CN105766398A - 一种高效苗圃幼苗周向裁根刀头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及苗圃幼苗裁根技术领域，公开了一种高效苗圃幼苗周向裁根刀头，包括钻头、刀身和转动芯轴，其中刀身由铣刀段组成，钻头仿生钻山甲头颈曲线而设计，铣刀段仿生木棉树干而设计，木棉刺形刀具采用DNA双螺旋方式排布。钻头与铣刀段连接后整体安装在转动芯轴上；所述钻头上沿其轴向加工有第一排屑槽，刀身的铣刀段上加工有刀片槽；所述刀片槽内安装有刀具。本发明采用先钻后铣，即通过钻头钻入土壤层约一米深，再用螺旋式铣刀段铣削土壤层，完成环形或方形切割。该刀头可以降低裁根过程的劳动强度、工作噪音，提高劳动效率和避免人与刀具的近距离接触而产生危险。

Description

一种高效苗圃幼苗周向裁根刀头

技术领域

本发明涉及一种裁根刀头，具体涉及一种高效苗圃幼苗周向裁根刀头，属于林业幼苗抚育技术领域。

背景技术

树苗是林业发展的基础性资源，需要重点培植和抚育。为了保障苗圃幼苗之间互不侵犯，同时提高移栽后的成活率，幼苗需要定期裁剪根部，即需要按要求修剪去过长部分。目前苗圃裁根作业一般是人工采用丁镐和铁锹等工具来完成，其劳动强度大、耗费大量人力，并且效率低下。于是有技术人员尝试采用类似油锯的装置进行根部裁剪，但是这种装置切削时遇石头会偏斜，操作不安全，并对操作人员的腿和脚产生安全隐患。为了实现苗圃幼苗切根过程更加高速、高效、安全，需要着手发明一种新装备来解决这些不足。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种高效苗圃幼苗周向裁根刀头，采用先钻后铣，即通过钻头钻入土壤层约一米深，再用螺旋式铣刀段铣土壤层，完成环形或方形切割，这样既能提高机械化和切根效率，节省人力，又能避免人与刀具的近距离接触而产生危险。

为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：

一种高效苗圃幼苗周向裁根刀头，包括钻头、刀身和转动芯轴，其中刀身由铣刀段组成，钻头与刀身的铣刀段连接后整体安装在转动芯轴上，钻头能够绕转动芯轴转动；所述钻头上沿其轴向加工有第一排屑槽，刀身的铣刀段上加工有刀具槽；所述刀具槽内安装有木棉刺形刀具；所述钻头与刀身的铣刀段之间采用牙嵌式连接而成，所述转动芯轴采用空心轴焊接在芯轴法兰上，上铣刀段的上端面与芯轴法兰连接，钻头与空心轴连接，所述铣刀段包括下铣刀段和上铣刀段，下铣刀段和上铣刀段之间采用牙嵌式连接，即下铣刀段和上铣刀段的连接面配对加工有条形燕尾槽，钻头与下铣刀段的连接面也配对加工有条形燕尾槽，所述燕尾槽互相嵌合，实现牙嵌式连接，所述钻头的外轮廓为弧形锥状，其与穿山甲的头颈部曲线一致，所述钻头的尖端加工有钻头横刃，所述第一排屑槽为圆锥形并呈螺旋状，所述木棉刺形刀具采用锥形刀柄安装在刀身的刀具槽上，裁根刀头的全长约为1m，其中刀身的长度为800mm，钻头的长度为240mm，芯轴法兰的厚度为10mm，刀身的直径为φ80mm，木棉刺形刀具上刀尖处的直径为φ117mm，转动芯轴的整体长度为830mm。

所述刀身上分别沿两条仿DNA螺旋线加工有刀具槽。

所述螺旋线形成的螺旋角为30°~40°。

所述木棉刺形刀具的形状与木棉树上的尖刺形状一致，木棉刺形刀具的顶角为40°~50°，头部倒圆角；锥形刀柄上还对称加工有两个波浪形的第二排屑槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明中将钻头与铣刀段连接在一起，可以实现刀头对于苗圃幼苗裁根过程的“先钻后铣”，即通过钻头钻入土壤层约一米深，再用螺旋式铣刀段铣土壤层，完成环形或方形切割，利用机械动力，这样可以节约人力，也能避免人与刀具的近距离接触而产生的危险，从而解决了劳动强度、裁根效率和安全隐患问题。

