CN115162343A - 一种u型草方格一体铺设方法及铺设机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种U型草方格一体铺设方法及铺设机，包括以下步骤：(1)横向布料机构启动将纵向草料沿横向进行铺设；(2)第一压料机构驱动第一插刀将纵向草料中部向下插入沙地中，并且将沙土和草料压实；(3)横向布料机构和履带机构停止工作，铺设机停止，完成横向草带铺设；(4)第二压料机构驱动第二插刀插入沙地中，纵向布料机构启动，第二插刀开设纵向槽，同时纵向布料机构将横向草料铺设在纵向槽上；(5)纵向布料机构停止并反向移动进行复位，带动第二插刀将横向草料压入纵向槽内，完成纵向草带铺设；(6)之后重复步骤(1)‑(6)铺设形成U字形草方格。与现有技术相比，本发明大大降低了劳动强度，显著提升了草方格的铺设效率。
Description
技术领域
本发明涉及草方格铺设机技术领域，具体涉及的是一种U型草方格一体铺设方法及铺设机。
背景技术
土地荒漠化是一直存在的环境问题，困扰的社会的生存发展，而风沙运动引起的土壤风蚀是荒漠化的主要表现形式，而草方格沙障目前是一种有效的防风固沙措施，草方格能够削弱风力，储存水分，提高沙层的含水量，利于其他植物进行生长，有效防止风沙。
草方格沙障是用麦草、稻草、芦苇等材料，在流动沙丘上扎设成方格状的挡风墙，以削弱风力的侵蚀。草方格的形式为正方形，目前草方格铺设主要依靠纯手工铺设，通过人工在沙地中挖设方形槽坑，然后将草料插入槽坑内，最后在用沙土填充槽坑固定草料，这种方法不仅费时费力，大大增加了人工成本，而且工作量巨大，工作效率低下。
有鉴于此，本申请人针对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。
发明内容
本发明的其一目的在于提供一种U型草方格一体铺设方法，通过铺设U型草料，实现草方格的整体铺设，铺设效率更高。
本发明的其二目的在于提供一种铺设机，能够实现横向草料和纵向草料的同时铺设，进一步提高铺设效率，还能使草料固定更加牢固。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种U型草方格一体铺设方法，包括以下步骤：
(1)履带机构驱动铺设机向前运动，横向布料机构启动将纵向草料沿横向进行铺设；
(2)横向布料机构下料的同时，第一压料机构驱动第一插刀将纵向草料中部向下插入沙地中，并且将沙土和草料压实；
(3)铺设机前进至设定的距离后，横向布料机构和履带机构停止工作，铺设机停止，完成横向草带铺设；
(4)第二压料机构驱动第二插刀插入沙地中，纵向布料机构启动，带动第二压料机构纵向移动，第二插刀开设纵向槽，同时纵向布料机构将横向草料铺设在纵向槽上；
(5)纵向布料机构移动至设定距离后停止并反向移动进行复位，复位移动时带动第二插刀将横向草料压入纵向槽内，完成纵向草带铺设；
(6)之后重复步骤(1)-(6)铺设形成U字形草方格。
一种基于上述铺设方法的铺设机，包括主架体，和设在主架体上的履带机构、横向布料机构以及纵向布料机构；所述履带机构设在主架体的下端并驱动主架体前后移动，所述横向布料机构设在纵向布料机构的前侧边，所述横向布料机构将草料沿横向铺设，所述纵向布料机构将草料沿纵向铺设。
进一步的，所述横向布料机构包括第一下料机构和第一压料机构，所述第一下料机构设置在第一压料机构的前端，所述第一下料机构包括第一下料斗、第一排料辊、第一转轴、皮带输送机构以及第一驱动机构，所述第一下料斗安装在主架体上，第一转轴前后并排设置，两个第一转轴沿左右方向延伸且转动连接在第一下料斗的下端，所述第一排料辊套设在第一转轴上，第一排料辊的外表面设有沿轴向延伸的第一排料齿，所述皮带输送机构设置在第一排料辊的下方，所述第一驱动机构驱动第一转轴转动和皮带输送机构运作。
进一步的，所述皮带输送机构包括输送带、传动轮以及第二转轴，所述第二转轴前后并排设置在第一下料斗的下方，第二转轴的两端与主架体转动连接，所述传动轮套设在第二转轴上，所述输送带绕设在前后并排设置的传动轮上。
进一步的，所述第一下料斗的下端还设有延伸部，所述延伸部沿皮带输送机构的前端方向延伸并罩设在皮带输送机构上方，所述延伸部的出料端设有弧形导向板，延伸部位于弧形导向板两侧的内侧壁上设有导向槽。
