一种困难立地造林挖坑工作头的制作方法

1.本实用新型涉及林业和草原领域，特别是涉及一种困难立地造林挖坑工作头。


背景技术：

2.国家高度重视生态文明建设，推进大规模国土绿化和生态修复行动。现阶段平坦地区和优势工况下，应用工程挖掘机、悬挂式挖坑机和手持式挖坑机具可以完成大部分挖坑作业。但是在干旱半干旱、石漠化、盐碱化、陡坡等困难立地条件下，受土壤特性、气候特点、植被类型等多因素的影响，尤其对于25度以上坡面的作业条件，工程挖掘机、悬挂式挖坑机难以上山，手持式挖坑机具又过分依赖人力，人机距离较近，作业过程中存在安全隐患，只能以人工作业为主，导致劳动强度大、劳动力不足、工作效率低下。
3.因此针对丘陵山区和困难立地条件下的造林技术要求，急需开发适应性强、调节灵活、结构简单的造林挖坑方法和工作头结构，构建困难立地条件下的造林工艺体系，从而提高植树造林的效率与质量。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种困难立地造林挖坑工作头，以解决上述现有技术存在的问题，改善了丘陵山地和困难立地条件下工作安全性，提高工作效率，减轻了劳动强度。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
6.本实用新型提供一种困难立地造林挖坑工作头，包括能够调整高度的机架，所述机架上方一侧通过连接架连接有托板，所述托板上设置有液压马达，所述液压马达底部通过变速箱连接有钻杆，所述钻杆底部用于安装钻尖或切土刀片；所述钻杆侧壁上环设有螺旋翼片，所述机架远离所述托板的一侧下部固定安装有底盘挂接板，所述底盘挂接板用于连接动力底盘。
7.可选的，所述机架包括两个对称设置的伸缩外管，所述伸缩外管顶部活动插设有伸缩内杆，两个所述伸缩外管底部之间通过底部连杆固定连接，两个所述伸缩内杆顶部之间通过顶部连杆固定连接，所述底部连杆和顶部连杆之间连接有液压油缸；所述托板和连接架设置于所述顶部连杆上。
8.可选的，所述顶部连杆底端连接有倾斜设置的两个连接架，所述连接架内侧设置有两个竖直连杆，两个所述竖直连杆底部与三角支架一端连接，两个所述连接架底部与所述三角支架另一端连接，所述托板与所述三角支架靠近所述连接架的一端固定连接；所述托板为铲斗式结构，包括底板和加强肋板；所述底板通过竖直设置的连接板与所述三角支架固定连接；所述加强肋板对称设置于所述底板两侧；所述底板上开设有连接通孔，所述连接通孔外侧均布有螺孔，所述液压马达底部通过所述连接通孔与所述变速箱传动连接。
9.可选的，所述钻杆包括第一钻杆和第二钻杆，所述第一钻杆顶部开设有方孔，所述第一钻杆顶部通过所述方孔与所述变速箱底部传动连接，所述第一钻杆底部与所述第二钻
杆传动连接，所述第二钻杆底部用于安装钻尖或切土刀片。
10.可选的，所述螺旋翼片包括上螺旋翼片和下螺旋翼片；所述上螺旋翼片固定设置于所述第一钻杆上，所述下螺旋翼片固定设置于所述第二钻杆上；所述第二钻杆包括小直径钻杆和大直径钻杆，所述小直径钻杆上安装有小直径下螺旋翼片，所述大直径钻杆上安装有大直径螺旋翼片。
11.可选的，所述变速箱为齿轮变速箱，所述变速箱上安装有换挡手柄，通过所述换挡手柄控制所述变速箱，能够将所述液压马达的旋转动力分成高档、中档或低档传给钻杆，用于适应不同坚实度的土壤。
12.可选的，所述底盘挂接板包括前壁、斜油缸和横油缸；所述前壁上均匀开设有用于与所述机架螺纹连接的双排螺纹孔，所述前壁顶部开设有多个用于横向定位的卡槽，所述前壁远离所述机架的一侧一体成型有滑道，所述滑道内滑动设置有滑块，所述滑块外侧一体成型有两个对称设置的悬臂，所述横油缸一端与所述前壁一端相连，所述横油缸另一端与设置于所述滑块上的所述悬臂相连；所述悬臂远离前壁的一端用于连接动力底盘，所述悬臂上方铰接有所述斜油缸，所述斜油缸一端用于连接动力底盘，另一端与所述悬臂连接。
