[发明专利]具有土壤摩擦状态与作业阻力采集功能的滚珠式深松铲

权利要求书

1.一种具有土壤摩擦状态与作业阻力采集功能的滚珠式深松铲，其特征在于：由铲尖组件(A)、铲柄组件(B)、U型卡组件(C)、数据处理组件(D)和支撑座组件(E)组成，U型卡组件(C)通过U型卡对(3)固定于机架(1)上，铲柄组件(B)的上端通过螺栓固接于由U型卡组件(C)的前板(2)上，铲柄组件(B)的下端通过螺栓固接于铲尖组件(A)的安装组件(A2)；铲尖组件(A)由铲尖(A1)和安装板组件(A2)组成，铲尖(A1)的内部为中空构造，内部装有石墨粉，铲尖(A1)后表面下端面设有一个石墨注入孔(27)，铲尖(A1)的左右侧面各开有球形孔组Ⅱ(25)，球形孔组Ⅱ(25)内镶嵌有滚珠组(26)；铲柄组件(B)由铲柄Ⅰ(B1)和铲柄Ⅱ(B2)组成，铲柄Ⅰ(B1)的横界面为矩形实心体；铲柄Ⅱ(B2)由左板(8)、右板(9)、密封板(6)、红外光源(12)、遮挡片组(13)、支撑座组件群(B3)、信号接收器(14)和无线发射模块(28)组成，其中左板(8)和右板(9)关于a-a中心纵截面左右对称设置，左板(8)和右板(9)前端固接，且其夹角α1为30度；左板(8)和右板(9)各设有球形孔组Ⅰ(10)的32个球形孔，且左右对称；密封板(6)固接于左板(8)和右板(9)后端；U型卡组件(C)由前板(2)、U型卡对(3)、后板对(4)和螺栓对(5)组成，后板对(4)固接于前板(2)后面，U型卡对(3)与前板(2)螺栓连接，后板对(4)与螺栓对(5)连接；支撑座组件群(B3)由32个结构相同的支撑座组件(E)组成，支撑座组件(E)由矩形框(15)、支脚组(16)、橡胶辊Ⅰ(17)、橡胶辊Ⅱ(18)、滚珠(11)、支撑座Ⅰ(19)、支撑座Ⅱ(22)、矩形块组Ⅰ(20)、矩形块组Ⅱ(23)、U型光电传感器Ⅰ(21)、U型光电传感器Ⅱ(24)组成，支脚组(16)的四个支脚分别固接于矩形框(15)外面的四角；橡胶辊Ⅰ(17)和橡胶辊Ⅱ(18)前后平行设置，橡胶辊Ⅰ(17)和橡胶辊Ⅱ(18)上下两端固接于矩形框(15)的上下板内；支撑座Ⅰ(19)套于橡胶辊Ⅰ(17)近下端，支撑座Ⅰ(19)外固接有圆周向均布的矩形块组Ⅰ(20)的四个矩形块，U型光电传感器Ⅰ(21)固接于矩形框(15)下板上，且靠近橡胶辊Ⅰ(17)一侧；支撑座Ⅱ(22)套于橡胶辊Ⅱ(18)近下端，支撑座Ⅱ(22)外固接有圆周向均布的矩形块组Ⅱ(23)的四个矩形块，U型光电传感器Ⅱ(24)固接于矩形框(15)的下板上，且靠近橡胶辊Ⅱ(18)一侧；支撑座组件群(B3)中的32个支撑座组件(E)与左板(8)和右板(9)上的32个球形孔对应，每个支撑座组件(E)经其支脚组(16)的四个支脚固接于左板(8)或右板(9)里面，且与球形孔对应的位置，滚珠(11)分别由球形孔和橡胶辊Ⅰ(17)和橡胶辊Ⅱ(18)的上部限位；红外光源(12)、遮挡片组(13)的7个遮挡片、信号接收器(14)和无线发射模块(28)自上而下顺序排列，且在一条垂线上，并置于左板(8)、右板(9)和密封板(6)形成的空间内；数据处理组件(D)由机箱(29)、无线接收模块(30)、显示模块(31)、存储单元(32)和电源(33)组成，其中无线接收模块(30)、显示模块(31)和存储单元(32)固接于机箱(29)内，电源(33)为无线接收模块(30)、显示模块(31)和存储单元(32)供电。

2.根据权利要求1所述的具有土壤摩擦状态与作业阻力采集功能的滚珠式深松铲，其特征在于：所述铲柄组件(B)的球形孔组Ⅰ(10)设有32个圆形通孔，32个滚珠(11)滚动镶嵌于对应圆形通孔内，且满足(d-m)/2＝[1,3]mm，其中d为滚珠(11)的直径；m为铲柄组件(B)的左板(8)厚度，左板(8)厚度的m(5mm≤m≤12mm)，左板(8)和右板(9)的厚度相同。

3.根据权利要求1所述的具有土壤摩擦状态与作业阻力采集功能的滚珠式深松铲，其特征在于：深松铲作业过程中，滚珠Ⅰ(11)与橡胶辊Ⅰ(17)有接触，橡胶辊Ⅰ(17)与铲柄Ⅱ(B2)上滚珠(11)的位置关系满足：m2-(d-m)/20.5mm，其中：m2为橡胶辊Ⅰ(17)外侧面与铲柄组件(B)的左板(8)间距。