CN210782341U - 一种表土与草皮块收集设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种表土与草皮块收集设备，包括车架、工作部件、前铲部件、输送带和筛选带，工作部件架设在车架前端，前铲部件架设在车架底端，输送带固定连接在前铲部件一侧的车架上，筛选带架设在输送带一侧的车架上，工作部件挖掘表土，前铲部件将表土铲入并导流至输送带后经过筛选带分离土壤和石块，本实用新型具有适用于各种环境条件下的表土及草皮块起挖收集作业，工效优良，整机采用液压系统控制，操作稳定的优点。

Description

一种表土与草皮块收集设备

技术领域

本实用新型涉及挖掘设备技术领域，尤其涉及一种表土与草皮块收集设备。

背景技术

在草原地区开展基础设施建设工作，一项重要的任务就是要将原生表土及草皮块进行保护与利用。通常情况下，这种工作都是由装载机或挖掘机来完成的。装载机与挖掘机都具有一可上下移动的铲斗，其能将草皮块及其下表土整体铲出，在利用草皮块进行绿化时再铺植于待绿化场地，从而达到更高效的恢复原生植被的目的。

利用传统装载机进行表土及草皮块的挖掘存在较大的操作难度与问题。首先就是铲挖的深度不好控制，且通常都比较深。由于铲斗需要将表土及草皮块整体挖掘出来，铲斗在挖掘时深度会比较大，通常会达到30cm乃至40cm，而具有如此深厚表土层的草原比较有限。因此，这种草皮块的挖掘工艺在土层相对较深厚的草甸段落利用比较多，而对于下层为岩石、表土层较薄或混有石块、植被覆盖度相对较差的草原段落，这类机械就发挥不出其优势，在这些地方的表土及草皮块保护难度极大，也难以利用这类机械进行保护与植被恢复。其次，这种机械在铲挖过程中常常对草皮块、表土的扰动比较大，对表土层的深度控制作用非常弱，施工中将表土与下层土混合在了一起。表土是一项优良的资源，其内含有丰富的种子库，这些种子库是进行植被恢复的良好材料。大量研究表明，在草原土壤种子库中，大量种子(通常达到90％以上)资源都分布在上层10cm的表土中。挖掘机与装载机在施工过程中，对土壤造成的深度与剧烈扰动混合后收集到的土壤资源并不是纯粹的表土资源，且会对上层土壤种子库与下层土壤进行混合，使得收到土壤中的整体种子数量密度较低。这也是当前工程实践中利用传统挖掘机或装载机收集到的土壤种子库用于植被的自然恢复效果不是很好的原因。

因此，针对以上不足，需要提供一种表土与草皮块收集设备。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术中的缺陷，提供了一种表土与草皮块收集设备。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种表土与草皮块收集设备，包括车架、工作部件、前铲部件、输送带和筛选带，工作部件架设在车架前端，前铲部件架设在车架底端，输送带固定连接在前铲部件一侧的车架上，筛选带架设在输送带一侧的车架上，工作部件挖掘表土，前铲部件将表土铲入并导流至输送带后经过筛选带分离土壤和石块。

通过采用上述技术方案，工作装置将表土挖掘起来，并在设备行进时由前铲部件将翻起的表土铲起，经由输送带运输至筛选带上，筛选带将石块等异物从表土中分离，使收集的表土更为细致，有效保护表土内植被种子；该设备体积较小、能耗小、效率高，适用于各种环境条件下的表土及草皮块起挖收集作业，工效优良。

作为对本实用新型的进一步说明，优选地，工作部件包括回转架、动臂、斗杆和铲斗，回转架滑动连接在车架上，动臂一端与回转架铰接，动臂另一端与斗杆一端铰接，斗杆另一端与铲斗铰接，以使铲斗具有多组工位。

通过采用上述技术方案，设置动臂和斗杆增加铲斗的自由度和活动范围，使铲斗能多角度的挖取土壤，还能将土块扒取至前铲部件上，不仅能保证将表土翻出，配合前铲部件又能将翻起的表土完全收集，一举两得。