进一步的，所述第一驱动机构包括第一电机、第一齿轮、第二齿轮以及第三齿轮，所述第一电机安装在主架体上，所述第一电机的动力输出端通过皮带轮机构与第一转轴传动连接，所述第二齿轮分别套设在两个第一转轴上并相互啮合，所述第一齿轮设置在第一电机的动力输出端上，所述第三齿轮套设在第二转轴上，第一齿轮与第三齿轮相互啮合。
进一步的，所述第一压料机构包括电动推杆，所述电动推杆的下端设有升降架，所述升降架上设有转动连接的第一插刀，所述升降架的后端设有对称设置的压板，压板之间形成压槽。
进一步的，所述纵向布料机构包括第二下料机构和第二压料机构，所述第二下料机构包括平移机架、第二下料斗、第三转轴、第二排料辊、第二电机以及平移驱动装置,所述平移机架与主架体滑动连接，所述平移驱动装置驱动平移机架进行水平移动，所述第二下料斗安装在平移机架上，第三转轴前后并排设置，两个第三转轴沿前后方向延伸且转动连接在第二下料斗的下端，第三转轴的端部设有相互啮合连接的第四齿轮，所述第二排料辊套设在第三转轴上，第二排料辊的外表面设有沿轴向延伸的第二排料齿，所述第二电机安装在平移机架上并驱动第三转轴转动。
进一步的，所述平移驱动装置包括第三电机、丝杆以及螺母块，所述第三电机安装在主架体上，第三电机驱动丝杆转动，所述螺母块与平移机架固定连接，并且螺母块与丝杆螺纹连接。
进一步的，所述第二压料机构包括舵机、摆臂以及第二插刀，所述舵机安装在平移机架上，所述摆臂与舵机的动力输出端连接，所述第二插刀与摆臂转动连接。
与现有技术相比，有益效果在于，本发明能够将草料通过排料辊依次打散排布并铺设在沙地上，通过先后铺设横向草带和纵向草带，在流动沙丘上扎设成U型草方格状的挡风墙，有效削弱风力的侵蚀。并且本发明能够适用于草方格自动化铺设的作业需求，代替了传统的人工作业，大大降低了劳动强度，显著提升了草方格的铺设效率。
附图说明
图1为本发明铺设方法的流程示意图。
图2为本发明铺设机的外形结构立体图。
图3为本发明铺设机的另一外形结构立体图。
图4为本发明铺设机后部结构立体示意图。
图5为本发明铺设机的底部结构立体示意图。
图6为本发明铺设机的剖面结构示意图。
图7为图2中A区域的局部结构示意图。
图中：
主架体-1；履带机构-2；横向布料机构-3；第一下料机构-31；
第一下料斗-311；延伸部-3111；弧形导向板-3112；导向槽-3113；
第一排料辊-312；第一转轴-313；第一压料机构-32；
电动推杆-321；升降架-322；第一插刀-323；压板-324；压槽-325；
皮带输送机构-33；输送带-331；传动轮-332；第二转轴-333；
第一驱动机构-34；第一电机-341；第一齿轮-342；第二齿轮-343；
第三齿轮-344；纵向布料机构-4；第二下料机构-41；
平移机架-411；第二下料斗-412；第三转轴-413；第四齿轮-4131；
第二排料辊-414；第二电机-415；第二压料机构-42；舵机-421；
摆臂-422；第二插刀-423；平移驱动装置-43；第三电机-431；
丝杆-432；螺母块-433。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
如图1-7所示，一种U型草方格一体铺设方法，包括以下步骤：
(1)履带机构2驱动铺设机向前运动，横向布料机构3启动将纵向草料沿横向进行铺设；
(2)横向布料机构3下料的同时，第一压料机构32驱动第一插刀323将纵向草料中部向下插入沙地中，并且将沙土和草料压实；
(3)铺设机前进至设定的距离后，横向布料机构3和履带机构2停止工作，铺设机停止，完成横向草带铺设；
(4)第二压料机构42驱动第二插刀423插入沙地中，纵向布料机构4启动，带动第二压料机构42纵向移动，第二插刀423开设纵向槽，同时纵向布料机构4将横向草料铺设在纵向槽上；
(5)纵向布料机构4移动至设定距离后停止并反向移动进行复位，复位移动时带动第二插刀423将横向草料压入纵向槽内，完成纵向草带铺设；
(6)之后重复步骤(1)-(6)铺设形成U字形草方格。
采用上述铺设方法，通过铺设机直线行走，依次铺设横向草带和纵向草带，即可完成U型草方格一体铺设。降低了工作量，大大提高了铺设效率。
