CN104982303B - 一种树木挖掘器及挖树机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及园林机械设备领域，提供一种树木挖掘器及挖树机，所述树木挖掘器包括：中心轴以及依次套设在中心轴上的振动器单元、旋挖器单元和刀具单元；所述振动器单元包括：振动器液压马达、输入齿轮、振动器壳体和在振动器壳体内设置的齿轮传动单元，所述齿轮传动单元在竖直方向上对称设置，对称轴为振动器液压马达动力输出轴的延长线；所述齿轮传动单元包括中介齿轮、振动齿轮和振动轮；旋挖器单元包括：旋挖器液压马达、蜗杆、蜗轮、弹簧、推力盘和旋挖器壳体；所述刀具单元包括：刀具，刀具与中心轴远离振动器单元的一端联结。本发明能够很好的保护树木根部，在遇到石块、树根等障碍物时能够切断或振开，保证挖掘的顺利运行，提高工作效率。

Description

一种树木挖掘器及挖树机

技术领域

本发明涉及园林机械设备领域，尤其涉及一种树木挖掘器及挖树机。

背景技术

随着城市建设和道路的快速发展，配套的绿化工作需求量越来越大，移栽树木和苗圃的工作也越来越多，为提高工作效率和提高树木的成活率，机械化移栽代替人工移栽已成必然趋势。

目前世界范围内的挖树机结构形式及原理各种各样，功能和效用也各不相同，都在试用和探索的阶段。现有技术的树木挖掘器设计复杂、成本昂贵，刀具结构不合理，在使用时可能损伤树木根部，且现有技术的树木挖掘器在遇到石块、树根等障碍物时，可能会出现故障，影响树木移植工作的进行。

发明内容

本发明主要解决现有树木挖掘设备体积庞大，在园林中施工困难，遇到石块、树根等障碍物时无法正常工作及挖掘效率低的技术问题，提出一种树木挖掘器及挖树机，能够很好的保护树木根部，在遇到石块、树根等障碍物时能够切断或振开，保证挖掘的顺利运行，从而保证了树木的成活率，提高了工作效率。

本发明提供了一种树木挖掘器，包括：中心轴以及依次套设在中心轴上的振动器单元、旋挖器单元和刀具单元；振动器单元使中心轴沿周向振动，旋挖器单元使中心轴沿周向旋转；

所述振动器单元包括：振动器液压马达、输入齿轮、振动器壳体和在振动器壳体内设置的齿轮传动单元，所述齿轮传动单元在竖直方向上对称设置，对称轴为振动器液压马达动力输出轴的延长线；所述齿轮传动单元包括中介齿轮、振动齿轮和振动轮；所述振动器液压马达的动力输出轴的外花键与输入齿轮的内花键啮合；所述输入齿轮与中介齿轮啮合；所述中介齿轮与振动齿轮啮合；所述振动齿轮通过花键套设在振动轮的轴上，其中，振动轮为偏心结构；振动轮通过轴承与振动器壳体连接在一起；振动器壳体远离振动器液压马达的侧壁通过花键套设在中心轴靠近振动器液压马达的一端；

旋挖器单元包括：旋挖器液压马达、蜗杆、蜗轮、弹簧、推力盘和旋挖器壳体；所述旋挖器液压马达穿过旋挖器壳体与中心轴平行的一侧面，所述蜗杆、所述蜗轮、所述弹簧和推力盘设置在旋挖器壳体内部；旋挖器液压马达的动力输出轴与蜗杆联结，蜗杆与蜗轮啮合；蜗轮与推力盘之间沿圆周方向留有两个弹簧容纳槽，弹簧容纳槽对称设置，对称轴为中心轴；弹簧设置在弹簧容纳槽中，弹簧的第一端抵在推力盘上，螺栓穿过弹簧，螺栓一端设置在推力盘中，螺栓另一端设置有弹簧固定盘，弹簧固定盘一端面与弹簧的第二端接触，弹簧固定盘另一端面为球面，并与蜗轮球面接触；推力盘通过花键套设在中心轴上；

