CN116326266B - 一种造林机械化整地设备及方法 - Google Patents

Abstract

一种造林机械化整地设备及方法，涉及农机的技术领域，其结构为：行走装置包括履带行走装置和限位行走轮，动力底盘下方两侧设置有履带行走装置，动力底盘上设置有控制装置，动力底盘前后两端分别设置有车架，动力底盘前端车架上按行走的方向从前到后依次设置有铧式犁、耙组、旋耕装置和刮刀式平土装置；动力底盘后端车架上按行走的方向从前到后依次设置有立式开沟装置、刮板式筑埂装置和镇压起垄装置，车架两侧分别设置有限位行走轮。本发明的有益效果在于：提高了机具使用效率，实现一体化作业，灵活方便的调整，降低作业成本为目标，提高了高原山地旱区机械化程度，构建合理的机械化作业工艺体系。

Description

一种造林机械化整地设备及方法

技术领域

本发明涉及农机的技术领域，特别是涉及一种造林机械化整地设备及方法。

背景技术

目前国家高度重视生态文明建设，推进大规模国土绿化和生态修复行动。在高原山地区域造林过程中，面临着土壤贫瘠、干旱、水土流失等地形气候因素，较差的立地质量造成了树木的存活率低、树木生长不良、造林规模扩展慢等问题。反坡梯田整地方法能起到容纳降雨、截留泥水、蓄水保墒等作用，是高原山地干旱地区的常用的造林整地方式。

对于丘陵山区地形复杂、作业场地不规则，其他配套缺乏等情况下，普通工程挖掘机和农用旋耕机难以上山，小机具缺乏针对性、调整不方便、使用效率低的问题，间接提高了林区作业的成本，甚至无机可用，导致劳动强度大、劳动力不足、工作效率低下等问题。现有的人工水平沟存在筑埂不坚实、尺寸不规范等问题，漫水时水平沟易失去作用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种造林机械化整地设备及方法，以解决普通工程挖掘机和农用旋耕机难以上山，小机具缺乏针对性、调整不方便、使用效率低的问题。

本发明提供一种造林机械化整地设备，其结构为：包括动力底盘、控制装置、行走装置、车架、铧式犁、耙组、旋耕装置、刮刀式平土装置、立式开沟装置、刮板式筑埂装置和镇压起垄装置，所述行走装置包括履带行走装置和限位行走轮，所述动力底盘下方两侧设置有履带行走装置，所述动力底盘上设置有控制装置，所述动力底盘前后两端分别设置有车架，所述动力底盘前端车架上按行走的方向从前到后依次设置有铧式犁、耙组、旋耕装置和刮刀式平土装置；所述动力底盘后端车架上按行走的方向从前到后依次设置有立式开沟装置、刮板式筑埂装置和镇压起垄装置，所述车架两侧分别设置有限位行走轮。

所述铧式犁、耙组、旋耕装置、刮刀式平土装置、立式开沟装置、刮板式筑埂装置和镇压起垄装置均挂接在车架上。

所述动力底盘前后两端分别设置有车架挂接架，所述车架挂接架一端活动安装在动力底盘上，车架挂接架另一端通过挂接板与车架连接，所述车架上方设置有起落架，所述起落架一端固定安装在动力底盘上，起落架另一端固定在车架上，通过挂接板安装拆卸车架，通过起落架将车架提起或落下，当机器行走时可以提起车架。

所述铧式犁通过孔板挂接在车架上，铧式犁的高度可通过孔板调整，所述车架靠近山体的一侧设置铧式犁，所述车架远离山体的一侧设置有配重块。

所述耙组为缺口圆盘耙，所述耙组按交错对置方式排布，所述耙组设置有多组，所述耙组交错排布的一侧比另一侧多一组；所述耙组设置有3组，靠近山体一侧多设置有一组耙组。

所述旋耕装置包括刀轴、刀架、旋耕刀片防护罩和侧传动机构，所述刀轴上固定设置有刀架，所述刀架上固定设置有旋耕刀片，所述刀轴两端通过侧传动机构连接，所述旋耕装置的车架上方设置有液压驱动机，所述液压驱动机连接侧传动机构，所述旋耕装置上方设置有护罩，所述刀轴上一侧的旋耕刀片方向相同正向螺旋布置，目的是大量向另一侧运土；所述刀轴上另一侧的旋耕刀片正反螺旋交错布置，目的是将运出的土壤均匀分布。

