一种具有仿形功能的草地破土切根机的制作方法

本发明属于草地机械化改良技术领域，具体涉及一种具有仿形功能的草地破土切根机。

背景技术：

我国的草地资源丰富，其总量和人均占有量均达到了其他土地资源的首位。但据大致估计，目前我国约有56.5％的草地已退化。我国草地环境现状亟需改善，这也是实现可持续发展的关键。作为我国典型草原和草甸草原的主要优势牧草，羊草近年来产草量逐渐下降。羊草草地的土壤通透性变差，含水量减少，孔隙度下降，使得具有很强的无性更新能力的羊草的繁殖受到了限制。

近年来我国一些学者在不断探寻草地改良的方法，王德成等发明了一种羊草草地机械化破土切根复壮促生新技术，创新了草地低扰动、无翻垡、不扬沙的机械化耕作技术。但基于此原理的切根机仍存在一定的问题：如9QP-830型草地破土切根机在草地上工作时，其轴容易弯曲变形，切根刀易损毁。切根刀轴采用的是通轴传动的方式，切根刀不能做到仿形的效果。当地面不平整时，切根刀某一个刀盘所受土壤的作用力增大，刀盘对刀轴的力也增大，则容易造成轴的弯曲变形，进而使得切根刀与地面不能形成垂直关系，这样产生的倾角使切根刀受到径向和侧向力的共同作用，不仅会影响切根效果，增大与土壤阻力；更有可能造成切根刀损毁，会影响到刀具寿命与整机的稳定性。因此需要将草地破土切根机的切根机构设计为单体仿形，提高机具的切根效果。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种具有仿形功能的草地破土切根机，它能够克服草场凹凸不平条件下，改良机械作业造成的刀轴弯曲、切根刀损毁和切根深度不一致的问题，其在单体仿形机构的作用下，切根单体各自随地形进行单体仿形，可以有效改变切根刀的高度，减少草地对切根刀的损毁，同时可以保证切根深度的一致性。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种具有仿形功能的草地破土切根机，包括机架和传动机构，其中，所述机架包括三点悬挂机构101、上横梁102、下横梁103和侧板104，上横梁102和下横梁103的两端分别与侧板104固定连接，上横梁102上固接三点悬挂机构101，并通过三点悬挂机构101与拖拉机后端固定连接；

所述传动机构包括切根刀轴301、切根链轮302、主轴303、链条304、主轴链轮305、变速箱306、张紧装置307、连接套筒308和主轴支撑架309，其中，变速箱306固定在上横梁102上，变速箱306的输入轴与拖拉机后端的后输出轴连接，变速箱306的输出轴与主轴303连接，主轴303的两端与侧板104转动连接；主轴303上设有多个主轴链轮305，切根刀轴301上设有多个切根链轮302，主轴链轮305与相对应的切根链轮302通过链条304连接，张紧装置307固接在第四连接架405上；

主轴支撑架309包括两个竖板，主轴支撑架309竖板的下端与下横梁103固接，主轴303穿过竖板的上端并与其转动连接，主轴支撑架309的两个竖板之间的主轴303上设有连接套筒308；

所述机架上布置多个单体切根单元；

单体切根单元包括仿形机构、切根破土机构以及限深机构；

所述仿形机构包括仿形导杆407、连接盖408、调节螺母409、仿形弹簧410、连接垫片406、第一连接套管401、第一连接架402、第二连接架403、第三连接架404、第四连接架405和第五连接架411；

第一连接套管401通过“U”形卡固定在下横梁103上，第一连接架402的一端通过连接销与第一连接套管401套接，另一端通过第一连接销414与第二连接架403铰接；第三连接架404套在第二连接架403上，第三连接架404上端与第二连接架403上端之间具有运动空间，第三连接架404与第二连接架403可进行相对运动；连接垫片406布置在第三连接架404上端，连接垫片406和第三连接架404的中心均具有孔，仿形导杆407穿过连接垫片406和第三连接架404中心的孔延伸到第三连接架404内，仿形导杆407的下端与第二连接架403上端固接，仿形导杆407的上端从下至上依次设有连接盖408和调节螺母409，连接盖408与连接垫片406之间布置有仿形弹簧410，仿形弹簧410上端与连接盖408固接，下端与连接垫片406固接；