一种基于上述铺设方法的铺设机，包括主架体1，和设在主架体1上的履带机构2、横向布料机构3以及纵向布料机构4；履带机构2设在主架体1的下端并驱动主架体1前后移动，履带机构2主要包括履带、履带轮以及履带电机，属于本技术领域的常规结构，因此不再做过多赘述。横向布料机构3设在纵向布料机构4的前侧边，横向布料机构3将草料沿横向铺设，纵向布料机构4将草料沿纵向铺设。
在本实施例中，横向布料机构3包括第一下料机构31和第一压料机构32，第一下料机构31设置在第一压料机构32的前端，第一下料机构31包括第一下料斗311、第一排料辊312、第一转轴313、皮带输送机构33以及第一驱动机构34，第一下料斗311安装在主架体1上，第一转轴313设有两个，两个第一转轴313前后并排设置，并且两个第一转轴313沿左右方向延伸且转动连接在第一下料斗311的下端，第一排料辊312套设在第一转轴313上固定连接，第一排料辊312的外表面设有沿轴向延伸的第一排料齿，皮带输送机构33设置在第一排料辊312的下方，第一驱动机构34驱动第一转轴313转动和皮带输送机构33运作。采用上述结构后，将草料放入第一下料斗311内，并且草料的轴向方向与第一转轴313的轴向方向平行，下料时第一驱动机构34驱动第一转轴313相互转动，第一转轴313转动带动第一排料辊312转动，对第一下料斗311内的草料进行翻滚梳理，草料通过第一排料辊312之间的间隙落到皮带输送机构33上，再通过皮带输送机构33排布输送到沙地上，实现横向草带铺设。
皮带输送机构33包括输送带331、传动轮332以及第二转轴333，第二转轴333前后并排设置在第一下料斗311的下方，第二转轴333的两端与主架体1转动连接，传动轮332套设在第二转轴333上，输送带331绕设在前后并排设置的传动轮332上，输送带331的前端朝下倾斜，方便草料向下输送至沙地上。采用上述结构后，第一驱动机构34驱动第二转轴333转动，从而带动传动轮332转动并驱动输送带331运作，使得第一下料斗311内的草料落到输送带331上后能够先进行排布，然后再向前输送并落到沙地上，这样能够避免铺设时候草料发生堵塞。更具体的，第一下料斗311的下端还设有延伸部3111，延伸部3111沿皮带输送机构33的前端方向延伸并罩设在皮带输送机构33上方，延伸部3111的出料端设有弧形导向板3112，延伸部3111位于弧形导向板3112两侧的内侧壁上设有导向槽3113。延伸部3111能够保护内部输送带331上的草料，避免风将输送带331上的草料吹乱吹散，并且草料输送至输送带331的前端时，草料的两端嵌入导向槽3113内，草料通过导向槽3113和弧形导向板3112的导向，平稳的向下输送，使铺设机在移动时，草料能够平稳精确的落在沙地上。
在本实施例中，第一驱动机构34包括第一电机341、第一齿轮342、第二齿轮343以及第三齿轮344，第一电机341安装在主架体1上，第一电机341的动力输出端通过皮带轮机构与第一转轴313传动连接，第二齿轮343分别套设在两个第一转轴313上并相互啮合，第一齿轮342设置在第一电机341的动力输出端上，第三齿轮344套设在第二转轴333上，第一齿轮342与第三齿轮344相互啮合。采用上述结构后，铺设横向草带时，第一电机341驱动其中一根第一转轴313转动，第一转轴313转动时通过第二齿轮343传动带动另一根第一转轴313转动，从而实现两根第一排料辊312相互转动，第一电机341同时还能驱动第一齿轮342转动，第一齿轮342带动第三齿轮344和第二转轴333转动，如此一来第一电机341能够驱动第一排料辊312和皮带输送机构33同步工作，结构简单紧凑，提高工作效率。
第一压料机构32包括电动推杆321，电动推杆321的下端设有升降架322，升降架322的侧通过导轨和导块与主架体1滑动连接，使得升降架322移动更加平稳，并使第一插刀323连接更加牢固。升降架322上设有转动连接的第一插刀323，升降架322的后端设有对称设置的压板324，压板324之间形成压槽325。采用上述结构后，在铺设机向前移动并铺设横向草带时，电动推杆321驱动升降架322下降，使第一插刀323插入沙地中，当铺设机向前移动，第一下料机构31在前端先将纵向设置的草料沿横向铺设在沙地上，由于铺设机保持前进，第一插刀323能够向前滚动将草料中部向下牢牢压入沙地内，草料受到第一插刀323压迫后，草料的两端会向中部折起，呈现立起的状态。接着后端的压板324能将第一插刀323压出的沙土压平，并将部分沙土向中部压入第一插刀323碾压形成的坑槽内，进一步固定坑槽内的草料,而压槽325能够对草料进行让位，避免碰倒草料。
