CN114885639A - 用于植树的双壁中空式钻植一体化分瓣钻头及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于植树的双壁中空式钻植一体化分瓣钻头及其使用方法，其包括分瓣钻头、外钻头壁、轴座、内钻头壁、小齿轮、第一链轮链条组件、第二链轮链条组件、大齿轮和直流电机，分瓣钻头通过扭簧转动设于外钻头壁的下端，且外钻头壁的上端支撑于轴座上，内钻头壁设于外钻头壁中，且直流电机通过联轴器与大齿轮连接，大齿轮与小齿轮啮合传动，且第一链轮链条组件和第二链轮链条组件对称设于轴座的两侧。本发明分瓣钻头能螺旋式向下在地面上钻设种植坑，同时分瓣钻头能够在内钻头壁以及外钻头壁的相对运动下实现钻头处的分瓣开启，而预先存放至内钻头壁中的树苗可以从分瓣口处下落，进而完成树苗的钻植一体化种植，提高了植树效率。

Description

用于植树的双壁中空式钻植一体化分瓣钻头及其使用方法

技术领域

本发明属于树苗种植一体化技术领域，特别涉及一种用于植树的双壁中空式钻植一体化分瓣钻头及其使用方法。

背景技术

目前，树苗种植工作大多采用人工种植的方法，其中钻坑、储苗、放苗等步骤是种植过程中关键环节之一。因此，为解决这一问题，行业自动化、一体化方向发展，尤其提高了对钻坑、储苗、放苗等步骤一体化的需求。目前，大多数智能植树机器人仅能解决连续钻坑的问题，但钻植一体化的问题仍难以解决。主要问题在于在钻坑的过程中，树苗难以储存并精准放入坑内。钻植一体化实现的同时，难以解决装置复杂的痛点。

因此，本发明设计了一种新的树苗种植钻头，钻头既能在钻坑的同时，又能携带着树苗钻入坑中，并能精准地放入钻好的坑中。可以实现了树苗钻植一体化的问题，不仅解决了树苗精确放置的问题，还提高了树苗的种植效率。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于植树的双壁中空式钻植一体化分瓣钻头及其使用方法，在外钻头壁下端设置分瓣钻头，分瓣钻头能螺旋式向下在地面上钻设种植坑，同时分瓣钻头能够在内钻头壁以及外钻头壁的相对运动下实现钻头处的分瓣开启，而预先存放至内钻头壁中的树苗可以从分瓣口处下落，进而完成树苗的钻植一体化，此外该钻头装置可以安装在用于植树的工程车两侧，进行双排的树苗种植作业，实现了钻孔、储苗、放苗一系列步骤一体化的功能，提高了植树效率。

本发明采用的技术方案是一种用于植树的双壁中空式钻植一体化分瓣钻头，其包括分瓣钻头、外钻头壁、轴座、内钻头壁、小齿轮、第一链轮链条组件、第二链轮链条组件、大齿轮和直流电机，所述分瓣钻头通过扭簧转动设于所述外钻头壁的下端，且所述外钻头壁的外侧设有螺旋式刀片，所述外钻头壁的上端通过轴座轴承支撑于所述轴座上，且所述内钻头壁设于所述外钻头壁中，所述外钻头壁上端的侧壁上对称设有导向柱，所述内钻头壁上端的侧壁上对称设有导向槽，且所述导向柱滑动设于所述导向槽中，所述小齿轮固定设于所述内钻头壁上且位于所述导向槽的上方，所述直流电机固定设于所述轴座的一侧，所述直流电机通过联轴器与所述大齿轮连接，且所述大齿轮与所述小齿轮啮合传动；所述第一链轮链条组件和第二链轮链条组件对称设于所述轴座的两侧，且所述第一链轮链条组件和第二链轮链条组件均包括链条、上链轮、上齿轮轴、上部立式轴承座、下部立式轴承座、下链轮、下齿轮轴和上齿轮，所述上链轮设于所述上齿轮轴的第一端，且所述上齿轮轴的第二端通过轴承支撑于所述上部立式轴承座上，所述上齿轮设于所述上齿轮轴上且位于所述上链轮与上部立式轴承座之间，所述下链轮设于所述下齿轮轴的第一端，且所述下齿轮轴的第二端通过轴承支撑于所述下部立式轴承座上，所述上链轮通过所述链条与所述下链轮的链轮链条啮合传动，且所述轴座侧面的连片与所述链条固定连接，所述第一链轮链条组件中的上齿轮与所述第二链轮链条组件中的上齿轮啮合传动，且所述进给电机通过联轴器与所述第一链轮链条组件中的上齿轮轴的第二端连接，所述进给电机固定于所述电机固定板上。

