一种快速夹持拔除林木根桩的机械装置的制作方法

本发明是一种快速夹持拔除林木根桩的机械装置，具体是通过快速稳定夹持林木砍伐后树桩、树根部分，简便快捷拔除树桩以及地下的树根部分，便于土地的快速二次使用。

背景技术：

林木在生活中有诸多用途，正常林木在主干采伐后，残留的林木根桩难以及时处理，造成林场土地资源的浪费，减缓二次造林的步伐。

当前，处理林木根桩主要有以下几种方法：人力挖掘方法。可以节约成本，但耗费大量时间，效率低下；化学药品方法。能够快速腐蚀林木根系，破除速度快、效果好，但严重破坏土质，对林木的二次种植与土地的二次使用极为不利；大型机械挖掘方法。能够实现大面积的林木根桩破除，但成本极高，不适合绝大多数普通用户使用。

以上几种常用的林木根桩处理方法较为传统，且存在一定隐患。因此，急迫需要设计一种高效、低廉、便捷、通用的林木根系破除装置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种快速夹持拔除林木根桩的机械装置，具体是通过快速稳定夹持林木砍伐后破除树桩、树根部分，简便快捷拔除树桩以及地下的树根部分，便于土地的快速二次使用。

本发明是一种快速夹持拔除林木根桩的机械装置，其特征是：包含动力模块、传动模块、连接固定模块、夹持破除模块。动力模块包含机壳、电机、安装孔，机壳采用灰口铸铁机壳；机壳四周设置安装孔，连接二折支撑杆；下表面设置安装孔，通过连轴器与丝杠相连；电机置于机壳内部，提供整个装置所需动力。传动模块包含丝杠和二节铰链，二者在向下夹持破除和向上拔出时，起传动作用；丝杠通过连轴器接在机壳的下表面，丝杆可以起一定支撑作用，丝母绕丝杆做位移运动，可以控制二节铰链的角度；二节铰链通过连接固定模块接法兰盘下表面，在动力模块作用下，铰链绕三个滑轮做圆周运动，来传递动力；二节铰链中间角度通过调整丝杠上丝母位置来确定，丝母向上，角度缩小，反之增大。连接固定模块是各个模块之间的重要衔接部分。连接固定模块包含双向接头，螺母，丝母、连轴器、圆环。机壳上表面接一个圆环，当需要夹持拔起的林木根桩较大，电机本身动力不足时，通过圆环，采用吊车等工具辅助拔起；机壳四周安装孔与二折支撑杆通过双向接头和螺母相连；连轴器用于衔接机壳下表面和丝杠；二节铰链和二折支撑杆两端接双向接头，用来衔接分支模块、动力模块和夹持破除模块；通过调节丝杠上丝母位置，调整二节铰链中间角度。夹持破除模块采用特制麻花钻，表面做成铲齿铣刀结构；初始位于二节铰链第二节中，在铰链传动作用下，不断向下破除，到达60cm深度时，固定在顶端滑轮上。需要注意，二节铰链中间角度因林木根桩大小不同而变化，但从材质硬度承受限度和节省动力角度考虑，角度在80°～135°为宜。二折支撑杆角度根据法兰盘位置确定，从大量实验数据可以发现，角度控制在70°～100°之间为宜。在整个操作过程中，角度不能发生变化。

本发明还包含分支模块、支撑模块。分支模块采用法兰盘，固定在丝杠的下部分。其表面设置13个分支圆孔，上接4个二折支撑杆，下接8个二节铰链，中间孔上接丝杠，下接麻花钻，起到分支作用，连接了装置的支撑模块、传动模块和夹持破除模块。针对法兰盘需要实现的功能，其应具有一定的厚度，能够上接二折支撑杆，下接二节铰链；对其材质硬度也有一定的要求，具有一定的承重能力。支撑模块包含二折支撑杆和脚架，脚架设置在机壳的四周，用来支撑整个装置，可伸缩、折叠、拆卸安装；二折支撑杆通过双向接头一端接机壳四个表面，一端接法兰盘，与丝杠起一定的支撑作用。

在实际使用时，分为两个过程：破除夹持和夹持拔除。夹持破除模块在动力模块的作用下，从9个位置按照具体角度向下破除土和林木分支茎，到达地下60cm深度即可，在9个方向上夹持住林木根桩；之后改变电机转向，向上拔除林木根桩及所带泥土。使用以上操作可以实现本发明的目的。

本发明的优势在于：①能够快速稳定夹持林木根桩，一次性拔除，做到高效省时；②所用材质在各方面均满足要求，整体装置安全稳定可靠；③装置成本相对低廉，适合用户普遍使用；④整体装置结构设计合理，适用场合广，可以简便快捷的完成所需目的操作。

