CN114000476B - 一种农田排水沟的表层夯实装置以及清沟夯实方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种农田排水沟的表层夯实装置以及清沟夯实方法，属农田水利设施技术领域。机架上固装有牵引杆，牵引杆下方的机架前端共装有清削刀，清削刀后端的机架上安装有支撑行走轮，支撑行走轮两侧设置有沟壁往复拍压机构，支撑行走轮后端设置有沟底往复拍压机构，沟壁往复拍压机构和沟底往复拍压机构分别与支撑行走轮连接。该夯实装置通过沟壁往复拍压机构完成沟壁夯实作业；通过沟底往复拍压机构完成沟底夯实作业。由此解决了现有人工对残留掉落在沟渠内的土壤进行清理，并对沟壁进行夯实的方式所导致的劳动强度大，作业效率低的问题，对农田水利建设具有积极的意义。

Description

一种农田排水沟的表层夯实装置以及清沟夯实方法

技术领域

本发明涉及一种农田排水沟的表层夯实装置以及清沟夯实方法，属农田水利设施技术领域。

背景技术

农田给排水沟渠是重要的农田水利设施之一，其在农田防洪排涝中发挥着积极的作用。目前农田给排水沟渠的挖掘，一般都是采用人工方式，不仅劳动强度大，而且作业效率低。为解决这一问题，人民研发了开沟机械，开沟机械很好地解决了劳动强度大，作业效率低的问题；但是，开沟机械所开制的沟渠在一定的时间后沟壁容易出现崩塌的情况，为此，为了延长农田给排水沟渠的使用寿命，目前人民是在开沟机械完成开沟作业后，采用人工的方式对残留掉落在沟渠内的土壤进行清理，并对沟壁进行夯实，然后通过浇筑混凝土的方式对沟壁、沟底进行硬化，由此，有效提高了水沟渠的使用寿命。虽然开沟机械好地解决了人工开沟作业劳动强度大，作业效率低的问题；但人工对残留掉落在沟渠内的土壤进行清理，并对沟壁进行夯实的方式同样存在劳动强度大，作业效率低的问题，因此，有必要研发一种清沟夯实装置，以利于后期的沟壁、沟底硬化作业。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种结构简单、实用性好，以解决现有人工对残留掉落在沟渠内的土壤进行清理，并对沟壁进行夯实的方式所导致的劳动强度大，作业效率低问题的农田排水沟的清沟夯实装置以及清沟夯实方法。

本发明的技术方案是：

一种农田排水沟的表层夯实装置，它由机架、牵引杆和清削刀构成，其特征在于：机架上固装有牵引杆，牵引杆下方的机架前端共装有清削刀，清削刀后端的机架上安装有支撑行走轮，支撑行走轮两侧设置有沟壁往复拍压机构，支撑行走轮后端设置有沟底往复拍压机构，沟壁往复拍压机构和沟底往复拍压机构分别与支撑行走轮连接。

所述的沟壁往复拍压机构由连接套筒、限位安装板和夯实板构成，支撑行走轮的一侧端面是固装有连接套筒，连接套筒一侧的机架上固装有限位安装板，限位安装板外侧设置有夯实板，夯实板经限位安装板与连接套筒连接。

所述的连接套筒直径小于支撑行走轮的直径，支撑行走轮的的圆周上均布有防滑齿。

所述的防滑齿为U型体。

所述的限位安装板呈圆形，限位安装板的中心部位固装有花键套，花键套外围的限位安装板上呈环形设置有滑孔。

所述的滑孔数量为4个。

所述的连接套筒内壁圆周上设置有驱动槽，所述的驱动槽由斜槽和横槽构成，所述的横槽数量为4个，横槽在连接套筒圆周内壁上均布，横槽之间通过斜槽连通。

所述的夯实板为矩形体，夯实板上对应花键套安装有花键杆，花键杆的一端插入安装在花键套内，花键杆外围的夯实板上对应滑孔安装有驱动杆，驱动杆的一端穿过滑孔与驱动槽滑动连接。

