專利名稱：耕作裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在耕作工具方面的改進(jìn)，尤其是其應(yīng)用并不限于成行農(nóng)作物的耕作。
在澳大利亞小專利No.656509中公開了一種耕作裝置的新的形式。該說明書公開的是，土地耕作裝置具有一對相反旋轉(zhuǎn)的圓盤，每一個圓盤大致是水平的，但是在耕作方向上其前部高于后部。每個圓盤都設(shè)有圓周上彼此間隔開的懸掛的耕地刀片，并且被分成組，一組刀片向圓盤的旋轉(zhuǎn)方向傾斜設(shè)置，以便產(chǎn)生一向前的切割動作；第二組刀片和第一組刀片相反地傾斜，以便產(chǎn)生一向后的切割動作。該說明書也披露，每組耕地刀片設(shè)置成距離圓盤的旋轉(zhuǎn)軸心的距離不同。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)澳大利亞小專利No.656509的那種裝置并不能象在其說明書中描述的那樣滿意地使用。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供大致是在上述專利說明書中公開的那種類型的、改進(jìn)的土地耕作裝置，但是其使用有效。進(jìn)一步的較佳目的包括提供土地耕作裝置，使它能夠以比可能使用的傳統(tǒng)機械更短的時間將用于農(nóng)作物或其它秧苗播種的土地充分準(zhǔn)備好，另外避免需要使用比如犁和耙之類的不同的工具進(jìn)行多次作業(yè)，當(dāng)然也不需要使用這些工具的多臺拖拉機多次經(jīng)過土地。一個特別好的目的是提供土地耕作裝置(即，所謂的最小限度耕作機械)，它可以用來耕作被非耕作土地區(qū)分開的間隔開的行內(nèi)的土地塊，因此，只有需要種植農(nóng)作物的土地區(qū)被耕作，而不是整個土地區(qū)域。這尤其適用于比如甘蔗這樣的農(nóng)作物，當(dāng)然也適用于其它許多方面。
本發(fā)明的更好的方面和特征被所附的權(quán)利要求限定，該權(quán)利要求又包含在本說明書公開的內(nèi)容中。
因此，根據(jù)本發(fā)明和/或其最好的方面的土地耕作裝置，即使在土地區(qū)沒有事先進(jìn)行任何形式的準(zhǔn)備作業(yè)的情況下，也能夠通過該裝置的一次作業(yè)，使土地區(qū)被耕作得能準(zhǔn)備栽種農(nóng)作物。因此，不再需要為了準(zhǔn)備土地以利于種植而使用諸如犁、耙之類的不同的工具進(jìn)行長時間的多次作業(yè)。還有，也不再需要使用諸如犁、耙之類的各種不同的工具。
更進(jìn)一步的，由于耕作強烈地作用在土地或土壤上并到達(dá)一需要的深度，但是不深于該所需的深度，所以在耕作區(qū)域之下的土地狀況保持基本上不受耕作過程的影響。


圖1示出了該耕作裝置1的側(cè)視圖，用一條線表示的地面2，在工作時該裝置1從地面2上經(jīng)過。如
圖1中所示，該裝置1用于沿著從右到左的前進(jìn)方向被拖動。
圖2以從稍前的位置并向其右邊的透視圖形式示出了裝置1，圖3以分解透視圖的形式示出了該裝置，拖動裝置1的拖拉機在圖中未示出。
裝置1包括在一牽引結(jié)構(gòu)(hitch structure)5上的兩個下部安裝銷3和一個上部安裝銷4，銷子3和4適用于連接設(shè)置在大多數(shù)的農(nóng)用拖拉機上的那種標(biāo)準(zhǔn)連接裝置的協(xié)作連接機構(gòu)(co-operating link)(未示出)，一般被通稱為“三點式牽引裝置”。借助這樣的牽引裝置、安裝銷3和4，并與它們一起裝置1可以被拖拉機操作員根據(jù)需要下降、上升以及傾斜，以便與地面2接合或者脫開，并且相對地面2將裝置1正確定位。這樣的傾斜是在包含拖拉機行進(jìn)方向的一個垂直面(未示出)內(nèi)的。