所述刀具单元包括：刀具，刀具与中心轴远离振动器单元的一端联结。

进一步的，旋挖器液压马达的动力输出轴通过键与蜗杆联结。

进一步的，刀具为具有一定宽度的半圆形。

进一步的，所述刀具单元还包括刀具连接螺栓和刀具支撑螺栓；

刀具通过刀具连接螺栓与中心轴远离振动器单元的一端联结；

刀具支撑螺栓设置在刀具远离中心轴一端的端部。

对应的，本发明还提供一种挖树机，包括：车体和本发明任意实施例所述的树木挖掘器；

所述树木挖掘器和车体之间通过螺栓和螺母进行连接。

进一步的，所述挖树机上设置支架，所述支架与刀具之间通过刀具支撑螺栓进行连接。

本发明提供的一种树木挖掘器及挖树机，结构简单，设计合理，省工、省时、效率高，与现有技术相比，具有以下优点：

1、树木挖掘器具结构简单，便于加工制造，能配套多种型号的移树机，适用各种树木、树苗的挖掘移植。

2、树木挖掘器既具有挖掘功能又具有振动功能，能够切断树根和振开较小的石块，挖掘的效率很高，降低了人工劳动强度。

3、挖出的树木根部携带原土壤，呈半球状，很好的保护树木的根系，保证了树木的成活率，提高了工作效率。

4、旋挖器单元内安装的弹簧，具有隔振作用，当挖掘刀具振动时，树木挖掘器并不振动。在安装弹簧的结构上设置有压缩弹簧的螺栓和螺母，能够顺利的安装弹簧。

5、弹簧的固定盘与蜗轮之间的接触是球面接触，使得弹簧始终沿着自己的轴线压缩。

6、旋挖器中的减速是通过蜗轮、蜗杆传动来实现的，这种传动即能降低速度、增加扭矩又具有自锁功能。

7、振动器单元与旋挖器单元的联结是通过中心轴上的花键联结在一起的，这样的联结既节省空间，又能传动很大的扭矩。

8、振动器的振动是通过一对偏心轮来实现的，这种结构简单，且可通过液压来控制。

9、刀具是通过凸台、凹槽及螺栓来联结的，这种联结可以承受很大的扭矩。

附图说明

图1为树木挖掘器的主视图；

图2为树木挖掘器的俯视图；

图3为树木挖掘器的左视图；

图4为沿图1中A-A线的剖视图；

图5为沿图4中B-B线的剖视图；

图6为沿图4中C-C线的剖视图；

图7为弹簧、蜗轮以及推力盘之间的示意图；

图8为振动器液压马达、支撑板、输入齿轮、中介齿轮、振动齿轮以及振动轮之间的示意图；

图9为刀具与中心轴的连接示意图；

图10为挖树机的示意图；

图11为挖树机的俯视图。

图中附图标记指代的技术特征为：

1、振动器液压马达；2、支撑板；3、输入齿轮；4、中介齿轮；5、振动齿轮；6、振动轮；7、振动器壳体；8、中心轴；9、蜗轮；10、蜗杆；11、弹簧；12、推力盘；13、旋挖器壳体；14、旋挖器壳体螺栓；15、刀具连接螺栓；16、刀具；17、刀具支撑螺栓；18、压缩弹簧螺母；19、螺栓；20、旋挖器液压马达；21、弹簧固定盘；22、支架。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

参照图1-9，本发明实施例提供了一种树木挖掘器包括：中心轴8以及依次套设在中心轴8上的振动器单元、旋挖器单元和刀具单元；振动器单元使中心轴8沿周向振动，旋挖器单元使中心轴8沿周向旋转。