作为对本实用新型的进一步说明，优选地，回转架上铰接有动臂油缸，动臂油缸输出端与动臂铰接；动臂上铰接有斗杆油缸，斗杆油缸输出端与斗杆铰接，斗杆上铰接有铲斗油缸，铲斗油缸输出端与铲斗铰接。

通过采用上述技术方案，利用液压操纵动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸，分别驱动动臂、斗杆、铲斗、回转架等协调工作，控制挖掘装置，实现铲斗的工作。

作为对本实用新型的进一步说明，优选地，车架上固定连接有回转油缸，回转油缸伸缩方向为水平方向，回转油缸输出端与回转架固定连接。

通过采用上述技术方案，使铲斗能在回转架的移动下增大翻土范围，使设备在单向行进中能最大限度的收集表土，提高工作效率。

作为对本实用新型的进一步说明，优选地，前铲部件包括前铲口和铲口油缸，前铲口铰接在输送带两侧的挡板上，铲口油缸一端与车架铰接，铲口油缸另一端与前铲口底部铰接。

通过采用上述技术方案，在设备行进过程中，前铲口可将被翻动的表土铲入，同时铲口油缸上下伸缩既能使前铲口嵌入表土内将表土铲入，又能通过频繁伸缩使前铲口抖动，进而使前铲口将表土块捣动，破碎，从而便于输送带收集表土。

作为对本实用新型的进一步说明，优选地，输送带一端位于前铲口底部，输送带另一端位于筛选带一端的上方。

通过采用上述技术方案，可使运输表土过程中保证表土能完全落到输送带或者筛选带上，避免表土从各个部件连接处间隙漏下而浪费。

作为对本实用新型的进一步说明，优选地，筛选带上开设有若干个方形条状的漏孔，漏孔宽度为10mm-30mm之间，筛选带底部的车架上固定连接有倾斜的导料板，位于导料板高度最低的一端的车架上固定连接有储料箱，储料箱位于输送带正下方。

通过采用上述技术方案，筛选带上开设漏孔可使较为细致的表土从筛选带上漏下至导料板上，随后通过导料板自身的倾斜，使表土在重力作用下流动到储料箱内，实现自动运输和存储的作用；与此同时，颗粒较大的石块以及植物残渣等杂质则不会穿过漏孔，并在筛选带的作用下带离至筛选带末端掉落到设备后侧，将石块及植物残渣等杂质筛分出并返还到土壤中，不仅不会污染环境，还能保证土地的完整性，避免土壤组分和营养过度流失。

作为对本实用新型的进一步说明，优选地，筛选带中部正下方的车架上铰接有升降油缸，升降油缸输出端铰接在筛选带底部。

通过采用上述技术方案，设置升降油缸调节筛选带的倾角，不仅能根据表土的颗粒细致度调节表土的停留时间，进而保证表土能被完全筛分，还能在筛分过程中通过频繁伸缩实现对筛选带的振动，使表土更易破损分离，进一步提高筛分效率。

实施本实用新型的，具有以下有益效果：

本实用新型利用可任意调节起挖深度的工作部件实现对表土及草皮块起挖的精准深度控制，从而不仅可以实现对植被覆盖度较好的草甸草皮进行剥离保护，而且还可以根据需要对覆盖度相对较差的典型草原将上层含有丰富种子库的土壤单独剥离保存下来，可以大大提高收集到的土壤中的种子库数量密度；同时通过输送带和筛选带将收集到的表土与草皮块资源自动输送筛选，再由导料板运输到储料箱内，可以实现自动收集功能；通过前铲部件的推土功能与挖掘装置的挖掘功能相互配合，能更好地适应各种地形条件、土质条件，更好地达到高效收集、精准收集的目标。