所述刮刀式平土装置通过孔板挂接在车架上，所述刮刀式平土装置可通过孔板调整高度，所述刮刀式平土装置为倒勾形。

所述立式开沟装置包括安装座、刀片、动力轴、钉齿、螺旋叶片和液压马达，所述安装座上方设置有动力轴，所述动力轴穿过车架连接液压马达，所述安装座下方边沿处设置有刀片，所述刀片底部呈钩状，所述刀片的下端部固定在支座上，所述刀片内侧设置有钉齿，所述刀片形成的空间内部设置有螺旋叶片，所述螺旋叶片上端固定在安装座上。

所述刀片设置有4组，所述刀片为螺旋薄片式。

所述刮板式筑埂装置包括伺服电机、刮板和孔板，所述伺服电机为双输出轴伺服电机，所述伺服电机两侧通过固定支架与刮板连接，所述刮板两侧分别固定在固定支架上，所述伺服电机通过孔板挂接在车架上。

所述动力底盘上设置有位移传感器，所述伺服电机的启停通过位移传感器控制。

所述镇压起垄装置包括内辊、外辊、重力压块、挤压弹簧、弹簧杆、伸缩轮轴、外轮轮轴，所述外轮轮轴固定在车架上，所述外轮轮轴一端连接外辊，所述外轮轮轴另一端连接内辊上边沿，所述外辊和内辊与外轮轮轴通过轴承活动连接可360度旋转，所述两个内辊之间通过伸缩轮轴活动连接，所述伸缩轮轴内部设置有挤压弹簧，所述伸缩轮轴上通过弹簧杆连接重力压块，所述弹簧杆一端活动连接在伸缩轮轴上，所述弹簧杆的另一端固定连接在重力压块上。

所述内辊为圆盘式，所述外辊为喇叭口式，所述外辊的喇叭口朝外。

所述动力底盘提供牵引动力和电液动力。

造林机械化整地设备的整地方法：该设备适用于水平沟式造林整地作业；动力底盘提供牵引动力和电液动力，在非作业行驶过程中，起落架升起，限位行走轮离地；

铧式犁将高海拔一侧的土壤向外翻出，根据水平阶梯平面的宽度和坡面的角度来调整铧式犁的个数和犁体入土深度，远离山体的一侧放置配重，以防受力不均匀，铧式犁高度通过孔板调整；

耙组对犁耕后的大块土壤进行初步的细碎、疏松，对地表的长杂草进行切割，为保证整机稳定性，将圆盘耙组按交错对置方式布置，近山体一侧总是多一组圆盘耙组；

旋耕装置对土壤实施进一步松碎和初步平整，旋耕刀片将杂草切碎并与土壤混合，靠近山体一侧正向螺旋的旋耕刀片将土壤向旋耕装置中间输送，远离山体一侧正反螺旋交错的旋耕刀片将输送过来的土壤均匀分布，形成旋耕后土壤层；

刮刀式平土装置对土壤表面进行平整和微镇压，形成平整地表；

立式开沟装置进行松土开沟槽，刀片将土壤切下，然后被钉齿打碎，螺旋叶片在松碎土壤的同时，向沟内导送土壤，土壤经过螺旋刀片的切削与松碎后，多数土壤留在沟槽内，沟槽两侧形成凸起土壤层，沟槽内和沟槽两侧形成开沟后土壤层；

刮板式筑埂装置通过伺服电机驱动，往复间歇式刮土，将开沟后土壤层形成等距离等大小的树沟，树沟两侧为侧埂，树沟前后形成沟内埂，树沟内两侧形成沟侧壁，树沟底部形成平整的沟底；

镇压起垄装置对树沟的沟底、侧壁、沟内埂和侧埂压实和塑性，内辊向两侧挤压侧壁，重力压块向下挤压沟底以及沟内埂，外辊将两侧侧埂压实。

本发明的有益效果在于：提高了机具使用效率，实现一体化作业，灵活方便的调整，降低作业成本为目标，提高了高原山地旱区机械化程度，构建合理的机械化作业工艺体系。

附图说明

图1为本发明的整机结构图；

图2为本发明的作业流程示意图；

图3为本发明的耙组交错对置结构图；

图4为本发明的立式开沟装置结构图；

图5为本发明的刮板式筑埂装置结构图；

图6为本发明的镇压起垄装置结构图；

图7为本发明实施的水平沟整地结构图；

图中：1、车架，2、孔板，3、旋耕装置，4、起落架，5、挂接板，6、动力底盘，7、液压马达，8、刮板式筑埂装置，9、外辊，10、内辊，11、螺旋叶片，12、立式开沟装置，13、钉齿，14、限位行走轮，15、刮刀式平土装置，16、旋耕刀片，17、耙组，18、铧式犁，19、安装座，20、山坡，21、旋耕后土壤层，22、开沟后土壤层，23、侧埂，24、树沟，25、沟侧壁，26、沟底，27、沟内埂，28、刮板，29、伺服电机，30、位移传感器，31、镇压起垄装置，32、刀片，33、动力轴，34、挤压弹簧，35、伸缩轮轴，36、弹簧杆，37、外轮轮轴，38、重力压块，39、控制装置，40、履带行走装置，41、车架挂接架，42、支座。

