一种高效苗圃幼苗周向裁根刀头 |
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| 申请号 | CN201610179116.5 | 申请日 | 2016-03-27 | 公开(公告)号 | CN105766398A | 公开(公告)日 | 2016-07-20 |
| 申请人 | 王亚莉; | 发明人 | 王亚莉; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及 苗圃 幼苗 裁根技术领域，公开了一种高效苗圃幼苗周向裁根刀头，包括 钻头 、刀身和转动芯轴，其中刀身由 铣刀 段组成，钻头仿生钻山甲头颈曲线而设计，铣刀段仿生木 棉 树干而设计，木棉刺形刀具采用DNA双螺旋方式排布。钻头与铣刀段连接后整体安装在转动芯轴上；所述钻头上沿其轴向加工有第一排屑槽，刀身的铣刀段上加工有刀片槽；所述刀片槽内安装有刀具。本发明采用先钻后铣，即通过钻头钻入 土壤 层约一米深，再用螺旋式铣刀段 铣削 土壤层，完成环形或方形切割。该刀头可以降低裁根过程的劳动强度、工作噪音，提高劳动效率和避免人与刀具的近距离 接触 而产生危险。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高效苗圃幼苗周向裁根刀头，其特征在于：包括钻头（1）、刀身和转动芯轴（4），其中刀身由铣刀段组成，钻头（1）与刀身的铣刀段连接后整体安装在转动芯轴（4）上，钻头（1）能够绕转动芯轴（4）转动；所述钻头（1）上沿其轴向加工有第一排屑槽（6），刀身的铣刀段上加工有刀具槽（12）；所述刀具槽（12）内安装有木棉刺形刀具（10），所述木棉刺形刀具（10）采用锥形刀柄（14）安装在刀身的刀具槽（12）上；所述钻头（1）与刀身的铣刀段之间采用牙嵌式连接而成，所述铣刀段包括下铣刀段（2）和上铣刀段（3），下铣刀段（2）和上铣刀段（3）之间采用牙嵌式连接，即下铣刀段（2）和上铣刀段（3）的连接面配对加工有条形燕尾槽（9），钻头（1）与下铣刀段（2）的连接面也配对加工有条形燕尾槽（9），所述燕尾槽（9）互相嵌合，实现牙嵌式连接，所述钻头（1）的外轮廓（5）为弧形锥状，其与穿山甲的头颈部曲线一致，所述钻头（1）的尖端加工有钻头横刃（7），所述第一排屑槽（6）为圆锥形并呈螺旋状，所述转动芯轴（4）采用空心轴（16）焊接在芯轴法兰（17）上，上铣刀段（3）的上端面与芯轴法兰（17）连接，钻头（1）与空心轴（16）连接，裁根刀头的全长为1m，其中刀身的长度为800mm，钻头（1）的长度为240mm，芯轴法兰（17）的厚度为10mm，刀身的直径为φ80mm，木棉刺形刀具（10）上刀尖处的直径为φ117mm，转动芯轴（4）的整体长度为830mm。 |
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| 说明书全文 | 一种高效苗圃幼苗周向裁根刀头技术领域[0001] 本发明涉及一种裁根刀头，具体涉及一种高效苗圃幼苗周向裁根刀头，属于林业幼苗抚育技术领域。 背景技术[0002] 树苗是林业发展的基础性资源，需要重点培植和抚育。为了保障苗圃幼苗之间互不侵犯，同时提高移栽后的成活率，幼苗需要定期裁剪根部，即需要按要求修剪去过长部分。目前苗圃裁根作业一般是人工采用丁镐和铁锹等工具来完成，其劳动强度大、耗费大量人力，并且效率低下。于是有技术人员尝试采用类似油锯的装置进行根部裁剪，但是这种装置切削时遇石头会偏斜，操作不安全，并对操作人员的腿和脚产生安全隐患。为了实现苗圃幼苗切根过程更加高速、高效、安全，需要着手发明一种新装备来解决这些不足。 