一种松土机构及平地机的制作方法

本公开涉及工程机械领域，尤其涉及一种松土机构及平地机。

背景技术：

平地机主要应用于道路、机场、农田、水利等大面积土壤作业，除了核心工作装置铲刀之外，平地机还可以选配多种作业机具，进一步扩展了平地机的使用范围和施工作业效率，松土器作为平地机的主要机具之一，在道路、农业和林业等工程作业中有着不可替代的作用。

松土器配有大齿和小齿，两者结构不同，通常独立使用，以适应不同的工况，主要工作参数包括有效作业宽度和松土齿间距。其中的有效作业宽度包括大齿作业宽度和小齿作业宽度，大齿作业宽度指应用大齿进行松土作业时，松土机构两端大松土齿在行驶方向的距离；小齿作业宽度指应用小齿进行松土作业时，松土机构两端小松土齿在行驶方向的距离；而其中的松土齿间距则包括大齿间距和小齿间距，大齿间距指应用大齿进行松土作业时，相邻大松土齿齿尖之间的距离；小齿间距指应用小齿进行松土作业时，相邻小松土齿齿尖之间的距离。

现有技术的松土器齿架宽度较窄，有效作业宽度较小，在大面积松土作业时，常需要来回折返，工作效率较低；且相邻齿齿间距固定，可通过隔齿拆卸的方式改变松土齿间距，但齿间距变化缺乏连续性，且需要手动调节，劳动强度较大。

技术实现要素：

有鉴于此，本公开实施例提供一种松土机构及平地机，使松土机构具备收拢功能，从而使平地机在未进行松土作业时，可将齿架收拢，保证平地机的通行性能；而在松土作业时，平地机可依据工况需要对齿架宽度进行定量调整，扩大松土机构的有效作业宽度，进而提升工作效率。

在本公开的一个方面，提供一种松土机构，包括：

齿架组件；

多个齿座，成排地固定设置于所述齿架组件的下方；以及

多个刀齿组件，一一对应地连接于所述多个齿座，用以对地进行松土作业；

其中，所述齿架组件被配置为：在所述多个齿座的成排方向可伸缩，以调整所述多个刀齿组件的齿间距及作业宽度。

在一些实施例中，所述齿架组件包括：

第一侧板；

第二侧板；

伸缩臂架，由伸缩油缸驱动，长度可变地连接于所述第一侧板和所述第二侧板之间。

在一些实施例中，所述伸缩臂架包括：

剪式交叉臂架，由多组并排连接的交叉臂构成，所述交叉臂包括长度相同且互相铰接于中点的第一臂杆和第二臂杆，而相邻的所述交叉臂间则以所述第一臂杆和所述第二臂杆的端部互相铰接。

在一些实施例中，所述第一臂杆开设有覆盖所述第一臂杆中点的中间通孔，且所述中间通孔的贯穿方向平行于所述多个齿座的成排方向，所述第二臂杆开设有覆盖所述第二臂杆中点的第一槽体；在所述交叉臂架所在平面的垂直方向上，所述第二臂杆与所述第一槽体的厚度之差小于所述中间通孔的宽度，以使所述第二臂杆以穿过所述中间通孔的形式铰接于所述第一臂杆。

在一些实施例中，所述第一侧板和所述第二侧板的内侧开设有第二槽体，在所述伸缩臂架收缩至最短状态时，所述第二槽体能够覆盖所述伸缩臂架在所述第一侧板和所述第二侧板的投影；

所述伸缩臂架还包括：

连接滑块，可滑动地设置于所述第二槽体，并铰接于靠近所述第一侧板或所述第二侧板的所述第一臂杆或所述第二臂杆的端部，用以在所述伸缩臂架的伸缩过程中，使所述伸缩臂架可滑动地连接于所述第一侧板和所述第二侧板。

在一些实施例中，在所述多个齿座中，位于两端的两个所述齿座分别固定设置于所述第一侧板和所述第二侧板；所述齿座开设有沿竖直方向的第三槽体，相邻的两个所述交叉臂间的下铰接点朝向于所述齿座一侧凸出，所述第三槽体与所述下铰接点相匹配，以使所述齿座可滑动地连接于所述伸缩臂架。

在一些实施例中，所述齿座面向所述交叉臂的一侧还设有两个圆柱形凸台，所述两个圆柱形凸台左右对称地设置于所述齿座的上部，所述第一臂杆和所述第二臂杆沿自身的长度方向还开设有第四槽体；

其中，两个所述圆柱形凸台分别可滑动地设置于所述第一臂杆和所述第二臂杆的两个所述第四槽体中，从而保证所述齿座相对于所述伸缩臂架的滑动过程中，所述齿座的高度方向重合于以所述下铰接点为顶点，以所述第一臂杆和所述第二臂杆的长度方向为两条边所构成角的角平分线。

