CN115211326B - 一种z型轨迹连续栽插式草方格自动铺设装置 - Google Patents

Abstract

一种Z型轨迹连续栽插式草方格自动铺设装置，属于沙漠治理设备技术领域，包括机架以及安装于机架上的分离输送栽插机构，所述分离输送机构与Z型轨迹机构连接，Z型轨迹机构安装于抬升机构顶部，抬升机构安装于行走机构底盘上表面处。在保证草方格铺设质量的基础上，实现连续栽插的全自动铺设过程，使之效率更高、耗费资源更少，无需定制草帘，只需同向放置的任意草料，减少人力物力。同时能有效解决其他铺设装置压坏已铺设草方格等方面问题，保证栽插的连续完整性。

Description

一种Z型轨迹连续栽插式草方格自动铺设装置

技术领域

本发明属于沙漠治理设备技术领域，具体涉及一种Z型轨迹连续栽插式草方格自动铺设装置。

背景技术

现有草方格的铺设形式主要有三种，其一为人工铺设，将草料铺平后，利用传统草方格压铲人工方式将草料压至地下进行铺设；其二为半机械化铺设，首先将草料制成草帘，然后将草帘铺于规定路线上后，人工推动压草轮沿着草帘压过，即可完成一线铺设，经过纵横两线后形成草方格。其三为全自动铺设，即为图1所示设备，其主要工作机构即如图2所示，在料仓中铺设草帘，通过两个压滚将草帘运输至机构1，进而铺在前进路线上，然后通过压轮2使草帘压入地下从而立起，最后机构3扶正歪斜草料的同时，将草道两边的土铺平。

就目前三种草方格铺设形式而言，第一种虽然节省草料，且质量得到了验证保障，但极费人力物力，且效率很低；第二种虽然一定程度上减少了人力，但增加了一个新的问题——草料的苛刻条件，必须是草帘，这样，编制草帘就又耗费了人力物力，使问题更加严重，同时仍需要大量工作人员；第三种形式(图1、图2)，虽然整个机械减少了人力，但还是需要将特定尺寸的草帘在料仓中码放整齐，同时又产生了新的问题，即这样直线的铺设方式，在纵向铺设完时，横向的铺设的过程中，由于整辆车必须与纵向铺设的轨迹相交，导致汽车轮胎等部件会对已铺设完毕的草方格进行碾压，如图3所示。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Z型轨迹连续栽插式草方格自动铺设装置，在保证草方格铺设质量的基础上，实现连续栽插的全自动铺设过程，使之效率更高、耗费资源更少，无需定制草帘，只需同向放置的任意草料，减少人力物力。同时能有效解决其他铺设装置压坏已铺设草方格等方面问题，保证栽插的连续完整性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种Z型轨迹连续栽插式草方格自动铺设装置，包括机架以及安装于机架上的分离输送栽插机构，所述分离输送机构与Z型轨迹机构连接，Z型轨迹机构安装于抬升机构顶部，抬升机构安装于行走机构底盘上表面处。

所述分离输送栽插机构包括犁和料仓，所述犁通过其上的安装板安装于机架的下表面后端，犁的上表面安装有V型槽，所述料仓通过其底部的安装板安装于机架的两侧，且料仓的出口与V型槽的顶部对接，所述机架的前端安装有中轴，中轴通过键连接有位于犁前端的栽插轮，栽插轮两端设置有安装于机架上的插草板，机架前端底部安装有培土压实轮，所述料仓底部的安装板之间转动安装有分离输送辊，分离输送辊上通过键安装有位于料仓内的分离输送轮，机架上安装有用于驱动栽插轮和分离输送轮的传动机构。

所述传动机构包括第一电机、主动带轮、第二传动齿轮和转轴，第一电机通过电机安装座安装于机架一侧侧壁上，且第一电机的输出轴与中轴一端连接，所述主动带轮通过键安装于中轴位于机架外侧的部分上，所述转轴一端与机架另一侧侧壁转动安装，转轴靠近机架一端通过键安装有与主动带轮通过同步带连接的从动带轮，转轴远离机架一端通过键连接有第一传动齿轮，与第一传动齿轮啮合的第二传动齿轮安装于分离输送辊位于安装板外侧的部分上。