附图说明

图1是动力模块的结构示意图；

图2是传动模块的结构示意图；

图3是分支模块的结构示意图；

图4是支撑模块的结构示意图；

图5是夹持破除模块的结构示意图；

图6是连接固定模块的结构示意图；

图7是本次发明的总体结构示意图。

具体实施方式

下面结合结构示意图通过具体实施方式对本发明进行说明。

如下图1～7所示，本发明主要包含动力模块i、传动模块ii、分支模块iii、支撑模块iv、夹持破除模块v、连接固定模块vi。动力模块i提供整个操作过程所需动力，包含机壳、电机、安装孔；传动模块ii包含丝杠和二节铰链，主要用于为各模块传递动力；分支模块iii用于简化装置结构，本发明中采用法兰盘；支撑模块iv包含二折支撑杆和脚架，用来支撑整个装置；夹持破除模块v用于向下破除夹持和向上夹持拔起，采用特制麻花钻，表面做成铲齿铣刀结构；连接固定模块vi包含双向接头，螺母，丝母、连轴器、圆环，用于整个装置及每一模块的组合安装。

一种快速夹持拔除林木根桩的机械装置，结合图1、7，其动力模块i主要包含包含机壳2、电机3、安装孔4。由于灰铸铁具有良好的减震性，用灰铸铁制作机电设备上的底座或机架时，能有效的吸收机器振动的能量，从而起到阻尼的作用；灰铸铁具有良好的铸造和切削加工性，其熔炼比较方便，熔炼设备和熔炼工艺都比较简单；灰铸铁液的流动性良好，铸件不易开裂，而且抗拉强度很强；所以机壳2采用灰口铸铁机壳。机壳2四周设置安装孔4，连接二折支撑杆5；下表面设置安装孔4，通过连轴器6与丝杠7相连；电机3置于机壳2内部，提供整个装置所需动力。机壳2上表面接圆环1，当需要夹持破除林木根桩较大时，电机3本身动力不足时，通过圆环1，采用吊车等工具辅助拔起。

一种快速夹持拔除林木根桩的机械装置，其动力模块i工作原理：

本发明中，动力模块用于提供整个操作过程的动力，整个过程包含向下破除夹持、向上夹持拔起两个阶段。整个过程动力主要由电机3提供。向下时破除夹持时，根据p＝t*n/9550，大概计算出所需电机功率的大小；向上夹持拔起时，根据p＝f*v，(f为重量，v为上升速度)大概计算出所需电机功率的大小；综合比较两个过程，考虑到向下需要破除土和林木根桩分支茎，电机功率至少采用最大值的1.2倍，保证动力充足。在进行操作时，控制电机3的正反转，来实现向下破除夹持、向上夹持拔起两个过程。

一种快速夹持拔除林木根桩的机械装置，结合图2、7，传动模块ii包含丝杠7和二节铰链12，二者在向下破除夹持和向上夹持拔出时，为各模块传递动力。丝杠7通过连轴器6接在机壳2的下表面，丝杆8可以起一定支撑作用，丝母9通过绕丝杆8做位移运动，控制二节铰链12的角度；二节铰链12通过连接固定模块vi接法兰盘10下表面，二节铰链12绕三个滑轮13做圆周运动，来传递动力；二节铰链12中间角度通过调整丝母9位置来确定，丝母9向上，角度缩小，反之增大。需要注意，在向下破除夹持过程中，二节铰链的角度是固定不变的。角度因林木根桩大小不同而变化，但从材质硬度承受限度和节省动力角度考虑，角度在80°～135°左右为宜。

一种快速夹持拔除林木根桩的机械装置，其传动模块ii工作原理：

本发明中，传动模块主要用于为各模块传递动力。对于丝杠7，在丝杆8和丝母9上加工有弧行螺旋槽，当它们套装在一起时便形成螺旋滚道，丝母9可以绕丝杆8做位移运动，丝母9向上运动，二节铰链12角度缩小，反之增大。二节铰链12接法兰盘10下表面，在动力模块i作用下，链条绕三个滑轮13做圆周运动，带动夹持破除模块v向下破除泥土和根桩分支。总体来说，用于衔接不同模块，为夹持破除模块向下运动提供动力。

一种快速夹持拔除林木根桩的机械装置。结合图3、7，分支模块iii采用法兰盘10，用于分支，简化装置结构。法兰盘10接在在丝杠7下面，其表面设置13个分支圆孔11。通过连接固定模块vi，上接4个二折支撑杆5，下接8个二节铰链12，中间孔上接丝杠7，下接夹持破除模块v。连接了装置的支撑模块iv、传动模块ii和夹持破除模块v。由于法兰盘10上接二折支撑杆5，下接二节铰链12，其应具有一定的厚度；对其材质硬度也有一定的要求，具有一定的承重能力。

