CN108967116A - 一种挖树方法及挖树装置 - Google Patents

Abstract

本专利提供一种结构简单、操作方便、只要一个人就可以完成各项挖树作业，效率高的挖树装置和挖树方法。挖树装置包括挖掘器支架、壳体、固定在壳体上的转动动力装置和摆动轴、由螺旋滚刀和滚刀轴组成的滚刀组件；滚刀轴固定在壳体上，转动动力装置驱动螺旋滚刀转动；在挖掘器支架上设置驱动壳体、滚刀组件等绕摆动轴摆动的摆动动力装置，当滚刀组件绕摆动轴轴线摆动180°时，折线状的螺旋滚刀或滚刀轴的轨迹基本是球面的1/4。挖树方法是挖掘树根一半的土球时，摆动轴沿着树干的径向方向延伸；转动动力装置带动螺旋滚刀转动，摆动动力装置驱动基本与地面平齐的滚刀组件绕摆动轴摆动180°；转动的螺旋滚刀即可切断树根并把树根下部泥土输送到地面。

Description

一种挖树方法及挖树装置

技术领域

本专利属于林业机械技术领域，具体涉及一种挖树方法及挖树装置。

背景技术

树木移植离不开挖树机器，现有的挖树方法有两类，一类是大型的挖树机械，如液压铲式挖树车、液压驱动链式挖树车、履带式半圆刀静力挖树车等等，这些装置存在体积庞大、重量大、价格高、使用不方便、挖树成本高、常常受到作业场地的限制等共同缺点，有的还存在挖掘不彻底，需要人力辅助的问题，甚至会出现飞起的小石头伤人的现象；另一类方法是使用简单的挖树工具，靠人的体力挖掘，例如：锯链式挖树机、振动铲式挖树机，不仅劳动强度大，而且效率低。随着人们生活水平的不断提高，现在的劳动用工成本越来越高，发明一种全新的，结构精巧、使用方便、节能环保的挖树机器，显得尤为重要。

发明内容

本技术的目的是提供一种结构简单、体积小巧、操作方便、使用便捷，只要一个人就可以完成各项挖树作业，效率高的挖树装置。

为了达到该目的，本专利的技术方案如下:

本专利所述的一种挖树装置，包括：

挖掘器支架1；

滚刀驱动器3：具有壳体301，壳体301上固定转动动力装置和摆动轴302；

滚刀组件4：包括螺旋滚刀5、滚刀轴6；其中，

滚刀轴6：成折线状，至少由两段不同轴的滚刀轴段61、62相连而成；滚刀轴6的一端固定在壳体301上；

螺旋滚刀5：成折线状，至少包括两段不同轴的螺旋滚刀段51、52；

每段螺旋滚刀段51、52均包括圆管501、固定在圆管外周上的螺旋叶片502；

每段螺旋滚刀段51、52的圆管均转动设置在一滚刀轴段61、62上；相邻的螺旋滚刀段51、52之间通过中空的万向节504相连；

转动动力装置：设置在壳体301，其输出轴与一螺旋滚刀段相连，以每段螺旋滚刀段51、52绕相应的滚刀轴段61、62的轴线转动；

摆动动力装置：设置在挖掘器支架1上，其输出轴与摆动轴302相连，以驱动滚刀驱动器3及滚刀组件4绕摆动轴302轴线摆动；

当滚刀组件4绕摆动轴302轴线摆动180°时，折线状的螺旋滚刀5或滚刀轴6的轨迹基本是球面的1/4。

本技术的有益效果：本专利在使用时，把挖掘器支架1固定在被挖树的树干一侧的地面，摆动轴302基本沿着树干的径向方向延伸；折线状滚刀轴6所在平面基本与地面平齐：然后通过转动动力装置带动每段螺旋滚刀段51、52绕相应的滚刀轴段61、62的轴线转动，同时通过摆动动力装置带动滚刀驱动器3及滚刀组件4绕摆动轴302轴线摆动180°；转动动力装置带动每段螺旋滚刀段51、52绕相应的滚刀轴段61、62的轴线转动，螺旋叶片502将树根周边的泥土输送到地面，同时螺旋叶片502也能够起到对树根的切断作用。当滚刀组件绕摆动轴转动180°，转动的螺旋滚刀5即可切断树根并把树根下部泥土输送到地面，完成树根土球一半的挖掘。之后再将挖树装置移动到树干的另一侧，按照同样的方法，可以挖掘剩下的一半土球。这样就完成了整个树木的挖掘。