13.可选的，所述机架靠近托板的一侧下部固定连接有清土装置，所述清土装置包括与所述机架通过水平杆固定连接的竖直套筒，所述竖直套筒内活动穿设有滑杆，所述滑杆顶部通过弹簧与所述竖直套筒内底部固定连接，所述滑杆底部固定连接有刮片，所述刮片活动设置于所述螺旋翼片上方，且与所述螺旋翼片接触连接；所述刮片为弧形的片状结构。
14.本实用新型还提供一种困难立地造林挖坑工作头的工作方法，包括如下步骤：
15.步骤一，设备组装，根据不同的土壤坚实度和土质，更换不同直径、螺旋角度的钻杆，不同类型的钻尖和切土刀片，并对钻杆转速进行调整，以适应不同的作业环境；
16.步骤二，开始挖坑作业，通过比例液压系统分别驱动钻杆的旋转运动和进给运动；
17.步骤三，清土装置随螺旋翼片表面上下运动，连续正、反向转动钻杆，清土装置的刮片清理螺旋翼片上的积土，直至挖坑结束。
18.可选的，步骤一中，还包括如下步骤：
19.(1)对于干旱、半干旱区域，使用大直径钻杆和小角度的下螺旋翼片，选用锥形小螺旋钻尖，钻杆切换至高转速运行；对于石漠化区域，钻尖选用扭叶分叉型，选用双刃型切土刀片，钻杆低转速运行；
20.(2)对于盐碱地区域，选用大角度下螺旋翼片，选用三角型钻尖，选用梯形切土刀片，钻杆转速切换中等转速；
21.(3)在栽植沟内按株距挖坑栽植时，动力底盘位于沟上，能够通过伸缩调整钻杆长度；
22.(4)在鱼鳞坑式造林作业过程中，选择小直径下螺旋翼片，大直径上螺旋翼片；
23.(5)在斜坡上挖坑时，通过调节连接架与地面之间的角度，进而调整托板与地面之间的角度，实现25
°
以上坡面的挖坑作业。
24.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
25.工作头钻杆螺旋翼片角度与直径、钻杆长度的便捷调整，钻杆刀片和钻尖的快速更换，并且提供了清土装置和工作头的悬挂方式。提出了该工作头在不同造林工况下的应用方法，改善了丘陵山地和困难立地条件下工作安全性，提高工作效率，减轻了劳动强度；
变速箱与钻杆的连接处为方孔连接，连接后通过销固定，方孔连接可传递旋转动力，方便挂接；清土装置可随螺旋翼片表面上下运动，连续正、反向转动挖坑钻杆，清土装置的刮片清理螺旋片上的积土；托板活动连接在连接架上，通过调节托板的位置来小范围调整不同的挖坑深度。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本实用新型困难立地造林挖坑工作头整体结构示意图；
28.图2为本实用新型钻杆、液压马达和清土装置分解示意图；
29.图3为为本实用新型机架结构示意图；
30.图4为本实用新型钻杆a
‑
a处截面示意图；
31.图5为本实用新型大直径下螺旋翼片安装示意图；
32.图6为本实用新型小直径下螺旋翼片安装示意图；
33.图7为本实用新型刮片结构示意图；
34.图8为本实用新型三角型钻尖结构示意图；
35.图9为本实用新型扭叶分叉型钻尖示意图；
36.图10为本实用新型锥形螺旋型钻尖示意图；
37.图11为本实用新型双刃型切土刀片示意图；
38.图12为本实用新型梯形切土刀片示意图；
39.图13为本实用新型三角形切土刀片示意图；
40.图14为本实用新型底盘挂接板示意图；
41.图15为本实用新型工作头与动力底盘挂接示意图；
42.图16为本实用新型工作头挂接后向上倾斜状态示意图；