附图说明

图1为本实用新型的前视图；

图2是本实用新型的后视图；

图3是本实用新型的剖面图；

图4是图3中A的放大图；

图5是本实用新型的俯视图；

图6是本实用新型的控制台操作面板工位示意图；

图7是本实用新型的液压原理图；

图8是本实用新型挂载铺草部件的结构图；

图9是本实用新型草皮板的结构图。

附图标记说明：

1、车架；2、工作部件；21、回转架；22、动臂；23、斗杆；24、铲斗；25、回转油缸；26、动臂油缸；27、斗杆油缸；28、铲斗油缸； 3、前铲部件；31、前铲口；32、铲口油缸；4、输送带；5、筛选带； 51、漏孔；52、升降油缸；6、导料板；61、储料箱；7、行走部件； 71、底盘；72、柴油箱；73、柴油机；74、车轮；75、油泵；8、电气部件；9、铺草架；91、空板插架；92、满板插架；93、连接板； 94、气缸；95、支架；96、电机；97、齿条；98、导向柱；99、草皮板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种表土与草皮块收集设备，结合图1、图2，包括车架1、工作部件2、前铲部件3、输送带4、筛选带5、导料板6、行走部件7 和电气部件8，车架1为不规则钢制支架，工作部件2架设在车架1 前端，前铲部件3架设在车架1底端，输送带4固定连接在前铲部件 3后侧的车架1上，筛选带5架设在输送带4后侧的车架1上，导料板6固定连接在筛选带5正下方的车架1上，行走部件7架设在导料板6正下方的车架1上，电气部件8架设在车架1一侧。

结合图1、图2，工作部件2包括回转架21、动臂22、斗杆23 和铲斗24，车架1上固定连接有回转油缸25，回转油缸25伸缩方向为水平方向，回转油缸25输出端与回转架21固定连接，使回转架 21滑动连接在车架1上，动臂22一端与回转架21铰接，回转架21 上铰接有动臂油缸26，动臂油缸26输出端与动臂22铰接，使动臂 22可由动臂油缸26驱动而移动；动臂22另一端与斗杆23一端铰接，动臂22上铰接有斗杆油缸27，斗杆油缸27输出端与斗杆23铰接，使斗杆23可由斗杆油缸27驱动而移动；斗杆23另一端与铲斗24铰接，斗杆23上铰接有铲斗油缸28，铲斗油缸28输出端与铲斗24铰接，使铲斗24可由铲斗油缸28驱动而移动。

结合图1、图2，设置动臂22和斗杆23增加铲斗24的自由度和活动范围，使铲斗24能多角度的挖取土壤，还能将土块扒取至前铲部件3上，不仅能保证将表土翻出，配合前铲部件3又能将翻起的表土完全收集，一举两得；利用液压操纵回转油缸25、动臂油缸26、斗杆油缸27和铲斗油缸28，分别驱动回转架21、动臂22、斗杆23 和铲斗24等协调工作，控制挖掘装置，实现铲斗的工作；设置回转油缸25令回转架21可在水平方向上移动，使铲斗24能在回转架21 的移动下增大翻土范围，使设备在单向行进中能最大限度的收集表土，提高工作效率。

结合图1、图3，前铲部件3包括前铲口31和铲口油缸32，前铲口31为梯形铲板，前铲口31两侧固定连接有挡板，以避免表土从前铲口31两侧流出；前铲口31铰接在输送带4两侧的挡板上，铲口油缸32一端与车架1铰接，铲口油缸32另一端与前铲口31底部铰接，铲口油缸32长度方向倾斜且伸缩方向为斜上方；前铲口31可将被翻动的表土铲入，同时铲口油缸32上下伸缩既能使前铲口31嵌入表土内将表土铲入，又能通过频繁伸缩使前铲口31抖动，进而使前铲口31将表土块捣动，破碎，并且还能通过抬高前铲口31的高度和倾角，使表土在重力作用下流入输送带4上，或者通过后进入前铲口 31的表土将表土推至输送带4上，从而便于输送带4收集表土。

结合图3、图4，输送带4为常见的皮带运输机，由电机驱动转动，输送带4长度方向倾斜，输送带4高度低的一端位于前铲口31 底部，输送带4高度高的一端位于筛选带5一端的上方，在输送带4 输送表土时，保证表土能完全落到输送带4或者筛选带5上，避免表土从各个部件连接处间隙漏下而浪费。