在一些实施例中，所述齿架组件还包括：

中间板，固定设置于所述多个齿座中位于中间的一个所述齿座上或位于中间的两个所述齿座之间；

所述伸缩油缸包括：

第一伸缩油缸，可伸缩地设置于所述第一侧板和所述中间板之间，且有杆腔设置于所述第一侧板，无杆腔设置于所述中间板；以及

第二伸缩油缸，可伸缩地设置于所述第二侧板和所述中间板之间，且有杆腔设置于所述第一侧板，无杆腔设置于所述中间板。

在一些实施例中，所述齿架组件还包括：

前面板，下端通过定位销与所述中间板连接；

后面板，下端通过定位销与所述中间板连接，上端通过位于自身左右两侧区域的两个第一连接板与所述前面板连接；以及

第二连接板，连接于所述前面板、所述中间板和所述后面板的上端，并位于所述前面板和所述后面板上端的中间区域。

在一些实施例中，所述齿座朝向所述前面板和所述后面板的两侧设有凸起滑台，所述前面板和所述后面板面向所述齿座的一侧设有沿所述多个齿座的成排方向延伸的第五槽体，所述第五槽体可与所述凸起滑台相配合，从而在所述齿架组件伸缩运动的过程中保持所述齿座与所述前面板、后面板的相对位置。

在一些实施例中，所述齿架组件还包括：

第一位移传感器，设置于所述伸缩油缸，用于检测所述伸缩油缸的伸缩量；以及

控制器，通信连接于所述第一位移传感器，并被配置为通过电比例阀控制所述伸缩油缸的伸缩运动。

在一些实施例中，所述控制器被进一步配置为：响应于输入的所述作业宽度，按下式控制所述伸缩油缸的长度：

以及

响应于输入的所述齿间距，按下式控制所述伸缩油缸的长度：

d＝nh+d1-d0；

其中，h0为作业宽度，h为齿间距，n为中间板与第一侧板或第二侧板之间的齿间距数量，d1为所述连接滑块的宽度，d0为所述中间板与所述齿架组件长度方向的中点之间的间距。

在本公开的另一个方面，提供一种平地机，包括如前文任一实施例所述的松土机构。

因此，根据本公开实施例，使松土机构具备收拢功能，从而使平地机在未进行松土作业时，可将齿架收拢，保证平地机的通行性能；而在松土作业时，可依据工况需要定量调整齿架宽度，扩大松土机构的有效作业宽度，进而提升工作效率。并且本公开实施例能够实时检测松土机构有效作业宽度和松土齿齿间距，并对其进行精确控制，从而大幅度减轻机手的劳动强度，提高施工精度和效率，降低时间成本，更大限度的发挥平地机性能。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是根据本公开一些实施例的平地机的结构示意图；

图2是根据本公开一些实施例的松土机构的齿架组件的结构示意图；

图3是根据本公开一些实施例的松土机构的齿座和刀齿组件的结构示意图；

图4是根据本公开一些实施例的齿架组件的前视角度的结构示意图；

图5是根据本公开一些实施例的齿座上的凸起滑台与前面板上的第五槽体相互配合的结构示意图；

图6是根据本公开一些实施例的齿座上的圆柱形凸台与第一臂杆和第二臂杆的第四槽体相互配合的结构示意图；

图7是根据本公开一些实施例的松土机构的伸缩臂架的结构示意图；

图8是根据本公开一些实施例的松土机构的第一可变多连杆装置的结构示意图；

图9是根据本公开一些实施例的松土机构的第二可变多连杆装置的结构示意图；

图10是根据本公开一些实施例的松土机构的刀齿组件的结构示意图；

图11是根据本公开一些实施例的松土机构的第一可变多连杆装置的侧视角度的结构示意图；

图12是根据本公开一些实施例的松土机构的第二可变多连杆装置的侧视角度的结构示意图。

图中：

1，齿架组件；11，第一侧板；12，第二侧板；13，伸缩臂架；14，伸缩油缸；141，第一伸缩油缸；142，第二伸缩油缸；15，中间板；16，前面板；17，后面板；18，第一连接板；19，第二连接板；2，齿座；3，刀齿组件；31，第一松土齿，32，第二松土齿；33，套架；34，第一销钉；35，齿套；36，第二销钉；37，第三销钉；4，剪式交叉臂架；41，交叉臂；411，第一臂杆；411a，中间通孔；412，第二臂杆；412a，第一槽体；51，第二槽体；52，连接滑块；53，第三槽体；54，下铰接点；55，圆柱形凸台；56，第四槽体；57，凸起滑台；58，第五槽体。61，第一可变多连杆装置；611，定位板；612，第一耳板架；62，第二可变多连杆装置；621，第二耳板架；622，第三耳板架；623，翼板；624，上连杆；625，下底板；626，第四耳板架；627，第三连接板；628，第四连接板；71，第三伸缩油缸；711，第二位移传感器；72，第四伸缩油缸；721，第三位移传感器；8，平地机后机架。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