牽引結(jié)構(gòu)5固定到左右基座組件6上。一橫向結(jié)構(gòu)7通過螺栓8被螺栓連接到左右基座組件6上，在橫向結(jié)構(gòu)7的中央是一齒輪箱9，齒輪箱9具有一前伸的輸入軸10，其適用于并合適地布置以通過一中間軸和萬向節(jié)(未示出)連接到在拖拉機后部的動力輸出軸。作為提供從拖拉機到安裝在三點式牽引裝置上的裝置之間的機械傳動的裝置，這樣的裝置是公知的并已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此在此不需要進(jìn)一步的描述。除了，去當(dāng)裝置1工作時輸入軸被拖拉機的發(fā)動機驅(qū)動，以及三點式牽引裝置的升高或降低并不影響該驅(qū)動。
如圖3中清楚地所示，左右輸出軸11從結(jié)構(gòu)7的各端部向下延伸并被軸承支承在其內(nèi)。每個都具有一安裝法蘭12，而安裝法蘭12通過螺栓13和螺母56被螺栓連接到兩旋轉(zhuǎn)切割組件14和15中的一個上。軸11穿過基座組件6中的開口16。
在齒輪箱9和結(jié)構(gòu)7中設(shè)有一傳動系(未示出)，它能將軸10的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閮筛S11以相反的方向(彼此相反)轉(zhuǎn)動。該傳動系用來將軸10的轉(zhuǎn)速降低到一適于旋轉(zhuǎn)切割組件14和15的速度。實際上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)組件14和15的速度在170轉(zhuǎn)/每分鐘(rpm)到210rpm的范圍內(nèi)時(使用拖拉機的調(diào)節(jié)油門裝置來改變)，可獲得裝置1的滿意的操作，但是別的速度在特定情況下是合適的。傳動系的細(xì)節(jié)在此不需要給出，因為這樣的傳動系在農(nóng)業(yè)機械和類似機械中是通用的，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來講其設(shè)計是現(xiàn)成的和公知的。
每個基座組件6用作一個旋轉(zhuǎn)切割組件14或15的蓋子，并具有一頂板51和一從頂板51懸掛的裙部52。它們能夠限制來自耕作區(qū)的土地和泥土的不需要的飛揚，并且，為了安全起見，防止意外地觸及旋轉(zhuǎn)切割組件14和15。在點53處用銷釘與每個基座組件6連接的是下部裙組件54，其在裙部52的下面向下延伸。如
圖1中清晰地所示，下部裙組件54被成形為這樣使得當(dāng)裝置1在工作時，其下部邊緣位于和地面2平行的平面內(nèi)。每個下部裙組件54包括在其前部的一柔性部分(如橡膠)57，該柔性部分有助于避免當(dāng)下部裙組件54與地面發(fā)生接觸時大的拖力，并且已令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在有草的地區(qū)工作時，其能夠限制過多的地面物質(zhì)堆積到裝置1的前部的傾向。在裝置1的后部固定到每個下部裙組件上的是一滾子組件55，其被軸承地支承以便在裝置1工作中當(dāng)其接觸地面時能夠自由轉(zhuǎn)動。每個滾子組件55具有相對其各自的基座組件6可調(diào)的高度，并具有細(xì)長件60，在使用時對耕作表面施加微小的溝紋，以便于雨水的保持。另外，滾子55對裝置1提供附加的支撐，以增加其穩(wěn)定性。
在裝置1使用時，左、右旋轉(zhuǎn)切割組件14和15分別和地面2接合，但是右組件14逆時針旋轉(zhuǎn)(從上面看)，左組件15順時針旋轉(zhuǎn)(從上面看)。如
圖1中所示，其中示出了左軸11和左旋轉(zhuǎn)切割組件15的旋轉(zhuǎn)軸線17，當(dāng)裝置1處于正常操作位置時，旋轉(zhuǎn)軸線17被保持在和垂直方向成一小的角度，以便對于組件15的任一部分，當(dāng)該部分旋轉(zhuǎn)到最后的位置時均低于當(dāng)其旋轉(zhuǎn)到最前位置時的高度。這也同樣適用于右組件14和它的軸11。軸線17的相對垂直方向的角度可以改變，以適于土地的類型和條件，在裝置1中被設(shè)定為8°。該角度最好在5°到20°的范圍內(nèi)。