发明内容[0003] 本发明的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种高效苗圃幼苗周向裁根刀头，采用先钻后铣，即通过钻头钻入土壤层约一米深，再用螺旋式铣刀段铣土壤层，完成环形或方形切割，这样既能提高机械化和切根效率，节省人力，又能避免人与刀具的近距离接触而产生危险。 [0004] 为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：一种高效苗圃幼苗周向裁根刀头，包括钻头、刀身和转动芯轴，其中刀身由铣刀段组成，钻头与刀身的铣刀段连接后整体安装在转动芯轴上，钻头能够绕转动芯轴转动；所述钻头上沿其轴向加工有第一排屑槽，刀身的铣刀段上加工有刀具槽；所述刀具槽内安装有木棉刺形刀具；所述钻头与刀身的铣刀段之间采用牙嵌式连接而成，所述转动芯轴采用空心轴焊接在芯轴法兰上，上铣刀段的上端面与芯轴法兰连接，钻头与空心轴连接，所述铣刀段包括下铣刀段和上铣刀段，下铣刀段和上铣刀段之间采用牙嵌式连接，即下铣刀段和上铣刀段的连接面配对加工有条形燕尾槽，钻头与下铣刀段的连接面也配对加工有条形燕尾槽，所述燕尾槽互相嵌合，实现牙嵌式连接，所述钻头的外轮廓为弧形锥状，其与穿山甲的头颈部曲线一致，所述钻头的尖端加工有钻头横刃，所述第一排屑槽为圆锥形并呈螺旋状，所述木棉刺形刀具采用锥形刀柄安装在刀身的刀具槽上，裁根刀头的全长约为1m，其中刀身的长度为800mm，钻头的长度为240mm，芯轴法兰的厚度为10mm，刀身的直径为φ80mm，木棉刺形刀具上刀尖处的直径为φ117mm，转动芯轴的整体长度为830mm。 [0005] 所述刀身上分别沿两条仿DNA螺旋线加工有刀具槽。 [0007] 所述木棉刺形刀具的形状与木棉树上的尖刺形状一致，木棉刺形刀具的顶角为40°~50°，头部倒圆角；锥形刀柄上还对称加工有两个波浪形的第二排屑槽。 [0008] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、本发明中将钻头与铣刀段连接在一起，可以实现刀头对于苗圃幼苗裁根过程的“先钻后铣”，即通过钻头钻入土壤层约一米深，再用螺旋式铣刀段铣土壤层，完成环形或方形切割，利用机械动力，这样可以节约人力，也能避免人与刀具的近距离接触而产生的危险，从而解决了劳动强度、裁根效率和安全隐患问题。 [0009] 2、本发明钻头仿生穿山甲头颈曲线，钻削抗力低；木棉刺形刀具按照DNA双螺旋排布，实现螺旋逐刃切削从进而降低了铣削抗力；钻铣削抗力的降低将减少裁根所需的功耗，实现节省能源的作用。另外，降低的功耗和流畅的钻铣削过程，可以明显降低裁根过程的噪音，改善操作人员作业舒适度和避免环境噪音污染。 [0010] 3、本发明的铣刀段包括下铣刀段和上铣刀段，即刀身由多段铣刀段组成，可以增加或减少铣刀段的数量，安装和拆卸方便，能提高裁根刀头的适用度，拓宽其应用范围；下铣刀段和上铣刀段之间、钻头与刀身之间采用牙嵌式连接，可提高整个刀头的连接强度，确保刀头的稳定运行。 [0012] 图1为本发明周向裁根刀头的整体轴测图。 [0013] 图2为本发明钻头部分的结构图。 [0014] 图3是本发明下铣刀段的整体轴测图。 [0015] 图4是本发明上铣刀段的整体轴测图。 [0016] 图5是本发明木棉刺形刀具的局部放大图。 [0017] 图6是本发明转动芯轴的结构图。 [0018] 附图标记说明：1-钻头、2-下铣刀段、3-上铣刀段、4-转动芯轴、5-外轮廓、6-第一排屑槽、7-钻头横刃、8-螺纹孔、9-燕尾槽、10-木棉刺形刀具、11-仿DNA螺旋线、12-刀具槽、13-第二排屑槽、14-锥形刀柄、15-螺纹台阶、16-空心轴、17-芯轴法兰。 具体实施方式[0019] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明公开内容的理解更加透彻全面。 [0021] 如图1所示，本发明提供的一种高效苗圃幼苗周向裁根刀头，包括钻头1、刀身和转动芯轴4，其中刀身由铣刀段组成。