进一步地，所述分瓣钻头为三瓣钻头，且当所述分瓣钻头处于闭合状态时，所述分瓣钻头呈圆锥结构状。

优选地，所述轴座内侧设有所述轴座轴承，且所述轴座轴承为单向轴承，所述轴座轴承的内圈与所述外钻头壁固定连接，所述轴座轴承的外圈与所述轴座内壁固定连接。

优选地，所述大齿轮的中心轴线平行于所述小齿轮的中心轴线，且所述大齿轮的中心轴线平行于所述外钻头壁的中心轴线。

本发明的另一方面，提供一种用于植树的双壁中空式钻植一体化分瓣钻头的使用方法，其包括以下步骤：

S1、启动所述直流电机，所述直流电机正转，通过所述大齿轮与所述小齿轮啮合传动，带动所述小齿轮及内钻头壁顺时针旋转，当所述内钻头壁顺时针旋转时，所述导向槽向左挤压所述导向柱，且所述导向柱带动所述外钻头壁顺时针旋转，所述分瓣钻头处于闭合状态，准备钻设种植坑；

S2、启动所述进给电机，所述进给电机正转，驱动所述第一链轮链条组件中的上齿轮顺时针旋转，通过齿轮啮合传动及链轮链条传动分别带动所述第一链轮链条组件中的链条顺时针转动及所述第二链轮链条组件中的链条逆时针转动，进而共同带动与所述轴座及所述分瓣钻头向下移动，且所述分瓣钻头向下开始螺旋式钻设种植坑；

S3、当所述分瓣钻头钻坑至预定深度后，所述进给电机停止转动，所述直流电机反转，通过所述大齿轮与所述小齿轮啮合传动，带动所述小齿轮及内钻头壁逆时针旋转，当所述内钻头壁逆时针旋转时，所述外钻头壁固定不动，所述内钻头壁上的导向槽向下移动并逐渐向右靠近挤压所述导向柱，且所述导向槽带动所述内钻头壁在所述外钻头壁中向下移动，所述分瓣钻头在所述内钻头壁下端的推力下逐渐分瓣张开，此时储存于所述内钻头壁中的树苗落入种植坑内；

S4、所述直流电机停止转动，所述进给电机反转，驱动所述第一链轮链条组件中的上齿轮逆时针旋转，通过齿轮啮合传动及链轮链条传动分别带动所述第一链轮链条组件中的链条逆时针转动及所述第二链轮链条组件中的链条逆时针转动，进而共同带动与所述轴座及所述分瓣钻头向上移动，此时种植坑周围土壤逐渐靠近树苗并裹实，继而完成树苗的种植；

S5、当所述分瓣钻头向上完全移动至地面后，所述进给电机停止转动，所述直流电机正转，通过所述大齿轮与所述小齿轮啮合传动，带动所述小齿轮及内钻头壁顺时针旋转，当所述内钻头壁顺时针旋转时，所述内钻头壁上的导向槽向上移动并逐渐向左靠近挤压所述导向柱，且所述导向槽带动所述内钻头壁向上移动，所述分瓣钻头逐步完成闭合。

进一步地，当所述分瓣钻头处于闭合状态时，所述导向柱位于所述导向槽的最下端，当所述分瓣钻头处于开启状态时，所述导向柱位于所述导向槽的最上端。

本发明的特点和有益效果是：

1、本发明提供的一种用于植树的双壁中空式钻植一体化分瓣钻头及其使用方法，外钻头壁下端设置分瓣钻头，分瓣钻头在直流电机以及进给电机的驱动下，能够在地面进行螺旋式钻设种植坑。