所述振动器单元包括：振动器液压马达1、输入齿轮3、振动器壳体7和在振动器壳体7内设置的齿轮传动单元，所述齿轮传动单元在竖直方向上对称设置，对称轴为振动器液压马达1动力输出轴的延长线；所述齿轮传动单元包括中介齿轮4、振动齿轮5和振动轮6；所述振动器液压马达1的动力输出轴的外花键与输入齿轮3的内花键啮合；所述输入齿轮3与中介齿轮4啮合；所述中介齿轮4与振动齿轮5啮合；所述振动齿轮5通过花键套设在振动轮6的轴上，其中，振动轮6为偏心结构，参照图6；振动轮6通过轴承与振动器壳体7连接在一起；振动器壳体7远离振动器液压马达1的侧壁通过花键套设在中心轴8靠近振动器液压马达1的一端。具体的，振动器壳体7侧壁上设置内花键，中心轴8上设置外花键。另外，本申请中振动器单元还包括支撑板2，振动器液压马达1通过螺栓固定在支撑板2上。

旋挖器单元包括：旋挖器液压马达20、蜗杆10、蜗轮9、弹簧11、推力盘12和旋挖器壳体13；所述旋挖器液压马达20穿过旋挖器壳体13与中心轴8平行的一侧面，所述蜗杆10、所述蜗轮9、所述弹簧11和推力盘12设置在旋挖器壳体13内部；旋挖器液压马达20的动力输出轴与蜗杆10联结，蜗杆10与蜗轮9啮合；蜗轮9与推力盘12之间沿圆周方向留有两个弹簧容纳槽，弹簧容纳槽对称设置，对称轴为中心轴8；弹簧11设置在弹簧容纳槽中，弹簧11的第一端抵在推力盘12上，螺栓19穿过弹簧11，螺栓19一端设置在推力盘12中，并通过压缩弹簧螺母18拧紧，螺栓19另一端设置有弹簧固定盘21，弹簧固定盘21一端面与弹簧11的第二端接触，弹簧固定盘21另一端面为球面，并与蜗轮9球面接触；推力盘12通过花键套设在中心轴8上。具体的，旋挖器液压马达20的动力输出轴通过键与蜗杆10联结。

所述刀具单元包括：刀具16，刀具16与中心轴8远离振动器单元的一端联结。刀具16为具有一定宽度的半圆形。所述刀具单元还包括刀具连接螺栓15和刀具支撑螺栓17；刀具16通过刀具连接螺栓15与中心轴8远离振动器单元的一端联结；刀具支撑螺栓17设置在刀具16远离中心轴一端的端部。参照图8，中心轴8与刀具单元靠近的一端设置有凸台，凸台中设置有用于容纳刀具连接螺栓15的凹槽，刀具16通过凸台、凹槽及刀具连接螺栓15与中心轴8联结。

具体的，中心轴8从左到右依次套设圆螺母、第一止动垫圈、振动器壳体7、第一密封环、第二密封环、定位圆螺母、第二止动垫圈、第一壳体轴承、第一隔套、第一蜗轮轴承、第二隔套、第二蜗轮轴承、推力盘12、第三隔套、第二壳体轴承、第三密封环。其中，圆螺母用于振动器壳体7与中心轴8之间的固定，第一止动垫圈用于锁定圆螺母，第一密封环用于密封振动器壳体内的润滑油，第二密封环用于密封旋挖器壳体内的润滑油，定位圆螺母用于固定旋挖器的轴向位置，第二止动垫圈用于锁定定位圆螺母，第一壳体轴承用于旋挖器壳体13的后侧支撑，第一隔套用于调整第一壳体轴承与第一蜗轮轴承之间的间隙，第一蜗轮轴承用于蜗轮9的后侧支撑，第二隔套用于调整第一蜗轮轴承与第二蜗轮轴承之间的间隙，第二蜗轮轴承用于蜗轮9的前侧支撑，推力盘12用于传递旋挖器的扭矩，第三隔套用于调整第二蜗轮轴承与第二壳体轴承之间的间隙，第二壳体轴承用于旋挖器壳体13的前侧支撑，第三密封环用于密封旋挖器壳体内的润滑油。