所述的驱动杆呈“﹄”型，驱动杆按上、中、下层次分，其长度不等。

所述的夯实板与限位安装板之间的驱动杆上装有压缩弹簧。

所述的夯实板一侧安装有栅格板。

所述的沟底往复拍压机构由装配轴、夯实底板、换向件构成，支撑行走轮后端的机架通过扭簧安装有装配轴，装配轴底部焊装有“﹄”型的夯实底板，夯实底板一侧的装配轴上水平焊装有夯实压板，装配轴与支撑行走轮之间的机架上装有换向件，换向件分别与支撑行走轮和夯实压板滑动接触连接。

所述的换向件由换向轴和换向压齿构成，换向轴通过轴承座安装在机架上，换向轴的圆周上对应夯实压板和防滑齿均布有换向压齿，换向压齿分别与夯实压板和防滑齿滑动间歇接触连接。

该清沟夯实装置的清沟夯实方法，它包括如下步骤：

1）、首先将该清沟夯实装置挂装在的开沟机后端，在动力装置（如拖拉机）的牵引下，该清沟夯实装置随开沟机整体前行，这一过程中，由开沟机将农田土壤开制（挖掘）出截面呈V字型的沟渠；

2）、开沟机开制沟渠所产生的大量泥土通过开沟机的成形犁刀被翻卷至沟渠两侧，少量的泥土散落在所开制的沟渠内；

3）、清沟夯实装置随开沟机整体前行的过程中，撑行走轮顺时针转动，同时通过清削刀将散落在所开制沟渠内的泥土翻卷至沟渠两侧的渠肩上；

4）、支撑行走轮顺时针转动的同时，各驱动杆在驱动槽内同步滑动，初始状态下，4个驱动杆的端头同时位于横槽的最低点（临近夯实板一侧端头），随着支撑行走轮的转动，各驱动杆在横槽的最低点通过斜槽向另一横槽的最高点（临近支撑行走轮一侧端头）滑动，

5）、各驱动杆在横槽的最低点通过斜槽向另一横槽的最高点滑动的过程中，各驱动杆带动夯实板向内收缩，同时夯实板配合限位安装板对压缩弹簧逐步压缩使其蓄能；

6）、当各驱动杆通过斜槽滑动至另一横槽的最高点时，压缩弹簧被压缩至极限，此时，在压缩弹簧的作用下各驱动杆瞬间由横槽的最高点滑落至最低点，夯实板快速对农田排水沟的沟壁形成冲击击打，完成一次夯实作业；如此循环，形成周期性的冲击击打，从而通过沟壁往复拍压机构完成沟壁夯实作业；

7）、沟壁往复拍压机构对沟壁进行夯实作业的同时，支撑行走轮通过防滑齿与换向压齿的啮合带动换向件整体反时针转动，

8）、换向件整体反时针转动的过程中，通过换向压齿带动夯实压板以装配轴为轴心顺时针转动，同时，夯实底板随装配轴转动，并使扭簧蓄能；

9）、换向压齿带动夯实压板顺时针转动的过程中，换向压齿在夯实压板的表面滑动，随着装配轴的转动角度变化，换向压齿与夯实压板逐步脱离接触，在扭簧释能作用下，夯实底板瞬间复位，对农田排水沟的沟底部形成冲击击打，完成一次夯实作业；如此循环，形成周期性的冲击击打，从而通过沟底往复拍压机构完成沟底夯实作业。

