一种射流式草原牧草恢复的仿形随动切根装置

1.本发明涉及农业机械设备领域，具体为一种射流式草原牧草恢复的仿形随动切根装置。


背景技术：

2.草原羊草是多年生根茎性禾草，其根茎发达，主要分布在5-15cm的土层内，加上草原长期无养息、超载放牧和家畜踩踏啃食，随着生长年限的延长，根茎综合交错，导致草地土壤板结严重，通气性变差，生长衰弱，致使草原羊草产量下降，因此，当羊草草原利用5-6年以后，通常采用羊草切根机将根茎切断，以促进羊草无性繁殖，保持羊草草原持续高产。相关技术中，波纹刀盘切根、松土铲松土，开沟对草原造成了极大的扰动，土壤极易被风吹走造成土地沙化，所以需要地轮镇压。目前主要缺点是天然草原土壤板结，开沟阻力大，草原存在的石头易导致触土部件的损伤而失效，切根松土及镇压动力消耗大，致使切根施肥机的适应性、可靠性、经济性不高，制约了退化草原的规模化改良效益。水射流切割就是高压水在经过特殊设计的喷嘴小孔后形成速度数倍于音速的高能量射流束，这种射流具有巨大的动能，在射流束作用于被切割物体，产生的冲击力达到材料破坏极限时就可进行切割或破碎。现有的射流式除草机大多存在以下问题：(1)喷头嘴之间的间距固定不可调整，羊草的生长间距并不固定，采用一种间距无法高效的完成对羊草根茎的切除，会导致工作效率降低，浪费大量时间；(2)喷头嘴与地面之间的距离不方便调节，不能适应疏密不同的平坦程度不同的草地。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种射流式草原牧草恢复的仿形随动切根装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种射流式草原牧草恢复的仿形随动切根装置，包括分流管和喷头嘴，还包括限位套筒、回转连接架、卡紧机构、限位防回转支撑机构、高度调节限位机构；
5.所述分流管上套设连接若干限位套筒，限位套筒上设置有卡紧机构，限位套筒为可伸缩结构，通过卡紧机构调节伸缩量并锁定；相邻两个所述限位套筒之间外部设置有限位防回转支撑机构，相邻两个限位套筒端部对准拼接后通过限位防回转支撑机构固定；
6.限位套筒上套设连接限位防回转支撑机构，限位防回转支撑机构连接回转连接架一端，回转连接架另一端铰接高度调节限位机构，高度调节限位机构中部设置有喷头管，所述喷头管下端安装喷头嘴，所述高度调节限位机构前端底部设置有万向轮，万向轮滚动在地面上，高度调节限位机构调节喷头嘴与地面之间的相对位置；
7.喷头管上端固定连接软管的一端，软管的另一端与分流管连通，分流管内传输压力液体，分流管通过软管、喷头管与喷头嘴连通，使分流管内压力液体传输到喷头嘴处，并通过喷头嘴喷出。
8.优选的，所述限位套筒包括外套筒和内套筒，外套筒一端设置有固定端，固定端与分流管过度配合连接，外套筒的远离固定端的一端与内套筒可滑动套设连接，内套筒与分流管滑动连接；内套筒外端面设置有棘齿卡口，所述卡紧机构包括一号卡爪和二号卡爪，所述一号卡爪的一端穿过一号槽与内套筒上的棘齿卡口卡接，一号卡爪的另一端与铰接杆的一端铰接，铰接杆的中部铰接一号支座的一端，一号支座的另一端固定在外套筒上，所述二号卡爪一端穿过二号槽与内套筒上的棘齿卡口卡接，二号卡爪中部与二号支座的一端铰接，二号支座的另一端固定在外套筒上，所述二号卡爪的另一端紧贴弹簧片的一端，弹簧片的另一端固定在外套筒上，所述二号槽、一号槽设置在外套筒上。
9.优选的，所述限位防回转支撑机构包括两个限位支撑环，两个所述限位支撑环分别固定在两个相邻限位套筒上，两个限位支撑环之间设置两个圆形分布的限位杆，且限位杆两端通过螺栓连接固定在两边的限位支撑环上。
10.优选的，所述回转连接架包括回转接头、回转铰接头和连接杆，两个由限位杆固定连接的限位支撑环之间设置有回转接头，所述回转接头与限位套筒转动连接，所述回转接头固定连接连接杆的一端，连接杆的另一端固定连接有回转铰接头，所述回转铰接头与高度调节限位机构的远离万向轮一侧上端铰接，所述连接杆接近回转铰接头的端部固定连接紧定弹簧的一端，紧定弹簧的另一端固定在限位杆上。
