本發(fā)明涉及一種樹木栽植機(jī)械，尤其涉及一種原位挖坑混料回填一體機(jī)及其工作方法。

技術(shù)背景

我國林果產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭迅猛，在山東、陜西等省份成為當(dāng)?shù)刂еa(chǎn)業(yè)。近幾年，果樹品種和栽培制度更新完善，但是，老果園、苗圃地和新建果園的重茬、換茬及新栽果樹面臨的土傳病害問題越來越突出，新植幼樹成活率低，病害嚴(yán)重，產(chǎn)量質(zhì)量下降，壽命短,這種現(xiàn)象極為普遍，并已造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失。究其原因在于：土壤連年種植，毒素積累、微量元素消耗殆盡、有機(jī)質(zhì)含量下降、酸堿度失衡、有害菌蟲卵增多，土壤結(jié)構(gòu)完全被破壞，因此土傳病害已經(jīng)成為新載樹木面臨的最大問題。功能性生物有機(jī)菌肥將是預(yù)防和治理土傳病害非常有效的手段之一。

但我國樹木種植機(jī)械主要是傳統(tǒng)的挖坑機(jī)，只有挖坑功能，功能單一，機(jī)械化程度低，且不具備混料、回填功能，效率低下，不能適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)藝需求，常表現(xiàn)為混料不均勻，無法最大程度的發(fā)揮菌肥等的效用。

針對上述問題迫切需要發(fā)明一種適用于樹木栽植的一種原位挖坑混料回填一體機(jī)及其工作方法，實(shí)現(xiàn)在樹木栽植的挖坑、施肥、混料、回填的一體化作業(yè)，對解決樹木栽植中生物有機(jī)肥的施肥和拌料，因而解決樹木的土傳病害問題具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種原位挖坑混料回填一體機(jī)及其工作方法，能夠?qū)崿F(xiàn)在樹木栽植的挖坑、混料、回填的一體化作業(yè)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種原位挖坑混料回填一體機(jī)，包括動力系統(tǒng)、鉆頭升降裝置、行走裝置和作業(yè)裝置。

所述動力系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)和減速器。所述的減速器的輸入軸與發(fā)動機(jī)的動力輸出軸連接，將發(fā)動機(jī)的動力輸出減速增扭后為作業(yè)裝置提供動力。

所述鉆頭升降裝置，包括升降手輪、升降減速器、直線導(dǎo)軌、升降架、鏈輪和鏈條。所述升降減速器固定在機(jī)架上部的橫梁中間，升降減速器采用轉(zhuǎn)角減速器，升降減速器輸入軸連接到升降手輪上，鏈輪固定在升降減速器輸出軸上；所述的直線導(dǎo)軌沿豎直方向固定在機(jī)架上部兩根橫梁中間；所述升降架固定在直線導(dǎo)軌的導(dǎo)軌滑塊上，可相對機(jī)架做升降運(yùn)動；所述的動力系統(tǒng)和作業(yè)裝置固定在升降架上；所述鏈輪通過輪軸固定在機(jī)架中下部；所述的鏈條與鏈輪組成鏈傳動，升降架與鏈條的鏈節(jié)固定在一起。通過操作人員轉(zhuǎn)動手輪，實(shí)現(xiàn)升降架的上下平動。

所述行走裝置，包括支撐后輪和支撐前輪。所述的兩個(gè)支撐后輪分別固定在機(jī)架下部左右兩側(cè)；所述的兩個(gè)支撐前輪為萬向輪，分別固定在機(jī)架中后部兩側(cè)。

所述作業(yè)裝置，包括鉆頭、套筒架、上套筒、下套筒、出料口擋板和出料管道。所述的鉆頭由定位鉆尖、切削刀片、兩段式螺旋葉片和鉆桿組成；所述鉆桿的上端與減速器的輸出軸固連，承接減速器輸出的扭矩和轉(zhuǎn)速；所述的定位鉆尖為圓錐型結(jié)構(gòu)，定位鉆尖沿軸向固定在鉆桿下端，用于在挖坑和混料過程中定位鉆尖插入土壤以固定鉆頭；所述的兩段式螺旋葉片由攪拌螺旋葉片和挖土螺旋葉片組成，分別用于混料攪拌和土壤挖穴；所述的挖土螺旋葉片是一圈半螺旋葉片，沿軸向固定在鉆桿下部的圓柱形外表面上，其螺旋直徑為挖坑直徑；所述的攪拌螺旋葉片為多圈螺旋葉片，沿軸向固定在鉆桿中上部的圓柱形外表面上，攪拌螺旋葉片與挖土螺旋葉片連接處外緣光滑對接；所述的攪拌螺旋葉片螺旋直徑為挖土螺旋葉片螺旋直徑的30％-70％；所述的切削刀片采用硬質(zhì)合金，切削刀片固定在挖土螺旋葉片的下端部，用于挖坑過程中切削土壤；所述套筒架固定于機(jī)架前方下端；所述的上套筒的上端固定在升降架上，所述的下套筒下端固定在套筒架上，下套筒下端部設(shè)有鋸齒，用于插入土壤中；所述的上套筒同軸可活動的套入下套筒上部，且上套筒的外壁緊貼下套筒的內(nèi)壁，用于形成容積可變的混料腔；所述的下套筒筒壁中部開有長方形的出料口，用于排出混拌后的土壤；所述的鉆頭位于上套筒和下套筒內(nèi)部的軸線位置；所述上套筒和下套筒的內(nèi)徑均略大于挖土螺旋葉片螺旋直徑；所述出料管道焊接在下套筒的出料口處，在出料管道與出料口連接處設(shè)有一縫隙，出料口擋板插入縫隙中用于擋住出料口，通過上下拉動出料口擋板，實(shí)現(xiàn)混料出口的通斷。