本发明的有益效果在于：

该农田排水沟的清沟夯实装置通过清削刀将散落在所开制沟渠内的泥土翻卷至沟渠两侧的渠肩上；通过沟壁往复拍压机构完成沟壁夯实作业；通过沟底往复拍压机构完成沟底夯实作业。解决了现有人工对残留掉落在沟渠内的土壤进行清理，并对沟壁进行夯实的方式所导致的劳动强度大，作业效率低的问题，该清沟夯实装置通过夯实板的角度调整，亦可对截面呈U型的农田排水沟进行夯实作业，以便于后续浇筑混凝土对沟渠表面进行硬化作业的顺利进行，对农田水利建设具有积极的意义。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明去掉沟底往复拍压机构的后视结构示意图；

图3是本发明支撑行走轮的侧视结构示意图；

图4是本发明支撑行走轮的立体结构示意图；

图5是本发明驱动槽沿周向的展开示意图；

图6是本发明限位安装板的结构示意图；

图7是本发明夯实板的结构示意图；

图8是本发明沟底往复拍压机构的结构示意图；

图9是本发明沟底往复拍压机构的改进示意图。

图中：1、机架，2、牵引杆，3、清削刀，4、支撑行走轮，5、防滑齿，6、连接套筒，7、限位安装板，8、夯实板，9、花键套，10、滑孔，11、驱动槽，12、斜槽，13、横槽，14、花键杆，15、驱动杆，16、压缩弹簧，17、栅格板，18、装配轴，19、夯实底板，20、夯实压板，21、换向轴，22、换向压齿，23、传动齿轮。

具体实施方式

该农田排水沟的清沟夯实装置由机架1、牵引杆2和清削刀3构成，机架1上固装有牵引杆2，牵引杆2下方的机架1前端固装有清削刀3，清削刀3在机架1上呈八字状设置，以将散落在所开制沟渠内的泥土向前推送或翻卷至沟渠两侧的渠肩上。清削刀3后端的机架1上对称安装有支撑行走轮4，支撑行走轮4的圆周上均布有U型体的防滑齿5，以在工作中防止支撑行走轮4出现打滑现象。

支撑行走轮4两侧设置有沟壁往复拍压机构。沟壁往复拍压机构由连接套筒6、限位安装板7和夯实板8构成，支撑行走轮4的一侧端面是固装有连接套筒6，连接套筒6的为直径小于支撑行走轮4直径的圆筒状，以在工作中避免与地面接触。连接套筒6内壁圆周上设置有驱动槽11，驱动槽11可采用车床直接铣出，亦可采用在一定厚度的钢板上铣出驱动槽11后，再将钢板弯制成圆环后焊装在连接套筒6内壁上的方式加工。驱动槽11由斜槽12和横槽13构成，横槽13的数量为4个，横槽13在连接套筒6圆周内壁上均布，横槽13之间通过斜槽12连通。即，相邻两个横槽13中的一个横槽13由最低点（临近夯实板一侧端头）通过斜槽12与另一横槽13的最高点（临近支撑行走轮一侧端头）连通。

连接套筒6外侧的机架1上固装有限位安装板7。限位安装板7呈圆形，限位安装板7的中心部位固装有花键套9，花键套9外围的限位安装板7上呈环形设置有4个滑孔10。限位安装板7外侧设置有夯实板8，夯实板8为矩形体，夯实板8上对应花键套9固装有花键杆14，花键杆14的一端插入安装在花键套9内，花键杆14在花键套9内可轴向滑动，但不能周向转动，从而保证夯实板8在机架1上的安装角度。花键杆14外围的夯实板8上对应滑孔10安装有4个驱动杆15，驱动杆15呈“﹄”型，其一端端头设置有弯折部，用于与驱动槽11的连接。以图7为例，由于夯实板8呈倾斜状设置，驱动杆15按上、中、下层次分，其长度不等，从而使夯实板8与V型沟渠的沟壁坡面角度对应，通过对各驱动杆15的长度进行更换调节，可调整夯实板8在机架1上 的安装角度，亦可对截面呈U型的沟渠的沟壁进行夯实作业。驱动杆15的一端穿过滑孔10通过其端头的弯折部与驱动槽11滑动连接。该沟壁往复拍压机构的限位安装板7，其目的是对4个驱动杆15进行限位，以保证驱动杆15与驱动槽11始终滑动连接的状态。夯实板8与限位安装板7之间的驱动杆15上装有压缩弹簧16，以在工作中蓄能并推动夯实板8快速复位使其对沟壁坡面形成击打，进而完成夯实作业，夯实板8的顶部呈“﹄”型，其目的是在夯实作业过程中，通过“﹄”型的顶部将渠肩上多余的土壤推走，保持渠肩平整的一致性。夯实板8一侧安装有栅格板17；栅格板17是在夯实作业过程中首先对沟壁坡面进行预夯实。