结合图1、图5，筛选带5为常见的钢带输送机，由电机驱动转动，筛选带5上开设有若干个方形条状的漏孔51，漏孔51长度为30mm，漏孔51宽度为25mm，筛选带5底部的车架1上固定连接有倾斜的导料板6，位于导料板6高度最低的一端的车架1上固定连接有储料箱61，储料箱61位于输送带4正下方；筛选带5上开设漏孔51可使较为细致的表土从筛选带5上漏下至导料板6上，使收集的表土更为细致，有效保护表土内植被种子，落至导料板6上的表土随后通过导料板6自身的倾斜，使表土在重力作用下流动到储料箱61内，实现自动运输和存储的作用；与此同时，颗粒较大的石块以及植物残渣等杂质则不会穿过漏孔51，并在筛选带5的作用下带离至筛选带5末端掉落到设备后侧，将石块及植物残渣等杂质筛分出并返还到土壤中，不仅不会污染环境，还能保证土地的完整性，避免土壤组分和营养过度流失；将导料板6和储料箱61放置在车架1内，使设备体积更为紧凑，进而使设备能耗小、效率高，适用于各种环境条件下的表土及草皮块起挖收集作业，工效优良。

结合图3、图5，筛选带5中部正下方的车架1上铰接有升降油缸52，升降油缸52输出端铰接在筛选带5底部，升降油缸52长度方向倾斜且伸缩方向倾斜向上，设置升降油缸52调节筛选带5的倾角，不仅能根据表土的颗粒细致度调节表土的停留时间，进而保证表土能被完全筛分，还能在筛分过程中通过频繁伸缩实现对筛选带5的振动，使表土更易破损分离，进一步提高筛分效率。

结合图2、图3，行走部件7包括底盘71、柴油箱72、柴油机 73、车轮74和油泵75，底盘71固定连接在筛选带5正下方的车架1 上，柴油箱72固定连接在底盘71一侧，柴油机73固定连接在底盘 71后端，柴油箱72与柴油机72相连，四个车轮74分别转动连接在底盘71四角处，柴油机73输出端与车轮74转动连接，油泵75固定连接在底盘1上，油泵75分别与电气部件8和回转油缸25、动臂油缸26、斗杆油缸27、铲斗油缸28、铲口油缸32和升降油缸52相连；设置行走部件7可使设备前行，使设备能采集更大范围的表土。

结合图1、图7，电气部件8内设有优先阀和多路换向阀(图中均未示出)，结合图6，驾驶室包括方向盘、控制台和座椅，方向盘转动连接在车架上，座椅固定连接在车架上，控制台固定连接在方向盘右侧的车架上，控制台与电气部件3内的优先阀连接；控制台上设有四组控制杆，其中第一组控制杆有四个移动方向，分别控制斗杆油缸27的伸或缩、回转架21的左回转或右回转；第二组控制杆有两个移动方向，控制设备的前进或后退；第三组控制杆有两个移动方向，控制升降油缸52的伸或缩；第四组控制杆有四个移动方向，分别控制动臂22的降或升、铲斗24的升或降；液压油经油泵到多路换向阀，通过操作手柄控制相应的滑阀把液压油输送到各油缸、马达，由相应的油缸控制挖掘、卸料、左右旋转、行走、皮带输送等工作，利用不同的工作使操作人员便于区分，避免出现操作失误，进而能够更为顺手的工作。

结合图8、图9，筛选带5尾部的车架1上还可挂载铺草架9，铺草架9为门字形框架，铺草架9上固连有支架95，支架95两侧分别固连有两组电机96，电机96上均转动连接有齿轮，所述齿轮上啮合有齿条97，齿条97长度方向竖直，齿条97顶部设有弯折端，避免齿条97滑脱；齿条97底部固连有连接板93，连接板93远离铺草架9一侧固连有两根气缸94，其中位于铺草架9左侧的气缸94伸出端固连有空板插架91，位于铺草架9右侧的气缸94伸出端固连有满板插架92，空板插架91与满板插架92上均插接有草皮板99，草皮板99底部间隔固连有两个底筒，所述底筒轴线相互平行且底部为圆弧状，能有效减少滑动摩擦；草皮板99位于筛选带5末端下方。

