垂直尖齿耕作纵列式车架及相关二次耕作、种植、施肥机械制造技术

本发明专利技术公开了一种垂直尖齿耕作纵列式车架及相关二次耕作、种植、施肥机械。该车架包括辊子组件，该辊子组件具有具有沿顺时针和逆时针旋转的４０度螺旋样式，用于放置在从垂直于机器行进方向的垂向顺时针和逆时针旋转的双偏移结构中。本发明专利技术实现了水从土壤表面快速消失和高效水份运输以及在表层土内的空气交换，而不破坏生产性农业土壤所需的脆弱生态系统。垂直尖齿耕作纵列式车架及其相关二次耕作、种植和施肥机械中多种耕作和种植技术的将提高农业土壤的健康性和农业生产力的可持续性。

【技术实现步骤摘要】
简介本耕种机具专利技术的说明书公开了车架部件和附装其上的相关构件的几种不同的布置，该车架部件和相关构件通过消除土壤垂直方向的混合以及与此同时发生的根群错位，在有选择地减少土壤容重的同时，显著减少土壤侵蚀潜势。本公开以参照的形式结合了Huxford(1983年)的土壤通风器尖齿的几何结构。在此公开的额外的尖齿增强功能没有包含在Martindale(2005)的美国专利#6,854,525和加拿大专利#2,409,097中。实现纵列式车架设计所要求的垂直耕作的独特特征需要在本申请中公开那些新的独一无二的特征。为了实现耕地、作物残留物管理和播种能力的最佳性能，纵列式辊子车架设计需要对Huxford(1983年)的尖齿进行几种独特的改变。所公开的耕作机械允许无限度的耕作动作和尖齿对准配置，以实现广泛的耕作和栽培功能。本专利技术所公开的的车架的附属装置的实例包括作为一种残留物尺寸减小器具的切碎器和旋转耙。适当调整后的旋转耙获得独特的优势，从种植作物的悉心栽培到残留物尺寸缩小，以及彻底搅动土壤深达3英寸(7.5cm)而无需垂直方向上的混合。耕作尖齿初次操作后执行二次耕作，达到耕作层的整个深度或大约9英寸(22.5cm)。由初次垂直耕作尖齿产生的破碎量对旋转耙以及其它二次耕作和种植附件的性能有深刻的影响。本专利技术实现了水从土壤表面快速消失以及在表土层内高效的水份运输和空气交换的目的，而不破坏生产性农业土壤所如此需要的脆弱的生态系统。垂直尖齿耕作纵列式车架及其相关二次耕作、种植和施肥机械中多种耕作和种植技术的结合将提高农业土壤的健康性和农业生产力的可持续性。
技术介绍
技术领域二十世纪六十年代之后的几十年间，当铧式犁及其它极端的翻土工具非常普遍时，耕作方式在全球范围内发生了显著的变化。种植设备的显著进步引入了新的耕作概念的工具，其中许多现在称作土壤通风器和“垂直耕作”机械。许多这些机械都未解决由于侵蚀影响产生的土壤结构困难问题，比如水份在土壤间的传输或交通压实力问题，因为它们都不能达到足够的工作深度。该深度通常被确定为耕作层或主要存在这些问题的7英寸(17.5厘米)至9英寸(22.5厘米)深度。在此公开的机械根据常规预定模式分裂压实的土壤，该模式在整个耕作层中有效地恢复水和空气的交换。在土壤顶部22.5厘米或9英寸中将不会留下限制水和空气的快速交换或正常根系发育的压实区域。垂直耕作技术，也被称为土壤通风器，已经受到大重量的车架组件和压载需求的困扰。这一需求已通过在机械框架中加入大量结构钢或增加比如水或混凝土等压载材料得到满足。在任意一个上述例中，对尖齿增加重量以实现进入和完全穿透的需求，需要采用更加昂贵的轴承件和附加车架材料，以便传递田间工作过程中所需的力。增加的重量加剧尖-->齿、辊子、尖齿固定螺栓、轴承和车架的失效。运输该机械非常复杂，因为运输轮、轴和轴承必须调整大小以安全运输这些穿透田地所需的大载荷。