一种用于提升土石山区水源涵养能力的挖掘回填装置的制作方法

本实用新型属于生态修复设备的技术领域，具体地说，涉及一种用于提升土石山区水源涵养能力的挖掘回填装置。

背景技术：

灌丛作为土石山区主要植被类型，其水源涵养能力却相对较差。灌丛林径流系数最大，在遭受强降雨时，更易产生洪涝灾害；相比于乔木林，灌丛区枯落物储存量最小，枯落物的最大持水量与有效拦蓄量最差；此外，灌丛林相比于乔木林土层更薄，主要为强风化岩体，土壤持水能力较弱。综合各项指标可知灌丛区具有最差的水源涵养功能。灌丛群落虽然在发挥水源涵养功能方面功效较差，但却是地区生态修复进程中不可跨越的阶段，因此合理应用区域灌丛群落，加快次生灌丛群落向乔木顶级群落演替。

技术实现要素：

本实用新型提供一种用于提升土石山区水源涵养能力的挖掘回填装置，以提高土石山区水源涵养能力，且适于不同坡面上的竖向旋挖，并将荆条、树叶等粉碎回填入钻孔内。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种用于提升土石山区水源涵养能力的挖掘回填装置，包括安装于车体上并伸出车体的架体，于所述架体上枢接有向地面延伸的导轨，于导轨上滑动连接有用于地面掘进和荆条粉碎回填的挖掘回填机构。

进一步的，所述挖掘回填机构包括与导轨滑动连接的动力部和与动力部的输出端连接的执行部，所述动力部包括固定于安装座上的驱动电机，所述安装座滑动连接于所述导轨上。

进一步的，于所述导轨与驱动电机之间装配有用于控制挖掘回填机构升降的升降机构。

进一步的，所述执行部包括下边沿上构造有若干挖掘齿的旋挖筒，一转轴与动力部的输出端连接并具有同轴伸入旋挖筒内的伸入端，于所述伸入端构造有螺旋叶片，于所述转轴与旋挖筒之间构造有用于切换转轴和旋挖筒同步转动或转轴单独转动的转换机构。

进一步的，所述转换机构包括构造于转轴上的安装盘，于所述安装盘上沿其周向均匀装配有若干棘爪，于旋挖筒的上端盖上与各棘爪相对应处分别开有与棘爪配合的齿槽，于旋挖筒的上端盖上安装有压环，所述压环封闭各齿槽的上部开口，且压环内径小于安装盘的外径。

进一步的，所述旋挖筒包括旋挖齿构造于其底端的套筒，所述套筒的顶端通过若干沿其周向间隔设置的连杆与上端盖固连。

进一步的，所述旋挖筒包括旋挖齿构造于其底端面上的底环，于底环与上端盖之间沿底环的周向间隔设有若干固定杆。

进一步的，于所述导轨远离架体的一端构造有安装板，于安装板上安装有离合机构，所述转轴穿经离合机构伸入旋挖筒内；当离合机构处于闭合状态时，转轴与离合机构螺纹连接。

进一步的，所述离合机构包括与安装板固连的固定套，于固定套内装配有两半内螺纹套，两半内螺纹套相互拼接构成完整的内螺纹套，各半内螺纹套靠近旋挖筒的一端为渐缩状结构，一喇叭状活塞装配于渐缩状结构上，所述喇叭状活塞具有与固定套内壁滑动连接的凸缘，于固定套内壁上沿其周向间隔形成有凸条，各凸起沿固定套的轴向延伸，于所述凸缘上相对于各凸条处开有与凸条适配的滑槽，所述喇叭状活塞与固定套之间形成驱动腔，于固定套上构造有接头。

进一步的，于两半内螺纹套的外壁上分别形成有半环形装配槽，两半内螺纹套相互拼接以使两半环形装配槽构成完整的环形装配槽，于所述完整的环形装配槽内装配有处于被压缩状态的环形弹簧。

本实用新型由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：本实用新型随车体移动，需旋挖钻孔时，根据坡面的不同，调节角度调节机构，使导轨沿竖直方向导向，挖掘回填机构竖向对坡面进行钻孔，钻孔结束后，将荆条、树叶等供给挖掘回填机构，挖掘回填机构将荆条、树叶等进行粉碎并回填至钻孔内，这样一机完成两个工序，无需分开使用钻机和粉碎机，降低投入成本，且在土石山区生态修复进程中，一方面保留或引进荆条灌丛群落，发挥荆条灌丛群落在地区生态修复过程中的天然效用，另一方面针对荆条灌丛群落在水源涵养功能方面的劣势，对荆条灌丛进行如下的系统化人工干预。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例另一种结构示意图；