更优选的，本实施例中横向布料机构3设有两个，两个横向布料机构3并排设置，这样本发明铺设机能够同时铺设两条横向草带，在铺设时能够将横向草带朝向迎风面，使得本发明铺设的U型草方格具有更好的防风效果。
在本实施例中，纵向布料机构4包括第二下料机构41和第二压料机构42，第二下料机构41包括平移机架411、第二下料斗412、第三转轴413、第二排料辊414、第二电机415以及平移驱动装置43,平移机架411的上端通过滑轨和滑块的连接方式滑动连接，平移驱动装置43驱动平移机架411进行水平移动，第二下料斗412安装在平移机架411上，第三转轴413前后并排设置，两个第三转轴413沿前后方向延伸且转动连接在第二下料斗412的下端，第三转轴413的端部设有相互啮合连接的第四齿轮4131，第二排料辊414套设在第三转轴413上，第二排料辊414的外表面设有沿轴向延伸的第二排料齿，第二电机415安装在平移机架411上并驱动第三转轴413转动。采用上述结构后，第二电机415通过皮带轮传动机构驱动一根第三转轴413转动，第三转轴413之间通过第四齿轮4131啮合传动，第二排料辊414相互转动时对第二下料斗412内的草料进行翻滚梳理，草料通过第二排料辊414之间的间隙落到沙地上，实现纵向草带铺设。
具体的，平移驱动装置43包括第三电机431、丝杆432以及螺母块433，第三电机431安装在主架体1上，第三电机431驱动丝杆432转动，螺母块433与平移机架411固定连接，并且螺母块433与丝杆432螺纹连接。采用上述结构后，第三电机431驱动丝杆432正转，驱动螺母块433带动第二下料斗412向主机架的右侧移动，从而实现将横向设置的草料进行纵向铺设。
在本实施例中，第二压料机构42包括舵机421、摆臂422以及第二插刀423，舵机421安装在平移机架411上，摆臂422与舵机421的动力输出端连接，第二插刀423与摆臂422转动连接。采用上述结构后，铺设纵向草带前，舵机421先驱动摆臂422带动第二插刀423向下插入沙地内，当第二下料斗412向前移动时，第二插刀423会先在沙地上开设坑槽，然后第二下料斗412再将草料铺设在坑槽上，之后平移驱动装置43驱动第二下料斗412复位，在复位的过程中第二插刀423将坑槽上的草料再次压入坑槽内进行固定，使得草料固定更加牢固。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明能够将草料通过排料辊依次打散排布并铺设在沙地上，通过先后铺设横向草带和纵向草带，在流动沙丘上扎设成U型草方格状的挡风墙，有效削弱风力的侵蚀。
(2)本发明能够同时铺设两条横向草带，在铺设时能够将横向草带朝向迎风面，使得本发明铺设的U型草方格具有更好的防风效果。
(3)本发明中延伸部3111能够保护内部输送带331上的草料，避免风将输送带331上的草料吹乱吹散，并且草料输送至输送带331的前端时，草料的两端嵌入导向槽3113内，草料通过导向槽3113和弧形导向板3112的导向，平稳的向下输送，使铺设机在移动时，草料能够平稳精确的落在沙地上。
(4)本发明中压板324能将第一插刀323压出的沙土压平，并将部分沙土向中部压入第一插刀323碾压形成的坑槽内，进一步固定坑槽内的草料,而压槽325能够对草料进行让位，避免碰倒草料。
(5)第二插刀423会先在沙地上开设坑槽，然后第二下料斗412再将草料铺设在坑槽上，之后平移驱动装置43驱动第二下料斗412复位，在复位的过程中第二插刀423将坑槽上的草料再次压入坑槽内进行固定，使得草料固定更加牢固。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (10)
