多功能草方格铺设装置

1.本发明属于治沙工程技术领域，涉及多功能草方格铺设装置。


背景技术：

2.沙漠化是当前危及人类生存的重大环境问题和自然灾害之一，长期的风沙侵害导致我国西部地区的生态环境保护和建设以及社会发展一直受到制约，因此防风治沙刻不容缓。针对这一问题，全社会也采取了各种各样的措施来解决，如沙漠植树。而工程治沙技术中最有效的方法就是草方格固沙，草方格沙障为人们治理土地荒漠化和沙土化的有效武器，草方格对于防风固沙截留降水、减少水分蒸发、为沙土补充养分等方面有着不可替代的重要作用。
3.现有的铺设草方格方式以人工铺设为主，机械铺草为辅。现有技术通常铺设尺寸为1mx1m方型格，将作物秸秆用钝锹将其从中部压入沙中，插入沙中的深度为15～25cm，露出沙地表面的高度为15～25cm。人工铺草时，需要多人配合来铺草压草，一边在沙地铺好草，一边用钝锹将草压入沙中，效率极低，耗费的劳动力大，对于恶劣的沙漠环境，人工铺草难度大。现有的机械铺草设备通常占地面积大、笨重，操作难度大；无法实现横纵向草同时铺。成本极高，造价昂贵，维护费用也非常高，使得治沙成本太。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供多功能草方格铺设装置，解决了现有技术中的草方格铺设设备的操作难度大，铺设的草方格防风固沙效果不好问题。
5.本发明所采用的技术方案是，多功能草方格铺设装置，包括机架，机架底部设置行走机构，机架上从前到后依次设置犁刀、纵向铺设装置、水箱、横向铺设装置、播种装置、压草轮、覆沙器。
6.本发明的特点还在于：
7.行走机构包括前轮轴支撑架和后轮轴支撑架，前轮轴支撑架位于机架头部下方，前轮轴支撑架转动连接前轮轮轴，前轮轮轴两侧套接前轮；后轮轴支撑架位于机架尾部下方，后轮轴支撑架转动连接后轮轮轴，后轮轮轴两侧套接后轮；前轮轮轴和后轮轮轴均通过联轴器连接驱动电机输出轴。
8.纵向铺设装置包括两个并列设置的纵向入草口，纵向入草口位于机架头部，每个纵向入草口上部呈倒斗形，纵向入草口下部呈长方体结构，长方体结构内平行设置前侧刺轮和后侧刺轮，后侧刺轮处于前轮轮轴的上方，前侧刺轮和后侧刺轮贯穿连接两个纵向入草口并伸出长方体结构外部，前侧刺轮和后侧刺轮伸出部分均套接齿轮，齿轮啮合连接；前轮轮轴上套接同步带轮a，后侧刺轮上位于两个纵向入草口中间位置设置同步带轮b，同步带轮a 与同步带轮b之间缠绕连接同步带a；前侧刺轮下方设置第一链轮轴，第一链轮轴上套接同步带轮d，前侧刺轮上位于两个纵向入草口中间位置设置同步带轮c，同步带轮c与同步带轮d之间缠绕连接同步带b；第一链轮轴水平后方设置第二链轮轴，第二链轮轴的斜后
下方设置第三链轮轴，第一链轮轴、第二链轮轴、第三链轮轴均转动连接在机架上，第一链轮轴上套接若干链轮a，第二链轮轴上套接若干链轮b，第二链轮轴上套接若干链轮c，链轮 a与链轮b之间设置若干水平传送链，链轮b与链轮c之间设置若干斜面传送链，两条斜面传送链传送一列纵向草料，两条斜面传送链前方对应一个犁刀。