具体实施方式

实施例1

如图1-7所示，本发明提供一种造林机械化整地设备及方法，其结构为：包括动力底盘6、控制装置39、行走装置、车架1、铧式犁18、耙组17、旋耕装置3、刮刀式平土装置15、立式开沟装置12、刮板28式筑埂装置8和镇压起垄装置31，所述行走装置包括履带行走装置40和限位行走轮14，所述动力底盘6下方两侧设置有履带行走装置40，所述动力底盘6上设置有控制装置39，所述动力底盘6前后两端分别设置有车架1，所述动力底盘6前端车架1上按行走的方向从前到后依次设置有铧式犁18、耙组17、旋耕装置3和刮刀式平土装置15；所述动力底盘6后端车架1上按行走的方向从前到后依次设置有立式开沟装置12、刮板28式筑埂装置8和镇压起垄装置31，所述车架1两侧分别设置有限位行走轮14。

进一步地，所述铧式犁18、耙组17、旋耕装置3、刮刀式平土装置15、立式开沟装置12、刮板28式筑埂装置8和镇压起垄装置31均挂接在车架1上。

进一步地，所述动力底盘6前后两端分别设置有车架挂接架41，所述车架挂接架41一端活动安装在动力底盘6上，车架挂接架41另一端通过挂接板5与车架1连接，所述车架1上方设置有起落架4，所述起落架4一端固定安装在动力底盘6上，起落架4另一端固定在车架1上，通过挂接板5安装拆卸车架1，通过起落架4将车架1提起或落下，当机器行走时可以提起车架1。

进一步地，所述铧式犁18通过孔板2挂接在车架1上，铧式犁18的高度可通过孔板2调整，所述车架1靠近山体的一侧设置铧式犁18，所述车架1远离山体的一侧设置有配重块。

进一步地，所述耙组17为缺口圆盘耙，所述耙组17按交错对置方式排布，所述耙组17设置有多组，所述耙组17交错排布的一侧比另一侧多一组。

进一步地，所述耙组17设置有3组，靠近山体一侧多设置有一组耙组17。

进一步地，所述旋耕装置3包括刀轴、刀架、旋耕刀片16防护罩和侧传动机构，所述刀轴上固定设置有刀架，所述刀架上固定设置有旋耕刀片16，所述刀轴两端通过侧传动机构连接，所述旋耕装置3的车架上方设置有液压驱动机，所述液压驱动机连接侧传动机构，所述旋耕装置3上方设置有护罩，所述刀轴上一侧的旋耕刀片16方向相同正向螺旋布置，目的是大量向另一侧运土；所述刀轴上另一侧的旋耕刀片16正反螺旋交错布置，目的是将运出的土壤均匀分布。

进一步地，所述刮刀式平土装置15通过孔板2挂接在车架1上，所述刮刀式平土装置15可通过孔板2调整高度，所述刮刀式平土装置15为倒勾形。

进一步地，所述立式开沟装置12包括安装座19、刀片32、动力轴33、钉齿13、螺旋叶片11和液压马达7，所述安装座19上方设置有动力轴33，所述动力轴33穿过车架1连接液压马达7，所述安装座19下方边沿处设置有刀片32，所述刀片32底部呈钩状，所述刀片32的下端部固定在支座42上，所述刀片32内侧设置有钉齿13，所述刀片32形成的空间内部设置有螺旋叶片11，所述螺旋叶片11上端固定在安装座19上。

进一步地，所述刀片32设置有4组，所述刀片32为螺旋薄片式。

进一步地，所述刮板28式筑埂装置8包括伺服电机29、刮板28和孔板2，所述伺服电机29为双输出轴伺服电机29，所述伺服电机29两侧通过固定支架与刮板28连接，所述刮板28两侧分别固定在固定支架上，所述伺服电机29通过孔板2挂接在车架1上。

