专利名称：耕作装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在耕作工具方面的改进，尤其是其应用并不限于成行农作物的耕作。
在澳大利亚小专利No.656509中公开了一种耕作装置的新的形式。该说明书公开的是，土地耕作装置具有一对相反旋转的圆盘，每一个圆盘大致是水平的，但是在耕作方向上其前部高于后部。每个圆盘都设有圆周上彼此间隔开的悬挂的耕地刀片，并且被分成组，一组刀片向圆盘的旋转方向倾斜设置，以便产生一向前的切割动作；第二组刀片和第一组刀片相反地倾斜，以便产生一向后的切割动作。该说明书也披露，每组耕地刀片设置成距离圆盘的旋转轴心的距离不同。已经发现，根据澳大利亚小专利No.656509的那种装置并不能象在其说明书中描述的那样满意地使用。
因此，本发明的一个目的是提供大致是在上述专利说明书中公开的那种类型的、改进的土地耕作装置，但是其使用有效。进一步的较佳目的包括提供土地耕作装置，使它能够以比可能使用的传统机械更短的时间将用于农作物或其它秧苗播种的土地充分准备好，另外避免需要使用比如犁和耙之类的不同的工具进行多次作业，当然也不需要使用这些工具的多台拖拉机多次经过土地。一个特别好的目的是提供土地耕作装置(即，所谓的最小限度耕作机械)，它可以用来耕作被非耕作土地区分开的间隔开的行内的土地块，因此，只有需要种植农作物的土地区被耕作，而不是整个土地区域。这尤其适用于比如甘蔗这样的农作物，当然也适用于其它许多方面。
本发明的更好的方面和特征被所附的权利要求限定，该权利要求又包含在本说明书公开的内容中。
因此，根据本发明和/或其最好的方面的土地耕作装置，即使在土地区没有事先进行任何形式的准备作业的情况下，也能够通过该装置的一次作业，使土地区被耕作得能准备栽种农作物。因此，不再需要为了准备土地以利于种植而使用诸如犁、耙之类的不同的工具进行长时间的多次作业。还有，也不再需要使用诸如犁、耙之类的各种不同的工具。
更进一步的，由于耕作强烈地作用在土地或土壤上并到达一需要的深度，但是不深于该所需的深度，所以在耕作区域之下的土地状况保持基本上不受耕作过程的影响。
图1示出了该耕作装置1的侧视图，用一条线表示的地面2，在工作时该装置1从地面2上经过。如
图1中所示，该装置1用于沿着从右到左的前进方向被拖动。
图2以从稍前的位置并向其右边的透视图形式示出了装置1，图3以分解透视图的形式示出了该装置，拖动装置1的拖拉机在图中未示出。
装置1包括在一牵引结构(hitch structure)5上的两个下部安装销3和一个上部安装销4，销子3和4适用于连接设置在大多数的农用拖拉机上的那种标准连接装置的协作连接机构(co-operating link)(未示出)，一般被通称为“三点式牵引装置”。借助这样的牵引装置、安装销3和4，并与它们一起装置1可以被拖拉机操作员根据需要下降、上升以及倾斜，以便与地面2接合或者脱开，并且相对地面2将装置1正确定位。这样的倾斜是在包含拖拉机行进方向的一个垂直面(未示出)内的。
牵引结构5固定到左右基座组件6上。一横向结构7通过螺栓8被螺栓连接到左右基座组件6上，在横向结构7的中央是一齿轮箱9，齿轮箱9具有一前伸的输入轴10，其适用于并合适地布置以通过一中间轴和万向节(未示出)连接到在拖拉机后部的动力输出轴。作为提供从拖拉机到安装在三点式牵引装置上的装置之间的机械传动的装置，这样的装置是公知的并已经标准化，因此在此不需要进一步的描述。除了，去当装置1工作时输入轴被拖拉机的发动机驱动，以及三点式牵引装置的升高或降低并不影响该驱动。
如图3中清楚地所示，左右输出轴11从结构7的各端部向下延伸并被轴承支承在其内。每个都具有一安装法兰12，而安装法兰12通过螺栓13和螺母56被螺栓连接到两旋转切割组件14和15中的一个上。轴11穿过基座组件6中的开口16。
在齿轮箱9和结构7中设有一传动系(未示出)，它能将轴10的旋转转变为两根轴11以相反的方向(彼此相反)转动。该传动系用来将轴10的转速降低到一适于旋转切割组件14和15的速度。实际上，已经发现，当组件14和15的速度在170转/每分钟(rpm)到210rpm的范围内时(使用拖拉机的调节油门装置来改变)，可获得装置1的满意的操作，但是别的速度在特定情况下是合适的。传动系的细节在此不需要给出，因为这样的传动系在农业机械和类似机械中是通用的，对本领域技术人员来讲其设计是现成的和公知的。