对于折叠模式而言这种情况会更加严重。一些机械需要精密的承载底板和托架以将压载物固定到垂直折叠的翼上。控制这些翼所需的液压元件尺寸和费用的增大显著地增加了这项技术的成本。运输系统上高高提起的大型翼载荷带来公路事故的潜在危险。对重量要求高的主要原因之一是因为发生在横跨机械宽度过程的任一时刻上尖齿进入事件的数目以及实现尖齿完全插入土壤之中所需的相称点压力。现有的土壤通风器技术受到破碎力大小的限制，破碎力由经济地积聚的重量产生，以在单程内推动耕作尖齿进入土壤。就Mayer(1988)技术而言，操作员指南建议，在相反或垂直方向上使用双程以实现更多的耕作。在由于车辆通行或土壤本身性质造成的土壤过度坚硬的情况下，为获得足够的松软土壤以便于种植机或播种机操作，需要进行多程耕作。此外，为获得足够的根群发育通常需要更多耕作。在贫瘠土壤环境下种植新作物时，这点尤其正确。毫不夸张地说，过去额外的田间通行将这项技术的操作成本增加到两倍或三倍。制造更多全部土壤耕作的尝试导致产生不适合干草作物饲料或其它多年生栽培品种的通风过程的设计。这些专利技术通过两个纵列式旋转尖齿组件的错位获得更多耕作。两个辊子组件整体的安装在同一摇臂总成上，迫使后部齿组在初始穿透行之间耕作(荷兰设备有限公司，加拿大称之为紧密耦合纵列式)。该布置旨在提高整机的压载要求的同时，也使得土壤穿孔数加倍。从耕作层去除更多的根群也存在更大的侵蚀可能性。这种布置在操作过程中妨碍土壤表层保持一致性，尤其是在需要更大辊子偏移角度以产生更多松软土壤的时候。在这些情况下，耕作对刺激已有根系太具有破坏性；根系反而被毁坏。当试图把它当中耕机，在幼小的成行作物如玉米、小麦和高粱中作业时存在同样的问题。农民面临着不得不用两种不同的机械或将部件分解使这种紧密耦合串联设置适应应用的整个范围。Mayer(1988)认为对Huxford(1983)尖齿的改造在没有地表扰动的情况下达到通气目的，并在调整到与行进方向垂直的更大偏移角度时可以翻土。后者的特点由垂直压实区域实 现并产生。由这些配置产生的表面在不使用额外的二次耕作情况下仍不适于种植和收割机械。与这些其它表现方式的尖齿型土壤通风器一起使用的二次耕作工具主要用于改变已从耕作层中上移到田地表层的土壤的尺寸并重新分配(Mayer，1988)。事实上，二次耕作已用于填充由于通风器尖齿的主动动作制造的凹陷或洞。在最终效果上，从促进土壤健康考虑，呈现给最终用户的情形同其它传统的耕作机械没有区别。与上述情况形成鲜明对比的是称为旋转耙的创新型垂直耕作工具。从历史角度看，一直用它来耕作只够1英寸(2.5厘米)或更少，使它能够从湿的土壤表面抬起植物残体，使空气能把地表变得足够干燥以便播种，而不会在播种机部件上积累烂泥。。当旋转耙与在此公开的纵列式车架设计垂直耕作尖齿结合起来操作时，可在种植小麦、谷物和苜蓿作物中栽培浅的草种。它也可以在单程耕作中产生深达3英寸(7.5厘米)的均质苗床或其它任意具有或不具有相对于地表的垂直拱形根系的所预期的深度。至今市场上提供的尖齿型通风工具最严重的局限性之一是操作者无法稳定可靠地更换土壤接合尖齿以保持最佳性能。最佳性能主要取决于土壤接合尖齿装置的插入深-->度。很显然，这是尖齿长度的部分功能。对土壤条件诊断以确定使操作有效的合适的最小插入深度或尖齿长度是相当复杂的。这会要求合格地使用土壤穿透计和其它农场或别的工作地点所没有的现成的的更精密的测量设备。机械设计精密性的缺乏以及操作者诊断技巧的缺乏在田间产生多变的结果。