申请人研究发现：为了保证平地机的通行性能，目前松土器的齿架宽度固定，且宽度较窄，这会降低松土器的有效作业宽度，在大面积松土作业时，常需要来回折返，工作效率较低。

此外，在松土作业时，为适应不同的路面介质与工况，通常需要调整平地机的松土机构的松土齿间距。而多数松土器的松土齿固定在齿架上，只能通过隔齿拆卸的方式改变松土齿间距。少部分松土器的松土齿支持手动调节，但是需要机手逐个移动，整个过程费时费力，自动化程度低，很难满足平地机灵活作业的要求；

有鉴于此，如图1～5所示，在本公开的一个方面，提供一种松土机构，包括：

齿架组件1；

多个齿座2，成排地固定设置于齿架组件1的下方；以及

多个刀齿组件3，一一对应地连接于多个齿座2，用以对地进行松土作业；

其中，齿架组件1被配置为：在多个齿座2的成排方向可伸缩，以调整多个刀齿组件3的齿间距及作业宽度。

本公开通过使齿架组件1在多个齿座2的成排方向可伸缩，从而可以通过调整齿架组件1的宽度，一方面调整多个刀齿组件3的总宽度，也即松土机构的有效作业宽度，另一方面调整相邻的两个刀齿组件3之间的间距，也即松土机构的松土齿间距。通过齿架组件1的伸缩能够从整体上一次性地调整有效作业宽度和松土齿间距，不再需要机手隔齿拆卸或是手动逐个移动，不但省时省力，而且避免频繁拆装刀齿组件对刀齿组件3与齿座2之间连接结构的损坏。

上述多个齿座2的成排方向可以严格地沿松土机构的宽度方向，即在垂直于宽度方向平面上的投影互相重合，当然多个齿座2的成排方向可以整体上沿松土机构的宽度方向，而在前后方向或上下方向上具有不同的分布，例如多个齿座2可以在宽度方向上等间距地分布，而在前后方向一前一后地交错分布，以提高对于特定路面工况的松土效果。

需要说明的是，为便于叙述，本公开实施例中所称的多个齿座2的成排方向也被表述为左右方向或宽度方向，即是图1中垂直于纸面的方向；相应的，本公开实施例中的前后方向是图1中的左右方向，其中前向指向于平地机的前进方向，后向指向于平地机的后退方向；而本公开实施例中的上下方向一致于图1中的上下方向。

为了实现齿架组件1在宽度方向的自动化伸缩，在一些实施例中，齿架组件1包括：第一侧板11；第二侧板12；以及伸缩臂架13，由伸缩油缸14驱动，长度可变地连接于第一侧板11和第二侧板12之间。

而为了使伸缩臂架13在任一伸缩状态下都能有效支撑齿座2及刀齿组件3，在一些实施例中，伸缩臂架13包括：剪式交叉臂架4，由多组并排连接的交叉臂41构成，交叉臂41包括长度相同且互相铰接于中点的第一臂杆411和第二臂杆412，而相邻的交叉臂41间则以第一臂杆411和第二臂杆412的端部互相铰接。

上述剪式交叉臂架4呈x型，在伸缩臂架13的伸缩过程中，剪式交叉臂架4通过调整互相铰接的第一臂杆411和第二臂杆412之间的夹角，调整每个交叉臂41的宽度，从而在整体上改变伸缩臂架13的总宽度。而在第一臂杆411和第二臂杆412之间夹角的改变过程中，相邻的交叉臂41间以第一臂杆411和第二臂杆412的端部互相铰接，使得相邻的交叉臂41也能支持第一臂杆411与第二臂杆412之间的夹角变化。

对于本领域技术人员而言，剪式交叉臂架4仅是伸缩臂架13的一种实施方式，活塞式伸缩臂架13、或是臂杆以其他排列方式构成的伸缩臂架13也可以作为本申请中剪式交叉臂架4的替换方案。

在一些实施例中，第一臂杆411开设有覆盖第一臂杆411中点的中间通孔411a，且中间通孔411a的贯穿方向平行于多个齿座2的成排方向，第二臂杆412开设有覆盖第二臂杆412中点的第一槽体412a；在交叉臂41架所在平面的垂直方向上，第二臂杆412与第一槽体412a的厚度之差小于中间通孔411a的宽度，以使第二臂杆412以穿过中间通孔411a的形式铰接于第一臂杆411。

通过第一槽体412a与中间通孔411a的配合，第一臂杆411和第二臂杆412在互相交错时在前后方向处于同一平面，从而在松土机构的作业过程中，使第一臂杆411和第二臂杆412均匀受力，避免伸缩臂架13因局部应力集中而发生变形，防止交叉臂41因局部形变而难以继续绕铰点旋转的故障。