本發(fā)明還涉及一種原位挖坑混料回填一體機(jī)的工作方法，包括如下步驟：

(1)將待摻混的菌肥等物料堆放在待挖坑地點(diǎn)；

(2)在原位挖坑混料回填一體機(jī)處于四輪著地的運(yùn)輸狀態(tài)時(shí)，將其移動至待挖坑地點(diǎn)，然后將其置于機(jī)身垂直的工作狀態(tài)，使定位鉆尖插入土壤中以固定鉆頭下端，并將菌肥等物料罩在下套筒內(nèi)；

(3)啟動發(fā)動機(jī)，經(jīng)減速器減速后將轉(zhuǎn)動傳遞至鉆頭，鉆頭開始空轉(zhuǎn)；

(4)操作人員正向轉(zhuǎn)動升降手輪，使得升降架沿直線導(dǎo)軌向下運(yùn)動，固定在升降架上的動力系統(tǒng)、鉆頭以及上套筒一起向下運(yùn)動，同時(shí)動力系統(tǒng)帶動鉆頭高速轉(zhuǎn)動并向下運(yùn)動，即開始進(jìn)行挖坑、混肥作業(yè)；鉆頭在向下轉(zhuǎn)動挖坑、混肥的作業(yè)過程中，鉆頭的定位鉆尖起到定位和鉆破土層的作用，同時(shí)切削刀片持續(xù)轉(zhuǎn)動對土壤進(jìn)行切削，并且土壤與菌肥在上下套筒形成的混料腔內(nèi)隨挖土螺旋葉片做螺旋上升運(yùn)動，土壤與菌肥經(jīng)過挖土螺旋葉片被輸送到攪拌螺旋葉片的區(qū)域，由攪拌螺旋葉片的持續(xù)轉(zhuǎn)動帶動土壤與菌肥繼續(xù)上升，直至到達(dá)攪拌螺旋葉片的頂端后，土壤與菌肥沿著套筒的內(nèi)壁邊緣在重力作用下做下降運(yùn)動，直到降到挖土螺旋葉片的位置時(shí)會再次重復(fù)做原先的上升運(yùn)動，并形成一個(gè)持續(xù)的循環(huán)運(yùn)動，土壤與菌肥在這個(gè)持續(xù)的循環(huán)運(yùn)動的過程中達(dá)到最大程度的均勻混合；

(5)菌肥與土壤均勻混合完成后，關(guān)閉發(fā)動機(jī)，反向轉(zhuǎn)動升降手輪，使升降架帶動上套筒做上升運(yùn)動，鉆頭攜帶著混合物料做上升運(yùn)動，當(dāng)升降架升到最高端后，鉆頭攜帶著混合物料完全處于上下套筒組成的混料腔內(nèi)；

(6)將原位挖坑混料回填一體機(jī)置于四輪著地的運(yùn)輸狀態(tài)，使其向后移動一定距離，將原位挖坑混料回填一體機(jī)置于機(jī)身垂直的工作狀態(tài)，使出料管道的落料口與樹穴對齊；

(7)正向轉(zhuǎn)動升降手輪，直至將定位鉆尖固定在土壤中，并升降手輪保持不動，將樹苗放入挖好的土洞中，然后拉出出料口擋板，打開出料口。再次啟動發(fā)動機(jī)，讓鉆頭高速轉(zhuǎn)動；混合物料隨著鉆頭的高速轉(zhuǎn)動，受離心力作用，經(jīng)過出料口和出料管道進(jìn)入土穴，實(shí)現(xiàn)物料的回填過程，完成一顆樹苗的種植過程。

本發(fā)明的有益效果：

1、提出了果樹栽植原位挖坑、混料、回填的一體化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了果樹種植過程的機(jī)械化，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、成本低、操作使用方便，挖坑混料回填效率高，勞動強(qiáng)度小。