2、本发明钻头仿生穿山甲头颈曲线，钻削抗力低；木棉刺形刀具按照DNA双螺旋排布，实现螺旋逐刃切削从进而降低了铣削抗力；钻铣削抗力的降低将减少裁根所需的功耗，实现节省能源的作用。另外，降低的功耗和流畅的钻铣削过程，可以明显降低裁根过程的噪音，改善操作人员作业舒适度和避免环境噪音污染。

3、本发明的铣刀段包括下铣刀段和上铣刀段，即刀身由多段铣刀段组成，可以增加或减少铣刀段的数量，安装和拆卸方便，能提高裁根刀头的适用度，拓宽其应用范围；下铣刀段和上铣刀段之间、钻头与刀身之间采用牙嵌式连接，可提高整个刀头的连接强度，确保刀头的稳定运行。

4、本发明中木棉刺形刀具与木棉树上的尖刺形状一致，可以保证刀具的锋利坚固以及高速铣削的可靠性；而且刀柄上加工有两个波浪形的第二排屑槽，方便断屑和排屑，避免造成崩刃或刀片堵塞。

附图说明

图1为本发明周向裁根刀头的整体轴测图。

图2为本发明钻头部分的结构图。

图3是本发明下铣刀段的整体轴测图。

图4是本发明上铣刀段的整体轴测图。

图5是本发明木棉刺形刀具的局部放大图。

图6是本发明转动芯轴的结构图。

附图标记说明：1-钻头、2-下铣刀段、3-上铣刀段、4-转动芯轴、5-外轮廓、6-第一排屑槽、7-钻头横刃、8-螺纹孔、9-燕尾槽、10-木棉刺形刀具、11-仿DNA螺旋线、12-刀具槽、13-第二排屑槽、14-锥形刀柄、15-螺纹台阶、16-空心轴、17-芯轴法兰。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1所示，本发明提供的一种高效苗圃幼苗周向裁根刀头，包括钻头1、刀身和转动芯轴4，其中刀身由铣刀段组成。钻头1与刀身的铣刀段连接后整体安装在转动芯轴4上，钻头1能够绕转动芯轴4转动。整个刀头采用组合式结构，便于装拆。

如附图2所示，钻头1的外轮廓5为弧形锥状，其与穿山甲的头颈部曲线一致，即通过测量出其头颈部曲线尺寸设计而成，可以使其更加快速地钻入地下。钻头1上沿其轴向加工有第一排屑槽6，用以进行排屑，以及挤开小石头等杂物。钻头1的尖端加工有钻头横刃7，这样有助于钻削硬土层或砂石层。钻头1的端部加工有螺纹孔8，用于与转动芯轴4进行螺纹连接实现径向固定。钻头1与刀身的下铣刀段2之间采用牙嵌式联接，即两者的连接面上配对加工有10~20个条形状燕尾槽9，所述燕尾槽9互相嵌合实现牙嵌式连接，从而实现下铣刀段2与钻头1的轴向固定。本实施例中，为了保证联接的可靠性，燕尾槽9的数量为20个。所述第一排屑槽6为圆锥形并呈螺旋状，其螺旋角从12.8°上升到20.4°，采用圆锥形可保证整个钻头1的尖端锐度，可有效降低钻削抗力。

如附图3和附图4所示，为了保证整个刀头的刚度，下铣刀段2采用三段组成，相邻的下铣刀段2之间、下铣刀段2和上铣刀段3之间也分别采用牙嵌式联接而成。整个刀身即下铣刀段2和上铣刀段3上分别沿两条仿DNA螺旋线11加工有16~32个刀具槽12。本实施例中，刀具槽12共有64个，其宽度为11~25mm，优选为25mm，仿DNA螺旋线11形成的螺旋角为30°~40°，优选为36°。所述刀具槽12内安装有木棉刺形刀具10。

如附图5所示，木棉刺形刀具10采用组合结构，采用的锥形刀柄14（其锥度为7:24）通过螺钉及锥面过渡配合固定在刀身的刀具槽12上，木棉刺形刀具10的上端形状与木棉树上的尖刺形状（即木棉树的树干上布满尖刺）一致，木棉刺形刀具10的顶角为40°~50°，优选为44°，头部为圆角以减少崩刃，木棉刺形刀具10上端对称加工有两个波浪形的第二排屑槽13，采用波浪形可以更方便断屑和排屑。