43.图17为本实用新型斜坡及梗上作业示意图；
44.其中，100为困难立地造林挖坑工作头、1为液压马达、2为变速箱、3为换挡手柄、4为钻杆、5为上螺旋翼片、6为下螺旋翼片、7为钻尖、8为刮片、9为弹簧、10为清土装置、11为托板、12为连接架、13为伸缩内杆、14为伸缩外管、15为底盘挂接板、16为液压油缸、17为三角型钻尖、18为扭叶分叉型钻尖、19为锥形螺旋型钻尖、20为双刃型切土刀片、21为梯形切土刀片、22为三角形切土刀片、23为方孔、24为斜油缸、25为横油缸、26为前壁、27为双排螺纹孔、28为卡槽、29为滑道、30为滑块、31为悬臂、32为动力底盘、33为斜坡及埂。
具体实施方式
45.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
46.本实用新型的目的是提供一种困难立地造林挖坑工作头，以解决上述现有技术存在的问题，改善了丘陵山地和困难立地条件下工作安全性，提高工作效率，减轻了劳动强度。
47.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
48.参考附图1
‑
附图17所示，本实用新型提供一种困难立地造林挖坑工作头100，包括能够调整高度的机架，机架上方一侧通过连接架12连接有托板11，托板11上设置有液压马达1，液压马达1底部通过变速箱2连接有钻杆4，钻杆4底部用于安装钻尖7或切土刀片；钻杆4侧壁上环设有螺旋翼片，机架远离托板11的一侧下部固定安装有底盘挂接板15，底盘挂接板15用于连接动力底盘，亦可安装于其他框架式挖坑机上使用。钻杆4为伸缩式，其下螺旋翼片6可以更换，目的是调节挖坑直径、挖坑深度，选用不同螺旋角的翼片和切土刀片，方便更换钻尖7。动力输出端包含齿轮变速箱，变速箱2上安装有换挡手柄3，通过变速箱2可以将液压马达1的旋转动力分成高、中、低三档传给钻杆4，以适应不同坚实度的地表。
49.具体的，机架包括两个对称设置的伸缩外管14，伸缩外管14顶部活动插设有伸缩内杆13，两个伸缩外管14底部之间通过底部连杆固定连接，两个伸缩内杆13顶部之间通过顶部连杆固定连接，底部连杆和顶部连杆之间连接有液压油缸16；托板11和连接架12设置于顶部连杆上。顶部连杆底端连接有倾斜设置的两个连接架12，连接架12内侧设置有两个竖直连杆，两个竖直连杆底部与三角支架一端连接，两个连接架12底部与三角支架另一端连接，托板11与三角支架靠近连接架12的一端固定连接。钻杆4包括第一钻杆和第二钻杆，第一钻杆顶部开设有方孔23，第一钻杆顶部通过方孔23与变速箱2底部传动连接，第一钻杆底部与第二钻杆传动连接，第二钻杆底部用于安装钻尖7或切土刀片。变速箱2与第一钻杆的连接处为方孔23连接，连接后通过销固定，方孔23连接可传递旋转动力，方便挂接。螺旋翼片包括上螺旋翼片5和下螺旋翼片6；上螺旋翼片5固定设置于第一钻杆上，下螺旋翼片6固定设置于第二钻杆上；第二钻杆包括小直径钻杆和大直径钻杆，小直径钻杆上安装有小直径下螺旋翼片，大直径钻杆上安装有大直径螺旋翼片。
50.优选的，钻尖7为三角型钻尖17、扭叶分叉型钻尖18或锥形螺旋型钻尖19。切土刀片为双刃型切土刀片20、梯形切土刀片21或三角形切土刀片22；切土刀片上开设有安装孔。机架靠近托板11的一侧下部固定连接有清土装置10，清土装置10包括与机架通过水平杆固定连接的竖直套筒，竖直套筒内活动穿设有滑杆，滑杆顶部通过弹簧9与竖直套筒内底部固定连接，滑杆底部固定连接有刮片8，刮片8活动设置于螺旋翼片上方，且与螺旋翼片接触连接；刮片8为弧形的片状结构。清土装置10可随螺旋翼片表面上下运动，连续正、反向转动挖坑钻杆，清土装置10的刮片8清理螺旋片上的积土。在螺旋翼片以作业转向转动时(以下简称正转)，清土装置10在翼片的推动作用下向上运动，到达顶端后在弹簧作用下落到低处，如此反复由上向下清土，如果黏土已经堵塞螺旋翼片间隙，则需要在完成挖坑之后连续正、反转由上向下清土。清土装置10可自动完成上下、和旋转运动。