2、本发明提供的一种用于植树的双壁中空式钻植一体化分瓣钻头及其使用方法，外钻头壁内侧设有内钻头壁，可以在内钻头壁中放置树苗，在分瓣钻头钻设种植坑的同时，又能携带着树苗进入并精准地放入钻好的种植坑中，同时分瓣钻头能够在内钻头壁以及外钻头壁的相对运动下实现钻头处分瓣的功能，此时储存在内钻头壁中的树苗可以从分瓣口处下落，继而实现了钻植一体化的功能，并解决了树苗精确放置的问题。

3、本发明提供的一种用于植树的双壁中空式钻植一体化分瓣钻头及其使用方法，当钻头上升时，种植坑周围的土壤逐渐靠近并均匀地裹实树苗，有利于增加树苗的稳定性，提高树苗的种植效率，同时该钻头装置动力输入少，仅通过驱动直流电机及进给电机既可以完成树苗钻植一体化问题，具有节省能源、适用性强、结构简单巧妙等优点。

4、本发明提供的一种用于植树的双壁中空式钻植一体化分瓣钻头及其使用方法，该钻头装置可以安装在用于植树的工程车两侧，进行双排的树苗种植作业，不仅可以实现了钻孔、储苗、放苗一系列步骤一体化的功能，还提高了植树效率。

附图说明

图1是本发明的用于植树的双壁中空式钻植一体化分瓣钻头整体结构示意图；

图2为本发明分瓣钻头及内钻头壁处的局部结构示意图；

图3为本发明分瓣钻头使用方法的流程图。

主要附图标记：

分瓣钻头1；外钻头壁2；螺旋式刀片3；轴座4；导向柱5；内钻头壁6；导向槽61；小齿轮7；链条8；上链轮9；上齿轮轴10；上部立式轴承座11；电机固定板12；进给电机13；联轴器14；下部立式轴承座15；下链轮16；大齿轮17；下齿轮轴18；连片19；直流电机20；第一链轮链条组件21；第二链轮链条组件22；上齿轮23。

具体实施方式

为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。

本发明提供一种用于植树的双壁中空式钻植一体化分瓣钻头，如图1和图2所示，其包括分瓣钻头1、外钻头壁2、轴座4、内钻头壁6、小齿轮7、第一链轮链条组件21、第二链轮链条组件22、大齿轮17和直流电机20，分瓣钻头1通过扭簧转动设于外钻头壁2的下端，且外钻头壁2的外侧设有螺旋式刀片3，外钻头壁2的上端通过轴座轴承支撑于轴座4上，其中轴座轴承为单向轴承，轴座轴承只能顺时针转动，逆时针转动时处于抱死状态，且轴座轴承的内圈与外钻头壁2固定连接，轴座轴承的外圈与轴座4内壁固定连接，且内钻头壁6设于外钻头壁2中，内钻头壁6与外钻头壁2形成间隙配合，外钻头壁2上端的侧壁上对称设有导向柱5，内钻头壁6上端的侧壁上对称设有导向槽61，且导向柱5滑动设于导向槽61中，且导向柱5与导向槽61形成过渡配合，小齿轮7固定设于内钻头壁6上且位于导向槽61的上方，直流电机20固定设于轴座4的一侧，直流电机20通过联轴器与大齿轮17连接，且大齿轮17与小齿轮7啮合传动；第一链轮链条组件21和第二链轮链条组件22对称设于轴座4的两侧，且第一链轮链条组件21和第二链轮链条组件22均包括链条8、上链轮9、上齿轮轴10、上部立式轴承座11、下部立式轴承座15、下链轮16、下齿轮轴18和上齿轮23，上链轮9设于上齿轮轴10的第一端，且上齿轮轴10的第二端通过轴承支撑于上部立式轴承座11上，上齿轮23设于上齿轮轴10上且位于上链轮9与上部立式轴承座11之间，下链轮16设于下齿轮轴18的第一端，且下齿轮轴18的第二端通过轴承支撑于下部立式轴承座15上，上链轮9通过链条8与下链轮16链轮链条啮合传动，且轴座4侧面的连片19与链条8固定连接，第一链轮链条组件21中的上齿轮23与第二链轮链条组件22中的上齿轮23啮合传动，且进给电机13通过联轴器14与第一链轮链条组件21中的上齿轮轴10的第二端连接，进给电机13固定于电机固定板12上。