为了使伸缩臂架13在伸缩过程中与第一侧板11和第二侧板12继续保持连接，在一些实施例中，第一侧板11和第二侧板12的内侧开设有第二槽体51，在伸缩臂架13收缩至最短状态时，第二槽体51能够覆盖伸缩臂架13在第一侧板11和第二侧板12的投影；

伸缩臂架13还包括：

连接滑块52，可滑动地设置于第二槽体51，并铰接于靠近第一侧板11或第二侧板12的第一臂杆411或第二臂杆412的端部，用以在伸缩臂架13的伸缩过程中，使伸缩臂架13可滑动地连接于第一侧板11和第二侧板12。

上述第二槽体51的范围能够覆盖连接滑块52在上下止点之间的运动轨迹，也即在伸缩臂架13收缩至最短状态时，第二槽体51能够覆盖伸缩臂架13在第一侧板11和第二侧板12的投影。

考虑到在伸缩臂架13的伸缩运动过程中，交叉臂41相对于齿座2在竖直方向的移动对两者连接状态的影响，在一些实施例中，在多个齿座2中，位于两端的两个齿座2分别固定设置于第一侧板11和第二侧板12；齿座2开设有沿竖直方向的第三槽体53，相邻的两个交叉臂41间的下铰接点54朝向于齿座2一侧凸出，第三槽体53与下铰接点54相匹配，以使齿座2可滑动地连接于伸缩臂架13。

进一步的，如图6所示，为了保持齿座2在伸缩臂架13的伸缩运动过程中的姿态，在一些实施例中，齿座2面向交叉臂41的一侧还设有两个圆柱形凸台55，两个圆柱形凸台55左右对称地设置于齿座2的上部，第一臂杆411和第二臂杆412沿自身的长度方向还开设有第四槽体56；

其中，两个圆柱形凸台55分别可滑动地设置于第一臂杆411和第二臂杆412的两个第四槽体56中，从而保证齿座2相对于伸缩臂架13的滑动过程中，齿座2的高度方向重合于以下铰接点54为顶点，以第一臂杆411和第二臂杆412的长度方向为两条边所构成角的角平分线。

由此，齿座2在伸缩臂架13的伸缩运动过程中，受限于第四槽体56与圆柱形凸台55之间的配合，将始终保持自身的高度方向平行于竖直方向：当下铰接点54相对于齿座2运动时，由于两个圆柱形凸台55对称分布，且圆柱形凸台55通过第四槽体56卡设在第一臂杆411和第二臂杆412上，因此两个圆柱形凸台55与下铰接点54之间的距离相同，进而构成了以下铰接点54为顶点，以两个圆柱形凸台55与下铰接点54之间连线为两条边所确定的等腰三角形。在等腰三角形中，角平分线与高线重合，因此齿座2的高度方向将被限制在竖直方向。

为了使齿架组件1向左右两侧对称伸缩，在一些实施例中，齿架组件1还包括：

中间板15，固定设置于多个齿座2中位于中间的一个齿座2上或位于中间的两个齿座2之间；

伸缩油缸14包括：

第一伸缩油缸141，可伸缩地设置于第一侧板11和中间板15之间，且有杆腔设置于第一侧板11，无杆腔设置于中间板15；以及

第二伸缩油缸142，可伸缩地设置于第二侧板12和中间板15之间，且有杆腔设置于第一侧板11，无杆腔设置于中间板15。

第一伸缩油缸141和第二伸缩油缸142可以同步伸缩，从而保证中间板15始终位于齿架组件1宽度方向的中间，使得齿架组件1向左右两侧对称伸缩，避免因向左侧或向右侧单侧伸缩而使齿架组件1的受力失衡。

为了提高齿架组件1的刚度，在一些实施例中，齿架组件1还包括：

前面板16，下端通过定位销与中间板15连接；

后面板17，下端通过定位销与中间板15连接，上端通过位于自身左右两侧区域的两个第一连接板18与前面板16连接；以及

第二连接板19，连接于前面板16、中间板15和后面板17的上端，并位于前面板16和后面板17上端的中间区域。

如图5所示，为了使齿座2相对于前面板16及后面板17的相对位置保持恒定，进而使齿座2和刀齿组件3在松土机构上高度恒定，在一些实施例中，齿座2朝向前面板16和后面板17的两侧设有凸起滑台57，前面板16和后面板17面向齿座2的一侧设有沿多个齿座2的成排方向延伸的第五槽体58，第五槽体58可与凸起滑台57相配合，从而在齿架组件1伸缩运动的过程中保持齿座2与前面板16、后面板17的相对位置。