51.底盘挂接板15主要包括斜油缸24、横油缸25和前壁26等结构。前壁26上有双排螺纹孔27，用于螺纹连接，前壁26顶部开设的卡槽28用于横向定位，前壁26一侧设置有滑道29，滑道29内滑动连接有滑块30，滑块30外侧连接有悬臂31，横油缸25一端与前壁26相连，另一端与悬臂31相连，如此前壁26可以在横油缸25的带动下左右移动，进而带动工作头横
向移动。悬臂31远离前壁26一端连接动力底盘32，斜油缸24一端连接动力底盘32，一端连接悬臂31，悬臂31在斜油缸24的作用下带动工作头上下倾斜运动。优点是有利于该设备在困难立地交通不便情况下挖坑时准确定位，灵活机动；有利于在斜坡及埂33上作业时调节工作头的作业角度，实现竖直向下的挖坑作业；完成挖坑作业后，行走过程中增大工作头离地高度；工作头的螺旋翼片倾斜也有利于清土动作状态下向外排土。
52.本实用新型工作头可适用于干旱半干旱、石漠化、盐碱化等区域的植树造林过程中的挖坑作业，还提供一种困难立地造林挖坑工作头的工作方法，包括如下步骤：
53.根据不同的土壤坚实度和土质，可更换不同直径、螺旋角度的钻杆4，不同类型的钻尖7和切土刀片，可对钻杆转速进行微调和粗调，以适应不同的作业环境。
54.钻杆4的旋转运动和进给运动通过比例液压系统分别驱动，且自动进给，转速与进给速度通过手持式遥控器按钮来调节。
55.对于干旱半干旱区域，土壤干燥松软，土质均匀，需要增大挖坑深度，可更换使用大直径钻杆和小角度的下螺旋翼片，选用锥形小螺旋钻尖，钻杆4切换至高转速运行，利于向外排土。
56.对于石漠化区域，土壤坚硬，土质复杂，土壤中随机存在大量的坚石，可更换较厚的下部螺旋翼片，结构刚度强；钻尖选用扭叶分叉型钻尖19；切土刀片选择双刃型切土刀片20，磨损后可翻转使用；选用钻杆4低转速运行，破土能力强，防止与坚石的较大冲击。
57.对于盐碱地区域，土壤湿时粘、干时硬，土质均匀，需要加大坑深和直径来保证盐碱地物理改良措施的实施，选用大角度下螺旋翼片，钻尖选用三角型钻尖17，选用梯形切土刀片20，钻杆4转速切换中等转速。
58.对于潮湿、黏度较大的土壤易黏附在螺旋翼片上，通过钻杆4旋转运动和机械式清土装置10配合清理。
59.在栽植沟内按一定株距挖坑栽植时，动力底盘位于沟上，导致钻杆4有一部分空行程，达不到理想的挖坑深度，可通过伸缩调整钻杆4长度，使得钻尖7调整到合理位置。
60.在鱼鳞坑式造林作业过程中，可根据鱼鳞坑高度要求选择螺旋翼片的高度，选择小直径下螺旋翼片。如此，钻挖结束后，形成上宽下窄阶梯状的坑型，下部窄坑用于栽植植株，上部宽坑在完成植树后，不实施填土，起到蓄水作用。
61.在斜坡上挖坑时，通过调节连接架12与地面的之间的角度，微调托板11与地面之间的角度，另一侧的底盘挂接板15可支撑地面撑起动力底盘，使钻杆4呈垂直于地面挖坑，可实现25
°
以上坡面的挖坑作业。
62.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“笫二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
63.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。