特別地，圖6和圖7示出了左旋轉(zhuǎn)切割組件15的一最佳形式。右旋轉(zhuǎn)組件14是左旋轉(zhuǎn)切割組件的鏡像，但是其它方面相同，所以只對左組件15進(jìn)行詳細(xì)地描述。組件15包括一具有不規(guī)則六邊形形狀的板18，具有固定在其上(例如通過焊接)的一個中心圓環(huán)19，并且左安裝法蘭12被安放到該中心圓環(huán)19內(nèi)，以使板18相對于法蘭12定位。
板18具有六個角，三個角20比剩下的三個角21在徑向上更加遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線17，角20和21環(huán)繞板18的周邊交替設(shè)置。一工具固定架22在每個角20和21處螺栓連接到板18上，每個固定架22具有螺栓連接到板18上的第一板狀部分23和焊接到第一板狀部分23徑向外端的第二垂直板狀部分24。相同設(shè)計的固定架22用在工具25和26上。在組件15上的所有工具25被安裝在距離軸線17的一個半徑處，在組件15上的所有工具26被安裝在另一個較大的半徑處。在組件15上的每個工具25沿周向位于兩個工具26之間。三個工具25形成最里的第一組工具，三個工具26形成最外的第二組工具。
固定架22的垂直板狀部分24適用于使兩種耕地工具25和26的其中任一種的頂端可以螺栓連接到其上面。設(shè)置兩個間隔開的螺栓27用來將每個固定架22的板狀部分23連接到板18上，并且類似地，兩個間隔開的螺栓28將耕地工具25和26的每一個連接到它們各自的垂直板狀部分24上。每對螺栓28中靠下的一個具有小于靠上一個的直徑，因此其設(shè)計成先于靠上的一個螺栓截斷之前被截斷，以便在裝置1工作期間，如果相應(yīng)的工具25或26撞擊一不能移動的障礙物(比如一大石塊)，使相應(yīng)的耕地工具25或26可以繞著靠上的螺栓28旋轉(zhuǎn)。還有，傳動系可以包括一個或更多的剪切安全銷或其它的弱鍵(weak link)，這些安全銷或弱鍵被設(shè)計成當(dāng)組件14或15中的任一個經(jīng)受過大的阻抗力矩時它們就破壞，而不是在此情況下使得被力矩作用的組件14或15毀壞。
每個工具固定架22的板狀部分23具有一對螺栓孔29，它和板18中的類似孔(未示出)一致，以適當(dāng)?shù)匕褜⒁B接到固定架22上的耕地工具25或26定位。和螺栓27配合的螺母被凹座在板狀部分23上的六邊形凹坑內(nèi)，從而將任何妨礙減到最小并且在工作時保護其頭部不與泥土物質(zhì)接觸，以便螺栓27能夠用單個扳手被擰緊。相似地，板狀部分23在其前側(cè)具有一錐形楔狀的造型30，在使用期間通過將泥土略微向上轉(zhuǎn)移，從而使經(jīng)過固定架22的任何泥土物質(zhì)能容易地經(jīng)過。垂直的板狀部分24也包括和螺栓孔29類似的形成的一對螺栓孔31，即和螺栓28配對的螺母是凹座的，但是適用于與在耕地工具25和26的頂部上的孔32相配。
圖9到14示出了兩種工具中的一種，即工具25。從圖6和7中可以清楚地看出，工具25在板18的角21處被固定到固定架22上，也就是說在比角20半徑較小的那些角處。
每個耕地工具25包括一上部連接端33，一向下懸掛支撐臂34和一位于其下端的主切削刃35。主切削刃35方便地形成在一可更換的靴部36上，靴部36通過一固定銷37或類似件能夠可拆卸地固定到支撐臂34上面。每個主切削刃35具有一向上延伸的鑿子狀的表面38，在使用中，主切削刃35從工具25的下部末端(最好是一點)39向上、向后、向外延伸--參看圖7，所示的一條線40被畫出作為主切削刃35的延伸。前述的主切削刃35的“方向”是相對組件15的旋轉(zhuǎn)的前進(jìn)方向而言的，并且是相對于當(dāng)組件15旋轉(zhuǎn)時，由工具25的下部末端39穿過的一條圓周線而言的。顯然，在圖9到14中，支撐臂34是彎曲的，以便對組件15的旋轉(zhuǎn)的前進(jìn)方向呈現(xiàn)一凹側(cè)。支撐臂34最好在其一側(cè)具有鑿形表面44，從而具有向下朝著支撐臂34的下部末端延伸的次切削刃41。如