为了实现对齿架组件1伸缩的自动化控制，在一些实施例中，齿架组件1还包括：

第一位移传感器，设置于伸缩油缸14，用于检测伸缩油缸14的伸缩量；以及

控制器，通信连接于第一位移传感器，并被配置为通过电比例阀控制伸缩油缸14的伸缩运动。

在一些实施例中，控制器被进一步配置为：响应于输入的作业宽度，按下式控制伸缩油缸14的长度：

以及

响应于输入的齿间距，按下式控制伸缩油缸14的长度：

d＝nh+d1-d0；

其中，h0为作业宽度，h为齿间距，n为中间板15与第一侧板11或第二侧板12之间的齿间距数量，d1为连接滑块52的宽度，d0为中间板15与齿架组件1长度方向的中点之间的间距。

具体而言，如图7所示，第一臂杆411与第二臂杆412的长度相等，且两杆连接位置位于轴向中间位置，记杆长为l，则有：

o1、o2、o3、o4、o5在同一水平线上，p1、p2、p3、p4、p5、p6在同一水平线上，且：

则有：

∠p1o1p2＝∠p2o2p3＝∠p3o3p4＝∠p4o4p5＝∠p5o5p6

所以：

得出：

为相邻松土齿装置间距，基于机构的对称性，本专利所提出的收拢机构可使松土齿装置间距恒相等。

设收拢机构有效作业宽度为h0，松土齿间距为h，则有：

即：

h0＝2(d+d0-d1)

其中d0、d1为已知常量，d为横向油缸标定长度，为已知量，通过上述计算求出h0、h。

控制器内包含有油缸第一位移传感器与有效作业宽度、松土齿间距的函数关系式，通过油缸的位移算出有效作业宽度h0、松土齿间距h的实时值，在作业过程中，用户可以操作人机交互显示器，输入有效作业宽度或松土齿间距目标值，通过can总线将机手的需求发送给控制器，控器接收到控制信号后，通过pwm口控制电比例阀实现横向油缸的动作，以此一键实现松土齿装置间距的变化，进而得到设定有效作业宽度、松土齿间距。

在本公开的另一个方面，提供一种平地机，包括如前文任一实施例所述的松土机构。

因此，根据本公开实施例，使松土机构具备收拢功能，从而使平地机在未进行松土作业时，可将齿架收拢，保证平地机的通行性能；而在松土作业时，可依据工况需要定量调整齿架宽度，扩大松土机构的有效作业宽度，进而提升工作效率。并且本公开实施例能够实时检测松土机构有效作业宽度和松土齿齿间距，并对其进行精确控制，从而大幅度减轻机手的劳动强度，提高施工精度和效率，降低时间成本，更大限度的发挥平地机性能。

申请人研究发现，松土器的主要工作参数还包括铲土角度和入土深度。其中的铲土角度包括大齿铲土角度和小齿铲土角度，大齿铲土角度指应用大齿进行松土作业时，大松土齿齿尖前刀面与路面之间的夹角；小齿铲土角度指应用小齿进行松土作业时，小松土齿齿尖前刀面与路面之间的夹角。而其中的入土深度则包括大齿入土深度和小齿入土深度，大齿入土深度指应用大齿进行松土作业时，大松土齿齿尖位置低于平地机后轮轮胎(行驶路面)的距离；小齿入土深度指应用小齿进行松土作业时，小松土齿齿尖位置低于平地机后轮轮胎(行驶路面)的距离。

受机构自由度限制，现有技术的松土器铲土角通常为定值，松土作业时，不当的铲土角不但影响作业效率，还降低松土齿寿命。部分松土器可通过更换齿套型号改变铲土角，自动化程度低，劳动强度较大；另外，工程对入土深度有着较高的要求，机手一般只能通过后视镜或者后置摄像头观察松土器的工作姿态，然后通过手柄控制实现松土器入土的作业过程，这种方法无法精准地控制松土器的实时入土深度，过度依赖操作经验。

有鉴于此，为了使松土机构及平地机，能够实现松土齿入土角及松土齿入土深度的定量调节，以适应不同的路面介质，提升平地机的灵活性和自动化程度，大幅度减轻机手的劳动强度，提高施工精度和效率，降低时间成本，更大限度的发挥平地机性能。

如图8～10所示：在本公开的另一个方面，提供一种松土机构，包括：

齿架组件1，用于通过齿座2固定设置刀齿组件3；

连杆组件，连接于齿架组件1和平地机后机架8之间，包括至少一组可变多连杆装置；以及

油缸驱动装置，设置于连杆组件，至少一端连接于连杆组件中的连杆铰接点，能够通过自身的伸缩运动调整至少一组可变多连杆装置中的连杆夹角，以改变刀齿组件3上松土齿的铲土角度和/或入土深度。