所述分离输送轮和栽插轮的转动方向相反。

所述分离输送轮的个数为四个，且两两布置于分离输送辊的两端。

所述Z型轨迹机构包括基板，沿所述基板的长度方向对称安装有导轨滑块组件Ⅰ和丝杠滑台组件，且两个丝杠滑台组件位于两个导轨滑块组件Ⅰ之间，且丝杠滑台组件一端与安装于基板上的第二电机通过联轴器连接，所述导轨滑块组件Ⅰ上的滑块与丝杠滑台组件上的滑台通过连接板连接，进而保证同侧的滑块及滑台同步滑动，两个所述导轨滑块组件Ⅰ的滑块上分别安装有竖向轴，靠近料仓一侧的竖向轴与机架上靠近料仓一端的横梁转动安装，远离料仓一侧的竖向轴与机架上远离料仓一端的横梁滑槽滑动安装。

所述抬升装置包括底板，所述底板上表面中部安装有滚珠丝杠组件，且滚珠丝杠组件靠近料仓一端与安装于底板上的第三电机通过联轴器连接，滚珠丝杠组件的丝母通过螺栓与连接架中部连接，底板两侧的竖向板上分别安装有导轨滑块组件Ⅱ，且两个导轨滑块组件Ⅱ上的滑块分别与连接架的两端连接，滑块朝向料仓一侧的侧壁上通过耳板及转轴与第一连杆一端连接，第一连杆和第二连杆中部通过销轴转动安装，第一连杆另一端与Z型轨迹机构基板下表面靠近料仓一端转动安装，第二连杆一端与底板靠近料仓一端上表面转动安装，另一端与Z型轨迹机构基板下表面远离料仓一端的滑槽滑动安装。

本发明相比于现有技术的优势在于：

1、本发明装置也实现了多种作业模式，可以根据作业现场实际需要，由同一驱动单元代挂单体栽插装置和多组栽插装置，以适应不同作业场地需要，提升装置的使用灵活性。当进行大面积铺设时，可以使用“品”字形的错位多单元方案布局机进行铺设。

2、本发明装置通过分离输送栽插机构的设置，无需编制草帘，只需将散草料横置料仓，即可被分离输送至V型槽、犁和栽插轮组成的弯草成型机构，通过栽插轮和插草板实现连续栽插。

3、本发明通过Z型轨迹机构的设置，跳出正常构建草方格的思维。Z型轨迹机构连接整个分离输送栽插机构，通过与铺设装置的前进速度进行配合，使栽插轮压入沙地行走出Z型路线。采用“Z”字型路线铺设近似正方形草方格，有效解决了目前设备二次横向铺设压损已铺设草墙的难题。