在一种优选方式中，分瓣钻头1为三瓣钻头，且当分瓣钻头1处于闭合状态时，分瓣钻头1呈圆锥结构状。

具体的，螺旋式刀片3与外钻头壁2制作成一体，且分瓣钻头1与螺旋式刀片3保证能够承受钻地的负载力，且大齿轮17的中心轴线平行于小齿轮7的中心轴线，且大齿轮17的中心轴线平行于外钻头壁2的中心轴线。

本发明的另一方面，提供一种用于植树的双壁中空式钻植一体化分瓣钻头的使用方法，如图3所示，其包括以下步骤：

S1、启动直流电机20，直流电机20正转，通过大齿轮17与小齿轮7啮合传动，带动小齿轮7及内钻头壁6顺时针旋转，当内钻头壁6顺时针旋转时，导向槽61向左挤压导向柱5，且导向柱5带动外钻头壁2顺时针旋转，分瓣钻头1处于闭合状态，准备钻设种植坑；

S2、启动进给电机13，进给电机13正转，驱动第一链轮链条组件21中的上齿轮23顺时针旋转，通过齿轮啮合传动及链轮链条传动分别带动第一链轮链条组件21中的链条8顺时针转动及第二链轮链条组件22中的链条8逆时针转动，进而共同带动与轴座4及分瓣钻头1向下移动，且分瓣钻头1向下开始螺旋式钻设种植坑；

S3、当分瓣钻头1钻坑至预定深度后，进给电机13停止转动，直流电机20反转，通过大齿轮17与小齿轮7啮合传动，带动小齿轮7及内钻头壁6逆时针旋转，当内钻头壁6逆时针旋转时，外钻头壁2固定不动，内钻头壁6上的导向槽61向下移动并逐渐向右靠近挤压导向柱5，且导向槽61带动内钻头壁6在外钻头壁2中向下移动，分瓣钻头1在内钻头壁6下端的推力下逐渐分瓣张开，此时储存于内钻头壁6中的树苗落入种植坑内；

S4、直流电机20停止转动，进给电机13反转，驱动第一链轮链条组件21中的上齿轮23逆时针旋转，通过齿轮啮合传动及链轮链条传动分别带动第一链轮链条组件21中的链条8逆时针转动及第二链轮链条组件22中的链条8逆时针转动，进而共同带动与轴座4及分瓣钻头1向上移动，此时种植坑周围土壤逐渐靠近树苗并裹实，继而完成树苗种植；

S5、当分瓣钻头1向上完全移动至地面后，进给电机13停止转动，直流电机20正转，通过大齿轮17与小齿轮7啮合传动，带动小齿轮7及内钻头壁6顺时针旋转，当内钻头壁6顺时针旋转时，内钻头壁6上的导向槽61向上移动并逐渐向左靠近挤压导向柱5，且导向槽带61动内钻头壁6向上移动，分瓣钻头1逐步完成闭合。

在一种优选方式中，当分瓣钻头1处于闭合状态时，导向柱5位于导向槽61的最下端，当分瓣钻头1处于开启状态时，导向柱5位于导向槽61的最上端。

本发明的具体操作步骤如下：

如图1～图3所示，本发明的一种用于植树的双壁中空式钻植一体化分瓣钻头及其使用方法，在使用过程中的具体操作步骤如下：

S1、启动直流电机20，直流电机20正转，通过大齿轮17与小齿轮7啮合传动，带动小齿轮7及内钻头壁6顺时针旋转，当内钻头壁6顺时针旋转时，导向槽61向左挤压导向柱5，且导向柱5处于导向槽61的最下端并被卡住。此时开有导向槽61的内钻头壁6相对于导向柱5位于导向柱5的上方，内钻头壁6的下端也并未顶到分瓣钻头1，而是处在分瓣钻头1的上方，此时分瓣钻头1在扭簧的作用下处于闭合状态。由于外钻头壁2与导向柱5固连，且轴座4内的单向轴承仅能顺时针旋转，因此被卡住的导向柱5在内钻头壁6的导向槽61限制下顺时针旋转，进而与导向柱5固连的外钻头壁2也顺时针旋转，分瓣钻头1准备钻设种植坑；