支撑行走轮4后端设置有沟底往复拍压机构；沟底往复拍压机构由装配轴18、夯实底板19、换向件构成，支撑行走轮4后端的机架1通过扭簧和轴承座安装有装配轴18，装配轴18底部焊装有“﹄”型的夯实底板19，夯实底板19一侧的装配轴18上水平焊装有夯实压板20，装配轴18与支撑行走轮4之间的机架1上装有换向件。换向件由换向轴21和换向压齿22构成，换向轴21通过轴承座安装在机架1上，换向轴21的圆周上对应夯实压板20和防滑齿5均布有换向压齿22，换向压齿22与夯实压板20滑动间歇接触连接。换向压齿22与防滑齿5啮合连接。作为沟底往复拍压机构的改进，所述的支撑行走轮4的圆周上设置有齿圈，换向件的换向轴21上对应支撑行走轮4装有传动齿轮23，传动齿轮23与支撑行走轮4啮合连接，传动齿轮23之间的换向轴21圆周上均布有换向压齿22；换向压齿22与夯实压板20滑动间歇接触连接；由此进一步提高沟底往复拍压机构工作的稳定性。

该农田排水沟的清沟夯实装置工作时，首先将该清沟夯实装置挂装在的开沟机后端，在动力装置（如拖拉机）的牵引下，该清沟夯实装置随开沟机整体前行，这一过程中，由开沟机将农田土壤开制（挖掘）出截面呈V字型的沟渠；开沟机开制沟渠所产生的大量泥土通过开沟机的成形犁刀被翻卷至沟渠两侧，少量的泥土散落在所开制的沟渠内。

清沟夯实装置随开沟机整体前行的过程中，支撑行走轮4顺时针转动，同时通过清削刀3将散落在所开制沟渠内的泥土翻卷至沟渠两侧的渠肩上，并对沟渠侧壁上不平整的部位进行刮削修整；支撑行走轮4顺时针转动的同时，各驱动杆15在驱动槽11内同步滑动，初始状态下，4个驱动杆15的端头同时位于横槽13的最低点，随着支撑行走轮4的转动，各驱动杆15在横槽13的最低点通过斜槽12向另一横槽13的最高点滑动。

各驱动杆15在横槽13的最低点通过斜槽12向另一横槽13的最高点滑动的过程中，各驱动杆15带动夯实板5向内收缩，同时夯实板8配合限位安装板7对压缩弹簧16逐步压缩使其蓄能；当各驱动杆15通过斜槽12滑动至另一横槽13的最高点时，压缩弹簧16被压缩至极限，此时，在压缩弹簧16的作用下各驱动杆15瞬间由横槽13的最高点滑落至最低点，夯实板8快速对农田排水沟的沟壁形成冲击击打，完成一次夯实作业；完成一次冲击的各驱动杆15再次由横槽13的最低点通过斜槽12向另一横槽13的最高点滑动，如此循环，形成周期性的冲击击打，从而通过沟壁往复拍压机构完成沟壁夯实作业。

