一种能自动避让障碍物的松、培土作业头及作业方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种松、培土作业头及作业方法，尤其涉及一种既能在无障碍物时正常作业又能在遇到障碍物时自动避让障碍物的松、培土作业头及作业方法。
【背景技术】
[0002]在利用松、培土设备进行作业时，通常是采取直线式的行进方式。在行进的过程中，松、培土设备的刀片经常会遇到一些硬质障碍物，现有的松、培土设备是无法自动避让这些障碍物的，当松、培土设备的刀片与障碍物相碰撞后，障碍物会使得松、培土设备刀片的转动受到阻碍甚至是逼停松、培土设备刀片的转动，影响了正常的松、培土作业；当障碍物阻碍松、培土设备刀片的转动甚至是逼停松、培土设备刀片的转动后，需要先中断正常的松、培土工作，待人工控制松、培土设备绕过地面障碍物后，再继续进行松、培土作业。但是，这样操作，就会打断松、培土作业的连续性，增加了松、培土作业的时间，降低了松、培土作业的效率。
[0003]公开号为CN103202116A，公开日为2013年7月17日的中国发明专利公开了一种松土机，其特征在于它包含机架、手把、刹车、开关、工具盒、电机、上挡板、前轮、前挡板和刀爪；两个手把设置在机架上，刹车和开关分别设置在两个手把上，工具盒设置在两个手把之间，电机设置在机架上，挡板设置在机架的下部，刀爪设置在挡板的下部，前轮设置在机架的前部，前轮的后侧设置有前挡板。
[0004]公开号为CN103510562A，公开日为2014年1月15日的中国发明专利公开了一种大型推土机松土器，包括托架，托架上设有与之转动连接的连杆，连杆与横梁相连，横梁与支角固定连接，支角的下端设有齿尖，所述的托架上还设有与之分别转动连接的倾斜液压缸和提升液压缸，该倾斜液压缸和提升液压缸均与横梁固定连接。
[0005]公开号为CN104412739A，公开日为2015年3月18日的中国发明专利公开了一种新型耕作松土机，包括机架、设于机架上的柴油机、设于柴油机上的主动带轮，设于机架上的传动箱，其中传动箱由主箱体和与主箱体相连前置箱体组成，主箱体上部设有从动带轮，驱动轮安装固定于前置箱体的前部，作业刀辊安装固定于主箱体的下部，机架上设有向后伸展的扶手，在主箱体内由上而下依次设有主动齿轮、变速齿轮、从动齿轮。
[0006]公告号为CN203840712U，公告日为2014年9月24日的中国实用新型专利公开了一种新型松土机的松土机构，包括:主梁；凸轮，其与松土机的电动机转轴相连接；振动刀夹具，其与主梁转动连接；振动刀，其与振动刀夹具相固接；刀头套，其套装于振动刀顶部并与振动刀相固接；振动架，其具有三个突出的端部，其中一个端部上转动连接有滚面与凸轮的滚面相接触的滚轮，一个端部与主梁转动连接形成振动架的支点，最后一个端部与刀头套转动连接；固定刀夹具，其与主梁相固接；固定刀，其与固定刀夹具相固接；塑孔器，其固接于固定刀刀背上且其轴线方向与固定刀的刀刃方向一致；及使滚轮始终压紧于凸轮上的弹貪。
[0007]上述专利文献中的松土设备均无法自动避让障碍物。
[0008]综上，如何设计一种松、培土设备及作业方法，使其既能在无障碍物时正常作业又能在遇到障碍物时，自动避让障碍物，保证松、培土作业的连续性，节省松、培土作业的时间，提高松、培土作业的效率是急需解决的技术问题。
【发明内容】
[0009]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种能自动避让障碍物的松、培土作业头及作业方法，其既能在无障碍物时正常作业又能在遇到障碍物时，自动避让这些障碍物，保证了松、培土作业的连续性，节省了松、培土作业的时间，提高了松、培土作业的效率。