9.横向铺设装置包括横向入草口，横向入草口位于机架尾部一侧，横向入草口上部呈倒斗形，横向入草口下部呈长方体结构，长方体结构内平列设置两个刺轮，刺轮轴向与后轮轮轴轴向相垂直，两个刺轮贯穿横向入草口，两个刺轮伸出长方体结构外部，两个刺轮伸出部分均套接齿轮，齿轮啮合连接，位于内侧的刺轮端部设置同步带轮e，位于内侧的刺轮轴向正下方设置光轴 a，光轴a转动连接在机架上，光轴a上套接同步带轮f，同步带轮e与同步带轮f之间缠绕连接同步带c，光轴a上套接两个链轮d，与光轴a相对的机架另一侧设置光轴b，光轴b上套接两个链轮e，链轮e与链轮d之间对应设置传送链，光轴b上固定设置锥齿轮a，锥齿轮a位于两个链轮e的前方，锥齿轮a啮合连接锥齿轮b，锥齿轮b圆心固定光轴c，光轴c转动连接在机架上，光轴c端部设置同步带轮g，机架上位于光轴c后方同一水平面上转动设置光轴d，光轴d一端固定同步带轮h，同步带轮h与同步带轮g之间缠绕同步带d，光轴d另一端固定同步带轮i，后轮轮轴靠近同步带轮i一端固定连接半齿齿轮，半齿齿轮与同步带轮i啮合连接。
10.后轮轮轴中部套接同步带轮半齿齿轮，位于后轮轮轴斜上方设置曲柄摇杆机构，曲柄摇杆机构包括曲柄圆盘，连杆，摇杆；曲柄圆盘的轴心套接同步带轮j，半齿齿轮和同步带轮j上套接同步带e，曲柄圆盘周向设置连杆，连杆端部转动连接摇杆，摇杆下方连接压刀。
11.机架头部设置纵向犁刀，犁刀位于纵向铺设装置的斜面传送链出口端的正前方。
12.水箱位于横向铺设装置与纵向铺设装置中间，水箱连接出水管，出水管连接喷淋装置，喷淋装置分别固定在纵向入草口和横向入草口一侧。
13.播种装置包括固定在机架上的漏种漏斗，漏种漏斗位于后轮轮轴上方，漏种漏斗的安装位置与纵向铺设装置上两个斜面传送链的位置相对设置，漏种漏斗底部开设通孔，漏种漏斗内设置漏种器皿，漏种器皿为均匀开设若干圆孔的圆盘；后轮轮轴上固定安装锥齿轮c，锥齿轮c啮合连接锥齿轮d，锥齿轮d的齿轮轴上连接漏种器皿。
14.压草轮位于后轮的后方，与两个漏种漏斗底部通孔分别相对设置，机架尾部的两个压草轮与犁刀开的沙渠、纵向铺设装置所要压草的位置位于同一条直线上。
15.每个压草轮后方设置覆沙器，覆沙器固定在机架尾部，覆沙器包括两个相对设置的覆沙板，两个覆沙板通过连接杆呈前大开口后小开口。
16.本发明的有益效果是：本发明多功能草方格铺设装置，结构简单，操作难度低，参考农机模式使得其在沙漠地区适应性极强，大大降低了不可控因素，成本造价低。横、纵向铺草装置同时工作极大的提高了铺草效率，所铺设的1m
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1m的草方格使得治沙效果达到最优，水箱与播种装置使得铺草固沙的有效作用时长得以延续。
附图说明
17.图1是本发明多功能草方格铺设装置的结构示意图；
18.图2是本发明多功能草方格铺设装置的纵向铺设装置结构示意图；
19.图3是本发明多功能草方格铺设装置的横向铺设装置结构示意图；
20.图4是本发明多功能草方格铺设装置的播种装置结构示意图。