4、本发明装置实现了Z型轨迹草方格栽插的全自动铺设过程，大大提高了草方格的铺设效率和质量。本发明装置可在沙漠地带栽插草方格推广使用，受益面广。

附图说明

图1为现有全自动铺设装置；

图2为图1的工作机构示意图；

图3为现有全自动铺设装置铺设草方格示意图；

图4本发明一种Z型轨迹连续栽插式草方格自动铺设装置第一视角示意图；

图5本发明一种Z型轨迹连续栽插式草方格自动铺设装置第二视角示意图；

图6本发明一种Z型轨迹连续栽插式草方格自动铺设装置的正视图；

图7本发明一种Z型轨迹连续栽插式草方格自动铺设装置中V型槽部分结构示意图；

图8本发明分离输送栽插机构中的传动机构原理图1；

图9本发明分离输送栽插机构中的传动机构原理图2；

图10本发明Z型轨迹机构传动原理图；

图11本发明抬升装置传动原理图1；

图12本发明抬升装置传动原理图2；

图13为本发明铺设装置的单路径铺设图；

图14为本发明铺设装置的多路径铺设图；

图15为本发明铺设装置弯草过程侧视图；

图16为本发明铺设装置弯草工程主视图；

图17为本发明铺设装置栽插过程侧试图；

图18为本发明铺设装置栽插过程主视图；

1-机架，2-分离输送栽插机构，201-犁，202-V型槽，203-料仓，204-栽插轮，205-插草板，206-培土压实轮，207-分离输送辊，208-分离输送轮，301-第一电机，302-主动带轮，303- 从动带轮，304-转轴，305-第一传动齿轮，306-第二传动齿轮，307-同步带，4-Z型轨迹机构， 401-基板，402-导轨滑块组件Ⅰ，403-丝杠滑台组件，404-第二电机，405-连接板，406-横梁， 407-横梁滑槽，501-底板，502-滚珠丝杠组件，503-第三电机，504-连接架，505-第一连杆，506-第二连杆，507-导轨滑块组件Ⅱ，6-行走机构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图4至图12所示，一种Z型轨迹连续栽插式草方格自动铺设装置，包括机架1以及安装于机架1上的分离输送栽插机构2，所述分离输送栽插机构2与Z型轨迹机构4连接，Z 型轨迹机构4安装于抬升机构顶部，抬升机构安装于行走机构6底盘上表面处，行走机构6 具体为履带式行走机构。

所述分离输送栽插机构2包括犁201和料仓203，所述犁201通过其上的安装板及螺栓安装于机架1的下表面后端，犁201的上表面安装有V型槽202，所述料仓203通过其底部的安装板及螺栓安装于机架1的两侧，且料仓203的出口与V型槽202的顶部对接，所述机架1的前端安装有中轴，中轴通过键连接有位于犁201前端的栽插轮204，栽插轮204两端设置有安装于机架1上的插草板205，机架1前端底部安装有培土压实轮206，所述料仓203 底部的安装板之间转动安装有分离输送辊207，分离输送辊207上通过键安装有位于料仓203 内的分离输送轮208，机架1上安装有用于驱动栽插轮204和分离输送轮208的传动机构。

所述传动机构包括第一电机301、主动带轮302、第二传动齿轮306和转轴304，第一电机301通过电机安装座安装于机架1一侧侧壁上，且第一电机301的输出轴与中轴一端连接，所述主动带轮302通过键安装于中轴另一端位于机架1外侧的部分上，所述转轴304一端与机架1另一侧侧壁转动安装，转轴304靠近机架1一端通过键安装有与主动带轮302通过同步带307连接的从动带轮303，转轴304远离机架1一端通过键连接有第一传动齿轮305，与第一传动齿轮305啮合的第二传动齿轮306安装于分离输送辊207位于安装板外侧的部分上。由第一电机301驱动栽插轮204转动，与栽插轮204同轴的主动带轮302跟随栽插轮204一起转动，进而通过同步带307带动从动带轮303转动，第一传动齿轮305与从动带轮303同轴转动，进而带动与第一传动齿轮305啮合的第二传动齿轮306转动，第二传动齿轮306转动带动与之同轴的分离输送轮208转动，进而达到让分离输送轮208与栽插轮204朝着相反方向转动，同时向下运送草料的目的。

所述分离输送轮208和栽插轮204的转动方向相反，分离输送轮208顺时针旋转，栽插轮204逆时针旋转。

所述分离输送轮208的个数为四个，且两两布置于分离输送辊207的两端。

所述Z型轨迹机构4包括基板401，沿所述基板401的长度方向对称安装有导轨滑块组件Ⅰ402和丝杠滑台组件403，且两个丝杠滑台组件403位于两个导轨滑块组件Ⅰ402之间，且两个丝杠滑台组件403一端分别与安装于基板401上的第二电机404通过联轴器连接，所述导轨滑块组件Ⅰ402上的滑块与丝杠滑台组件403上的滑台通过连接板405连接，进而保证同侧的滑块及滑台同步滑动，两个所述导轨滑块组件Ⅰ402的滑块上分别安装有竖向轴，靠近料仓203一侧的竖向轴与机架1上靠近料仓203一端的横梁406转动安装，其具有一个自由度，沿着竖向轴转动，远离料仓203一侧的竖向轴与机架1上远离料仓203一端的横梁滑槽407滑动安装，其具有两个自由度，竖向轴能够在横梁滑槽407内转动和滑动。

