一种连杆式欠驱动植苗挖坑机的制作方法

本发明涉及一种植树造林设备，特别是涉及一种利用连杆机构在土壤表面挖坑种植苗杯的机械设备。

背景技术：

我国国土幅员辽阔，森林覆盖率低，区域差异大，多省森林资源匮乏，在改善环境方面有很大造林需求。植苗造林是一种重要的造林方法，目前的植苗造林方式主要是手工栽植，在造林地上挖穴栽苗，少部分大型林场采用机械栽植方式。手工植苗生产效率低，成本高，现有植苗设备自动化程度低，植苗效率低。发展植苗机可有效提高植苗造林生产率，对于提高森林绿化率，发展林业机械有迫切的需求。

中国专利第CN201520033761.7号提供了一种挖坑植苗一体机，是一种将挖坑、植苗、填土、压实四个工序整合到一体的机械设备。该机械设备主要由运载装置、可回转式升降机构、挖坑植苗装置、推土压实装置组成；挖坑植苗装置由机械手部件、螺旋挖坑铲部件组成；推土压实装置由推土压实装置连杆、驱动推土压实装置连杆液压马达、驱动丝杠液压马达、丝杠透盖、深沟球轴承6208、推力轴承81108、丝杠、推土压实板、推土合拢板、丝杠闷盖组成。中国专利第CN201420142575.2涉及一种交错植苗机构，包括安装盘和主轴，所述的安装盘通过轴套安装在主轴上，在所述安装盘与轴套之间安装有该交错植苗机构，所述的交错植苗机构包括：环形固定板和与环形固定板相配合的环形套板，所述的安装盘安装在环形套板和环形固定板之间，并通过螺栓连接在一起。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于植苗机，可插入土壤表层并为待种植苗杯挖坑的机械设备。

为解决上述技术问题，本发明一种连杆式欠驱动植苗挖坑机予以实现的技术方案是，包括：支架，欠驱动连杆机构，弹簧制动机构。欠驱动连杆机构安装于支架内部右下方，弹簧制动机构安装于欠驱动连杆机构左上方。基于弹簧制动机构的摩擦制动能力，欠驱动连杆机构的多个动作可按照设计顺序实现，完成对植苗土壤表面的自动挖坑，便于苗杯的快速、批量化种植。

欠驱动连杆机构包括：通过螺栓连接到支架内部右下侧的导向筒；滑动安装于导向筒内部的植苗筒；固定安装于植苗筒顶部的集苗盆；固定安装于植苗筒底部的固定挖爪；通过螺栓连接到支架内部右下侧的液压缸；滑动安装于液压缸内部的活塞杆；固定安装于活塞杆顶部的横杆；通过销轴铰接安装于横杆左侧的连杆；通过销轴及销轴同时铰接安装于连杆底部和植苗筒底部的活动挖爪。

弹簧制动机构包括：固定安装于导向筒左侧上方的摩擦筒；安装于摩擦筒内部右侧位置的摩擦柱；安装于摩擦筒内部中间位置的弹簧；通过螺纹安装于摩擦筒内部左侧位置的压紧螺钉。

本发明一种连杆式欠驱动植苗挖坑机具有以下有益效果：

（1）欠驱动连杆机构为欠驱动结构，利用一个驱动，可顺序实现挖坑机插入土壤、挖开土壤两个关键动作，提高了设备的工作效率；

（2）可作为自动植苗的关键配套部件，为自动植苗机高效、快速的提供种植苗杯所需的苗杯坑，便于实现植苗造林的自动化作业。

附图说明

图1是本发明一种连杆式欠驱动植苗挖坑机的整体结构示意图；

图2是本发明一种连杆式欠驱动植苗挖坑机弹簧制动机构示意图；

图3是本发明一种连杆式欠驱动植苗挖坑机欠驱动连杆结构示意图；

图4是本发明一种连杆式欠驱动植苗挖坑机挖坑作业流程图。

附图标记：

1-支架 2-导向筒 3-压紧螺钉

4-弹簧 5-摩擦柱 6-摩擦筒

7-集苗盆 8-植苗筒 9-销轴

10-横杆 11-活塞杆 12-液压缸

13-连杆 14-销轴 15-销轴

16-固定挖爪 17-活动挖爪

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的一种连杆式欠驱动植苗挖坑机做出详细说明。

如图1所示，本发明一种连杆式欠驱动植苗挖坑机，包括支架，欠驱动连杆机构，弹簧制动机构。

如图3所示，所述欠驱动连杆机构包括：通过螺栓连接到支架内部右下侧的导向筒；滑动安装于导向筒内部的植苗筒；固定安装于植苗筒顶部的集苗盆；固定安装于植苗筒底部的固定挖爪；通过螺栓连接到支架内部右下侧的液压缸；滑动安装于液压缸内部的活塞杆；固定安装于活塞杆顶部的横杆；通过销轴铰接安装于横杆左侧的连杆；通过销轴及销轴同时铰接安装于连杆底部和植苗筒底部的活动挖爪。