两个第四连接架405的一端分别固接在连接套筒308的两端，第四连接架405的另一端套设在切根刀轴301上，第五连接架411固接在两个第四连接架405之间，第六连接架412的一侧与第五连接架411固接，另一端通过第二连接销415与第三连接架404转动连接；

所述切根破土机构包括切根刀盘202和切根刀201，切根刀盘202上均匀布置多个切根刀201；切根刀盘202套在切根刀轴301上并与切根刀轴301固接；

所述限深机构包括限深轮支架503、限深轮轴502和限深轮501，限深轮支架503固定在其中一个第四连接架405下端的外侧，限深轮轴502一端与限深轮支架503轴连接，另一端与限深轮501固定连接。

第二连接架403下端固接有罩片413。

本发明的有益效果在于：

1、本发明具有仿形功能的草地破土切根机在单体仿形机构的作用下，根据草地的平整度进行切根作业，可以有效调节每个切根刀的入土深度，避免草地对切根刀的损毁，同时可以保证切根深度的一致性。当草地出现凹陷情况时，切根刀盘和切根刀高度下降，仿形弹簧的压缩量减小，从而完成仿形工作；当草地出现凸起情况时，切根刀盘和切根刀高度上升，仿形弹簧的压缩量增加，从而完成仿形工作。

2、单体限深机构的限深轮与切根刀同轴线布置，充分发挥了限深轮的限深功能和限深效果。

附图说明

图1是本发明的具有仿形功能的草地破土切根机的结构示意图；

图2是本发明的单体切根单元的结构示意图；

图3是本发明的切根破土机构以及限深机构的结构示意图；

图4本发明的单体切根单元(省略了罩片413和一侧的第四连接架405)的结构示意图。

附图标记

101 三点悬挂机构 102 上横梁

103 下横梁 104 侧板

201 切根刀 202 切根刀盘

301 切根刀轴 302 切根链轮

303 主轴 304 链条

305 主轴链轮 306 变速箱

307 张紧装置 308 连接套筒

309 主轴支撑架

401 第一连接套管 402 第一连接架

403 第二连接架 404 第三连接架

405 第四连接架 406 连接垫片

407 仿形导杆 408 连接盖

409 调节螺母 410 仿形弹簧

411 第五连接架 412 第六连接架

413 罩片 414 第一连接销

415 第二连接销 501 限深轮

502 限深轮轴 503 限深轮支架

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

如图1所示，本发明的一种具有仿形功能的草地破土切根机包括机架、传动机构、单体切根单元。

如图1～图3所示，所述机架包括三点悬挂机构101、上横梁102、下横梁103和侧板104，上横梁102和下横梁103的两端分别与侧板104固定连接，上横梁102上固接三点悬挂机构101，并通过三点悬挂机构101与拖拉机后端固定连接。

所述传动机构包括切根刀轴301、切根链轮302、主轴303、链条304、主轴链轮305、变速箱306、张紧装置307、连接套筒308和主轴支撑架309，其中，变速箱306固定在上横梁102上，变速箱306的输入轴与拖拉机后端的后输出轴连接，由拖拉机提供动力，变速箱306的输出轴与主轴303连接，主轴303的两端与侧板104转动连接；主轴303上设有多个主轴链轮305，切根刀轴301上设有多个切根链轮302，主轴链轮305与相对应的切根链轮302通过链条304连接。张紧装置307固接在第四连接架405上。通过张紧装置307保证链条304处于张紧状态，从而保证传动系统的正常运行。

主轴支撑架309包括两个竖板。主轴支撑架309竖板的下端与下横梁103固接，主轴303穿过竖板的上端并与其转动连接。主轴支撑架309的两个竖板之间的主轴303上设有连接套筒308。优选地，主轴支撑架309的两个竖板之间、连接套筒308的下方设有横梁。

