行状态的监控，监控指标主要包括温度，因此，在该实施例中，所述的润滑模块3与各组所述的粉碎切削模块的连接处均设有传感器，该传感器为温度传感器22；即在动力装置上端各润滑点设置温度传感器22，其测量数据直接传送到驾驶室监控中，以随时掌控动力装置各关键部位油温状态。

如图7、8所示，在该实施例中，各组所述的粉碎切削模块相互连接，且通过所述的装置中的位于最前排的粉碎切削模块与设于一固定座27上；

所述的固定座27通过夹紧机构31设置于一导向立柱26上，且所述的固定座27在升降机构24的带动下沿导向立柱26上下移动；

所述的升降机构24与一升降油缸25相连接，所述的夹紧机构31与一夹紧油缸30相连接，所述的导向立柱26安装于一上车架23上。

在该实施例中，各组所述的粉碎切削模块相互连接，且所述的装置中的位于最后排的粉碎切削模块的后侧设有防飞溅盖板29，所述的防飞溅盖板29的上边沿与所述的位于最后排的粉碎切削模块铰接，所述的防飞溅盖板29的中间位置通过一连杆与所述的位于最后排的粉碎切削模块连接，且所述的连杆的一段由一弹性构件构成，该弹性构件为弹簧28。

即在该实施例中，粉碎切削模块通过固定座27与升降机构24相联，并安装在上车架23上面(即该分布式土壤深耕分层粉碎动力装置可通过上车架安装于一车辆上，由车辆带动其移动)，三组粉碎切削模块沿导向立柱26可以上下移动，以此来实现深翻土壤深度，上下移动通过三组升降油缸25来实现，当达到深翻设定深度时由夹紧机构31将粉碎切削模块固定在升降机构24上面，其夹紧力由夹紧油缸30提供。同时，采用防飞溅盖板29防止深翻土壤时飞溅，同时利用防飞溅盖板29使得被翻新后的土地平整表面，该防飞溅盖板29的预紧力由弹簧28提供。

若每组粉碎切削模块负责粉碎0.2米深的土壤，那么该实施例中的分布式土壤深耕分层粉碎动力装置就可对约0.6米深的土壤进行粉碎。俗话说“根深叶茂”，要实现农作物高产，除了土壤富有营养的墒值外、还需要使一定深度的土壤具有良好的透气性。而采用该实施例中的分布式土壤深耕分层粉碎动力装置耕作深度0.5-0.6米土壤可使其具有良好的透气性、最大程度吸收和储存天然雨水，使农作物的根系在较深的土壤中长得丰富茂密，不仅可以让农作物吸收更多的土壤营养，同时能显著提高农作物的抗倒伏能力，在其它条件不变的情况下至少可以保证农作物比目前常规种植在0.2米厚表层土壤中具有明显的有利条件，更有意义的是这样深度的耕作土壤会使农作物高产具有可持续性。

在上述实施例中，该分布式土壤深耕分层粉碎动力装置包括三组液压马达1、三组行星减速器2、三组分布式的动力箱5、第一组粉碎切削模块中的切削刀具组7、第二组粉碎切削模块中的切削刀具组8、第三组粉碎切削模块中的切削刀具组9，及相应数量的润滑模块3、传感器检测模块4及联轴器6。可由车载式液压动力站为三组液压马达1提供动力，分别驱动安装在各组动力箱5中的行星减速器2，最终驱动第一组粉碎切削模块中的切削刀具组7、第二组粉碎切削模块中的切削刀具组8，以此来实现0.6米深土壤按平均0.2米厚度的逐层粉碎(在其他实施例中也可根据实际情况对刀具进行设计，使每组切削刀具组粉碎不同深度的土壤，并不局限于0.2米)。

在实际设计时，可根据载荷的不同为各组粉碎切削模块设计不同的输出转速及输出转矩，靠前的粉碎切削模块的载荷一般小于靠后粉碎切削模块的载荷，涉及方式可参考但不限于如下方式：

表面0.2米深土壤层粉碎由第一组粉碎切削模块中的切削刀具组7来完成，此层属于常年耕作土壤层，土质较为松软，因此第一组切削刀具载荷较小，按较高的输出转速n1和较小的输出转矩t1来配置这组切削刀具参数，输出转速t1及输出转矩n1的实际值可根据不同地域、不同作物等实际使用结果在不断补充完善数据库；

次表层0.2米厚中间土层由第二组粉碎切削模块中的切削刀具组8实施粉碎，此层往往板结较为严重，因此相对表面一层配置较大的输出转矩t2和相同的输出转速n1，以提高粉碎效率，输出转矩t2及输出转速n1的实际值可根据不同地域、不同作物等实际使用结果在不断补充完善数据库；

最深层0.2米土层由第三组粉碎切削模块中的切削刀具组9完成，由于深度最大，旋转阻力和前行迎面阻力也最大，设置输出转矩t2、输出转速n3(理论数据取0.7n1)为输出参数，输出转矩t2及输出转速n3的实际值根据不同地域、不同作物等实际使用结果在不断补充完善数据库。

由于实际使用时，各地可耕作土壤相差很大，同时针对不同的农作物也有不同的要求，而刀具(含刀杆)除了自身输出转矩和转速外还承受前行方向的阻力，因此刀具的设计、制造可以有很多种类型，不同输出特性参数与切削刀具的组合使用，实际生产时，可根据实际需要对刀具进行设计，以提高耕作效率和取得更好效果。

为达到垂直分层粉碎土壤，通常刀具转速较高(420-450r/min)，刀具最大输出转矩可以达到550-590nm，因此各旋转构件确保其回转精度的同时，必须有良好的润滑条件、整机温升在合理范围之内。基于这样的要求，该实施例中的装置配置了相应的润滑模块3及传感器检测模块4(该传感器检测模块4包括设于润滑模块3与各组所述的粉碎切削模块的连接处的传感器)，对该分布式土壤深耕分层粉碎动力装置运行过程中转矩、转速、油温、油位等检测参数实时传送到驾驶室中控处理器，确保传动装置安全、可靠运转，同时可以随时采集实时运行数据，为不断完善产品提供最有效的决策数据。

该实施例中，采用功率分流控制技术，针对不同切削粉碎的载荷要求使单个刀杆受载状况大大改善，有效避免堵车超载引起的故障，整套传动装置可靠性大大提高，维护方便，可以高效满足耕作条件较差的农田深耕分层粉碎的要求，用户使用维护成本和劳动强度大幅降低。

采用该实用新型的分布式土壤深耕分层粉碎动力装置，通过设有不同工作深度的粉碎切削模块，分别对不同深度的土壤进行粉碎、翻松，不仅可以实现对更深地土壤进行粉碎，以达到深层松土的目的，实现土壤透气、储存天然雨水，让作物根系深入土壤吸收营养和水的效果，还可以使得每一层的土壤均在原有深度位置保持不动，避免墒值较低的深层土壤到表层以后无法满足植物的生长营养要求，即避免各层土壤之间相互位置调换带来的负面影响，使用本装置即保持了表层种植土壤位置不变，又把下面板结土壤分层粉碎，无需进行休耕，也可使得农作物可以更好地生长，有效提供农业产量，具有可持续性。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。