如图2所示，弹簧制动机构包括：固定安装于导向筒左侧上方的摩擦筒；安装于摩擦筒内部右侧位置的摩擦柱；安装于摩擦筒内部中间位置的弹簧；通过螺纹安装于摩擦筒内部左侧位置的压紧螺钉。

下面将说明本发明一种连杆式欠驱动植苗挖坑机动作实施过程。

1．弹簧制动机构摩擦制动植苗筒的上下移动

图4中（a）所示为植苗挖坑机处于任意初始位置，压紧螺钉3向右旋紧通过弹簧4将摩擦柱5压在植苗筒8的左侧柱面，并进一步将植苗筒8的右侧柱面与导向筒2内部右侧孔面压紧。植苗筒8与导向筒2之间的压紧力将产生摩擦制动力，阻碍植苗筒8与导向筒2之间的相对移动。由于导向筒2固定，因此弹簧制动机构将始终摩擦阻碍植苗筒8的上下移动。

2．欠驱动连杆机构向下锥坑动作

图4中（a）所示为植苗挖坑机处于任意初始位置，假设固定挖爪17与活动挖爪16为开启状态。当活塞杆11由此位置向下移动时，由于植苗筒8与导向筒2之间的摩擦制动力作用，植苗筒8保持静止。活塞杆11将通过连杆13及销轴14推动活动挖爪16相对于销轴15（以及植苗筒8）顺时针转动，直至活动挖爪16转动至与固定挖爪17闭合时，活动挖爪16的顺时针转动被阻止，活动挖爪16与固定挖爪17构成锥形整体结构（如果固定挖爪17与活动挖爪16在初始任意位置时为闭合状态，即直接为锥形整体机构）。活塞杆11继续向下移动，将推动连杆13、销轴14、活动挖爪16、销轴15、固定挖爪17及植苗筒8克服植苗筒8与导向筒2之间的摩擦制动力，使连杆13、销轴14、活动挖爪16、销轴15、固定挖爪17及植苗筒8向下移动，直至活动挖爪16与固定挖爪17锥入土壤内部，即图4（b）所示位置。

3．欠驱动连杆机构扩坑、种植苗杯动作

图4（b）所示为植苗挖坑机锥入土壤后状态，固定挖爪17与活动挖爪16为闭合状态。当活塞杆11由此位置向上移动时，由于植苗筒8与导向筒2之间的摩擦制动力作用，植苗筒8保持静止，活塞杆11将通过连杆13及销轴14拉动活动挖爪16相对于销轴15（以及植苗筒8）逆时针转动。活动挖爪16的逆时针转动将推开其右侧所接触的土壤，在固定挖爪17与活动挖爪16之间形成图4（c）所示苗杯坑。当活动挖爪16逆时针转动至与植苗筒8接触后，活动挖爪16的逆时针转动被阻止，活动挖爪16与固定挖爪17构成开口整体结构。活塞杆11继续向上移动，将拉动连杆13、销轴14、活动挖爪16、销轴15、固定挖爪17及植苗筒8克服植苗筒8与导向筒2之间的摩擦制动力，使连杆13、销轴14、活动挖爪16、销轴15、固定挖爪17及植苗筒8向上移动脱离土壤，如图4（d）所示。此时控制图4（c）所示苗杯从集苗盆7上方落下，经过植苗筒8内部后落入图4（d）所示苗杯坑中，完成种植苗杯动作。

4．欠驱动连杆机构重复挖坑动作

图4（d）所示为植苗挖坑机脱离土壤后状态，活塞杆11继续向上移动至其顶端极限位置后，固定挖爪17与活动挖爪16为开启状态。当活塞杆11由顶端极限位置转而向下移动时，由于植苗筒8与导向筒2之间的摩擦制动力作用，植苗筒8保持静止。活塞杆11将通过连杆13及销轴14推动活动挖爪16相对于销轴15（以及植苗筒8）顺时针转动，当活动挖爪16转动至与固定挖爪17闭合时，活动挖爪16的顺时针转动被阻止，活动挖爪16与固定挖爪17重新构成锥形整体结构。活塞杆11继续向下移动，将推动连杆13、销轴14、活动挖爪16、销轴15、固定挖爪17及植苗筒8克服植苗筒8与导向筒2之间的摩擦制动力，使连杆13、销轴14、活动挖爪16、销轴15、固定挖爪17及植苗筒8向下移动，直至活动挖爪16与固定挖爪17再次锥入土壤内部，即重新到达图4（b）所示位置。欠驱动连杆机构重复上述2，3，4动作，即可完成重复挖坑植苗动作。