专利名称：车载自动植树装置的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种车载可移动设备，具体说是一种车载的自动植树机械。
背景技术：
随着我国经济的高速发展，环境也日趋恶化，土地荒漠化直接威胁着人类的生存，植树造林是解决这一问题的根本途径。近年来，我国每年植树面积都在5百万公顷左右，但是长期以来，野外造林仍然以人力作业为主，成为了整个植树造林的薄弱环节，各种动力机械植树装置在我国应用还不广泛，植树效率低下，费用高昂，原因主要是营林机械由于林木生产周期长、作业条件复杂和投资大、收益时间长而发展缓慢；现有植树机械植树效率不高，没有体现机械化作业的优势，同时价格昂贵，导致机械化作业投入产出比例失调而且机械结构不够完善。因此要加大植树造林的力度，就必须开发先进的植树工具，提高植树效率和树苗的成活率。
1888年，在美国出现第一台植树机，因结构不够完善，未能普遍使用。二十世纪20年代前后，德国生产的林业整地机械开始由畜力牵引过渡到拖拉机牵引。70年代以来，由于人工造林日益受到重视，营林集约化程度提高，营林机械的发展才逐步加快。
植树机是机械化植树造林的主要设备，多与拖拉机配套使用。植树机分为连续开沟式、间断开沟式和选择挖坑式三种。连续开沟式和间断开沟式植树机在工作时，开沟器切开、破碎和推移土壤，形成连续(或间断)的栽植沟。苗木按规定的栽植深度和株距被栽入沟内，随即推拥苗木周围的土壤并压实。选择挖坑式植树机出现于70年代，其结构原理与连续开沟式和间断开沟式大不相同，植苗员可在适宜栽植的点上操纵植树器挖坑植树，从而提高了机器的机动性和对不同地面的适应性。各种植树机械还可以分为车载式植树机和手提式挖坑机。手提式多在山区和丘陵地区使用，但是价格昂贵，并且作业时，移动机器的劳动强度比人工挖坑还要大。
国内现有的专利技术也以挖坑机为主，还没有见到有关车载自动植树设备的介绍。如中国专利99207290.5就介绍了一种植树用的挖坑机。国外在植树挖坑方面的专利比较多，涉及的方面也比较全面，如美国专利5507354，介绍了一种动力挖坑设备；美国专利6155355介绍了一种车载的挖坑机，但是挖坑动力来自钻头末端的马达；其他车载自动植树机械也多以挖坑为主，而没有自动覆土等功能。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有国内、外植树装置存在的不足，设计一种车载自动植树装置，利用发动机作为动力输出，设计了两级减速装置，并采用了自动覆土机构，达到挖坑、覆土的一次完成的目的；同时车辆上安装有布置滴灌用水管的卷筒，树苗上捆绑滴灌用胶管以方便布置安装地下滴灌设备。
为了实现上述目的，本实用新型的采用了以下技术方案一种车载自动植树装置，由车辆变速箱通过动力输入轴连接减速传动机构，减速传动机构连接带动钻头机构，减速传动机构还连接带动覆土机构。
所述的减速传动机构为两级减速传动，包括第一级减速传动锥齿轮组和第二级减速传动直齿轮组，它们之间由传动轴一传动连接。钻头机构的传动轴二连接在第二级减速传动直齿轮组的处于从动位置上的直齿轮二上，钻头连接在传动轴二下端，传动轴在液压系统作用下可轴向移动。
所述覆土机构为旋转覆土式，包括一锥齿轮组，处于主动位置的锥齿轮一固定在传动轴一上，处于从动位置的锥齿轮四套在传动轴二上，受液压系统轴向驱动，锥齿轮四上固定旋转覆土刀具。
所述覆土机构还可以是推板式或活动板式。推板式的推板侧置于钻头机构旁，由液压机构横向驱动。活动板式的活动板围绕钻头周边水平设置，内端连接固定轴，外端连接拉索机构。
另外，在树苗上还捆绑滴灌用的胶管，胶管一端为滴头，另一端向上，末端安装有水管接头。在车辆上安装布置滴灌用水管的卷筒和水管。使植树的同时就布置好了滴灌系统。