作为对上述的挖树装置进一步改进，在螺旋叶片外缘上设置有多个用于切断树根的切削刀片12。螺旋叶片502对树根的切断作用有限，采用切削刀片12能够提高树根切断效率。

作为对上述的挖树装置进一步改进，摆动轴302转动支撑在挖掘器支架1上。挖掘器支架能够通过摆动轴302对壳体301等起到较好的支撑作用。

作为对上述的挖树装置进一步改进，摆动动力装置为手摇把及减速器2，减速器2的输入轴与手摇把相连。减速器2为蜗轮蜗杆减速器。采用人力驱动高减速比的蜗轮蜗杆减速器2，可以省去较重的电动机、发动机等，本装置更加轻巧。

作为对上述的挖树装置进一步改进，转动动力装置包括固定在壳体上的滚刀驱动电机7、与滚刀驱动电机7输出轴相连的主动齿轮10、固定在一螺旋滚刀段端部且与主动齿轮10啮合的从动齿轮11。采用滚刀驱动电机、齿轮传动机构带动螺旋滚刀5转动，在保证功率的情况下，简化了整体机构，这样本挖树装置也可称之为电动挖树装置。

作为对上述的挖树装置进一步改进，在挖掘器支架1的底部设置有向下延伸以插入地面的脚柱14。通过脚柱14能够稳定固定挖掘器支架1。

作为对上述的挖树装置进一步改进，它包括一个树干叉持调节器，摆动轴302相对于树干叉持调节器可以绕轴线转动，同时树干叉持调节器相对于摆动轴可以轴向移动。树干叉持调节器包括相连在一起的用于抵触在树干周边的树干叉30和长度调节器9，摆动轴302的一端插入长度调节器9中，摆动轴302相对于长度调节器9可以绕轴线转动，同时相对于长度调节器可以轴向移动。长度调节器9属于现有技术，例如长度调节器9是一个滑套，在滑套上沿滑套轴向布置多个设置限位螺钉，各限位螺钉均沿着滑套的径向延伸。伸入滑套内的摆动轴的周向开有环槽，限位螺钉的端部可以伸入到环槽内。这样，当限位螺钉不伸入环槽内时，摆动轴可以轴向移动并转动，当限位螺钉伸入环槽内时，摆动轴只能转动。使用时，树干叉30抵触在要挖掘的树木树干上，这样方便调节本挖树装置与树的距离，便于调节土球的大小。

本专利同时提供了一种步骤简便，节省作业时间，能够高效地挖掘树木的挖树方法。

本专利所述的挖树方法，将树根土球的挖掘分两步完成，先挖掘树根土球的一半，再挖掘剩下的一半土球；

挖掘树根一半的土球时，采用上述的挖树装置，把挖掘器支架1固定在被挖树的树干周边的地面，摆动轴302基本沿着树干的径向方向延伸；折线状滚刀轴6所在平面基本与地面平齐：

然后通过转动动力装置带动每段螺旋滚刀段51、52绕相应的滚刀轴段61、62的轴线转动，同时通过摆动动力装置带动滚刀驱动器3及滚刀组件4绕摆动轴302轴线摆动180°；转动的螺旋滚刀5即可切断树根并把树根下部泥土输送到地面，完成树根土球一半的挖掘。

本专利提供了一种新的挖树方法，并设计了相应的挖树装置来实现这种挖树的功能，具体技术方案是：将树根土球的挖掘分两步完成，先挖掘树根土球的一半，具体方法是采用弯曲的螺旋滚刀绕平行于地面的摆动轴轴线摆动，同时螺旋滚刀旋转，将一侧的树根与土壤挖开，并将泥土和树根碎片排出地面，然后在树根的另一侧，按同样的方法挖掘另一半土球。该方法作用效率高，能够快速实现树木的挖掘。

本挖树装置主要包括挖掘器支架，挖掘器支架的一侧固定有减速器，另一侧的臂上有一个轴孔，该轴孔与减速器的输出轴同轴线，滚刀驱动器的两侧有摆动轴，其中，一侧的摆动轴与减速器的轴固定连接，另一侧的摆动轴插在挖掘器支架上的轴孔里。滚刀组件与滚刀驱动器相连，滚刀组件由螺旋滚刀和滚刀轴组成，螺旋滚刀是在钢管的外柱面固定螺旋状薄钢板（螺旋叶片）而成，螺旋滚刀与滚刀轴之间有轴承，以减小螺旋滚刀旋转的阻力。螺旋状薄钢板的外缘上焊接有切削刀片，当螺旋滚刀旋转时，同时完成切削和排土两项功能。本专利将多个滚刀轴段在端部固定连接，相邻两轴的夹角在35-5度之间，在每根滚刀轴段上都套装螺旋滚刀段，相邻两个螺旋滚刀段之间通过十字轴万向节连接，保证在有夹角的情况下实现运动传递。十字轴万向节做成中空的结构，滚刀轴段能够从中间穿过，将滚刀轴的一端固定在滚刀驱动器的壳体上。滚刀驱动器由一对齿轮、滚刀驱动电机和壳体组成，其中主动齿轮与滚刀驱动电机的转轴连接，从动齿轮与螺旋滚刀连接，滚刀驱动电机固定在滚刀驱动器的壳体上，当滚刀驱动电机转动时，通过一对齿轮的传动，能够带动螺旋滚刀旋转。在滚刀驱动器的内侧摆动轴上套有一根树干叉持调节器，树干叉持调节器可以绕摆动轴旋转，同时可以在摆动轴上移动，用于调节挖树装置与树的距离，便于调节土球的大小。挖掘器支架的两侧下端带有尖状的脚柱，可以插在泥土中，起到稳定整个挖树装置的作用。当减速器的输出轴旋转，能够驱动整个滚刀驱动器与滚刀组件一起摆动，使滚刀组件向地下挖掘，如果此时滚刀驱动电机同时旋转，当滚刀驱动器及滚刀组件摆动180度时，可以完成树根土球一半的挖掘，再将挖树机移动到树干的另一侧，按照同样的方法，可以挖掘剩下的一半土球。