21.图中，1.犁刀，2.纵向铺设装置，3.水箱，4.横向铺设装置，5.播种装置， 6.压草轮，7.覆沙器，8.前轮轮轴，9.前轮，10.前侧刺轮，11.后侧刺轮，12 同步带轮a，13.同步带轮b，14.同步带a，15.链轮a，16.链轮b，17.链轮c， 18.同步带轮c，19.同步带轮d，20.同步带b，21.后轮，22.后轮轮轴，23.刺轮，24.同步带轮e，25.光轴a，26.同步带轮f，27.同步带c，28.链轮d，29. 光轴b，30.链轮e，31.传送链，32.锥齿轮a，33.锥齿轮b，34.同步带轮g， 35.同步带轮h，36.同步带d，37.光轴d，38.同步带轮i，39.半齿齿轮，40. 同步带轮j，41.曲柄摇杆机构，42.同步带e，43.锥齿轮c，44.锥齿轮d，45. 漏种器皿，46.漏种漏斗，47.轴承座。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
23.本发明多功能草方格铺设装置的结构，如图1所示，包括机架，机架底部设置行走机构，机架上从前到后依次设置犁刀1、纵向铺设装置2、水箱3、横向铺设装置4、播种装置5、压草轮6、覆沙器7。
24.行走机构包括前轮轴支撑架和后轮轴支撑架，前轮轴支撑架位于机架头部下方，前轮轴支撑架转动连接前轮轮轴8，前轮轮轴8两侧套接前轮9；后轮轴支撑架位于机架尾部下方，后轮轴支撑架转动连接后轮轮轴22，后轮轮轴22两侧套接后轮21；前轮轮轴8和后轮轮轴22均通过联轴器连接驱动电机输出轴。
25.纵向铺设装置2包括两个并列设置的纵向入草口，纵向入草口位于机架头部，每个纵向入草口上部呈倒斗形，纵向入草口下部呈长方体结构，长方体结构内平行设置前侧刺轮10和后侧刺轮11，后侧刺轮11处于前轮轮轴8 的上方，如图2所示，前侧刺轮10和后侧刺轮11贯穿连接两个纵向入草口并伸出长方体结构外部，前侧刺轮10和后侧刺轮11伸出部分均套接齿轮，齿轮啮合连接；前轮轮轴8上套接同步带轮a12，后侧刺轮11上位于两个纵向入草口中间位置设置同步带轮b13，同步带轮a12与同步带轮b13之间缠绕连接同步带a14；前侧刺轮10下方设置第一链轮轴，第一链轮轴上套接同步带轮d19，前侧刺轮10上位于两个纵向入草口中间位置设置同步带轮c18，同步带轮c18与同步带轮d19之间缠绕连接同步带b20；第一链轮轴水平后方设置第二链轮轴，第二链轮轴的斜后下方设置第三链轮轴，第一链轮轴、第二链轮轴、第三链轮轴均转动连接在机架上，第一链轮轴上套接若干链轮 a15，第二链轮轴上套接若干链轮b16，第二链轮轴上套接若干链轮c17，链轮a15与链轮b16之间设置若干水平传送链，链轮b16与链轮c17之间设置若干斜面传送链，两条斜面传送链传送一列纵向草料，两条斜面传送链前方对应一个犁刀1。
26.前轮轮轴8通过同步带a14带动后侧刺轮11转动的同时；通过啮合齿轮带动前侧刺轮10转动；前轮轮轴8与前轮9轴向平行，长方体结构内壁位于前后侧刺轮曲面外侧相对设置支撑板，支撑板上倾斜设置斜面板，两个斜面板之间形成开口间隙，开口间隙位于水平传输带上方，刺轮本体轴向设置多个梳草杆，转动对入草口投放的干草进行简单梳理与输送，前后侧刺轮将梳理好的草送至水平传送链，干草经过水平传送链送至斜面传送链。
27.如图3所示，横向铺设装置4包括横向入草口，横向入草口位于机架尾部一侧，横向