S2、启动进给电机13，进给电机13正转，驱动第一链轮链条组件21中的上齿轮23顺时针旋转，通过齿轮啮合传动及链轮链条传动分别带动第一链轮链条组件21中的链条8顺时针转动及第二链轮链条组件22中的链条8逆时针转动，进而共同带动与轴座4及分瓣钻头1向下移动，且分瓣钻头1向下开始螺旋式钻设种植坑；

S3、当分瓣钻头1钻坑至预定深度后，进给电机13停止转动，直流电机20反转，通过大齿轮17与小齿轮7啮合传动，带动小齿轮7及内钻头壁6逆时针旋转。当内钻头壁6逆时针旋转时，由于轴座内的单向轴承逆时针旋转抱死，所以外钻头壁2固定不动，外钻头壁2上的导向柱5也固定不动，内钻头壁6上的导向槽61向下移动并逐渐向右靠近挤压导向柱5，且导向槽61带动内钻头壁6在外钻头壁2中向下移动，且导向柱5处于导向槽61的最上端并被卡住。分瓣钻头1在内钻头壁6下端的推力下逐渐分瓣张开，此时储存于内钻头壁6中的树苗落入种植坑内；

S4、直流电机20停止转动，进给电机13反转，驱动第一链轮链条组件21中的上齿轮23逆时针旋转，通过齿轮啮合传动及链轮链条传动分别带动第一链轮链条组件21中的链条8逆时针转动及第二链轮链条组件22中的链条8逆时针转动，进而共同带动与轴座4及分瓣钻头1向上移动，此时种植坑周围土壤逐渐靠近树苗并裹实，继而完成树苗种植工作；

S5、当分瓣钻头1向上完全移动至地面后，进给电机13停止转动，直流电机20正转，通过大齿轮17与小齿轮7啮合传动，带动小齿轮7及内钻头壁6顺时针旋转，当内钻头壁6顺时针旋转时，内钻头壁6上的导向槽61向上移动并逐渐向左靠近挤压导向柱5，且导向槽带61动内钻头壁6向上移动，分瓣钻头1逐步完成闭合。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于植树的双壁中空式钻植一体化分瓣钻头，其特征在于，其包括分瓣钻头、外钻头壁、轴座、内钻头壁、小齿轮、第一链轮链条组件、第二链轮链条组件、大齿轮和直流电机，

所述分瓣钻头通过扭簧转动设于所述外钻头壁的下端，且所述外钻头壁的外侧设有螺旋式刀片，所述外钻头壁的上端通过轴座轴承支撑于所述轴座上，且所述内钻头壁设于所述外钻头壁中，所述外钻头壁上端的侧壁上对称设有导向柱，所述内钻头壁上端的侧壁上对称设有导向槽，且所述导向柱滑动设于所述导向槽中，所述小齿轮固定设于所述内钻头壁上且位于所述导向槽的上方，所述直流电机固定设于所述轴座的一侧，所述直流电机通过联轴器与所述大齿轮连接，且所述大齿轮与所述小齿轮啮合传动；

所述第一链轮链条组件和第二链轮链条组件对称设于所述轴座的两侧，且所述第一链轮链条组件和第二链轮链条组件均包括链条、上链轮、上齿轮轴、上部立式轴承座、下部立式轴承座、下链轮、下齿轮轴和上齿轮，所述上链轮设于所述上齿轮轴的第一端，且所述上齿轮轴的第二端通过轴承支撑于所述上部立式轴承座上，所述上齿轮设于所述上齿轮轴上且位于所述上链轮与上部立式轴承座之间，所述下链轮设于所述下齿轮轴的第一端，且所述下齿轮轴的第二端通过轴承支撑于所述下部立式轴承座上，所述上链轮通过所述链条与所述下链轮的链轮链条啮合传动，且所述轴座侧面的连片与所述链条固定连接，所述第一链轮链条组件中的上齿轮与所述第二链轮链条组件中的上齿轮啮合传动，且所述进给电机通过联轴器与所述第一链轮链条组件中的上齿轮轴的第二端连接，所述进给电机固定于所述电机固定板上。