刀具部分：是用来挖掘树木根部的半圆球土壤。旋挖器部分：是将液压马达的高速旋转动力，通过减速变成低速大扭矩动力带动刀具旋转；旋挖器内部还按有弹簧，具有隔离振动的作用。振动器部分：是刀具在挖掘时遇到石块、树根等障碍物时，将障碍物切断或振开。

本发明树木挖掘器的工作原理：当液压油输入到旋挖器液压马达20时，旋挖器液压马达20高速旋转，并带动蜗杆10、蜗轮9旋转，这时已实现减速，蜗轮9以较低的转速和较大的扭矩进行旋转，由于蜗轮9旋转并压缩弹簧11，压缩的弹簧11再推动推力盘12旋转，推力盘12通过花键与中心轴8联结，就带动中心轴8旋转，刀具16通过凸台、凹槽及刀具连接螺栓15与中心轴8联结，这样刀具16就旋转并进行挖掘工作。

当液压油输入到振动器液压马达1时，振动器液压马达1高速旋转，并带动输入齿轮3旋转，通过一对中介齿轮4又带动一对振动齿轮5旋转，这一对振动齿轮5通过花键带动一对振动轮6旋转，由于这一对振动轮6是偏心结构，当这一对偏心的振动轮6各自围绕自己的中心轴线旋转时就产生了离心力，当这一对离心力的方向不在同一条轴线上时就产生了扭矩，由于这一对离心力的方向始终是变化的，由此产生的扭矩就忽左忽右不断变化，这样就产生振动扭矩，这种振动扭矩通过轴承又传递到振动器壳体7上，振动器壳体7上的振动扭矩通过联结花键，传给中心轴8及刀具16上。当树木挖掘器工作时，刀具16上除具有恒定的扭矩外，同时还具有振动扭矩。

本发明的装配过程如下：

振动器部分：将振动轮6两端装上轴承，将振动轮6及轴承由振动器壳体7前端装入，其中，本实施例中所述的前端为刀具16一端，后端为振动器液压马达1一端；将输入齿轮3两端装上轴承，将输入齿轮3及轴承由振动器壳体7后端装入；将中介齿轮4内孔装上轴承及轴，将中介齿轮4、轴承及轴由振动器壳体7后端装入；将振动齿轮5及轴承装入到振动轮6后端轴端；由于齿轮传动单元在振动器液压马达1的两侧沿竖直方向对称设置，按上述步骤安装另一侧零部件，安装上振动器盖板及前端轴承端盖，完成振动器部分的装配。

旋挖器部分：在推力盘12上装入弹簧11、螺栓19、压缩弹簧螺母18，构成推力盘组件；旋转压缩弹簧螺母18，收紧螺栓19，压缩弹簧11；将蜗轮9与推力盘组件沿轴线组装在一起，反向旋转压缩弹簧螺母18，并释放弹簧11，在弹簧张紧力的作用下将推力盘组件与蜗轮9联结在一起，将旋挖器前端端盖、密封件、轴承、隔套、推力盘12组件连同蜗轮9依次装到中心轴8上，构成中心轴组件，将以上中心轴组件装入到旋挖器壳体13中；将蜗轮9内装入轴承，将蜗轮9后端装上端盖；将蜗杆10及轴承装入到旋挖器壳体13中，装上蜗杆10轴承端盖，装上旋挖器液压马达20；装上旋挖器后端端盖、轴承、锁紧螺母及密封。

挖掘器整体组装：将振动器部分安装到旋挖器部分上的中心轴8后端，加上垫圈并用螺母锁紧；将刀具16安装到旋挖器部分上的中心轴8前端，把紧刀具连接螺栓15。

参照图10-11，本发明实施例提供了一种挖树机，包括：车体和本发明任意实施例提供的树木挖掘器；树木挖掘器和车体之间通过螺栓和螺母进行连接。所述挖树机上设置支架22，所述支架22与刀具16之间通过刀具支撑螺栓17进行连接。