[0010]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为:一种能自动避让障碍物的松、培土作业头，包括设置在车体底盘上的支撑臂、铰接在支撑臂上的直臂、铰接在直臂上的作业头基座，在作业头基座上固接有松土机构、培土机构和驱动马达，驱动马达用于给松土机构和培土机构提供转动动力；
所述松、培土作业头还包括地面避障机构和地下避障机构，地面避障机构包括:铰接在直臂上的带有扭簧的避让杆和固接在直臂上的行程换向阀一，在直臂和作业头基座之间还设置有地面避障液压缸，在地面避障液压缸的活塞杆动作下，作业头基座能以其与直臂的铰接点为圆心在水平方向上来、回转动，行程换向阀一的控制油口与地面避障液压缸的油口连接；在避让杆上还设置有驱动导杆一，避让杆位于松土机构、培土机构和行程换向阀一的前方位置从而使得当遇到地面障碍物时，避让杆能先于松土机构、培土机构和行程换向阀一与地面障碍物相接触，通过避让杆与地面障碍物相接触使得避让杆转动同时扭簧被扭转和通过避让杆与地面障碍物分离后在扭簧的回复力作用下避让杆反向转动，从而使得避让杆上的驱动导杆一能压紧行程换向阀一的滚轮或松开对行程换向阀一的滚轮的压紧来控制行程换向阀一的动作，通过行程换向阀一的动作控制地面避障液压缸动作，通过地面避障液压缸动作带动作业头基座上的松土机构和培土机构以作业头基座与直臂之间的铰接点为圆心在水平方向上来、回转动，从而实现了松土机构和培土机构在遇到地面障碍物时能自动避让地面障碍物的避让作业以及松土机构和培土机构的正常作业；
所述地下避障机构包括:固接在作业头基座上的地下避障液压缸和行程换向阀二，在所述直臂和支撑臂之间还设置有收折液压缸一，在收折液压缸一的活塞杆动作下，直臂能以其与支撑臂的铰接点为圆心朝上、下来回转动；驱动马达与液压栗连接，地下避障液压缸采用能够自动复位的地下避障液压缸，所述地下避障液压缸的一油口连接在驱动马达与液压栗之间的油路上，通过驱动马达与液压栗之间油路的油压变化来控制地下避障液压缸的活塞杆动作；通过所述地下避障液压缸的活塞杆动作，使得地下避障液压缸的活塞杆压紧行程换向阀二的滚轮或松开对行程换向阀二的滚轮的压紧，从而通过所述地下避障液压缸的活塞杆动作来控制行程换向阀二的动作；所述行程换向阀二的控制油口与收折液压缸一的油口连接，通过所述行程换向阀二的动作来控制收折液压缸一的活塞杆动作；通过所述收折液压缸一的活塞杆动作带动直臂上的松土机构和培土机构以直臂与支撑臂之间的铰接点为圆心上、下转动，从而实现了松土机构和培土机构在遇到地下障碍物时能自动避让地下障碍物的避让作业以及松土机构和培土机构的正常作业。
[0011]优选的，在直臂上设置有避让杆铰接座，避让杆的一端铰接在避让杆铰接座上，扭簧设置在避让杆的一端与避让杆铰接座之间；在直臂上还设置有导向座一，驱动导杆一的一端设置在避让杆上，其另外一端穿过导向座一与行程换向阀一的滚轮相接触。
[0012]优选的，所述避让杆的一端为直管，其另外一端为斜管。