进一步地，所述动力底盘6上设置有位移传感器30，所述伺服电机29的启停通过位移传感器30控制。

进一步地，所述镇压起垄装置31包括内辊10、外辊9、重力压块38、挤压弹簧34、弹簧杆36、伸缩轮轴35、外轮轮轴37，所述外轮轮轴37固定在车架1上，所述外轮轮轴37一端连接外辊9，所述外轮轮轴37另一端连接内辊10上边沿，所述外辊9和内辊10与外轮轮轴37通过轴承活动连接可360度旋转，所述两个内辊10之间通过伸缩轮轴35活动连接，所述伸缩轮轴35内部设置有挤压弹簧34，所述伸缩轮轴35上通过弹簧杆36连接重力压块38，所述弹簧杆36一端活动连接在伸缩轮轴35上，所述弹簧杆36的另一端固定连接在重力压块38上。

进一步地，所述内辊10为圆盘式，所述外辊9为喇叭口式，所述外辊9的喇叭口朝外。

进一步地，所述动力底盘6提供牵引动力和电液动力。

造林机械化整地设备的整地方法：该设备适用于水平沟式造林整地作业；动力底盘6提供牵引动力和电液动力，在非作业行驶过程中，起落架4升起，限位行走轮14离地；

第一步：铧式犁18将山坡20高海拔一侧的土壤向外翻出，根据水平阶梯平面的宽度和坡面的角度来调整铧式犁18的个数和犁体入土深度，远离山体的一侧放置配重，以防受力不均匀，铧式犁18高度通过孔板2调整；

第二步：耙组17对犁耕后的大块土壤进行初步的细碎、疏松，对地表的长杂草进行切割，为保证整机稳定性，将圆盘耙组17按交错对置方式布置，近山体一侧总是多一组圆盘耙组17；

第三步：旋耕装置3对土壤实施进一步松碎和初步平整，将杂草切碎并与土壤混合，靠近山体一侧的正向螺旋刀片32将土壤向旋耕装置3中间输送，远离山体一侧的正反螺旋交错刀片32将输送过来的土壤均匀分布，形成旋耕后土壤层21；

第四步：刮刀式平土装置15对土壤表面进行平整和微镇压，形成平整地表；

第五步：立式开沟装置12进行松土开沟槽，刀片32将土壤切下，然后被钉齿13打碎，螺旋叶片11在松碎土壤的同时，向沟内导送土壤，土壤经过螺旋刀片32的切削与松碎后，多数土壤留在沟槽内，沟槽两侧形成凸起土壤层，沟槽内和沟槽两侧形成开沟后土壤层22；

第六步：刮板28式筑埂装置8通过伺服电机29驱动，往复间歇式刮土，将开沟后土壤层22形成等距离等大小的树沟24，树沟24两侧为侧埂23，树沟24前后形成沟内埂27，树沟24内两侧形成沟侧壁25，树沟24底部形成平整的沟底26；

第七步：镇压起垄装置31对树沟24的沟底26、侧壁、沟内埂27和侧埂23压实和塑性，内辊10向两侧挤压侧壁，重力压块38向下挤压沟底26以及沟内埂27，外辊9将两侧侧埂23压实。

Claims (7)

1.一种造林机械化整地设备，其特征在于：包括动力底盘、控制装置、行走装置、车架、铧式犁、耙组、旋耕装置、刮刀式平土装置、立式开沟装置、刮板式筑埂装置和镇压起垄装置，所述行走装置包括履带行走装置和限位行走轮，所述动力底盘下方两侧设置有履带行走装置，所述动力底盘上设置有控制装置，所述动力底盘前后两端分别设置有车架，所述动力底盘前端车架上按行走的方向从前到后依次设置有铧式犁、耙组、旋耕装置和刮刀式平土装置；所述动力底盘后端车架上按行走的方向从前到后依次设置有立式开沟装置、刮板式筑埂装置和镇压起垄装置，所述车架两侧分别设置有限位行走轮；所述立式开沟装置包括安装座、刀片、动力轴、钉齿、螺旋叶片和液压马达，所述安装座上方设置有动力轴，所述动力轴穿过车架连接液压马达，所述安装座下方边沿处设置有刀片，所述刀片底部呈钩状，所述刀片的下端部固定在支座上，所述刀片内侧设置有钉齿，所述刀片形成的空间内部设置有螺旋叶片，所述螺旋叶片上端连接在安装座上；所述刀片设置有4组，所述刀片为螺旋薄片式；所述刮板式筑埂装置包括伺服电机、刮板和孔板，所述伺服电机为双输出轴伺服电机，所述伺服电机两侧通过固定支架与刮板连接，所述刮板两侧分别固定在固定支架上，所述伺服电机通过孔板挂接在车架上；所述动力底盘上设置有位移传感器，所述伺服电机的启停通过位移传感器控制；所述镇压起垄装置包括内辊、外辊、重力压块、挤压弹簧、弹簧杆、伸缩轮轴、外轮轮轴，所述外轮轮轴固定在车架上，所述外轮轮轴一端连接外辊，所述外轮轮轴另一端连接内辊上边沿，所述外辊和内辊与外轮轮轴通过轴承活动连接可360度旋转，两个所述内辊之间通过伸缩轮轴活动连接，所述伸缩轮轴内部设置有挤压弹簧，所述伸缩轮轴上通过弹簧杆连接重力压块，所述弹簧杆一端活动连接在伸缩轮轴上，所述弹簧杆的另一端固定连接在重力压块上；所述内辊为圆盘式，所述外辊为喇叭口式，所述外辊的喇叭口朝外。