将组装后的树木挖掘器安装到挖树机的支架上，把紧旋挖器壳体螺栓14，将刀具支撑螺栓17把紧到挖树机的支架上；将振动器液压马达1安装在支撑板2上，将振动器液压马达1的轴端花键插入到挖掘器的后端内花键中，联结振动器液压马达1和旋挖器液压马达20的液压管线，就完成了挖掘器与挖树机的安装。

移栽树木时，将挖树机开到树木根前，对准刀具，将压力油分别输入到旋挖器液压马达20和振动器液压马达1中，挖树机的挖掘器就能正常进行工作。

本树木挖掘器已投产，并已通过试验，实践证明本树木挖掘器可靠、实用，可挖掘φ400～φ1400直径不等的树根土球。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种树木挖掘器，其特征在于，所述树木挖掘器包括：中心轴(8)以及依次套设在中心轴(8)上的振动器单元、旋挖器单元和刀具单元；振动器单元使中心轴(8)沿周向振动，旋挖器单元使中心轴(8)沿周向旋转；

所述振动器单元包括：振动器液压马达(1)、输入齿轮(3)、振动器壳体(7)和在振动器壳体(7)内设置的齿轮传动单元，所述齿轮传动单元在竖直方向上对称设置，对称轴为振动器液压马达(1)动力输出轴的延长线；所述齿轮传动单元包括中介齿轮(4)、振动齿轮(5)和振动轮(6)；所述振动器液压马达(1)的动力输出轴的外花键与输入齿轮(3)的内花键啮合；所述输入齿轮(3)与中介齿轮(4)啮合；所述中介齿轮(4)与振动齿轮(5)啮合；所述振动齿轮(5)通过花键套设在振动轮(6)的轴上，其中，振动轮(6)为偏心结构；振动轮(6)通过轴承与振动器壳体(7)连接在一起；振动器壳体(7)远离振动器液压马达(1)的侧壁通过花键套设在中心轴(8)靠近振动器液压马达(1)的一端；旋挖器液压马达(20)的动力输出轴通过键与蜗杆(10)联结；

旋挖器单元包括：旋挖器液压马达(20)、蜗杆(10)、蜗轮(9)、弹簧(11)、推力盘(12)和旋挖器壳体(13)；所述旋挖器液压马达(20)穿过旋挖器壳体(13)与中心轴(8)平行的一侧面，所述蜗杆(10)、所述蜗轮(9)、所述弹簧(11)和推力盘(12)设置在旋挖器壳体(13)内部；旋挖器液压马达(20)的动力输出轴与蜗杆(10)联结，蜗杆(10)与蜗轮(9)啮合；蜗轮(9)与推力盘(12)之间沿圆周方向留有两个弹簧容纳槽，弹簧容纳槽对称设置，对称轴为中心轴(8)；弹簧(11)设置在弹簧容纳槽中，弹簧(11)的第一端抵在推力盘(12)上，螺栓(19)穿过弹簧(11)，螺栓(19)一端设置在推力盘(12)中，螺栓(19)另一端设置有弹簧固定盘(21)，弹簧固定盘(21)一端面与弹簧(11)的第二端接触，弹簧固定盘(21)另一端面为球面，并与蜗轮(9)球面接触；推力盘(12)通过花键套设在中心轴(8)上；

所述刀具单元包括：刀具(16)，刀具(16)与中心轴(8)远离振动器单元的一端联结；刀具(16)为具有一定宽度的半圆形；

所述刀具单元还包括刀具连接螺栓(15)和刀具支撑螺栓(17)；刀具(16)通过刀具连接螺栓(15)与中心轴(8)远离振动器单元的一端联结；刀具支撑螺栓(17)设置在刀具(16)远离中心轴一端的端部。

2.一种挖树机，其特征在于，所述挖树机包括车体和权利要求1所述的树木挖掘器；

所述树木挖掘器和车体之间通过螺栓和螺母进行连接。

3.根据权利要求2所述的挖树机，其特征在于，所述挖树机上设置支架(22)，所述支架(22)与刀具(16)之间通过刀具支撑螺栓(17)进行连接。