圖13和14中所示，支撐臂34在橫向方向(即關(guān)于穿越土地的工具25的預(yù)期的行進(jìn)方向)上略微彎曲，以便當(dāng)它穿過它的曲線路徑通過土壤時，臂34的后部不會拖長由次切削刃41造成的切口的一側(cè)。
圖8示出了兩種耕地工具中的另一個，即在固定架22上的工具26。在下面這種意義上，工具26在各個方面是工具25的一個鏡像，即，原則上，把工具25和26通過穿過它們各自靠上的孔32的一個螺栓和穿過它們各自靠下的孔32的一個螺栓而連接起來，然后在連接的工具25和26之間的中間處會有一個對稱面。(這樣的一個結(jié)構(gòu)沒有實際意義，但是以一種簡單的方式示出了工具25和26的相反的左右手的關(guān)系)。從圖6和7可以清楚看出，工具26在板18的角20處被固定到固定架22上，即那些半徑大于角21的角上。每個工具26具有一對應(yīng)于每一工具25的切削刃35的主切削刃42，并且當(dāng)安裝到組件15上時，其向上、向后、向內(nèi)延伸。這在圖7中被一條畫作工具26的主切削刃42的延伸線的線43示出。組件15的工具25的鑿形表面44從次切削刃41向后延伸且面向外，組件15的工具26的鑿形表面45和工具25的鑿形表面44一致，并從次切削刃46向后延伸且面向內(nèi)。
裝置1的前進(jìn)運動和旋轉(zhuǎn)切割組件14和15的旋轉(zhuǎn)運動結(jié)合的結(jié)果是，將耕地工具攪動土壤和土地耕作的能力提高到一較高的水平。對于給定的土地條件，通過通常的試驗和修正誤差(trial and error)，一般能夠發(fā)現(xiàn)前進(jìn)速度和旋轉(zhuǎn)速度的滿意的組合。
在組件15的旋轉(zhuǎn)過程中，支撐臂34和次切削刃41的形狀傾向于將地面2上的草木(未示出)向下拉并斬碎。工具26用于以相同的方式動作，這樣的草木可以被切得很細(xì)并在被分布在整個耕作的土地上。工具25和26的背面47和48都是基本平的。
如圖7中所示，在板18上的固定架22的偏心步置，是考慮到工具25和26的不同半徑和這樣的事實工具25的上部連接末端33和相應(yīng)的工具26的上部連接末端49被周向地故意設(shè)計在它們各自的點39和50的前面。然而，應(yīng)該注意，點39和50沿著組件15的周邊基本上是等間距的。
組件25和26彼此是鏡像的事實的的重要結(jié)果是，僅僅需要這兩種工具形式用于左右手似的一對旋轉(zhuǎn)切割組件的結(jié)構(gòu)，比如14和15。特別的，一個工具25被用作左組件15上的一個較小半徑的工具，或者用作右旋轉(zhuǎn)切割組件14上的一個較大半徑的工具；一個工具26被用作左組件15上的一個較大半徑的工具，或者用作右旋轉(zhuǎn)切割組件14上的一個較小半徑的工具。
可以理解，由土地施加到兩個旋轉(zhuǎn)切割組件14和15上的反作用力矩傾向于至少近似地彼此抵消掉。為此原因，在根據(jù)本發(fā)明的具有多個旋轉(zhuǎn)切割組件的耕作裝置中，最好該組件是一偶數(shù)，并且被分成幾對旋轉(zhuǎn)方向相反的組件。
權(quán)利要求
1.土地耕作裝置，包括一支撐至少一個旋轉(zhuǎn)切割組件的機架，該旋轉(zhuǎn)切割組件具有多個環(huán)繞旋轉(zhuǎn)支撐件的周邊區(qū)域間隔開的耕地工具，該旋轉(zhuǎn)支撐件被安裝成能夠繞著中心的豎直旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，每個所述的耕地工具從所述的支撐件向下懸掛，并且具有一從其下部和土地接合的末端向上、向后延伸的主切削刃，所述的耕地工具被布置分成組，第一個所述的組的每一個所述耕地工具的主切削刃相對于被所述第一組的耕地工具的下部和土地接合的末端穿過的圓周線還向外延伸，在第二所述組的耕地工具中，其主切削刃相對于被所述第二組的耕地工具下部和土地接合的末端穿過的圓周線還徑向向內(nèi)延伸，所述的第二組耕地工具的主切削刃的下部和土地接合的末端被定位成距離中心豎直軸線的徑向距離大于所述第一組耕地工具的主切削刃的下部和土地接合的末端的徑向距離，所述的中心旋轉(zhuǎn)軸線相對于土地耕作裝置運動的前進(jìn)方向傾斜，從而旋轉(zhuǎn)支撐件的前部總是保持在高于其后部的一個高度上。