本实用新型的基本原理是从车辆变速箱引出的动力通过动力输入轴输入变速机构，由第一级减速传动锥齿轮组带动传动轴A转动，通过第二级减速传动直齿轮组再次减速，并带动传动轴B转动末端的钻头转动，在液压系统作用下钻头机构向下移动，钻出植树用坑洞。树苗投入坑洞后，覆土机构下降，依靠覆土机构将土壤推入坑洞。树苗上捆绑滴灌用的胶管，胶管一端为滴头，放置在树苗的根部，另一端为水管接头，裸露在地表，可与水管相接。植树装置完成植树过程以后向下一个植树地点移动时，车上控制卷筒的电极同步转动，自动将水管放置到车外刚植下的树苗旁，植树人员把树苗上的胶管接上水管即可进行滴灌。
因此，和国内外相关发明相比较本发明的优点在于采用发动机作为动力源，向植树机提供了充足的动力。采用两级减速机构，加大了钻头转动的力矩，即使是粘重的土壤也能够快速有力地钻出植树用洞穴。采用特殊结构的覆土刀具，能够将坑洞周围的土壤推入洞穴内，达到自动覆土的目的，提高了自动化水平。同时设置了自动布设滴灌用水管的装置，极大地方便了滴灌设备的安装。本植树机实现挖坑、覆土的一次性完成，效率可以达到人工的100倍，特别是在大规模植树造林方面体现了独有的优势，具有广阔的市场前景。
图1是采用旋转刀具覆土方式的植树机的系统结构原理图；图2是二级传动机构放大图；图3是本植树机旋转覆土方式植树过程图；图4是本植树机旋转覆土刀具立体图；图5是本植树机旋转覆土刀具俯视图；图6是本采用旋转刀具覆土方式的植树机后视图；图7是采用旋转刀具覆土方式的本植树车的立体图；图8是滴灌用胶管图；图9是推土覆土方式覆土过程图图10是倒土覆土方式机构运动图图11是倒土覆土方式覆土过程图具体实施方式
本机的工作系统原理如图1所示。动力由车辆变速箱的动力通过动力输入轴(3)输入本植树机，通过锥齿轮二(2)、锥齿轮三(4)组成的第一级减速传动锥齿轮组和由直齿轮一(6)、直齿轮二(10)组成的第二级减速传动直齿轮组两级减速，带动传动轴二(9)末端的钻头(13)转动。直齿轮一(6)依靠花键(7)与传动轴一(5)相连，使其可以沿传动轴一(5)上下移动。传动轴二(9)、钻头(13)以及直齿轮二(10)组成钻头机构(8)，该机构能够在液压伺服系统(31)的控制下上下移动。锥齿轮四(11)、覆土刀具(14)组成覆土机构(12)。该机构在液压伺服系统(31)的控制下可以沿传动轴二(9)上下移动，当移动到最下端即锥齿轮四(11)与锥齿轮一(1)啮合时，覆土刀具(14)即可绕传动轴二(9)转动。
图2为钻头机构放大图。当钻头机构在液压系统控制下上下移动时，齿轮支撑机构(18)支撑直齿轮一(6)使其随直齿轮二(10)上下移动，保持其啮合的状态。齿轮支撑机构(18)与齿轮的支撑接触面可以采用滚珠轴承，也可以采用滑动轴承来支撑。
图3为采用旋转刀具覆土方式的植树机植树过程图。图a为植树机非工作时的状态。当植树车移动到指定植树位置时，如图b所示，钻头机构(8)在液压伺服系统控制下向下移动，同时在齿轮减速机构的传动作用下对地面钻出植树用的坑洞，同时钻头(13)将钻出的土壤抛向坑洞四周。当钻坑完成以后，钻头(13)上升，植树人员放入树苗(16)，如图c所示。然后液压控制系统控制覆土机构下降，当锥齿轮一(1)与锥齿轮四(11)啮合时，覆土刀具(14)下降到坑洞四周的土壤(15)接触的地方，锥齿轮一(1)带动锥齿轮四(11)转动，从而使整个覆土机构绕传动轴二(9)转动，覆土刀具将坑洞四周的土壤扫入坑洞，如图d所示。
图4为旋转覆土刀具立体图。
图5为旋转覆土刀具俯视图。当旋转覆土刀具(14)绕钻头(13)的轴线转动时，其呈渐开线形状的内侧面(17)与土壤接触，使土壤向轴心移动，从而落入植树用的坑洞中。
图6为植树机后视图。放置滴灌用水管(20)的卷筒(19)由电机控制其卷动，能够随同车辆的移动而自动卷动，将水管(20)铺设到地面。
图7为植树车立体图。
图8为捆绑在树苗上的滴灌用的胶管示意图，其滴头(21)位于树苗的根部，针头(23)向上，覆土以后露在地面，植树人员将针头(23)插入水管(20)即可进行滴灌。