2、創(chuàng)新了單葉片雙直徑鉆頭+升降物料混合腔的挖坑混料復(fù)合結(jié)構(gòu)，在挖坑和混料過程同時(shí)進(jìn)行，效率高，肥料、微生物、土壤的混合均勻度高。

3、本發(fā)明采用四輪支撐行走，前輪是支撐輪，后輪是萬向輪總成，在果園中行走方便。

附圖說明

圖1為原位挖坑混料回填一體機(jī)運(yùn)輸狀態(tài)示意圖；

圖2為原位挖坑混料回填一體機(jī)工作狀態(tài)示意圖；

圖3為原位挖坑混料回填一體機(jī)主視圖；

圖4為原位挖坑混料回填一體機(jī)俯視圖；

圖5為原位挖坑混料回填一體機(jī)工作狀態(tài)前視圖；

圖6為原位挖坑混料回填一體機(jī)只裝配鉆頭的左視圖；

圖7為原位挖坑混料回填一體機(jī)左視圖；

圖8為原位挖坑混料回填一體機(jī)后視圖；

圖9為原位挖坑混料回填一體機(jī)獨(dú)特設(shè)計(jì)的鉆頭整體圖；

圖10為原位挖坑混料回填一體機(jī)的上、下套筒及套筒架整體圖；

圖中：1、發(fā)動機(jī)2、減速器3、升降架4、支撐后輪5、支撐前輪6、機(jī)架7、升降手輪8、直線導(dǎo)軌9、套筒架10、下套筒11、上套筒12、鏈輪16、鏈條17、減速器的輸出軸18、升降減速器19、鉆桿20、攪拌螺旋葉片21、挖土螺旋葉片22、定位鉆尖23、切削刀片24、出料口擋板25、出料管道

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本專利進(jìn)行進(jìn)一步的說明。本發(fā)明是一種原位挖坑混料回填一體機(jī)，如圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10所示。一種原位挖坑混料回填一體機(jī)所采用的技術(shù)方案：包括動力系統(tǒng)、鉆頭升降裝置、行走裝置和作業(yè)裝置。

所述動力系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)1和減速器2。所述的減速器2的輸入軸與發(fā)動機(jī)1的動力輸出軸連接，將發(fā)動機(jī)1的動力輸出減速增扭后為作業(yè)裝置提供動力。

所述鉆頭升降裝置，包括升降手輪7、升降減速器18、直線導(dǎo)軌8、升降架3、鏈輪和鏈條16。所述升降減速器18固定在機(jī)架6上部的橫梁中間，升降減速器18采用轉(zhuǎn)角減速器，升降減速器18輸入軸連接到升降手輪7上，鏈輪12固定在升降減速器18輸出軸上；所述的直線導(dǎo)軌8沿豎直方向固定在機(jī)架6上部兩根橫梁中間；所述升降架3固定在直線導(dǎo)軌8的導(dǎo)軌滑塊上，可相對機(jī)架6做升降運(yùn)動；所述的動力系統(tǒng)和作業(yè)裝置固定在升降架3上；所述鏈輪12通過輪軸固定在機(jī)架6中下部；所述的鏈條16與鏈輪12組成鏈傳動，升降架3與鏈條16的鏈節(jié)固定在一起。通過操作人員轉(zhuǎn)動手輪，實(shí)現(xiàn)升降架3的上下平動。

所述行走裝置，包括支撐后輪4和支撐前輪5。所述的兩個(gè)支撐后輪4分別固定在機(jī)架6下部左右兩側(cè)；所述的兩個(gè)支撐前輪5為萬向輪，分別固定在機(jī)架6中后部兩側(cè)。

所述作業(yè)裝置，包括鉆頭、套筒架9、上套筒11、下套筒10、出料口擋板24和出料管道25。所述的鉆頭由定位鉆尖22、切削刀片23、兩段式螺旋葉片和鉆桿19組成；所述鉆桿19的上端與減速器的輸出軸17固連，承接減速器2輸出的扭矩和轉(zhuǎn)速；所述的定位鉆尖22為圓錐型結(jié)構(gòu)，定位鉆尖22沿軸向固定在鉆桿19下端，用于在挖坑和混料過程中定位鉆尖22插入土壤以固定鉆頭；所述的兩段式螺旋葉片由攪拌螺旋葉片20和挖土螺旋葉片21組成，分別用于混料攪拌和土壤挖穴；所述的挖土螺旋葉片21是一圈半螺旋葉片，沿軸向固定在鉆桿19下部的圓柱形外表面上，其螺旋直徑為挖坑直徑；所述的攪拌螺旋葉片20為多圈螺旋葉片，沿軸向固定在鉆桿19中上部的圓柱形外表面上，攪拌螺旋葉片20與挖土螺旋葉片21連接處外緣光滑對接；所述的攪拌螺旋葉片20螺旋直徑為挖土螺旋葉片21螺旋直徑的30％-70％；所述的切削刀片23采用硬質(zhì)合金，切削刀片23固定在挖土螺旋葉片21的下端部，用于挖坑過程中切削土壤；所述套筒架9固定于機(jī)架6前方下端；所述的上套筒11的上端固定在升降架3上，所述的下套筒10下端固定在套筒架9上，下套筒10下端部設(shè)有鋸齒，用于插入土壤中；所述的上套筒11同軸可活動的套入下套筒10上部，且上套筒11的外壁緊貼下套筒10的內(nèi)壁，用于形成容積可變的混料腔；所述的下套筒10筒壁中部開有長方形的出料口，用于排出混拌后的土壤；所述的鉆頭位于上套筒11和下套筒10內(nèi)部的軸線位置；所述上套筒11和下套筒10的內(nèi)徑均略大于挖土螺旋葉片21螺旋直徑；所述出料管道25焊接在下套筒10的出料口處，在出料管道25與出料口連接處設(shè)有一縫隙，出料口擋板24插入縫隙中用于擋住出料口，通過上下拉動出料口擋板24，實(shí)現(xiàn)混料出口的通斷。