一种快速夹持拔除林木根桩的机械装置，分支模块iii具体工作原理：

分支模块采用法兰盘10，法兰盘主要起分支作用，简化装置结构。在其表面设置13个分支圆孔11，通过连接固定模块，上接4个二折支撑杆5，下接8个二节铰链12，中间分支孔上接丝杠7，下接夹持破除模块v。采用法兰盘10，连接了装置的支撑模块iv、传动模块ii和夹持破除模块v，极大的简化了装置。

一种快速夹持拔除林木根桩的机械装置。结合图4、7，支撑模块iv包含二折支撑杆5和脚架15。脚架15设置在机壳2的四周，可伸缩、折叠、拆卸安装，在进行操作时，固定在地表，用来支撑整个装置；二折支撑杆5通过连接固定模块vi一端接机壳2四个表面，一端接法兰盘10，与丝杠7起一定的支撑作用。需要注意，由于二折支撑杆5需要承重，所以对其材质硬度有一定要求。本发明从4个方位来设计结构，降低了对刚度的要求。

一种快速夹持拔除林木根桩的机械装置。结合图5、7，夹持破除模块v用于向下破除夹持和向上夹持拔起，采用特制麻花钻14，表面做成铲齿铣刀结构；在动力模块i的作用下，通过二节铰链12的传动，麻花钻从8个方向，向下破除泥土和林木根桩的分支茎，在地下60cm深处汇聚夹持；法兰盘10中间分支圆孔11下接的特制麻花钻14在电机3作用下，竖直从林木根桩内部向下破除，起到一定支撑和破除夹持作用。根据科学资料显示，破除深度到达60cm左右时，这时地下众多的树根枝茎由于与母体分离，绝大部分会失去生命力。所以特制麻花钻14从9个方位在林木根桩内部60cm深处汇聚，起到夹持效果。向上拔起时，改变电机转向，向上夹持拔起。需要注意，在向下进行破除夹持时，由于垂直方向需60cm，考虑到拔起时泥土和林木根桩重量，从动力和几何角度考虑，8个特制麻花钻破除角度控制在25°～45°之间，30°为宜，所以垂直方向上麻花钻长度采用75cm，8个方位的麻花钻长度

一种快速夹持拔除林木根桩的机械装置，夹持破除模块v工作原理：

夹持破除模块用于向下夹持破除和向上夹持拔起，采用特制麻花钻14，表面做成铲齿铣刀结构。向下进行破除夹持时，初始位于二节铰链12第二节中，通过二节铰链12的传动，麻花钻从8个方向，向下破除土和林木根桩的分支茎，到达60cm深度时，固定在顶端滑轮上；丝杠7下接的特制麻花钻14在电机3作用下，垂直从林木根桩内部向下破除，起到一定支撑和破除夹持作用。特制麻花钻14从9个方位在林木根桩内部60cm深处汇聚，起到夹持效果。向上拔起时，改变电机3转向，向上夹持拔起。

一种快速夹持拔除林木根桩的机械装置。结合图6、7，连接固定模块vi包含双向接头16、螺母17、丝母9、连轴器6、圆环1，用于整个装置及每一模块的组合安装。在机壳2上表面接一个圆环1，在向上夹持拔起时，夹持破除林木根桩较大时，电机3本身动力不足时，通过圆环1，采用吊车等工具辅助拔起；机壳2四周设置安装孔4，通过接头18和螺母17与4个二折支撑杆5相连；机壳2下表面设置安装孔4，通过连轴器6与丝杠7相连；二节铰链12两端接双向接头16，用来衔接夹持破除模块v。需要注意，在操作过程中，从稳定性和保护装置角度考虑，二节铰链12的角度需要保持不变。可以通过确定丝母9的位置，固定二节铰链12的角度。

一种快速夹持拔除林木根桩的机械装置，连接固定模块vi工作原理：

连接固定模块广泛用于装置每一接口处。圆环1接在机壳2上表面，用于外接其他设备；接头18和螺母17用来连接固定机壳2、四周安装孔4与二折支撑杆5；连轴器6衔接机壳2和丝杠7；双向接头16用来衔接二节铰链12和特制麻花钻14；通过调节丝杆8上丝母9位置，调整二节铰链12中间的角度。连接固定模块主要用于整体装置的连接以及每一部分的组成，简化装置结构，固定整个装置。