如图10所示，在换向过程中，两滑块中心点之间的距离会随之发生变化，如图②待工作状态时，两个滑块之间的距离最短，①③中的工作状态时两个滑块之间距离最远，因此需要一个横梁滑槽407来适应距离的变化并进行机械限位。

通过控制Z型轨迹机构4的两个第二电机404的正转和反转，即其中一个第二电机404 正转或反转，另一个第二电机404就反转或转正，使得分离输送栽插机构2呈菱形边路径 (45°)移动，最终由路径间的配合，走出完整的草方格，如图13为单路径铺设图，图14 为多路径铺设图。

所述抬升装置包括底板501，所述底板501上表面中部安装有滚珠丝杠组件502，且滚珠丝杠组件502靠近料仓203一端与安装于底板501上的第三电机503通过联轴器连接，滚珠丝杠组件502的丝母通过螺栓与连接架504中部连接，底板501两侧的竖向板上分别安装有导轨滑块组件Ⅱ507，且两个导轨滑块组件Ⅱ507的滑块分别与连接架504的两端连接，滑块朝向料仓203一侧的侧壁上通过耳板及转轴304与第一连杆505一端连接，第一连杆505和第二连杆506中部通过销轴转动安装，第一连杆505另一端与Z型轨迹机构4基板401下表面靠近料仓203一端转动安装，第二连杆506一端与底板501靠近料仓203一端上表面转动安装，另一端与Z型轨迹机构4基板401下表面远离料仓203一端的滑槽滑动安装。

通过抬升装置的设置将分离输送栽插机构2放至沙地中，工作完毕时，将分离输送栽插机构升起。工作时，第三电机503正转驱动滚珠丝杠组件502上的丝杠旋转，进而通过丝母及连接架504带动两端的导轨滑块组件Ⅱ507上的滑块同步运动，推动第一连杆505向料仓 203一端移动，进而带动第二连杆506也向料仓203一端移动，带动Z型轨迹机构4、机架1及分离输送栽插机构2下落；工作完成时，第三电机503返转驱动滚珠丝杠组件502上的丝杠旋转，进而通过丝母及连接架504带动两端的导轨滑块组件Ⅱ507上的滑块同步运动，拉动第一连杆505向远离料仓203一端移动，进而带动第二连杆506也向远离料仓203一端移动，带动Z型轨迹机构4、机架1及分离输送栽插机构2抬起。

一种Z型轨迹连续栽插式草方格自动铺设装置的工作过程为：

如图15至图18所示，安装时，先将分离输送辊207通过法兰孔固定在料仓203上，再将栽插轮204通过法兰和中轴固定在机架1的前端，最后将料仓203和犁201分别通过螺栓固定在机架1的顶部和底部；

工作时，草料储存于料仓203中，启动第一电机301，第一电机301工作带动分离输送轮208和栽插轮204开始转动，分离输送轮208顺时针转动，通过其上的拨齿将草料进行初步的分离，同时栽插轮204逆时针转动，栽插轮204上的拨齿带动草料运动，进而完成对草料的弯折，使得草料沿着料仓203底部的V型槽202向下输送，并将弯折的草料保留在栽插轮204的齿槽中，同时，栽插辊2逆时针转动，将获得的草料贴着犁201的内腔向下进行输送，最后，在犁201和栽插轮204的配合缝隙中，草料在经过插草板205时，使其与栽插轮 204的齿槽分离，草料在插草板204最低点处以呈现直立的状态栽插到沙地中。