所述机架上布置多个单体切根单元。

单体切根单元包括仿形机构、切根破土机构以及限深机构。

如图2、图4所示，所述仿形机构包括仿形导杆407、连接盖408、调节螺母409、仿形弹簧410、连接垫片406、第一连接套管401、第一连接架402、第二连接架403、第三连接架404、第四连接架405和第五连接架411。

第一连接套管401通过“U”形卡固定在下横梁103上，第一连接架402的一端通过连接销与第一连接套管401套接，另一端通过第一连接销414与第二连接架403铰接；第三连接架404套在第二连接架403上，第三连接架404上端与第二连接架403上端之间具有运动空间，第三连接架404与第二连接架403可进行相对运动；第二连接架403下端固接有罩片413。连接垫片406布置在第三连接架404上端，连接垫片406和第三连接架404的中心均具有孔，仿形导杆407穿过连接垫片406和第三连接架404中心的孔延伸到第三连接架404内，仿形导杆407的下端与第二连接架403上端固接，连接垫片406和第三连接架404可以沿着仿形导杆407上下运动。仿形导杆407的上端从下至上依次设有连接盖408和调节螺母409，连接盖408与连接垫片406之间布置有仿形弹簧410。仿形弹簧410上端与连接盖408固接，下端与连接垫片406固接。

两个第四连接架405的一端分别固接在连接套筒308的两端，第四连接架405的另一端套设在切根刀轴301上，第五连接架411固接在两个第四连接架405之间，第六连接架412的一侧与第五连接架411固接，另一端通过第二连接销415与第三连接架404转动连接。

所述切根破土机构包括切根刀盘202和切根刀201，切根刀盘202上均匀布置多个切根刀201；切根刀盘202套在切根刀轴301上并与切根刀轴301固接，通过切根刀轴301的转动带动切根刀盘202转动。

所述限深机构包括限深轮支架503、限深轮轴502和限深轮501，限深轮支架503固定在其中一个第四连接架405下端的外侧，限深轮轴502一端与限深轮支架503轴连接，另一端与限深轮501固定连接，限深轮501与切根刀201采用同轴线布置的方式，充分发挥了限深轮501的限深功能和限深效果。

本发明的具有仿形功能的草地破土切根机的工作过程如下：

本发明的具有仿形功能的草地破土切根机通过三点悬挂机构101与拖拉机进行连接，变速箱306的输入轴与拖拉机后端的后输出轴固定连接，拖拉机后端的后输出轴输入动力，经变速箱306传递到主轴303，安装在主轴303上的主动链轮305通过链条304与安装在切根刀轴301上的切根链轮302进行链条传动，从而带动固接于切根刀轴301的切根刀盘202旋转，切根刀201高速旋转切断亚表层羊草横走根茎，从而完成切根工作。

如图4所示，同时仿形机构通过仿形弹簧410自动调节切根刀盘202的高度：当草地出现凹陷情况时，切根刀盘202和切根刀201高度下降，带动第四连接架405的后端下降，引起第四连接架404围绕第二连接销415逆时针转动，进而引起第二连接架403绕第一连接销414逆时针转动，第二连接架403相对于第三连接架404向下运动，仿形弹簧410的压缩量减小，即弹簧变短，从而完成仿形工作；当草地出现凸起情况时，切根刀盘202和切根刀201高度上升，第四连接架405的后端上升，引起第四连接架405围绕第二连接销415顺时针转动，进而引起第二连接架403围绕第一连接销414顺时针运动，第二连接架403相对于第三连接架404向上运动，仿形弹簧410的压缩量增加，即弹簧变长，从而完成仿形工作。

仿形弹簧410可以保证切根刀201始终与地表接触。通过调节螺母409的旋入程度可以改变仿形弹簧410的压缩量，从而控制切根刀201的切割力的大小。当土壤坚硬时，增加调节螺母409的旋入深度以增加仿形弹簧410的压力；当土壤松软时，减小调节螺母409的旋入深度以减少仿形弹簧410的压力。此外，当遇到障碍物时，切根刀201可通过仿形弹簧410来进行自动调节，减小对刀片的损毁。该仿形机构能够保证切根机构随地表的起伏进行灵活调节，保证切根深度的一致性。