本公开通过设置至少一组可变多连杆装置，调整齿架组件1相对于平地机后机架8的位置关系，从而在平地机对地位置基本保持不变的情况下，改变齿架组件1的对地位置。

而至少一组可变多连杆装置则由油缸驱动装置所驱动，油缸驱动装置能够通过自身的伸缩运动调整至少一组可变多连杆装置中的连杆夹角，从而改变至少一组可变多连杆装置的连杆间相对位置和角度，以最终改变刀齿组件3上松土齿的铲土角度和/或入土深度。

上述至少一组可变多连杆装置可以为两组，以分别调整松土齿的铲土角度和入土深度，然而考虑到松土齿的铲土角度与入土深度的调整过程中存在一定的耦合关系，因此上述至少一组可变多连杆装置也可以为一组或多组，从而有选择地对铲土角度和入土深度进行单独调节或组合调节。

为了对松土齿的铲土角度进行调节，在一些实施例中，连杆组件包括连接于齿架组件1前面板16的第一可变多连杆装置61，第一可变多连杆装置61包括：

定位板611；

第一耳板架612，设置于定位板611靠近于前面板16一侧的上端，并对称分布于定位板611的左右两侧，与前面板16互相铰接；

油缸驱动装置包括：

第三伸缩油缸71，第一端设置于定位板611靠近于前面板16一侧的下端，第二端设置于前面板16，能够通过自身的伸缩运动调整第一可变多连杆装置61的内部角度，从而调整松土齿的铲土角度。

本公开通过前面板16、第一耳板架612、定位板611和第三伸缩油缸71构成了一个可变四连杆装置，其中的第三伸缩油缸71所在的边的长度可变。由此，通过调整第三伸缩油缸71的长度，即可改变固定设置于定位板611上的齿架组件1的对地角度，从而对松土齿的铲土角度进行调整。

为了使定位板611在第三伸缩油缸71的伸缩过程中受力更加均匀，在一些实施例中，第三伸缩油缸71的第一端设置于定位板611宽度方向的中轴线上，第二端对应设置于前面板16宽度方向的中轴线上。

而为了对松土齿的铲土角度进行实时测量与精准控制，在一些实施例中，松土机构还包括：

第二位移传感器711，设置于第三伸缩油缸71，用于测量第三伸缩油缸71的伸缩量；以及

控制器，通信连接于第二位移传感器711，并被配置为通过电比例阀控制第三伸缩油缸71的伸缩运动。

在一些实施例中，控制器被进一步配置为：

响应于输入的松土齿的铲土角度，按下式控制第三伸缩油缸71的长度：

其中，以经过第三伸缩油缸71的长度方向和两个第一耳板架612中点的平面为第一参考平面，γ为输入的松土齿的铲土角度，α为松土齿背刀面与前面板16之间的夹角，ab为第三伸缩油缸71的第一端与第一耳板架612连接于前面板16的铰接端之间的连线在第一参考平面的投影，bc为第三伸缩油缸71的第二端与第一耳板架612连接于前面板16的铰接端之间的连线在第一参考平面的投影，ac为第三伸缩油缸71的长度，δ为ab与竖直方向的夹角。

而为了使刀齿组件3能够更好地适应不同的工况，在一些实施例中，刀齿组件3包括：

第一松土齿31，固定设置于齿座2，且背刀面与前面板16之间的夹角为α1；以及

第二松土齿32，固定设置于齿座2，并位于第一松土齿31的前侧，且背刀面与前面板16之间的夹角为α2；

控制器被进一步配置为：

响应于输入的第一松土齿31的铲土角度γ1，和输入的第二松土齿32的铲土角度γ2，按下式组控制第三伸缩油缸71的长度：

以下结合附图11做进一步说明：点a、b、c、e1、e2分别为第三伸缩油缸71的第一端、第一耳板架612连接于前面板16的铰接端、第三伸缩油缸71的第二端、第二松土齿32刀尖和第一松土齿31刀尖位置，e1f1、e2f2分别为第二松土齿32、第一松土齿31背刀面过刀尖位置的延长线，n1、n2、n3分别为过点b、e1、e2的铅锤线，其中法线n1与ac相交于d点，作平行于bc的直线b1c1、b2c2，其中b1c1与法线n2相交于b1点，b2c2与法线n3相交于b2点。

令∠abc＝θ，∠abd＝δ，第二松土齿32背刀面与b1c1的夹角为α1，第一松土齿31背刀面与b2c2的夹角为α2，设小松土齿的入土角为γ1，大松土齿的入土角为γ2，则有：