每个基座组件6用作一个旋转切割组件14或15的盖子，并具有一顶板51和一从顶板51悬挂的裙部52。它们能够限制来自耕作区的土地和泥土的不需要的飞扬，并且，为了安全起见，防止意外地触及旋转切割组件14和15。在点53处用销钉与每个基座组件6连接的是下部裙组件54，其在裙部52的下面向下延伸。如
图1中清晰地所示，下部裙组件54被成形为这样使得当装置1在工作时，其下部边缘位于和地面2平行的平面内。每个下部裙组件54包括在其前部的一柔性部分(如橡胶)57，该柔性部分有助于避免当下部裙组件54与地面发生接触时大的拖力，并且已令人惊奇地发现，当在有草的地区工作时，其能够限制过多的地面物质堆积到装置1的前部的倾向。在装置1的后部固定到每个下部裙组件上的是一滚子组件55，其被轴承地支承以便在装置1工作中当其接触地面时能够自由转动。每个滚子组件55具有相对其各自的基座组件6可调的高度，并具有细长件60，在使用时对耕作表面施加微小的沟纹，以便于雨水的保持。另外，滚子55对装置1提供附加的支撑，以增加其稳定性。
在装置1使用时，左、右旋转切割组件14和15分别和地面2接合，但是右组件14逆时针旋转(从上面看)，左组件15顺时针旋转(从上面看)。如
图1中所示，其中示出了左轴11和左旋转切割组件15的旋转轴线17，当装置1处于正常操作位置时，旋转轴线17被保持在和垂直方向成一小的角度，以便对于组件15的任一部分，当该部分旋转到最后的位置时均低于当其旋转到最前位置时的高度。这也同样适用于右组件14和它的轴11。轴线17的相对垂直方向的角度可以改变，以适于土地的类型和条件，在装置1中被设定为8°。该角度最好在5°到20°的范围内。
特别地，图6和图7示出了左旋转切割组件15的一最佳形式。右旋转组件14是左旋转切割组件的镜像，但是其它方面相同，所以只对左组件15进行详细地描述。组件15包括一具有不规则六边形形状的板18，具有固定在其上(例如通过焊接)的一个中心圆环19，并且左安装法兰12被安放到该中心圆环19内，以使板18相对于法兰12定位。
板18具有六个角，三个角20比剩下的三个角21在径向上更加远离旋转轴线17，角20和21环绕板18的周边交替设置。一工具固定架22在每个角20和21处螺栓连接到板18上，每个固定架22具有螺栓连接到板18上的第一板状部分23和焊接到第一板状部分23径向外端的第二垂直板状部分24。相同设计的固定架22用在工具25和26上。在组件15上的所有工具25被安装在距离轴线17的一个半径处，在组件15上的所有工具26被安装在另一个较大的半径处。在组件15上的每个工具25沿周向位于两个工具26之间。三个工具25形成最里的第一组工具，三个工具26形成最外的第二组工具。
固定架22的垂直板状部分24适用于使两种耕地工具25和26的其中任一种的顶端可以螺栓连接到其上面。设置两个间隔开的螺栓27用来将每个固定架22的板状部分23连接到板18上，并且类似地，两个间隔开的螺栓28将耕地工具25和26的每一个连接到它们各自的垂直板状部分24上。每对螺栓28中靠下的一个具有小于靠上一个的直径，因此其设计成先于靠上的一个螺栓截断之前被截断，以便在装置1工作期间，如果相应的工具25或26撞击一不能移动的障碍物(比如一大石块)，使相应的耕地工具25或26可以绕着靠上的螺栓28旋转。还有，传动系可以包括一个或更多的剪切安全销或其它的弱键(weak link)，这些安全销或弱键被设计成当组件14或15中的任一个经受过大的阻抗力矩时它们就破坏，而不是在此情况下使得被力矩作用的组件14或15毁坏。