结合图8、图9，铺草架9上先堆放若干块草皮板99，由铺草架 9左侧的电机96工作，使铺草架9左侧的齿条97将空板插架91运输至草皮板99最高一层的一侧，随后铺草架9左侧的气缸94伸出，使空板插架91插入草皮板99的底筒内，铺草架9左侧的齿条97再次抬升，使空板插架91将最高层的草皮板99抬起，之后铺草架9左侧的气缸94收缩，铺草架9左侧的电机96驱动齿条97和空板插架 91下移，草皮板99随之下移，直至草皮板99高度低于铺草架9底面高度，铺草架9左侧的气缸94随即伸出，使草皮板99位于筛选带 5的正下方。

结合图5、图8和图9，铲斗24将草皮块铲至筛选带5处，由筛选带5将草皮块运输至尾部并落到草皮板99上，之后铺草架9右侧的气缸94伸出，使满板插架92插入草皮板99的底筒内，随后铺草架9左侧的气缸94收缩，使满板插架92支撑草皮板99，之后铺草架9右侧的气缸94收缩，铺草架9右侧的电机96驱动铺草架9右侧的齿条97上移，直至使带有草皮块的草皮板99高度高于当下堆积的草皮板99的高度，随后铺草架9右侧的气缸94伸出，使满板插架92上的草皮板99位于堆积的草皮板99上，铺草架9右侧的气缸94 收缩，完成草皮块的收集堆放。

结合图8、图9，当进行连续存放时，在铺草架9右侧的气缸94 收缩后，铺草架9右侧的电机96驱动铺草架9右侧的齿条97下移，直至满板插架92高度与最底层的已放置有草皮块的草皮板99底筒高度相同，随后铺草架9右侧的气缸94伸出，使满板插架92插入草皮板99的底筒内，随后铺草架9右侧的电机96驱动铺草架9右侧的齿条97上移，之后铺草架9左侧的电机96驱动齿条97上移，直至空板插架91高度与最高层的空载草皮板99底筒高度相同，铺草架9左侧的气缸94伸入使空板插架91插入草皮板99内，铺草架9左侧的气缸94收缩以使最高层的空载草皮板99远离铺草架9上的草皮板 99堆，最后铺草架9右侧的电机96驱动铺草架9右侧的齿条97下移，使已放置有草皮块的草皮板99放置在空载的草皮板99上，直至无空载的草皮板99为止。

结合图8、图9，当需要进行铺设草皮块时，只需由空板插架91 或满板插架92将带有草皮块的草皮板99运输至铺草架9下方一侧 (需根据铺草位置在车架1的左右方向选择由空板插架91还是满板插架92进行草皮板99的运输)，将草皮块放置在车架1一侧进行铺设，以避免车轮碾压旁边一层的草皮；随后由人工或额外在连接板 93上加装气缸等推动部件将草皮块从草皮板99上推下，完成铺草工作，随后再由另一侧的插架将空载的草皮板99放置在铺草架9顶部，与连续堆放草皮块的过程类似，仅仅是将放置带有草皮块的草皮板99更换为空载的草皮板99，以实现草皮的连续铺设和空载草皮板99 的堆放，以便进行下次草皮块的收集。

结合图8、图9，齿条97顶部设有弯折端，以避免齿条97滑脱；连接板93上固连有导向柱98，导向柱98长度方向竖直且与支架95 滑动连接，以起到稳定连接板93的运动方向，减少空板插架91或满板插架92抖动或偏向的问题。