11.优选的，所述回转接头与销轴转动连接，销轴固定在连接座上，连接座与弹簧上限位板通过螺栓固定连接。
12.优选的，每个所述限位支撑环内侧设置有若干个均匀排列的顶尖装置，顶尖装置穿过限位套筒与限位套筒内侧的分流管顶紧固定。
13.优选的，所述高度调节限位机构包括弹簧上限位板、导杆、高度调节板、减震弹簧和用于调节喷头嘴与万向轮的相对高度的调节驱动结构；
14.所述导杆包括一号导杆和二号导杆，所述一号导杆上端与弹簧上限位板一端固定连接，下端穿过并滑动连接高度调节板；所述二号导杆上端穿过并滑动连接弹簧上限位板一端，下端与高度调节板一端固定连接，所述高度调节板中部滑动连接喷头管，喷头管穿过高度调节板，喷头嘴位于高度调节板下方，喷头管外部套设减震弹簧，减震弹簧上端接触在弹簧上限位板上，下端接触在高度调节板上，减震弹簧处于被压缩状态，喷头管上端穿过弹簧上限位板并固定连接，喷头管穿过弹簧上限位板的端部与软管一端连接，调节驱动结构可调节高度调节板和弹簧上限位板之间的距离。
15.优选的，所述调节驱动结构安装在一号导杆下端，所述调节驱动结构包括螺纹部和驱动螺母，所述螺纹部设置在一号导杆下端，且螺纹部下端穿过高度调节板，螺纹部穿过高度调节板的端部螺纹连接驱动螺母，驱动螺母上端挤压接触高度调节板下端面。
16.优选的，所述调节驱动结构安装在喷头管外侧，所述调节驱动结构包括套杆、一号齿轮、二号齿轮，套杆套设在喷头管上并转动连接，套杆上端穿过弹簧上限位板并转动连接，套杆下端与高度调节板中部螺纹连接，所述套杆的上端固定连接一号齿轮，一号齿轮与二号齿轮啮合，二号齿轮与调节把手固定连接，调节把手与弹簧上限位板转动连接，弹簧上限位板与喷头管通过喷头管支架固定连接。
17.优选的，所述减震弹簧的下端固定连接弹簧下限位板，弹簧下限位板与喷头管滑动连接。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.1、本发明分流管上设置可调节长度的限位套筒，用于限制各射流装置之间的距离，以控制草地切根牧草根茎的间距，当草场对牧草切根间距的要求发生变化时，可以选择不同长度的套筒来控制间距，各个射流装置之间的距离优选为300mm。
20.2、本发明的限位套筒上设置有卡紧机构，利用卡紧机构即可使限位套筒在伸缩并锁定，以方便调节各喷头嘴之间的距离，以便适应不同的羊草草场需要，提高了切根的工作效率，节约了时间。
21.3、本发明设置限位防回转支撑机构，限位支撑环用于固定相邻两个限位套筒的位置，并与两个限位杆固定连接，另外，上下两个限位杆对回转连接架起到限制回转范围的作用。
22.4、本发明的回转连接架和紧定弹簧用于向下拉紧弹簧上限位板，使万向轮能够始终与地面接触。
23.5、本发明设置高度调节限位机构，可以对喷头嘴距离地面的高度进行调节，以便在遇到障碍物时可以使喷头嘴成功避开障碍物。
24.6、本发明设置的顶尖装置由限位支撑环上穿过限位套筒直接作用在分流管上，用于限制限位套筒与分流管之间的相对回转。
附图说明
25.图1为本发明切根装置的主要结构示意图；
26.图2为本发明的切根装置的主视结构示意图；
27.图3为本发明的卡紧机构的位置示意图；
28.图4为本发明的卡紧机构的结构示意图；
29.图5为实施例2的高度调节限位机构的结构示意图；
30.图6为图5的a处的局部放大图。
31.图中：1、分流管，2、软管，3、限位支撑环，4、限位杆，5、限位套筒，6、顶尖装置，7、回转连接架，701、回转接头，702、回转铰接头，703、连接杆，8、紧定弹簧，9、连接座，10、销轴，11、喷头管支架，12、弹簧上限位板，13、弹簧下限位板，14、减震弹簧，15、导杆，1501、一号导杆，1502、二号导杆，16、高度调节板，17、喷头管，18、喷头嘴，19、万向轮，20、卡紧机构，2001、一号卡爪，2002、铰接杆，2003、一号支座，2004、二号卡爪，2005、二号支座，2006、弹簧片，2007、二号槽，2008、一号槽，21、套杆，22、一号齿轮，23、二号齿轮，24、调节把手，25、螺纹部，26、驱动螺母。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.实施例1：请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：