沟壁往复拍压机构对沟壁进行夯实作业的同时，支撑行走轮4通过防滑齿5与换向压齿22的啮合带动换向件整体反时针转动，换向件整体反时针转动的过程中，通过换向压齿22带动夯实压板20以装配轴18为轴心顺时针转动，同时，夯实底板19随装配轴18转动，并使扭簧蓄能。换向压齿22带动夯实压板20顺时针转动的过程中，换向压齿22在夯实压板20的表面滑动，随着装配轴18的转动角度变化，换向压齿22与夯实压板20逐步脱离接触，在扭簧释能作用下，夯实底板19瞬间复位，对农田排水沟的沟底部形成冲击击打，完成一次夯实作业；夯实底板19完成一次夯实作业后；另一换向压齿22继续带动夯实压板20以装配轴18为轴心顺时针转动，如此循环，形成周期性的冲击击打，从而通过沟底往复拍压机构完成沟底夯实作业。

该农田排水沟的清沟夯实装置通过清削刀3将散落在所开制沟渠内的泥土翻卷至沟渠两侧的渠肩上；通过沟壁往复拍压机构完成沟壁夯实作业；通过沟底往复拍压机构完成沟底夯实作业。由此解决了现有人工对残留掉落在沟渠内的土壤进行清理，并对沟壁进行夯实的方式所导致的劳动强度大，作业效率低的问题，该清沟夯实装置通过夯实板20的角度调整，亦可对截面呈U型的农田排水沟进行夯实作业，以便于后续浇筑混凝土对沟渠表面进行硬化作业的顺利进行，该清沟夯实装置不仅可与开沟机配合进行联合作业，亦可在牵引装置的牵引下单独进行夯实作业。通过改进，亦可将清削刀、沟壁往复拍压机构、沟底往复拍压机构与开沟机有机融合，形成开沟夯实联合作业设备；对农田水利建设具有积极的意义。

Claims (5)

1.一种农田排水沟的表层夯实装置，它由机架（1）、牵引杆（2）和清削刀（3）构成，机架（1）上固装有牵引杆（2），牵引杆（2）下方的机架（1）前端固装有清削刀（3），清削刀（3）后端的机架（1）上安装有支撑行走轮（4），支撑行走轮（4）两侧设置有沟壁往复拍压机构，支撑行走轮（4）后端设置有沟底往复拍压机构，沟壁往复拍压机构和沟底往复拍压机构分别与支撑行走轮（4）连接；其特征在于：所述的沟壁往复拍压机构由连接套筒（6）、限位安装板（7）和夯实板（8）构成，支撑行走轮（4）的一侧端面是固装有连接套筒（6），连接套筒（6）直径小于支撑行走轮（4）的直径，支撑行走轮（4）的圆周上均布有防滑齿（5）；防滑齿（5）为U型体；连接套筒（6）一侧的机架（1）上固装有限位安装板（7），限位安装板（7）呈圆形，限位安装板（7）的中心部位固装有花键套（9），花键套（9）外围的限位安装板（7）上呈环形设置有滑孔（10）；限位安装板（7）外侧设置有夯实板（8），夯实板（8）经限位安装板（7）与连接套筒（6）连接；夯实板（8）为矩形体，夯实板（8）上对应花键套（9）安装有花键杆（14），花键杆（14）的一端插入安装在花键套（9）内，花键杆（14）外围的夯实板（8）上对应滑孔（10）安装有驱动杆（15），驱动杆（15）的一端穿过滑孔（10）与驱动槽（11）滑动连接；所述的连接套筒（6）内壁圆周上设置有驱动槽（11），所述的驱动槽（11）由斜槽（12）和横槽（13）构成，横槽（13）数量为4个，横槽（13）在连接套筒（6）圆周内壁上均布，横槽（13）之间通过斜槽（12）连通。

2.根据权利要求1所述的一种农田排水沟的表层夯实装置，其特征在于：所述的夯实板（8）与限位安装板（7）之间的驱动杆（15）上装有压缩弹簧（16），夯实板（8）一侧安装有栅格板（17）。