1.一种U型草方格一体铺设方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)履带机构驱动铺设机向前运动，横向布料机构启动将纵向草料沿横向进行铺设；
(2)横向布料机构下料的同时，第一压料机构驱动第一插刀将纵向草料中部向下插入沙地中，并且将沙土和草料压实；
(3)铺设机前进至设定的距离后，横向布料机构和履带机构停止工作，铺设机停止，完成横向草带铺设；
(4)第二压料机构驱动第二插刀插入沙地中，纵向布料机构启动，带动第二压料机构纵向移动，第二插刀开设纵向槽，同时纵向布料机构将横向草料铺设在纵向槽上；
(5)纵向布料机构移动至设定距离后停止并反向移动进行复位，复位移动时带动第二插刀将横向草料压入纵向槽内，完成纵向草带铺设；
(6)之后重复步骤(1)-(6)铺设形成U字形草方格。
2.一种基于权利要求1所述的U型草方格一体铺设方法的铺设机，其特征在于，包括主架体，和设在主架体上的履带机构、横向布料机构以及纵向布料机构；所述履带机构设在主架体的下端并驱动主架体前后移动，所述横向布料机构设在纵向布料机构的前侧边，所述横向布料机构将草料沿横向铺设，所述纵向布料机构将草料沿纵向铺设。
3.如权利要求2所述的一种铺设机，其特征在于，所述横向布料机构包括第一下料机构和第一压料机构，所述第一下料机构设置在第一压料机构的前端，所述第一下料机构包括第一下料斗、第一排料辊、第一转轴、皮带输送机构以及第一驱动机构，所述第一下料斗安装在主架体上，第一转轴前后并排设置，两个第一转轴沿左右方向延伸且转动连接在第一下料斗的下端，所述第一排料辊套设在第一转轴上，第一排料辊的外表面设有沿轴向延伸的第一排料齿，所述皮带输送机构设置在第一排料辊的下方，所述第一驱动机构驱动第一转轴转动和皮带输送机构运作。
4.如权利要求3所述的一种铺设机，其特征在于，所述皮带输送机构包括输送带、传动轮以及第二转轴，所述第二转轴前后并排设置在第一下料斗的下方，第二转轴的两端与主架体转动连接，所述传动轮套设在第二转轴上，所述输送带绕设在前后并排设置的传动轮上。
5.如权利要求4所述的一种铺设机，其特征在于，所述第一下料斗的下端还设有延伸部，所述延伸部沿皮带输送机构的前端方向延伸并罩设在皮带输送机构上方，所述延伸部的出料端设有弧形导向板，延伸部位于弧形导向板两侧的内侧壁上设有导向槽。
6.如权利要求4所述的一种铺设机，其特征在于，所述第一驱动机构包括第一电机、第一齿轮、第二齿轮以及第三齿轮，所述第一电机安装在主架体上，所述第一电机的动力输出端通过皮带轮机构与第一转轴传动连接，所述第二齿轮分别套设在两个第一转轴上并相互啮合，所述第一齿轮设置在第一电机的动力输出端上，所述第三齿轮套设在第二转轴上，第一齿轮与第三齿轮相互啮合。
7.如权利要求3所述的一种铺设机，其特征在于，所述第一压料机构包括电动推杆，所述电动推杆的下端设有升降架，所述升降架上设有转动连接的第一插刀，所述升降架的后端设有对称设置的压板，压板之间形成压槽。
8.如权利要求2所述的一种铺设机，其特征在于，所述纵向布料机构包括第二下料机构和第二压料机构，所述第二下料机构包括平移机架、第二下料斗、第三转轴、第二排料辊、第二电机以及平移驱动装置,所述平移机架与主架体滑动连接，所述平移驱动装置驱动平移机架进行水平移动，所述第二下料斗安装在平移机架上，第三转轴前后并排设置，两个第三转轴沿前后方向延伸且转动连接在第二下料斗的下端，第三转轴的端部设有相互啮合连接的第四齿轮，所述第二排料辊套设在第三转轴上，第二排料辊的外表面设有沿轴向延伸的第二排料齿，所述第二电机安装在平移机架上并驱动第三转轴转动。
9.如权利要求8所述的一种铺设机，其特征在于，所述平移驱动装置包括第三电机、丝杆以及螺母块，所述第三电机安装在主架体上，第三电机驱动丝杆转动，所述螺母块与平移机架固定连接，并且螺母块与丝杆螺纹连接。
10.如权利要求8所述的一种铺设机，其特征在于，所述第二压料机构包括舵机、摆臂以及第二插刀，所述舵机安装在平移机架上，所述摆臂与舵机的动力输出端连接，所述第二插刀与摆臂转动连接。
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2022
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