34.一种射流式草原牧草恢复的仿形随动切根装置，包括分流管1和喷头嘴18，将本发
明的仿形随动切根装由拖拉机承载，拖拉机上设置有水箱和高压水泵，通过高压水泵将水箱中的水转化为高压水送至分流管1中，再分流至各软管2中，最后进入喷头管17之中，前端由万向轮19与地面直接接触，在机器前行的同时，高压水从喷头嘴18中喷出，继而完成对草原牧草根茎进行切根的基本工作。分流管1上共安置12个射流式仿形随动切根装置，本发明中仅以一个为例进行介绍。
35.一种射流式草原牧草恢复的仿形随动切根装置，还包括限位套筒5、回转连接架7、卡紧机构20、限位防回转支撑机构、高度调节限位机构。
36.分流管1上套设连接若干限位套筒5，限位套筒5上设置有卡紧机构20，限位套筒5为可伸缩结构，通过卡紧机构20调节伸缩量并锁定；限位套筒5包括外套筒51和内套筒52，外套筒51一端设置有固定端53，固定端53与分流管1过度配合连接，外套筒51的远离固定端53的一端与内套筒52可滑动套设连接，内套筒52与分流管1滑动连接；内套筒52外端面设置有棘齿卡口521，卡紧机构20包括一号卡爪2001和二号卡爪2004，一号卡爪2001的一端穿过一号槽2008与内套筒52上的棘齿卡口521卡接，一号卡爪2001的另一端与铰接杆2002的一端铰接，铰接杆2002的中部铰接一号支座2003的一端，一号支座2003的另一端固定在外套筒51上，二号卡爪2004一端穿过二号槽2007与内套筒52上的棘齿卡口521卡接，二号卡爪2004中部与二号支座2005的一端铰接，二号支座2005的另一端固定在外套筒51上，二号卡爪2004的另一端紧贴弹簧片2006的一端，弹簧片2006的另一端固定在外套筒51上，二号槽2007、一号槽2008设置在外套筒51上。当需要调整各喷头嘴18的间距的时候，推动铰接杆2002，铰接杆2002带动一号卡爪2001运动，一号卡爪2001推动内套筒52上的棘齿卡口521使内套筒52在分流管1外滑动，弹簧片2006和二号卡爪2004起到反向锁定作用，当需要反向移动的时候，按压二号卡爪2004的尾端并反向推动铰接杆2002，二号卡爪2004的尖端远离内套筒52上的棘齿卡口521的同时二号卡爪2004的尾端压缩弹簧片2006，铰接杆2002带动一号卡爪2001向上翘起，使一号卡爪2001远离内套筒52，此时即可移动内套筒52，当移动完成后，松开号卡爪2004和铰接杆2002使一号卡爪2001和二号卡爪2004与内套筒52的棘齿卡口521卡接，此时即可固定限位套筒5的位置，限位套筒5带动喷头嘴18移动，以便控制两个喷头嘴之间的距离，以便适应不同的羊草草场需要，提高了切根的工作效率。限位套筒5用于限制各射流装置之间的距离，以控制草地切根牧草根茎的间距，当草场对牧草切根间距的要求发生变化时，可以调整长度来控制间距，各个射流装置之间的距离优选为300mm。
37.相邻两个限位套筒5之间外部设置有限位防回转支撑机构，相邻两个限位套筒5端部对准拼接后通过限位防回转支撑机构固定；限位防回转支撑机构包括两个限位支撑环3，两个限位支撑环3分别固定在两个相邻限位套筒5上，两个限位支撑环3之间设置两个圆形分布的限位杆4，且限位杆4两端通过螺钉固定在两边的限位支撑环3上，限位支撑环3用于固定相邻两个限位套筒5的位置，并与两个限位杆4固定连接，另外，上下两个限位杆4对回转连接架7起到限制回转范围的作用。每个限位支撑环3内侧设置有若干个均匀排列的顶尖装置6，优选为三个顶尖装置6，顶尖装置6穿过限位套筒5与限位套筒5内侧的分流管1顶紧固定。顶尖装置6由限位支撑环3上穿过限位套筒5直接作用在分流管1上，用于限制限位套筒5与分流管1之间的相对回转。其中，两侧的顶尖装置6由分别插入到外套筒51和内套筒52内侧。
38.限位套筒5上套设连接限位防回转支撑机构，限位防回转支撑机构连接回转连接