本發(fā)明一種原位挖坑混料回填一體機(jī)的工作方法，包括如下步驟：

(1)將待摻混的菌肥等物料堆放在待挖坑地點(diǎn)；

(2)在原位挖坑混料回填一體機(jī)處于四輪著地的運(yùn)輸狀態(tài)時(shí)，將其移動至待挖坑地點(diǎn)，然后將其置于機(jī)身垂直的工作狀態(tài)，使定位鉆尖22插入土壤中以固定鉆頭下端，并將菌肥等物料罩在下套筒10內(nèi)；

(3)啟動發(fā)動機(jī)1，經(jīng)減速器2減速后將轉(zhuǎn)動傳遞至鉆頭，鉆頭開始空轉(zhuǎn)；

(4)操作人員正向轉(zhuǎn)動升降手輪7，使得升降架3沿直線導(dǎo)軌8向下運(yùn)動，固定在升降架3上的動力系統(tǒng)、鉆頭以及上套筒11一起向下運(yùn)動，同時(shí)動力系統(tǒng)帶動鉆頭高速轉(zhuǎn)動并向下運(yùn)動，即開始進(jìn)行挖坑、混肥作業(yè)；鉆頭在向下轉(zhuǎn)動挖坑、混肥的作業(yè)過程中，鉆頭的定位鉆尖22起到定位和鉆破土層的作用，同時(shí)切削刀片23持續(xù)轉(zhuǎn)動對土壤進(jìn)行切削，并且土壤與菌肥在上下套筒形成的混料腔內(nèi)隨挖土螺旋葉片21做螺旋上升運(yùn)動，土壤與菌肥經(jīng)過挖土螺旋葉片21被輸送到攪拌螺旋葉片20的區(qū)域，由攪拌螺旋葉片20的持續(xù)轉(zhuǎn)動帶動土壤與菌肥繼續(xù)上升，直至到達(dá)攪拌螺旋葉片20的頂端后，土壤與菌肥沿著套筒的內(nèi)壁邊緣在重力作用下做下降運(yùn)動，直到降到挖土螺旋葉片21的位置時(shí)會再次重復(fù)做原先的上升運(yùn)動，并形成一個(gè)持續(xù)的循環(huán)運(yùn)動，土壤與菌肥在這個(gè)持續(xù)的循環(huán)運(yùn)動的過程中達(dá)到最大程度的均勻混合；

(5)菌肥與土壤均勻混合完成后，關(guān)閉發(fā)動機(jī)1，反向轉(zhuǎn)動升降手輪7，使升降架3帶動上套筒11做上升運(yùn)動，鉆頭攜帶著混合物料做上升運(yùn)動，當(dāng)升降架3升到最高端后，鉆頭攜帶著混合物料完全處于上下套筒組成的混料腔內(nèi)；

(6)將原位挖坑混料回填一體機(jī)置于四輪著地的運(yùn)輸狀態(tài)，使其向后移動一定距離，將原位挖坑混料回填一體機(jī)置于機(jī)身垂直的工作狀態(tài)，使出料管道25的落料口與樹穴對齊；

(7)正向轉(zhuǎn)動升降手輪7，直至將定位鉆尖22固定在土壤中，并升降手輪7保持不動，將樹苗放入挖好的土洞中，然后拉出出料口擋板24，打開出料口。再次啟動發(fā)動機(jī)1，讓鉆頭高速轉(zhuǎn)動；混合物料隨著鉆頭的高速轉(zhuǎn)動，受離心力作用，經(jīng)過出料口和出料管道25進(jìn)入土穴，實(shí)現(xiàn)物料的回填過程，完成一顆樹苗的種植過程。