入草口上部呈倒斗形，横向入草口下部呈长方体结构，长方体结构内平列设置两个刺轮23，刺轮轴向与后轮轮轴22轴向相垂直，两个刺轮23贯穿横向入草口，两个刺轮23伸出长方体结构外部，两个刺轮23伸出部分均套接齿轮，齿轮啮合连接，位于内侧的刺轮23端部设置同步带轮 e24，位于内侧的刺轮23轴向正下方设置光轴a25，光轴a25转动连接在机架上，光轴a25上套接同步带轮f26，同步带轮e24与同步带轮f26之间缠绕连接同步带c27，光轴a25上套接两个链轮d28，与光轴a25相对的机架另一侧设置光轴b29，光轴b29上套接两个链轮e30，链轮e30与链轮d28之间对应设置传送链31，光轴b29上固定设置锥齿轮a32，锥齿轮a32位于两个链轮e30的前方，锥齿轮a32啮合连接锥齿轮b33，锥齿轮b33圆心固定光轴c，光轴c转动连接在机架上，光轴c端部设置同步带轮g34，机架上位于光轴c后方同一水平面上转动设置光轴d，光轴d37一端固定同步带轮 h35，同步带轮h35与同步带轮g34之间缠绕同步带d36，光轴d37另一端固定同步带轮i38，后轮轮轴22靠近同步带轮i38一端固定连接半齿齿轮39，半齿齿轮39与同步带轮i38啮合连接。
28.长方体结构内壁位于刺轮23曲面外侧相对设置支撑板，支撑板上倾斜设置斜面板，两个斜面板之间形成开口间隙，开口间隙位于传送链31一侧上方，后轮轮轴22通过端部设置的半齿齿轮39与同步带轮i38的啮合作用，带动光轴d37转动，光轴d37转动带动同步带轮h35、同步带轮g34转动，同步带轮g34带动光轴c转动，从而锥齿轮a32、锥齿轮b33转动，进而光轴b29带动传送链31输送梳理后的干草，而光轴a25带动刺轮23实现梳理干草。
29.后轮轮轴22中部套接同步带轮半齿齿轮39，位于后轮轮轴22斜上方设置曲柄摇杆机构41，曲柄摇杆机构41包括曲柄圆盘，连杆，摇杆；曲柄圆盘的轴心套接同步带轮j40，半齿齿轮39和同步带轮j40上套接同步带e42，曲柄圆盘周向设置连杆，连杆端部转动连接摇杆，摇杆下方连接压刀，压刀延伸的方向与传送链31运输方向相同，曲柄圆盘则通过连杆带动两摇杆上下来回摇摆，压刀随摇杆上下摇摆，用于将传送链31间的干草向下推进压实。
30.后轮轮轴22带动控制曲柄摇杆机构41，曲柄摇杆机构41连接压刀，后轮21前进时后轮轮轴22转动，位于两后轮之间的半齿齿轮39由同步带e42 连接到同步带轮j40，实现同步带轮j40上的中转轴转动，进而带动曲柄圆盘转动，控制整个曲柄摇杆机构41带动压刀上下摆动，两个半齿齿轮39实现压刀与传送链31上的干草配合间歇式工作，后轮21前进一米，压刀向地里压一次。
31.机架头部设置纵向犁刀1，犁刀1位于纵向铺设装置2的斜面传输带出口端的正前方，随着前轮前进，犁刀1在沙地留下沙渠，使得纵向压草效果得到提高。
32.水箱3位于横向铺设装置4与纵向铺设装置2中间，水箱连接出水管，出水管连接喷淋装置，喷淋装置分别固定在纵向入草口和横向入草口一侧。喷淋装置对干草进行水滴漏浸湿，提高了草的韧性。
33.如图4所示，播种装置5包括固定在机架上的漏种漏斗46，漏种漏斗 46位于后轮轮轴22上方，漏种漏斗46的安装位置与纵向铺设装置2上两个斜面传送链的位置相对设置，漏种漏斗46底部开设通孔，漏种漏斗46内设置漏种器皿45，漏种器皿45为均匀开设若干圆孔的圆盘；后轮轮轴22上固定安装锥齿轮c43，锥齿轮c43啮合连接锥齿轮d44，实现传动，锥齿轮d44 的齿轮轴上连接漏种器皿45，齿轮轴带动圆盘转动，当漏种器皿45上的圆孔与漏种漏斗46的通孔对齐时，种子就会掉落到纵向沙渠上实现播种。漏种漏斗46通过轴承座47固定在机架上。