钻头1与刀身的铣刀段连接后整体安装在转动芯轴4上，钻头1能够绕转动芯轴4转动。整个刀头采用组合式结构，便于装拆。 [0022] 如附图2所示，钻头1的外轮廓5为弧形锥状，其与穿山甲的头颈部曲线一致，即通过测量出其头颈部曲线尺寸设计而成，可以使其更加快速地钻入地下。钻头1上沿其轴向加工有第一排屑槽6，用以进行排屑，以及挤开小石头等杂物。钻头1的尖端加工有钻头横刃7，这样有助于钻削硬土层或砂石层。钻头1的端部加工有螺纹孔8，用于与转动芯轴4进行螺纹连接实现径向固定。钻头1与刀身的下铣刀段2之间采用牙嵌式联接，即两者的连接面上配对加工有10~ 20个条形状燕尾槽9，所述燕尾槽9互相嵌合实现牙嵌式连接，从而实现下铣刀段2与钻头1的轴向固定。本实施例中，为了保证联接的可靠性，燕尾槽9的数量为20个。所述第一排屑槽6为圆锥形并呈螺旋状，其螺旋角从12.8°上升到20.4°，采用圆锥形可保证整个钻头1的尖端锐度，可有效降低钻削抗力。 [0023] 如附图3和附图4所示，为了保证整个刀头的刚度，下铣刀段2采用三段组成，相邻的下铣刀段2之间、下铣刀段2和上铣刀段3之间也分别采用牙嵌式联接而成。整个刀身即下铣刀段2和上铣刀段3上分别沿两条仿DNA螺旋线11加工有16~32个刀具槽12。本实施例中，刀具槽12共有64个，其宽度为11~25mm，优选为25mm，仿DNA螺旋线11形成的螺旋角为30°~40°，优选为36°。所述刀具槽12内安装有木棉刺形刀具10。 [0024] 如附图5所示，木棉刺形刀具10采用组合结构，采用的锥形刀柄14（其锥度为7:24）通过螺钉及锥面过渡配合固定在刀身的刀具槽12上，木棉刺形刀具10的上端形状与木棉树上的尖刺形状（即木棉树的树干上布满尖刺）一致，木棉刺形刀具10的顶角为40°~50°，优选为44°，头部为圆角以减少崩刃，木棉刺形刀具10上端对称加工有两个波浪形的第二排屑槽13，采用波浪形可以更方便断屑和排屑。 [0025] 如附图6所示，转动芯轴4采用空心轴16焊接在芯轴法兰17上，其中部空心，以减轻整体刀头的总重量。为了降低加工难度，空心轴16采用圆管，芯轴法兰17通过螺钉与上铣刀段3的上端面连接。空心轴16的端部圆周面上加工有螺纹台阶15，可方便与钻头1进行螺纹连接，空心轴16可伸入钻头1内20mm，可以保证钻头1的径向固定。 [0026] 本实施例中，裁根刀头的全长约为1m，其中刀身的长度为800mm，钻头1的长度为240mm，芯轴法兰17的厚度为10mm，刀身的直径为φ80mm，木棉刺形刀具10上刀尖处的直径为φ117mm，转动芯轴4的整体长度为830mm。 [0027] 工作过程：在刀头进行幼苗周向裁根之前，动力驱动刀头高速旋转，钻头1带动整个刀头钻入土层下约1m深处后停止下钻，完成刀头向下的进给过程。由于钻头1根据穿山甲的头颈部曲线设计而成，使其钻土和排土更为流畅。裁根过程中，人力推动装载有该裁根刀头的轮式推车，围绕幼苗周边走圆形或方形轨迹，刀身上的木棉刺形刀具10将逐刃参与周向裁根，完成圆形或方形切削。由于木棉刺形刀具10呈DNA螺旋状分布，在实现周向裁根功能基础上，具有降低钻铣噪音、功耗和刀具磨损的有益效果。木棉刺形刀具10与木棉树上的尖刺形状一致，并有两个波浪形的第二排屑槽13，可以保证木棉刺形刀具10的锋利坚固的同时，避免崩刃或土屑堵塞刀片问题。另外，刀身端面轴向连接采用牙嵌式联接，并用转动芯轴4对刀身进行径向固定，可提高木棉刺形刀具10的连接强度，确保木棉刺形刀具10的稳定运行。这样就实现了用一种高效苗圃幼苗周向裁根刀头进行裁根的过程。 [0028] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。 |
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