γ1＝α1+∠e1b1c1

γ2＝α2+∠e2b2c2

由于：

n1//n2//n3，bc//b1c1//b2c2

则有：

∠e1b1c1＝∠e2b2c2＝∠dbc＝∠abc-∠abd＝θ-δ

在δabc中，由余弦定理可知：

得出：

其中为α1、α2、ab、bc、δ为已知常量，bc为倾角油缸标定长度，为已知量，通过上述计算求出γ1、γ2。

控制器内包含有第三伸缩油缸71位移传感器与第二松土齿32、第一松土齿31入土角的函数关系式，通过倾角油缸的位移算出入土角γ1、γ2的实时值，在使用第二松土齿32用作业过程中，用户可以输入第二松土齿32的入土角γ1目标值；在使用第一松土齿31用作业过程中，则可以输入第一松土齿31的入土角γ2目标值，通过can总线将机手的需求发送给控制器，控器接收到控制信号后，通过pwm口控制电比例阀实现倾角油缸的动作，以此一键实现松土齿入土角的变化，进而得到设定的松土齿入土角。

如图10所示，在一些实施例中，刀齿组件3还包括：

套架33，通过螺栓连接于齿座2的底部，并通过第一销钉34与第一松土齿31相连；以及

齿套35，通过第二销钉36可更换地包覆于第一松土齿31的尖端；

其中，第二松土齿32穿过套架33，并通过第三销钉37与齿座2相连接。

其中，在第一松土齿31进行松土作业时，齿套35参与介质铲掘，能够有效降低介质对第一松土齿31的磨损。而在齿套35出现磨损破坏时，只更换齿套35而不对第一松土齿31进行更换则相较于现有技术而言更方便且消耗成本更低。

为了对松土齿的入土深度进行调节，在一些实施例中，连杆组件包括连接于平地机后机架8与定位板611之间的第二可变多连杆装置62，第二可变多连杆装置62包括：

第二耳板架621，设置于定位板611靠近于平地机后机架8一侧的上端，并对称分布于定位板611的左右两侧；

第三耳板架622，设置于定位板611靠近于平地机后机架8一侧的下端，并对称分布于定位板611的左右两侧；

两个翼板623，左右对称地分布于第二耳板架621的前侧，且上端和下端分别设有铰接孔；

两个上连杆624，第一端铰接于翼板623的上端铰接孔，第二端铰接于与上端铰接孔同侧的第二耳板架621；以及

下底板625，四角分别铰接于两个第三耳板架622和两个翼板623的下端铰接孔。

由于第二耳板架621和第三耳板架622均固定设置于定位板611，因此第二可变多连杆装置62实际上是由定位板611、翼板623、上连杆624与下底板625之间构成的可变四连杆装置，且第二可变多连杆装置62中的连杆之间均为铰接关系。由此，利用四边形的可变性特性，本公开即可通过调整第二可变多连杆装置62中各个连杆的位置与角度关系，对松土齿的入土深度进行调整。

为了将油缸驱动装置设置于第二可变多连杆装置62中，以实现对第二可变多连杆装置62中各个连杆的位置与角度关系的调整，在一些实施例中，第二可变多连杆装置62还包括：

第四耳板架626，设置于定位板611靠近于平地机后机架8一侧的上端，并位于两个第二耳板架621的中间位置；

油缸驱动装置包括：

第四伸缩油缸72，第一端可转动地设置于下底板625，第二端铰接于第二耳板架621，能够通过自身的伸缩运动调整第二可变多连杆装置62的内部角度，从而调整松土齿的入土深度。

基于第四耳板架626的连接作用，第四伸缩油缸72不但相对于定位板611可转动，还被设置于定位板611上两个第二耳板架621的中间位置，加之第四伸缩油缸72的第一端设置在下底板625的中间位置，使得第四伸缩油缸72在伸缩过程中，定位板611和下底板625都能更均匀地受力。

而为了对松土齿的入土深度进行实时测量与精准控制，在一些实施例中，松土机构还包括：

第三位移传感器721，设置于第四伸缩油缸72，用于测量第三伸缩油缸71的伸缩量；以及

控制器，通信连接于第三位移传感器721，并被配置为通过电比例阀控制第四伸缩油缸72的伸缩运动。

其中，控制器中内置有第三伸缩油缸71的伸缩量和松土齿的入土深度的函数关系式，在一些实施例中，控制器被进一步配置为：

响应于输入的松土齿的入土深度，和输入的松土齿的铲土角度，按下式控制第四伸缩油缸72的长度：

其中，以经过第四伸缩油缸72的长度方向和两个第三耳板架622中点的平面为第二参考平面，h为松土齿的入土深度，γ为输入的松土齿的铲土角度，α为松土齿背刀面与前面板16之间的夹角，ym为翼板623的上端铰接孔的对地距离，p点为第三耳板架622连接于下底板625的铰接点在第二参考平面的投影，n点为下底板625连接于翼板623的铰接点在第二参考平面的投影，r点为第四伸缩油缸72的第一端，q点为第四伸缩油缸72的第二端，m点为上连杆624连接于翼板623的铰接点在第二参考平面的投影，b点为第一耳板架612连接于前面板16的铰接点在第二参考平面的投影，e点为松土齿的齿尖在第二参考平面的投影。