34.压草轮6位于后轮21的后方，与两个漏种漏斗46底部通孔分别相对设置，机架尾部的两个压草轮6与犁刀1开的沙渠、纵向铺设装置2所要压草的位置位于同一条直线上。随着后轮21前进，压草轮6在重力的作用下，将所铺好的两排纵向的草压入沙中，犁刀1所开沙渠保证了压草轮6的压草效果，同时被水箱浸湿的草韧性得到提高，减少了草被压断的可能。
35.每个压草轮6后方设置覆沙器7，覆沙器7固定在机架尾部，覆沙器7 包括两个相对设置的覆沙板，两个覆沙板通过连接杆呈前大开口后小开口，起到聚拢沙子作用将沙聚拢至所压草根部，增强了草方格的稳固性，使得压好的草不易倾倒。
36.本发明多功能草方格铺设装置的工作原理为，通过在机架底部设置行走机构，前轮和后轮通过驱动电机提供动力，保证了整体装置的稳定性。前轮和后轮转动的同时，前轮轮轴通过同步带轮传动，带动纵向铺设装置运转；后轮轮轴通过同步带轮传动，带动横向铺设装置运转；横向铺设装置和纵向铺设装置都连接水箱，为干草提供补给水；纵向铺设装置与犁刀、播种装置、压草轮、覆沙器相配合工作；横向铺设装置与压刀配合工作；同步带传动时带传动噪音小，不需润滑，耐冲击振动较好，减轻了带轮所连接的轴的负载，减少了制作成本；整体结构简单，制造、安装和维护均较为简便、经济。
37.本发明多功能草方格铺设装置的工作过程为，随着装置的前进，犁刀会在沙面形成两道沙渠，将梳理好的干草放入纵向入草口，在梳理过程中，水箱的水会通过水管向干草滴漏浸湿干草；由刺轮将梳理好的干草梳理传送，通过链轮输送至纵向出草口，在自身重力作用下铺到沙地里，同时被浸湿的草为种子的发芽提供了水分，使得种子发芽率大大提高；压草轮在重力作用下会将纵向铺设好的草压入沙中，使得压草效果得到提高；覆沙器将沙子向压好的草根部聚拢，使得草方格的稳固性得到提高，降低了倾倒的可能。
38.同时，梳理好的干草放入横向入草口，由传送链将草钩满一排后，压刀压下将草压入沙中，后轮轮轴上的半齿齿轮通过同步带带动曲柄摇杆机构，由曲柄圆盘构成的曲柄摇杆机构控制压刀下压运动，半齿齿轮不啮合部分实现间歇式工作，此时传送链停止运动，保证了横向草的顺利压下。本实施例中后轮周长设置为一米，装置每前进一米，压刀压下一次，装置前进后会在沙面形成1米
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1米的草方格.
39.本发明多功能草方格铺设装置，利用横、纵向铺设装置同时工作可实现在沙地铺设形成1米
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1米的草方格，极大提高了治沙效率；通过播种装置与水箱，提高了防风治沙的效果。通过压草轮与覆沙器，可在不同秸秆长度与沙土地况时进行自适应调节，保证了草方格的铺设质量，使治沙效果更为显著，采用半齿齿轮与曲柄摇杆机构相配合，实现对横向压刀的固定间隔距离工作控制，间歇式工作使得装置更为经济。本发明多功能草方格铺设装置结构简单、适应性强、易于操作使用，对环境无污染，制造和使用成本较低，适用于各种地势沙漠的草方格铺设工作，实用价值高，应用前景很广。