2.根据权利要求1所述的用于植树的双壁中空式钻植一体化分瓣钻头，其特征在于，所述分瓣钻头为三瓣钻头，且当所述分瓣钻头处于闭合状态时，所述分瓣钻头呈圆锥结构状。

3.根据权利要求1所述的用于植树的双壁中空式钻植一体化分瓣钻头，其特征在于，所述轴座内侧设有所述轴座轴承，且所述轴座轴承为单向轴承，所述轴座轴承的内圈与所述外钻头壁固定连接，所述轴座轴承的外圈与所述轴座内壁固定连接。

4.根据权利要求1所述的用于植树的双壁中空式钻植一体化分瓣钻头，其特征在于，所述大齿轮的中心轴线平行于所述小齿轮的中心轴线，且所述大齿轮的中心轴线平行于所述外钻头壁的中心轴线。

5.一种实现权利要求1～4所述的用于植树的双壁中空式钻植一体化分瓣钻头的使用方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1、启动所述直流电机，所述直流电机正转，通过所述大齿轮与所述小齿轮啮合传动，带动所述小齿轮及内钻头壁顺时针旋转，当所述内钻头壁顺时针旋转时，所述导向槽向左挤压所述导向柱，且所述导向柱带动所述外钻头壁顺时针旋转，所述分瓣钻头处于闭合状态，准备钻设种植坑；

S2、启动所述进给电机，所述进给电机正转，驱动所述第一链轮链条组件中的上齿轮顺时针旋转，通过齿轮啮合传动及链轮链条传动分别带动所述第一链轮链条组件中的链条顺时针转动及所述第二链轮链条组件中的链条逆时针转动，进而共同带动与所述轴座及所述分瓣钻头向下移动，且所述分瓣钻头向下开始螺旋式钻设种植坑；

S3、当所述分瓣钻头钻坑至预定深度后，所述进给电机停止转动，所述直流电机反转，通过所述大齿轮与所述小齿轮啮合传动，带动所述小齿轮及内钻头壁逆时针旋转，当所述内钻头壁逆时针旋转时，所述外钻头壁固定不动，所述内钻头壁上的导向槽向下移动并逐渐向右靠近挤压所述导向柱，且所述导向槽带动所述内钻头壁在所述外钻头壁中向下移动，所述分瓣钻头在所述内钻头壁下端的推力下逐渐分瓣张开，此时储存于所述内钻头壁中的树苗落入种植坑内；

S4、所述直流电机停止转动，所述进给电机反转，驱动所述第一链轮链条组件中的上齿轮逆时针旋转，通过齿轮啮合传动及链轮链条传动分别带动所述第一链轮链条组件中的链条逆时针转动及所述第二链轮链条组件中的链条逆时针转动，进而共同带动与所述轴座及所述分瓣钻头向上移动，此时种植坑周围土壤逐渐靠近树苗并裹实，继而完成树苗的种植；

S5、当所述分瓣钻头向上完全移动至地面后，所述进给电机停止转动，所述直流电机正转，通过所述大齿轮与所述小齿轮啮合传动，带动所述小齿轮及内钻头壁顺时针旋转，当所述内钻头壁顺时针旋转时，所述内钻头壁上的导向槽向上移动并逐渐向左靠近挤压所述导向柱，且所述导向槽带动所述内钻头壁向上移动，所述分瓣钻头逐步完成闭合。

6.根据权利要求5所述的用于植树的双壁中空式钻植一体化分瓣钻头的使用方法，其特征在于，当所述分瓣钻头处于闭合状态时，所述导向柱位于所述导向槽的最下端，当所述分瓣钻头处于开启状态时，所述导向柱位于所述导向槽的最上端。

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