2.根据权利要求1所述的一种造林机械化整地设备，其特征在于：所述铧式犁、耙组、旋耕装置、刮刀式平土装置、立式开沟装置、刮板式筑埂装置和镇压起垄装置均挂接在车架上。

3.根据权利要求2所述的一种造林机械化整地设备，其特征在于：所述动力底盘前后两端分别设置有车架挂接架，所述车架挂接架一端活动安装在动力底盘上，车架挂接架另一端通过挂接板与车架连接，所述车架上方设置有起落架，所述起落架一端固定安装在动力底盘上，起落架另一端固定在车架上。

4.根据权利要求3所述的一种造林机械化整地设备，其特征在于：所述铧式犁通过孔板挂接在车架上，所述车架一侧设置有铧式犁，所述车架另一侧设置有配重块。

5.根据权利要求4所述的一种造林机械化整地设备，其特征在于：所述耙组为缺口圆盘耙，所述耙组按交错对置方式排布，所述耙组设置有多组，所述耙组交错排布的一侧比另一侧多设置一组。

6.根据权利要求5所述的一种造林机械化整地设备，其特征在于：所述旋耕装置包括刀轴、刀架、旋耕刀片、防护罩和侧传动机构，所述刀轴上固定设置有刀架，所述刀架上固定设置有旋耕刀片，所述刀轴两端通过侧传动机构连接，所述旋耕装置的车架上方设置有液压驱动机，所述液压驱动机连接侧传动机构，所述旋耕装置上方设置有护罩，所述刀轴上一侧的旋耕刀片方向相同正向螺旋布置，所述刀轴上另一侧的旋耕刀片正反螺旋交错布置；所述刮刀式平土装置通过孔板挂接在车架上，所述刮刀式平土装置为倒勾形。

7.根据权利要求6所述的一种造林机械化整地设备的整地方法，其特征在于：动力底盘提供牵引动力和电液动力，在非作业行驶过程中，起落架升起，行走轮离地；

第一步：铧式犁将山坡高一侧的土壤向外翻出，根据水平阶梯平面的宽度和坡面的角度来调整铧式犁的个数和犁体入土深度，远离山坡的一侧放置配重，以防受力不均匀，铧式犁高度通过孔板调整；

第二步：耙组对犁耕后的大块土壤进行初步的细碎、疏松，缺口圆盘耙对地表的长杂草进行切割；

第三步：旋耕装置对土壤实施进一步松碎和初步平整，旋耕刀片将杂草切碎并与土壤混合，靠近山体一侧的旋耕刀片将土壤向旋耕装置中间输送，远离山体一侧的旋耕刀片将输送过来的土壤均匀分布，形成旋耕后土壤层；

第四步：刮刀式平土装置对土壤表面进行平整和微镇压，形成平整地表；

第五步：立式开沟装置进行松土开沟槽，刀片将土壤切下，然后被钉齿打碎，螺旋叶片在松碎土壤的同时，向沟内导送土壤，土壤经过螺旋刀片的切削与松碎后，多数土壤留在沟槽内，沟槽两侧形成凸起土壤层，沟槽内和沟槽两侧形成开沟后土壤层；

第六步：刮板式筑埂装置通过伺服电机驱动，往复间歇式刮土，将开沟后土壤层形成等距离等大小的树沟，树沟两侧为侧埂，树沟前后形成沟内埂，树沟内两侧形成沟侧壁，树沟底部形成平整的沟底；

第七步：镇压起垄装置对树沟的沟底、侧壁、沟内埂和侧埂压实和塑形，内辊向两侧挤压侧壁，重力压块向下挤压沟底以及沟内埂，外辊将两侧侧埂压实。