通过齿轮传动机构，使分离输送栽插机构2的各个部件做同布运动，向下拨草的分离输送轮208，用以草料弯折的V型槽202，用以草料导向的犁201，通过两个自适应插草板205、以及栽插轮204拨齿、分离输送轮208拨齿，将草料折为V型，由栽插轮204沿着犁201和插草板205将草料运入地下，再由装置末端的合土插草板205将土合拢将草扶正。本发明装置实现了Z型轨迹草方格栽插的全自动铺设过程，大大提高了草方格的铺设效率和质量。本发明装置可在沙漠地带栽插草方格推广使用，受益面广。

Claims (2)

1.一种Z型轨迹连续栽插式草方格自动铺设装置，其特征在于，包括机架以及安装于机架上的分离输送栽插机构，所述分离输送栽插机构与Z型轨迹机构连接，Z型轨迹机构安装于抬升机构顶部，抬升机构安装于行走机构底盘上表面处；

所述分离输送栽插机构包括犁和料仓，所述犁通过其上的安装板安装于机架的下表面后端，犁的上表面安装有V型槽，所述料仓通过其底部的安装板安装于机架的两侧，且料仓的出口与V型槽的顶部对接，所述机架的前端安装有中轴，中轴通过键连接有位于犁前端的栽插轮，栽插轮两端设置有安装于机架上的插草板，机架前端底部安装有培土压实轮，所述料仓底部的安装板之间转动安装有分离输送辊，分离输送辊上通过键安装有位于料仓内的分离输送轮，机架上安装有用于驱动栽插辊和分离输送轮的传动机构；

所述传动机构包括第一电机、主动带轮、第二传动齿轮和转轴，第一电机通过电机安装座安装于机架一侧侧壁上，且第一电机的输出轴与中轴一端连接，所述主动带轮通过键安装于中轴位于机架外侧的部分上，所述转轴一端与机架另一侧侧壁转动安装，转轴靠近机架一端通过键安装有与主动带轮通过同步带连接的从动带轮，转轴远离机架一端通过键连接有第一传动齿轮，与第一传动齿轮啮合的第二传动齿轮安装于分离输送辊位于安装板外侧的部分上；所述分离输送轮和栽插轮的转动方向相反；

所述Z型轨迹机构包括基板，沿所述基板的长度方向对称安装有导轨滑块组件Ⅰ和丝杠滑台组件，且两个丝杠滑台组件位于两个导轨滑块组件Ⅰ之间，且丝杠滑台组件一端与安装于基板上的第二电机通过联轴器连接，所述导轨滑块组件Ⅰ上的滑块与丝杠滑台组件上的滑台通过连接板连接，进而保证同侧的滑块及滑台同步滑动，两个所述导轨滑块组件Ⅰ的滑块上分别安装有竖向轴，靠近料仓一侧的竖向轴与机架上靠近料仓一端的横梁转动安装，远离料仓一侧的竖向轴与机架上远离料仓一端的横梁滑槽滑动安装；

所述抬升机构包括底板，所述底板上表面中部安装有滚珠丝杠组件，且滚珠丝杠组件靠近料仓一端与安装于底板上的第三电机通过联轴器连接，滚珠丝杠组件的丝母通过螺栓与连接架中部连接，底板两侧的竖向板上分别安装有导轨滑块组件Ⅱ，且两个导轨滑块组件Ⅱ上的滑块分别与连接架的两端连接，滑块朝向料仓一侧的侧壁上通过耳板及转轴与第一连杆一端连接，第一连杆和第二连杆中部通过销轴转动安装，第一连杆另一端与Z型轨迹机构基板下表面靠近料仓一端转动安装，第二连杆一端与底板靠近料仓一端上表面转动安装，另一端与Z型轨迹机构基板下表面远离料仓一端的滑槽滑动安装。

2.根据权利要求1所述的一种Z型轨迹连续栽插式草方格自动铺设装置，其特征在于：所述分离输送轮的个数为四个，且两两布置于分离输送辊的两端。

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