整个装置结构简单、体积小、重量轻、使用方便，而且可以调节挖掘树树土球的大小，只要一个人就可以完成各项作业，效率高，也可以将挖树装置安装在可移动的车辆上，操作起来更加轻便。

附图说明

图1是挖树装置的总体结构示意图。

图2是滚刀驱动器的结构示意图。

图3是滚刀组件结构示意图。

图4是图3中的局部（A处）放大图。

图5是螺旋叶片、切削刀片等的立体图。

图6是连接在螺旋滚刀段一端的十字万向节的结构图。

图中：1、挖掘器支架，2、减速器，3、滚刀驱动器，31、壳体，32、摆动轴，4、滚刀组件，5、螺旋滚刀，51、螺旋滚刀段，52、螺旋滚刀段，501、圆管，502、螺旋叶片，504、万向节，6、滚刀轴，61、滚刀轴段，62、滚刀轴段，7、滚刀驱动电机，9、长度调节器，10、主动齿轮，11、从动齿轮，12、切削刀片，13、轴承，14、脚柱，30、树干叉。

具体实施方式

如附图1所示，是一种电动挖树装置的实施例，主要包括挖掘器支架1、减速器2、滚刀驱动器3、滚刀组件4和树干叉持调节器。

参见图2、3，滚刀组件4由螺旋滚刀5和滚刀轴6组成。螺旋滚刀5是在钢管501的外柱面上焊接了螺旋状薄钢板即螺旋叶片502而成，螺旋滚刀的外形就像是一个空心螺栓，螺旋角为45度，螺旋滚刀的钢管501与滚刀轴之间有滚针轴承13，以减小螺旋滚刀旋转时的阻力。

参见图4、5，螺旋状薄钢板的外缘上焊接有切削刀片12，为了提高切削效率，切削刀片采用了工具钢，并将刀刃磨得非常锋利。当螺旋滚刀旋转时，可以同时完成切削和排土两项功能。

参见图1、3，本实施例将一长一短两个钢质的滚刀轴段61、62在端部焊接在一起，长的约55厘米，短的约45厘米，两轴的夹角为30度左右，两个螺旋滚刀段51、52也做成一长一短，长的约65厘米，短的约45厘米，两个螺旋滚刀段之间通过属于现有技术的十字轴万向节504连接，十字轴万向节做成中空的结构，滚刀轴能够从中间穿过。将较长滚刀轴段61的一端加工螺纹，通过螺母把滚刀轴固定在滚刀驱动器的壳体301上。

参见图1、2，滚刀驱动器3由一对伞形齿轮、滚刀驱动电机7和壳体301组成，两个伞形齿轮成90度安装，从动齿轮11通过一个轴套固定在滚刀轴段51上，主动齿轮10固定在滚刀驱动电机7的转轴上，当滚刀驱动电机7转动时，通过这一对齿轮的传动，能够带动螺旋滚刀5旋转。滚刀驱动电机7固定在滚刀驱动器的壳体301上。

挖掘器支架的一侧固定有减速器2，另一侧的臂上有一个轴孔，该轴孔与减速器的输出轴同轴线。在滚刀驱动器的两侧焊接了两个摆动轴302，内侧的摆动轴穿过挖掘器支架上的轴孔，外侧的摆动轴与减速器2的输出轴固定连接，减速器的壳体固定在挖掘器支架上，滚刀驱动器与滚刀组件能够一起围绕这两个摆动轴的轴线摆动。