架7一端，回转连接架7另一端铰接高度调节限位机构，回转连接架7包括回转接头701、回转铰接头702和连接杆703，两个由限位杆4固定连接的限位支撑环3之间设置有回转接头701，回转接头701与限位套筒5转动连接，回转接头701固定连接连接杆703的一端，连接杆703的另一端固定连接有回转铰接头702，回转铰接头702与高度调节限位机构的远离万向轮19一侧上端铰接，连接杆703接近回转铰接头702的端部固定连接紧定弹簧8的一端，紧定弹簧8的另一端固定在限位杆4上，紧定弹簧8为受拉弹簧，用于向下拉紧回转连接架7，使万向轮19能够始终与地面接触，回转接头702与销轴10转动连接，销轴10固定在连接座9上，连接座9与弹簧上限位板12通过螺栓固定连接。
39.高度调节限位机构中部设置有喷头管17，喷头管17下端安装喷头嘴18，高度调节限位机构前端底部设置有万向轮19，万向轮19滚动在地面上，高度调节限位机构调节万向轮19与喷头嘴18的相对位置；高度调节限位机构包括弹簧上限位板12、导杆15、高度调节板16、减震弹簧14和用于调节喷头嘴18与万向轮19的相对高度的调节驱动结构；导杆15包括一号导杆1501和二号导杆1502，一号导杆1501上端与弹簧上限位板12一端固定连接，下端穿过并滑动连接高度调节板16；二号导杆1502上端穿过并滑动连接弹簧上限位板12一端，下端与高度调节板16一端固定连接，高度调节板16中部滑动连接喷头管17，喷头管17穿过高度调节板16，喷头嘴18位于高度调节板16下方，喷头管17外部套设减震弹簧14，减震弹簧14上端接触在弹簧上限位板12上，下端接触在高度调节板16上，减震弹簧14处于被压缩状态，为受压弹簧，通过弹簧上限位板12和高度调节板16进行限位，避障时给喷头嘴18施加反馈作用，以保护喷头嘴18，喷头管17上端穿过弹簧上限位板12并固定连接，喷头管17穿过弹簧上限位板12的端部与软管2一端连接，调节驱动结构可调节高度调节板16和弹簧上限位板12之间的距离，调节驱动结构安装在一号导杆1501下端，调节驱动结构包括螺纹部25和驱动螺母26，螺纹部25设置在一号导杆1501下端，且螺纹部25下端穿过高度调节板16，螺纹部25穿过高度调节板16的端部螺纹连接驱动螺母26，驱动螺母26上端挤压接触高度调节板16下端面，当需要使喷头嘴18更贴近地面的时候，转动驱动螺母26使高度调节板16上升，高度调节板16带动万向轮19向上移动，同时压缩减震弹簧14，高度调节板16向上移动使喷头嘴18接近地面，当需要使喷头嘴18远离地面的时候，反向转动驱动螺母26即可，以便适应适应疏密不同的平坦程度不同的草地。
40.喷头管17上端固定连接软管2的一端，软管2的另一端与分流管1连通，分流管1内传输压力液体，分流管1通过软管2、喷头管17与喷头嘴18连通，使分流管1内压力液体传输到喷头嘴18处，并通过喷头嘴18喷出。
41.实施例2：如图5-6所示，调节驱动结构安装在喷头管17外侧，调节驱动结构包括套杆21、一号齿轮22、二号齿轮23，套杆21套设在喷头管17上并转动连接，套杆21上端穿过弹簧上限位板12并转动连接，套杆21下端与高度调节板16中部螺纹连接，套杆21的上端固定连接一号齿轮22，一号齿轮22与二号齿轮23啮合，二号齿轮23与调节把手24固定连接，调节把手24与弹簧上限位板12转动连接，弹簧上限位板12与喷头管17通过喷头管支架11固定连接，减震弹簧14的下端固定连接弹簧下限位板13，弹簧下限位板13与喷头管17滑动连接。当需要调整喷头嘴18的高度的时候，转动调节把手24，调节把手24带动二号齿轮23转动，二号齿轮23带动一号齿轮22转动，一号齿轮22带动套杆21转动，套杆21转动使高度调节板16上升或下降，高度调节板16带动二号导杆1502和万向轮19向上或向下移动，同时带动弹簧下
限位板13压缩或松开减震弹簧14，从而使高度调节板16和喷头嘴18的相对位置发生变化，以达到调整喷头嘴18高度的目的，以便适应适应疏密不同的平坦程度不同的草地。
42.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。