每个工具固定架22的板状部分23具有一对螺栓孔29，它和板18中的类似孔(未示出)一致，以适当地把将要连接到固定架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状部分23上的六边形凹坑内，从而将任何妨碍减到最小并且在工作时保护其头部不与泥土物质接触，以便螺栓27能够用单个扳手被拧紧。相似地，板状部分23在其前侧具有一锥形楔状的造型30，在使用期间通过将泥土略微向上转移，从而使经过固定架22的任何泥土物质能容易地经过。垂直的板状部分24也包括和螺栓孔29类似的形成的一对螺栓孔31，即和螺栓28配对的螺母是凹座的，但是适用于与在耕地工具25和26的顶部上的孔32相配。
图9到14示出了两种工具中的一种，即工具25。从图6和7中可以清楚地看出，工具25在板18的角21处被固定到固定架22上，也就是说在比角20半径较小的那些角处。
每个耕地工具25包括一上部连接端33，一向下悬挂支撑臂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换的靴部36上，靴部36通过一固定销37或类似件能够可拆卸地固定到支撑臂34上面。每个主切削刃35具有一向上延伸的凿子状的表面38，在使用中，主切削刃35从工具25的下部末端(最好是一点)39向上、向后、向外延伸--参看图7，所示的一条线40被画出作为主切削刃35的延伸。前述的主切削刃35的“方向”是相对组件15的旋转的前进方向而言的，并且是相对于当组件15旋转时，由工具25的下部末端39穿过的一条圆周线而言的。显然，在图9到14中，支撑臂34是弯曲的，以便对组件15的旋转的前进方向呈现一凹侧。支撑臂34最好在其一侧具有凿形表面44，从而具有向下朝着支撑臂34的下部末端延伸的次切削刃41。如
图13和14中所示，支撑臂34在横向方向(即关于穿越土地的工具25的预期的行进方向)上略微弯曲，以便当它穿过它的曲线路径通过土壤时，臂34的后部不会拖长由次切削刃41造成的切口的一侧。
图8示出了两种耕地工具中的另一个，即在固定架22上的工具26。在下面这种意义上，工具26在各个方面是工具25的一个镜像，即，原则上，把工具25和26通过穿过它们各自靠上的孔32的一个螺栓和穿过它们各自靠下的孔32的一个螺栓而连接起来，然后在连接的工具25和26之间的中间处会有一个对称面。(这样的一个结构没有实际意义，但是以一种简单的方式示出了工具25和26的相反的左右手的关系)。从图6和7可以清楚看出，工具26在板18的角20处被固定到固定架22上，即那些半径大于角21的角上。每个工具26具有一对应于每一工具25的切削刃35的主切削刃42，并且当安装到组件15上时，其向上、向后、向内延伸。这在图7中被一条画作工具26的主切削刃42的延伸线的线43示出。组件15的工具25的凿形表面44从次切削刃41向后延伸且面向外，组件15的工具26的凿形表面45和工具25的凿形表面44一致，并从次切削刃46向后延伸且面向内。
装置1的前进运动和旋转切割组件14和15的旋转运动结合的结果是，将耕地工具搅动土壤和土地耕作的能力提高到一较高的水平。对于给定的土地条件，通过通常的试验和修正误差(trial and error)，一般能够发现前进速度和旋转速度的满意的组合。
在组件15的旋转过程中，支撑臂34和次切削刃41的形状倾向于将地面2上的草木(未示出)向下拉并斩碎。工具26用于以相同的方式动作，这样的草木可以被切得很细并在被分布在整个耕作的土地上。工具25和26的背面47和48都是基本平的。
如图7中所示，在板18上的固定架22的偏心步置，是考虑到工具25和26的不同半径和这样的事实工具25的上部连接末端33和相应的工具26的上部连接末端49被周向地故意设计在它们各自的点39和50的前面。然而，应该注意，点39和50沿着组件15的周边基本上是等间距的。
组件25和26彼此是镜像的事实的的重要结果是，仅仅需要这两种工具形式用于左右手似的一对旋转切割组件的结构，比如14和15。特别的，一个工具25被用作左组件15上的一个较小半径的工具，或者用作右旋转切割组件14上的一个较大半径的工具；一个工具26被用作左组件15上的一个较大半径的工具，或者用作右旋转切割组件14上的一个较小半径的工具。
可以理解，由土地施加到两个旋转切割组件14和15上的反作用力矩倾向于至少近似地彼此抵消掉。为此原因，在根据本发明的具有多个旋转切割组件的耕作装置中，最好该组件是一偶数，并且被分成几对旋转方向相反的组件。