3.根据权利要求1所述的一种农田排水沟的表层夯实装置，其特征在于：所述的沟底往复拍压机构由装配轴（18）、夯实底板（19）、换向件构成，支撑行走轮（4）后端的机架（1）上通过扭簧安装有装配轴（18），装配轴（18）底部焊装有“﹄”型的夯实底板（19），夯实底板（19）一侧的装配轴（18）上水平焊装有夯实压板（20），装配轴（18）与支撑行走轮（4）之间的机架（1）上装有换向件，换向件分别与支撑行走轮（4）和夯实压板（20）滑动接触连接。

4.根据权利要求3所述的一种农田排水沟的表层夯实装置，其特征在于：所述的换向件由换向轴（21）和换向压齿（22）构成，换向轴（21）通过轴承座安装在机架（1）上，换向轴（21）的圆周上对应夯实压板（20）和防滑齿（5）均布有换向压齿（22），换向压齿（22）分别与夯实压板（20）和防滑齿（5）滑动间歇接触连接。

5.一种农田排水沟的表层夯实装置的清沟夯实方法，其特征在于：它包括如下步骤：

1）、首先将该农田排水沟的表层夯实装置挂装在开沟机后端，在动力装置的牵引下，该表层夯实装置随开沟机整体前行，这一过程中，由开沟机将农田土壤开制出截面呈V字型的沟渠；

2）、开沟机开制沟渠所产生的大量泥土通过开沟机的成形犁刀被翻卷至沟渠两侧，少量的泥土散落在所开制的沟渠内；

3）、清沟夯实装置随开沟机整体前行的过程中，支撑行走轮（4）顺时针转动，同时通过清削刀（3）将散落在所开制沟渠内的泥土翻卷至沟渠两侧的渠肩上；并对沟渠侧壁上不平整的部位进行刮削修整；

4）、支撑行走轮（4）顺时针转动的同时，各驱动杆（15）在驱动槽（11）内同步滑动，初始状态下，4个驱动杆（15）的端头同时位于横槽（13）的最低点，随着支撑行走轮（4）的转动，各驱动杆（15）在横槽（13）的最低点通过斜槽（12）向另一横槽（13）的最高点滑动；

5）、各驱动杆（15）在横槽（13）的最低点通过斜槽（12）向另一横槽（13）的最高点滑动的过程中，各驱动杆（15）带动夯实板（8）向内收缩，同时夯实板（8）配合限位安装板（7）对压缩弹簧（16）逐步压缩使其蓄能；

6）、当各驱动杆（15）通过斜槽（12）滑动至另一横槽（13）的最高点时，压缩弹簧（16）被压缩至极限，此时，在压缩弹簧（16）的作用下各驱动杆（15）瞬间由横槽（13）的最高点滑落至最低点，夯实板（8）快速对农田排水沟的沟壁形成冲击击打，完成一次夯实作业；如此循环，形成周期性的冲击击打，从而通过沟壁往复拍压机构完成沟壁夯实作业；

7）、沟壁往复拍压机构对沟壁进行夯实作业的同时，支撑行走轮（4）通过防滑齿（5）与换向压齿（22）的啮合带动换向件整体反时针转动；

8）、换向件整体反时针转动的过程中，通过换向压齿（22）带动夯实压板（20）以装配轴（18）为轴心顺时针转动，同时，夯实底板（19）随装配轴（18）转动，并使扭簧蓄能；

9）、换向压齿（22）带动夯实压板（20）顺时针转动的过程中，换向压齿（22）在夯实压板（20）的表面滑动，随着装配轴（18）的转动角度变化，换向压齿（22）与夯实压板（20）逐步脱离接触，在扭簧释能作用下，夯实底板（19）瞬间复位，对农田排水沟的沟底部形成冲击击打，完成一次夯实作业；如此循环，形成周期性的冲击击打，从而通过沟底往复拍压机构完成沟底夯实作业。

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