2.如權(quán)利要求1所述的土地耕作裝置，其特征在于，一個鑿形表面從每個所述的主切削刃向上和向后延伸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的土地耕作裝置，其特征在于，每個所述的耕地工具的下部和土地接合的末端是一尖端。
4.如權(quán)利要求1-3中任一所述的土地耕作裝置，其特征在于，每個所述的耕地工具包括一從所述的旋轉(zhuǎn)支撐件向下延伸到所述的主切削刃的支撐臂，當(dāng)沿徑向看時，所述的支撐臂彎曲，相對于所述的旋轉(zhuǎn)支撐件環(huán)繞所述中心豎直軸線的旋轉(zhuǎn)方向呈現(xiàn)一向前的凹側(cè)。
5.如權(quán)利要求4所述的土地耕作裝置，其特征在于，所述的支撐臂包括沿著其長度的至少一部分的次切削刃，所述的次切削刃，當(dāng)耕地工具是所述第一組中的一個時具有從其上向后、向外延伸的表面，而當(dāng)在耕地工具是所述第二組中的一個時具有從其上向后、向內(nèi)延伸的表面。
6.如權(quán)利要求5所述的土地耕作裝置，其特征在于，當(dāng)從上面看時，所述的第二組耕地工具的支撐臂是彎曲的，以致其凹側(cè)面向徑向向內(nèi)。
7.如權(quán)利要求5或6所述的土地耕作裝置，其特征在于，當(dāng)從上面看時，每個所述的第一組耕地工具的支撐臂是彎曲的，以致其凹側(cè)面向徑向向外。
8.如權(quán)利要求1-7中任一所述的土地耕作裝置，其特征在于，所述的第一和第二組耕地工具被設(shè)置成相鄰成對出現(xiàn)。
9.如權(quán)利要求8所述的土地耕作裝置，其特征在于，在所述的第一和第二組的每一組中都有三個耕地工具。
10.如權(quán)利要求1-9中任一所述的土地耕作裝置，其特征在于，旋轉(zhuǎn)支撐件被設(shè)定以170rpm到210rpm之間的一個速度旋轉(zhuǎn)。
11.如權(quán)利要求1-10中任一所述的土地耕作裝置，其特征在于，中心豎直的旋轉(zhuǎn)軸線從垂直方向傾斜5°到20°，最好是8°。
12.如權(quán)利要求1-11中任一所述的土地耕作裝置，其特征在于，每個所述的第一組耕地工具是每個所述的第二組耕地工具一個鏡像。
13.如權(quán)利要求1-12中任一所述的土地耕作裝置，其特征在于，設(shè)置至少兩個彼此橫向間隔開的所述旋轉(zhuǎn)支撐件，并且將它們設(shè)定成以相反的方向旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
包括至少一個旋轉(zhuǎn)切割組件的土地耕作裝置,旋轉(zhuǎn)切割組件具有多個環(huán)繞旋轉(zhuǎn)支撐件(18)的周邊區(qū)域間隔開的耕地工具(25,26),該旋轉(zhuǎn)支撐件被安裝成能夠繞著中心豎直旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。所述的工具(25,26)從所述的支撐件(18)向下懸掛,并被分成第一和第二組,每個所述的第一組耕地工具(25)具有從下部和土地接合的末端向上、向后和向外延伸的主切削刃,每個所述的第二組耕地工具(26)具有從下部和土地接合的末端向上、向后和向內(nèi)延伸的主切削刃。所述的第一組工具(25)的下部和土地接合的末端距離軸線的徑向距離小于第二組工具(26)的下部和土地接合的末端的徑向距離。旋轉(zhuǎn)軸線相對該裝置運動的前進(jìn)方向傾斜,從而支撐件(18)的前部總是保持高于其后部。
文檔編號A01B33/06GK1378421SQ00813908
公開日2002年11月6日 申請日期2000年9月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月6日
發(fā)明者約翰·R·威爾金森 申請人:威爾金森斯鍛工控股公司