而针对于不同的施工工况而言，刀齿组件3可以采用不同的松土齿有针对性地进行铲掘作业，针对不同的松土齿，其各自的入土深度与第四伸缩油缸72的伸缩长度之间的函数关系同样被内置于控制器内部。也即，在一些实施例中，刀齿组件3包括：

第一松土齿31，固定设置于齿座2，且背刀面与前面板16之间的夹角为α1；以及

第二松土齿32，固定设置于齿座2，并位于第一松土齿31的前侧，且背刀面与前面板16之间的夹角为α2；

控制器被进一步配置为：

响应于输入的第一松土齿31的入土深度h1和铲土角度γ1，和输入的第二松土齿32的入土深度h2和铲土角度γ2，按下式组控制第四伸缩油缸72的长度：

其中，e1点和e1点分别为第一松土齿31的齿尖和第二松土齿32的齿尖在第二参考平面的投影。

以下结合附图12对上式做进一步说明：

以水平地面为x轴，以经过翼板623上端、下端铰接孔圆心所在的直线为y轴，建立平面直角坐标系。点b、m、n、p、q、r分别为第一耳板架612连接于前面板16的铰接点在第二参考平面的投影、上连杆624连接于翼板623的铰接点在第二参考平面的投影、下底板625连接于翼板623的铰接点在第二参考平面的投影、第三耳板架622连接于下底板625的铰接点在第二参考平面的投影、第四伸缩油缸72的第二端、第四伸缩油缸72的第一端。

其中，p、q在y轴上，qb平行于x轴，mt平行于x轴，与y轴相交于t点，e1、e2分别为第二松土齿32刀尖、第一松土齿31刀尖位置投影，第二松土齿32、第一松土齿31背刀面延长线与过b点法线分别相交于u、v点，设点m、t、q、b、e1、e2坐标为m(0，ym)、t(xt，yt)、q(xq，yq)、b(xb，yb)、则有：

yb＝yq＝yt-(cos∠mqt)mq

∠mqt＝∠npr+∠rpq

结合第一可变多连杆机构对铲土角度调整的工作原理可知：

∠e1bu＝γ1-α1，∠e2bv＝γ2-α2

则有：

得出：

其中ym、∠npr、rp、pq、mq、be1、α1、α2为已知常量，rq为第四伸缩油缸72的长度，为已知量，γ1、γ2可通过第一可变多连杆机构对铲土角度调整的工作原理得出，通过上述计算求出h1、h2，当h1、h2为正时，松土齿位于水平地面以上，当h1、h2为负时，松土齿位于水平地面以下。

控制器内包含有第三位移传感器721与松土齿的入土深度的函数关系式，通过第四伸缩油缸72的位移算出入土深度h1、h2的实时值，在作业过程中，用户可以操作人机交互显示器，输入第二松土齿32入土深度h1或第一松土齿31入土深度目标值h2，通过can总线将机手的需求发送给主控制器，主控器接收到控制信号后，通过pwm口控制电比例阀实现升降油缸的动作，以此一键实现松土齿装置入土深度的变化。

为了使两个翼板623之间以距离恒定的方式互相连接，在一些实施例中，第二可变多连杆装置62还包括：

第三连接板627，固定连接于两个翼板623之间；以及

第四连接板628，固定设置于第三连接板627，并与平地机后机架8相连接。

在一些实施例中，本公开还包括人机交互终端，通信连接于控制器，用于输入第一松土齿31的入土深度h1和铲土角度γ1，和输入第二松土齿32的入土深度h2和铲土角度γ2。此外，人机交互终端还能够根据第三伸缩油缸71和第四伸缩油缸72的伸缩量，实时计算并显示第一松土齿31和第二松土齿32的铲土角度和入土深度，从而为机手操作平地机提供参考。

在本公开的另一个方面，提供一种平地机，包括如前文任一实施例的松土机构。

因此，根据本公开实施例，通过连杆组件及油缸驱动装置间的配合实现对松土齿入土角及松土齿入土深度的定量调节，使松土齿能够适应不同的路面介质，提升平地机的灵活性和自动化程度；并且，能够实时检测松土机构的松土齿入土角及松土齿入土深度，实现对松土齿的精确控制，大幅度减轻机手的劳动强度，提高施工精度和效率，降低时间成本，更大限度的发挥平地机性能。

本公开提出的第一可变多连杆装置61通过第三伸缩油缸71调整松土齿的入土角，控制器内嵌设有第三位移传感器721与入土角的函数关系式，实现了入土角的实时检测功能，进而实现入土角的实时定量控制；

本公开提出的第二可变多连杆装置62通过第四伸缩油缸72调整松土齿入土深度，控制器内嵌设有第四位移传感器与入土深度的函数关系式，实现了入土深度的实时检测功能，进而实现入土深度的实时定量控制；

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

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