不能使尖齿更换的维护经费处于一种适宜方式的该技术的拥有者，将不会获得这项技术在尖齿得到良好维护情况下所提供的利处。其它操作者不必替换足够长而有效的尖齿。通常用作牧场或用于生产干草作物饲料的更多贫瘠土壤，由于田间石头或岩石的存在而非常麻烦。如果这些岩石被移到田地表层，割草以及其它收割操作几乎是不可能的，除非有更大的花费。这些麻烦的土壤是现在使用中潜在的高产土壤并且需要继续使用到未来。先前和目前该种尖齿类型技术的实施，在每平方英亩放置约69,000个孔或每公顷超过170,000个孔。以简单概率计，这种插入数量跟产生较少孔的设计相比，干扰了更多的根系并在日常操作中找到更多的石块。至今该技术的现有技术在没有达到理想条件的土壤还很难使用。执行需本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种车架系统，该车架系统通过允许辊子／尖齿组件从后部位置互换到前部位置以及从前部互换到后部位置以延长土壤接合尖齿的使用寿命，所述更换为机架对角方向或直接前后方向。

【技术特征摘要】
US 2009-12-31 61/291,5331.一种车架系统，该车架系统通过允许辊子/尖齿组件从后部位置互换到前部位置以及从前部互换到后部位置以延长土壤接合尖齿的使用寿命，所述更换为机架对角方向或直接前后方向。2.一种车架系统，包括土壤接合辊子和尖齿组件的双偏心和单偏心纵列式布置。3.一种车架，通过将在辊子组件上的尖齿组之间横向测得的尖齿间距增大到从7.5英寸至12英寸的范围，以减少穿透所需的压载和重量。4.一种车架，包括具有沿顺时针和逆时针旋转的40度螺旋样式的辊子组件，用于放置在垂直于机器行进方向上的顺时针和逆时针旋转的双偏移结构中。5.一种车架，包括具有沿顺时针和逆时针旋转的40度螺旋样式的辊子组件，用于放置在垂直于机器行进方向上顺时针或逆时针旋转的单偏移结构中。6.一种车架，包括如权利要求4和5所述的辊子组件，包括六组三个一组的尖齿组，所述尖齿组彼此顺时针或逆时针偏移20度。7.一种辊子/尖齿布置，提供土壤接合部件或尖齿的相容最大可能穿透深度，以确保均匀的空气/水管理结果和压实减缓。8.一种辊子/尖齿组件布置，自动同步前部和后部辊子/尖齿组件间的穿透位置，从而分辨位于前部和后部尖齿的初次操作。9.一种车架，包括安装在摇臂上的辊子和尖齿组件，为了沿机械行进方向顺时针和逆时针旋转，所述摇臂绕中点从0至20度枢转。10.一种车架，包括可旋转连接组件，将摇臂组件定位为从行进方向到垂直方向顺时针和逆时针偏移的无限角度，并能够改变前部和后部摇臂偏移角度之差。11.一种车架，包括在构架内横向调整以产生耕作和非耕作的变化的区域宽度的摇臂组件。12.一种车架，可被选择性地装备，在车架中心部分的前部或后部改变作物残茬的尺寸，可利用液压或手动装置与土壤表面接合或分离。13.一种车架，可选择的配备有可调整旋转耙，在平行于土壤表面的平面内可升起并可在与机器行进方向平行的轴线方向上顺时针逆时针旋转的45度斜坡处锁定，保持在其相应的耕作路径中心上的同时提供不同程度的土壤穿透。14.一种尖齿安装几何结构，包括多个平面内的弧形倒角、弧形锥体和弧形平面，所述多个平面用于固定尖齿而未采用便于单个尖齿更换的单个尖齿保持硬件或焊接工艺。15.一种尖齿和定距片系统，利用圆角凸出和配对定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯R马丁代尔，丹尼尔R马丁代尔，
申请(专利权)人：詹姆斯R马丁代尔，丹尼尔R马丁代尔，
类型：发明
国别省市：US[美国]