图9为推土覆土过程图。当钻头完成植树坑洞的钻隧任务以后，如图a所示，覆土推板(24)在液压机构的控制作用下下降到指定位置，如图b所示，即可进行覆土动作。植树工人完成放置树苗的动作以后，覆土推板(24)向前移动到指定位置，在推板的作用下，部分土壤被推入坑洞，如图c、d所示。然后推板(24)后退，返回初始位置，如图e所示，整个过程结束。
图10为倒土覆土方式机构运动图。图10-a为初始状态。支架(30)的主体由四个支撑柱组成，呈矩形布置在钻头(13)周围。固定轴(26)固定在支架(30)上，由电机驱动卷筒(28)卷动可以拉起拉索(27)，使活动板(25)绕固定轴(26)做小于90度的转动。图10-b为拉起拉索(27)后活动板(25)转动到极限角度时的状态，此时板上的土壤在重力作用下落入坑洞(29)中，达到自动覆土的目的。
图11为倒土覆土方式的过程图。当栽树车移动到指定的位置时，覆土机构在液压机构作用下下降，将活动板(25)平放到地面，如图11-a。钻头(13)下降，钻出坑洞，同时将钻出的土壤抛向四周，落在活动板上。然后钻头上升，植树人员放入树苗，如图11-b所示。活动板(25)在拉索机构作用下绕固定轴(26)转动，到达一定的角度，活动板上的土壤在重力作用下落入坑洞中，如图11-c所示。然后拉索(27)放下，活动板回到初始位置，液压机构提升覆土机构，即完成整个植树过程。
权利要求1.一种车载自动植树装置，包括车辆变速箱动力输入轴(13)，其特征在于车辆变速箱通过动力输入轴(3)连接减速传动机构，减速传动机构连接带动钻头机构(8)，减速传动机构还连接带动覆土机构(12)。
2.根据权利要求1所述的一种车载自动植树装置，其特征在于减速传动机构为两级减速传动，包括第一级减速传动锥齿轮组和第二级减速传动直齿轮组，它们之间由传动轴一(5)传动连接；钻头机构(8)的传动轴二(9)与第二级减速传动直齿轮组的处于从动位置的直齿轮二(10)连接，钻头(13)连接在传动轴二(9)下端，传动轴二(9)在液压系统(31)作用下可轴向移动。
3.根据权利要求1或2所述的一种车载自动植树装置，其特征在于覆土机构为旋转覆土结构，包括由锥齿轮一(1)和锥齿轮四(11)组成的锥齿轮组，处于主动位置的锥齿轮一(1)固定在传动轴一(5)上，处于从动位置的锥齿轮四(11)套在传动轴二(9)上，受液压系统(31)轴向驱动，锥齿轮四(11)上固定旋转覆土刀具(14)。
4.根据权利要求3所述的一种车载自动植树装置，其特征在于覆土刀具(14)内侧为弧形。
5.根据权利要求1或2所述的一种车载自动植树装置，其特征在于覆土机构为推板结构，推板(24)侧置于钻头机构(8)旁，由液压机构(31)横向驱动。
6.根据权利要求1或2所述的一种车载自动植树装置，其特征在于覆土机构为活动板结构，活动板(25)围绕钻头(13)周边水平设置，内端连接固定轴(26)，外端连接拉索机构(27)。
7.根据权利要求1或2的一种车载自动植树装置，其特征在于在树苗上捆绑滴灌用的胶管(22)，胶管(22)一端为滴头(21)，另一端向上，末端安装有水管接头(23)。
8.根据权利要求1或2的一种车载自动植树装置，其特征在于车辆上安装布置滴灌用水管的卷筒(28)和水管(20)。
专利摘要车载自动植树机，该装置利用车辆变速箱的动力输出作为动力，通过齿轮机构组成的两级减速机构带动钻头旋转钻出植树用坑洞，投苗后由覆土机构将坑洞周围的土壤扫入坑洞之中，达到自动覆土的目的。由于采用发动机动力，所以能够显著地降低植树人员的劳动强度，提高植树效率。本实用新型在树苗上捆绑滴灌用的胶管，连同树苗一同投入坑洞中，胶管一头安装滴灌用滴头，另一头安装接头可以与水管相连。车辆上安装水管布线装置，可随栽树车的移动而自动布下滴灌用的水管。该装置可以达到在树苗根部进行滴灌的目的，特别适合在北方干旱地区使用。
文档编号A01G23/00GK2602587SQ022
公开日2004年2月11日 申请日期2002年12月27日 优先权日2002年12月27日
发明者杨翔宇, 廖林清, 许洪斌, 杨新桦 申请人:重庆工学院