参见图1，树干叉持调节器包括相连在一起的用于抵触在树干外周的树干叉30和长度调节器9。在滚刀驱动器内侧的摆动轴上套有长度调节器，可以在摆动轴上移动，树干叉30是一个半圆形叉，半圆形叉可以叉在树干上，起到定位挖树装置与树干距离的作用，摆动轴可以相对于长度调节器绕摆动轴轴线旋转。本实施例采用的减速器是蜗轮蜗杆减速器，减速器的输入轴与手摇把（未示出）相连，当转动手摇把时，减速器的输出轴旋转，带动整个滚刀驱动器与滚刀组件一起摆动，使滚刀组件向地下挖掘。挖掘器支架两侧的下面有尖状的脚柱14，可以插到泥土里，用于固定整个挖树装置。

下面介绍一下本实施例的使用方法：

一手握住挖掘器支架1，一手转动手摇把，将滚刀组件5调整到水平位置，然后将挖树装置放置在地面，调整好树干叉持调节器9的轴向位置，并将树干叉持调节器9对准树干的根部，用力向下压挖掘器支架，使下面的脚柱14插入泥土中，开启滚刀驱动电机7，螺旋滚刀5开始旋转，同时转动手摇把，根据螺旋滚刀的挖掘情况，控制好手摇把的转动速度，当减速器的输出轴转过180度时，可以完成树根土球一半的挖掘，再将挖树装置移动到树干的另一侧，按同样的方法，可以挖完剩下的一半。

在本实施例中，采用了蜗轮蜗杆减速器来进行减速传动，减速器采用了手摇把作为输入，整个挖树装置采用了两个螺旋滚刀段51、52相连，这些只是较佳方案，也可以采用其他方案，这些都在本专利的保护之内。

Claims (8)

1.一种挖树装置，包括：

挖掘器支架（1）；

滚刀驱动器（3）：具有壳体（301），壳体（301）上固定转动动力装置和摆动轴（302）；

滚刀组件（4）：包括螺旋滚刀（5）、滚刀轴（6）；其中，

滚刀轴（6）：成折线状，至少由两段不同轴的滚刀轴段（61、62）相连而成；滚刀轴（6）的一端固定在壳体（301）上；

螺旋滚刀（5）：成折线状，至少包括两段不同轴的螺旋滚刀段（51、52）；

每段螺旋滚刀段（51、52）均包括圆管（501）、固定在圆管外周上的螺旋叶片（502）；

每段螺旋滚刀段（51、52）的圆管均转动设置在一滚刀轴段（61、62）上；相邻的螺旋滚刀段（51、52）之间通过中空的万向节（504）相连；

转动动力装置：设置在壳体（301）上，其输出轴与一螺旋滚刀段相连，以驱动每段螺旋滚刀段（51、52）绕相应的滚刀轴段（61、62）的轴线转动；

摆动动力装置：设置在挖掘器支架（1）上，其输出轴与摆动轴（302）相连，以驱动滚刀驱动器（3）及滚刀组件（4）绕摆动轴（302）轴线摆动；

当滚刀组件（4）绕摆动轴（302）轴线摆动180°时，折线状的螺旋滚刀（5）或滚刀轴（6）的轨迹基本是球面的1/4。

2.如权利要求1所述的挖树装置，其特征是：在螺旋叶片外缘上设置有多个用于切断树根的切削刀片（12）。

3.如权利要求1所述的挖树装置，其特征是：摆动轴（302）转动支撑在挖掘器支架（1）上。

4.如权利要求1所述的挖树装置，其特征是：摆动动力装置为手摇把及减速器（2），减速器（2）的输入轴与手摇把相连。

5.如权利要求1所述的挖树装置，其特征是：转动动力装置包括固定在壳体上的滚刀驱动电机（7）、与滚刀驱动电机（7）输出轴相连的主动齿轮（10）、固定在一螺旋滚刀段端部且与主动齿轮（10）啮合的从动齿轮（11）。

6.如权利要求1所述的挖树装置，其特征是：在挖掘器支架（1）的底部设置有向下延伸以插入地面的脚柱（14）。

7.如权利要求1所述的挖树装置，其特征是：它包括一个树干叉持调节器，摆动轴（302）相对于树干叉持调节器可以绕轴线转动，同时树干叉持调节器相对于摆动轴可以轴向移动。

8.一种挖树方法，其特征是：将树根土球的挖掘分两步完成，先挖掘树根土球的一半，再挖掘剩下的一半土球；

挖掘树根一半的土球时，采用权利要求1-7任一所述的挖树装置，把挖掘器支架（1）固定在被挖树的树干一侧的地面，摆动轴（302）基本沿着树干的径向方向延伸；折线状滚刀轴（6）所在平面基本与地面平齐：

然后通过转动动力装置带动每段螺旋滚刀段（51、52）绕相应的滚刀轴段（61、62）的轴线转动，同时通过摆动动力装置带动滚刀驱动器（3）及滚刀组件（4）绕摆动轴（302）轴线摆动180°；转动的螺旋滚刀（5）即可切断树根并把树根下部泥土输送到地面，完成树根土球一半的挖掘。