权利要求
1.土地耕作装置，包括一支撑至少一个旋转切割组件的机架，该旋转切割组件具有多个环绕旋转支撑件的周边区域间隔开的耕地工具，该旋转支撑件被安装成能够绕着中心的竖直旋转轴线旋转，每个所述的耕地工具从所述的支撑件向下悬挂，并且具有一从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组，第一个所述的组的每一个所述耕地工具的主切削刃相对于被所述第一组的耕地工具的下部和土地接合的末端穿过的圆周线还向外延伸，在第二所述组的耕地工具中，其主切削刃相对于被所述第二组的耕地工具下部和土地接合的末端穿过的圆周线还径向向内延伸，所述的第二组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离中心竖直轴线的径向距离大于所述第一组耕地工具的主切削刃的下部和土地接合的末端的径向距离，所述的中心旋转轴线相对于土地耕作装置运动的前进方向倾斜，从而旋转支撑件的前部总是保持在高于其后部的一个高度上。
2.如权利要求1所述的土地耕作装置，其特征在于，一个凿形表面从每个所述的主切削刃向上和向后延伸。
3.如权利要求1或2所述的土地耕作装置，其特征在于，每个所述的耕地工具的下部和土地接合的末端是一尖端。
4.如权利要求1-3中任一所述的土地耕作装置，其特征在于，每个所述的耕地工具包括一从所述的旋转支撑件向下延伸到所述的主切削刃的支撑臂，当沿径向看时，所述的支撑臂弯曲，相对于所述的旋转支撑件环绕所述中心竖直轴线的旋转方向呈现一向前的凹侧。
5.如权利要求4所述的土地耕作装置，其特征在于，所述的支撑臂包括沿着其长度的至少一部分的次切削刃，所述的次切削刃，当耕地工具是所述第一组中的一个时具有从其上向后、向外延伸的表面，而当在耕地工具是所述第二组中的一个时具有从其上向后、向内延伸的表面。
6.如权利要求5所述的土地耕作装置，其特征在于，当从上面看时，所述的第二组耕地工具的支撑臂是弯曲的，以致其凹侧面向径向向内。
7.如权利要求5或6所述的土地耕作装置，其特征在于，当从上面看时，每个所述的第一组耕地工具的支撑臂是弯曲的，以致其凹侧面向径向向外。
8.如权利要求1-7中任一所述的土地耕作装置，其特征在于，所述的第一和第二组耕地工具被设置成相邻成对出现。
9.如权利要求8所述的土地耕作装置，其特征在于，在所述的第一和第二组的每一组中都有三个耕地工具。
10.如权利要求1-9中任一所述的土地耕作装置，其特征在于，旋转支撑件被设定以170rpm到210rpm之间的一个速度旋转。
11.如权利要求1-10中任一所述的土地耕作装置，其特征在于，中心竖直的旋转轴线从垂直方向倾斜5°到20°，最好是8°。
12.如权利要求1-11中任一所述的土地耕作装置，其特征在于，每个所述的第一组耕地工具是每个所述的第二组耕地工具一个镜像。
13.如权利要求1-12中任一所述的土地耕作装置，其特征在于，设置至少两个彼此横向间隔开的所述旋转支撑件，并且将它们设定成以相反的方向旋转。
全文摘要
包括至少一个旋转切割组件的土地耕作装置,旋转切割组件具有多个环绕旋转支撑件(18)的周边区域间隔开的耕地工具(25,26),该旋转支撑件被安装成能够绕着中心竖直旋转轴线旋转。所述的工具(25,26)从所述的支撑件(18)向下悬挂,并被分成第一和第二组,每个所述的第一组耕地工具(25)具有从下部和土地接合的末端向上、向后和向外延伸的主切削刃,每个所述的第二组耕地工具(26)具有从下部和土地接合的末端向上、向后和向内延伸的主切削刃。所述的第一组工具(25)的下部和土地接合的末端距离轴线的径向距离小于第二组工具(26)的下部和土地接合的末端的径向距离。旋转轴线相对该装置运动的前进方向倾斜,从而支撑件(18)的前部总是保持高于其后部。
文档编号A01B33/06GK1378421SQ00813908
公开日2002年11月6日 申请日期2000年9月6日 优先权日1999年9月6日
发明者约翰·R·威尔金森 申请人:威尔金森斯锻工控股公司