[0013]优选的，在所述作业头基座上还设置有安装盒，所述地下避障液压缸和行程换向阀二设置在作业头基座上且位于安装盒内，在所述安装盒的内部且位于安装盒的一侧边上设置有导向座二，在所述地下避障液压缸的活塞杆上设置有连接板，地下避障液压缸的活塞杆穿过连接板且连接板固接在地下避障液压缸的活塞杆上，在所述安装盒的内部且位于安装盒的另外一侧边上固接有压簧连接板，在压簧连接板上设置有压簧连接杆，在压簧连接杆和穿过连接板的地下避障液压缸的活塞杆之间设置有复位压簧，即复位压簧的一端套接在穿过连接板的地下避障液压缸的活塞杆上，其另外一端套接在压簧连接杆上，在所述连接板上还设置有驱动导杆二，所述驱动导杆二的一端与连接板连接，其另外一端穿过导向座二与行程换向阀二的滚轮相接触，通过地下避障液压缸的活塞杆的动作能带动驱动导杆二沿导向座二来、回移动，从而利用驱动导杆二将行程换向阀二的滚轮压紧或松开对行程换向阀二的滚轮的压紧以对行程换向阀二进行控制。
[0014]优选的，所述压簧连接杆采用螺杆，在压簧连接杆上还设置有调节螺母，复位压簧的另外一端套接在压簧连接杆上且复位压簧的另外一端与调节螺母相接触。
[0015]优选的，在所述驱动马达的输出轴上设置有链轮一和链轮二，在松土机构的动力输入轴上和培土机构的动力输入轴上均设置有动力输入链轮，将链轮一和松土机构动力输入轴上的动力输入链轮通过链条一传动连接以及将链轮二和培土机构动力输入轴上的动力输入链轮通过链条二传动连接，从而使得驱动马达能同时给松土机构和培土机构提供转动动力。
[0016]优选的，所述松、培土作业头还包括在手动换向阀一和手动换向阀二，手动换向阀一设置在行程换向阀二与收折液压缸一相连接的油路上，通过手动换向阀一动作能控制行程换向阀二与收折液压缸一相连接的油路的断、通状态，手动换向阀二的控制油口与与收折液压缸一的油口连接；当手动换向阀一控制行程换向阀二与收折液压缸一相连接的油路处于通路状态时，手动换向阀二动作使得手动换向阀二与收折液压缸一之间的油路处于断开状态，当手动换向阀一控制行程换向阀二与收折液压缸一相连接的油路处于断开状态时，通过手动换向阀二动作使得手动换向阀二与收折液压缸一之间的油路处于通路状态，从而通过手动换向阀二控制收折液压缸一的动作。
[0017]优选的，所述支撑臂铰接在车体底盘上，在车体底盘上还铰接有收折液压缸二，在车体底盘和支撑臂之间还铰接有收折液压缸二，在收折液压缸二的活塞杆的动作下，支撑臂能以其与车体底盘之间的铰接点为圆心朝上、下来回转动。
[0018]本发明还公开一种作业方法，所述作业方法是在松、培土作业头中将松土机构和培土机构设置在直臂上，再将直臂铰接在车体底盘上的支撑臂上，然后在松、培土作业头中增设地面避障机构和地下避障机构来对松土机构和培土机构的转动方向进行控制从而实现避障作业和正常作业的；
所述地面避障机构包括:铰接在直臂上的带有扭簧的避让杆和固接在直臂上的行程换向阀一，在直臂和作业头基座之间还设置有地面避障液压缸，在地面避障液压缸的活塞杆动作下，作业头基座能以其与直臂的铰接点为圆心在水平方向上来、回转动，行程换向阀一的控制油口与地面避障液压缸的油口连接；在避让杆上还设置有驱动导杆一，避让杆位于松土机构、培土机构和行程换向阀一的前方位置从而使得当遇到地面障碍物时，避让杆能先于松土机构、培土机构和行程换向阀一与地面障碍物相接触，通过避让杆与地面障碍物相接触使得避让杆转动同时扭簧被扭转和通过避让杆与地面障碍物分离后在扭簧的回复力作用下避让杆反向转动，从而使得避让杆上的驱动导杆一能压紧行程换向阀一的滚轮或松开对行程换向阀一的滚轮的压紧来控制行程换向阀一的动作，通过行程换向阀一的动作控制地面避障液压缸动作，通过地面避障液压缸动作带动作业头基座上的松土机构和培土机构以作业头基座与连接臂之间的铰接点为圆心在水平方向上来、回转动，从而实现了松土机构和培土机构在遇到地面障碍物时能自动避让地面障碍物的避让作业以及松土机构和培土机构的正常作业；
所述地下避障