本实用新型还提供一种表土与草皮块收集设备的工作方法，包括如下步骤：

1)驾驶员进入驾驶室内进行操作使铲斗24铲入距地表不足10cm 的土壤内；

2)控制铲斗油缸28使铲斗24挖掘翻动表土，同时设备前行，使前铲口31将表土铲入；

3)铲口油缸32在单位时间内往复伸缩，使前铲口31捣动土块进行破碎，同时前铲口31抬升的同时，铲斗24将表土铲入前铲口 31内；

4)前铲口31将破碎的表土送至输送带4，并由输送带4将表土分批输送至筛选带5上；

5)表土穿过筛选带5上的漏孔51落到导料板6处，并由导料板 6将表土送至储料箱61内进行收集，同时表土内混入的石块等杂质随筛选带5的移动下落至设备后方的地表上。

综上所述，本实用新型利用可任意调节起挖深度的工作部件2实现对表土及草皮块起挖的精准深度控制，从而不仅可以实现对植被覆盖度较好的草甸草皮进行剥离保护，而且还可以根据需要对覆盖度相对较差的典型草原将上层含有丰富种子库的土壤单独剥离保存下来，可以大大提高收集到的土壤中的种子库数量密度；同时通过输送带4 和筛选带5将收集到的表土与草皮块资源自动输送筛选，再由导料板 6运输到储料箱61内，可以实现自动收集功能；通过前铲部件3的推土功能与挖掘装置的挖掘功能相互配合，能更好地适应各种地形条件、土质条件，更好地达到高效收集、精准收集的目标。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种表土与草皮块收集设备，其特征在于，包括车架(1)、工作部件(2)、前铲部件(3)、输送带(4)和筛选带(5)，工作部件(2)架设在车架(1)前端，前铲部件(3)架设在车架(1)底端，输送带(4)固定连接在前铲部件(3)一侧的车架(1)上，筛选带(5)架设在输送带(4)一侧的车架(1)上，工作部件(2)用于挖掘表土，前铲部件(3)用于将表土铲入并导流至输送带(4)，后经过筛选带(5)用于分离土壤和石块。

2.根据权利要求1所述的一种表土与草皮块收集设备，其特征在于，工作部件(2)包括回转架(21)、动臂(22)、斗杆(23)和铲斗(24)，回转架(21)可滑动地连接在车架(1)上，动臂(22)的一端与回转架(21)铰接，动臂(22)的另一端与斗杆(23)的一端铰接，斗杆(23)的另一端与铲斗(24)铰接。

3.根据权利要求2所述的一种表土与草皮块收集设备，其特征在于，回转架(21)上铰接有动臂油缸(26)，动臂油缸(26)的输出端与动臂(22)铰接；动臂(22)上铰接有斗杆油缸(27)，斗杆油缸(27)的输出端与斗杆(23)铰接，斗杆(23)上铰接有铲斗油缸(28)，铲斗油缸(28)的输出端与铲斗(24)铰接。

4.根据权利要求2所述的一种表土与草皮块收集设备，其特征在于，车架(1)上固定连接有回转油缸(25)，回转油缸(25)伸缩方向为水平方向，回转油缸(25)的输出端与回转架(21)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种表土与草皮块收集设备，其特征在于，输送带(4)的两侧设置有挡板，前铲部件(3)包括前铲口(31)和铲口油缸(32)，前铲口(31)铰接在输送带(4)两侧的挡板上，铲口油缸(32)的一端与车架(1)铰接，铲口油缸(32)的另一端与前铲口(31)的底部铰接。

6.根据权利要求5所述的一种表土与草皮块收集设备，其特征在于，输送带(4)的一端位于前铲口(31)的底部，输送带(4)的另一端位于筛选带(5)的一端的上方。

7.根据权利要求6所述的一种表土与草皮块收集设备，其特征在于，筛选带(5)上开设有若干个方形条状的漏孔(51)，漏孔(51)宽度为10mm-30mm之间，车架(1)上位于筛选带(5)的底部的位置固定连接有倾斜的导料板(6)，位于导料板(6)高度较低的一端的车架(1)上固定连接有储料箱(61)，储料箱(61)位于输送带(4)下方能够从导料板(6)高度较低的一端接收物料的位置。

8.根据权利要求7所述的一种表土与草皮块收集设备，其特征在于，车架(1)上位于筛选带(5)中部下方的位置铰接有升降油缸(52)，升降油缸(52)的输出端铰接在筛选带(5)的底部。

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