如附图6所示，转动芯轴4采用空心轴16焊接在芯轴法兰17上，其中部空心，以减轻整体刀头的总重量。为了降低加工难度，空心轴16采用圆管，芯轴法兰17通过螺钉与上铣刀段3的上端面连接。空心轴16的端部圆周面上加工有螺纹台阶15，可方便与钻头1进行螺纹连接，空心轴16可伸入钻头1内20mm，可以保证钻头1的径向固定。

本实施例中，裁根刀头的全长约为1m，其中刀身的长度为800mm，钻头1的长度为240mm，芯轴法兰17的厚度为10mm，刀身的直径为φ80mm，木棉刺形刀具10上刀尖处的直径为φ117mm，转动芯轴4的整体长度为830mm。

工作过程：在刀头进行幼苗周向裁根之前，动力驱动刀头高速旋转，钻头1带动整个刀头钻入土层下约1m深处后停止下钻，完成刀头向下的进给过程。由于钻头1根据穿山甲的头颈部曲线设计而成，使其钻土和排土更为流畅。裁根过程中，人力推动装载有该裁根刀头的轮式推车，围绕幼苗周边走圆形或方形轨迹，刀身上的木棉刺形刀具10将逐刃参与周向裁根，完成圆形或方形切削。由于木棉刺形刀具10呈DNA螺旋状分布，在实现周向裁根功能基础上，具有降低钻铣噪音、功耗和刀具磨损的有益效果。木棉刺形刀具10与木棉树上的尖刺形状一致，并有两个波浪形的第二排屑槽13，可以保证木棉刺形刀具10的锋利坚固的同时，避免崩刃或土屑堵塞刀片问题。另外，刀身端面轴向连接采用牙嵌式联接，并用转动芯轴4对刀身进行径向固定，可提高木棉刺形刀具10的连接强度，确保木棉刺形刀具10的稳定运行。这样就实现了用一种高效苗圃幼苗周向裁根刀头进行裁根的过程。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高效苗圃幼苗周向裁根刀头，其特征在于：包括钻头（1）、刀身和转动芯轴（4），其中刀身由铣刀段组成，钻头（1）与刀身的铣刀段连接后整体安装在转动芯轴（4）上，钻头（1）能够绕转动芯轴（4）转动；所述钻头（1）上沿其轴向加工有第一排屑槽（6），刀身的铣刀段上加工有刀具槽（12）；所述刀具槽（12）内安装有木棉刺形刀具（10），所述木棉刺形刀具（10）采用锥形刀柄（14）安装在刀身的刀具槽（12）上；所述钻头（1）与刀身的铣刀段之间采用牙嵌式连接而成，所述铣刀段包括下铣刀段（2）和上铣刀段（3），下铣刀段（2）和上铣刀段（3）之间采用牙嵌式连接，即下铣刀段（2）和上铣刀段（3）的连接面配对加工有条形燕尾槽（9），钻头（1）与下铣刀段（2）的连接面也配对加工有条形燕尾槽（9），所述燕尾槽（9）互相嵌合，实现牙嵌式连接，所述钻头（1）的外轮廓（5）为弧形锥状，其与穿山甲的头颈部曲线一致，所述钻头（1）的尖端加工有钻头横刃（7），所述第一排屑槽（6）为圆锥形并呈螺旋状，所述转动芯轴（4）采用空心轴（16）焊接在芯轴法兰（17）上，上铣刀段（3）的上端面与芯轴法兰（17）连接，钻头（1）与空心轴（16）连接，裁根刀头的全长为1m，其中刀身的长度为800mm，钻头（1）的长度为240mm，芯轴法兰（17）的厚度为10mm，刀身的直径为φ80mm，木棉刺形刀具（10）上刀尖处的直径为φ117mm，转动芯轴（4）的整体长度为830mm。

2.根据权利要求1所述的高效苗圃幼苗周向裁根刀头，其特征在于：所述刀身上分别沿两条仿DNA螺旋线（11）加工有刀具槽（12）。

3.根据权利要求2所述的高效苗圃幼苗周向裁根刀头，其特征在于：所述仿DNA螺旋线（11）形成的螺旋角为30°~40°。

4.根据权利要求3所述的高效苗圃幼苗周向裁根刀头，其特征在于：所述木棉刺形刀具（10）的形状与木棉树上的尖刺形状一致，木棉刺形刀具（10）的顶角为40°~50°，头部倒圆角；木棉刺形刀具（10）上还对称加工有两个波浪形的第二排屑槽（13）。