图3为图1另一角度的结构示意图；

图4为本实用新型实施例旋挖筒的结构示意图；

图5为本实用新型实施例另一种旋挖筒的结构示意图；

图6为图5另一角度的结构示意图；

图7为本实用新型实施例离合机构的轴向结构剖视图；

图8为本实用新型实施例另一种离合机构的结构示意图。

标注部件：1-架体，2-导轨，3-角度调节气缸，301-驱动杆，4-驱动电机，5-安装座，6-安装板，7-离合机构，701-固定套，702-法兰，703-半内螺纹套，704-喇叭状活塞，705-凸缘，706-凸条，707-内套，708-驱动腔，709-接头，710-柱状弹簧，711-半环形装配槽，712-环形弹簧，8-转轴，801-螺旋叶片，802-安装盘，803-棘爪，804-挡块，9-旋挖筒，901-套筒，902-上端盖，903-连杆，904-齿槽，905-压环，906-固定杆，907-旋挖齿，908-底环，10-升降气缸。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型公开了一种用于提升土石山区水源涵养能力的挖掘回填装置，如图1-3所示，包括架体1、导轨2、角度调节机构及挖掘回填机构。其中，架体1固定安装在车体上，并伸出车体，导轨2的一端与架体1伸出的端部枢接，角度调节机构安装在架体1与导轨2之间，根据坡面的不同坡度调节导轨2与架体1的角度，使导轨2处于竖向延伸的状态，挖掘回填机构一端滑动连接在导轨2上，挖掘回填机构伸向地面，用于地面掘进和荆条粉碎。本实用新型随车体移动，需旋挖钻孔时，根据坡面的不同，调节角度调节机构，使导轨2沿竖直方向导向，挖掘回填机构竖向对坡面进行钻孔，钻孔结束后，将荆条、树叶等供给挖掘回填机构，挖掘回填机构将荆条、树叶等进行粉碎并回填至钻孔内，这样一机完成两个工序，无需分开使用钻机和粉碎机，降低投入成本。

作为本实用新型一个优选的实施例，如图3所示，角度调节机构为角度调节气缸3，该角度调节气缸3的缸体固定安装在架体1上，角度调节气缸3的驱动杆301转动连接于导轨2的中部，角度调节气缸3、架体1及导轨2之间构成三角形结构，使得角度调节后，三者的位置关系稳定。其中，角度调节气缸3也可以采用液压缸代替。

作为本实用新型一个优选的实施例，挖掘回填机构包括动力部和执行部，动力部与导轨2滑动连接，执行部与动力部的输出端连接。其中，动力部包括固定在安装座5上的驱动电机4，驱动电机4为正反转电机，安装座5滑动连接于导轨2上。驱动电机4驱动执行部对地面旋挖或对荆条等粉碎，其在旋挖时，驱动电机4需要向下逐渐位移，实现对地面的掘进。具体的采用两种驱动形式：一种为主动驱动形式，如图2所示，导轨2与驱动电机4之间装配有升降机构，升降机构用于控制挖掘回填机构的升降，升降机构为升降气缸10或者液压缸，本实施例以升降气缸10为例，升降气缸10的缸体固定安装在导轨2远离地面的一端，其输出杆固定在驱动电机4或安装座5上，通过输出杆的升降控制驱动电机4的升降，进而实现被驱动电机4驱动而旋转的执行部的掘进；另一种为被动驱动形式，如图1、7-8所示，在导轨2远离架体1的一端焊接有安装板6，在安装板6上安装有离合机构7，执行部的转轴8穿经离合机构7伸入旋挖筒9内，且当离合机构7处于闭合状态时，转轴8与离合机构7螺纹连接，驱动电机4驱动转轴8转动，由于离合机构7的位置不变，使得转轴8逐渐向下位移，进而实现对地面的掘进，当离合机构7与转轴8分开使，转轴8被驱动电机4驱动而自由转动，不会发生竖向位移。

作为本实用新型一个优选的实施例，如图7-8所示，离合机构7包括固定套701、喇叭状活塞704及两个半内螺纹套703，其中，固定套701的外表面上焊接有法兰702，固定套701通过法兰702固定安装在安装板6上，两个半内螺纹套703装配在固定套701内，且这两个半内螺纹套703相互拼接构成完整的内螺纹套，每个半内螺纹套703靠近旋挖筒9的一端为渐缩状结构，喇叭状活塞704装配在渐缩状结构上，固定套701的下端形成有内套707，喇叭状活塞704相对应的侧壁在内套707的外壁和固定套701的内壁上滑动。其为了拼接后的半内螺纹套703与固定套701相对静止，避免由于转轴8的扭矩过大导致两个半内螺纹套703随转轴8转动，喇叭状活塞704具有与固定套701内壁滑动连接的凸缘705，在固定套701内壁上沿其周向间隔形成有凸条706，每个凸起沿固定套701的轴向延伸，在凸缘705上相对于各凸条706处开有与凸条706适配的滑槽，在渐缩状结构上形成多个防滑沟槽，每个防滑沟槽沿渐缩状结构的倾斜方向延伸出渐缩状结构的两端，在喇叭状活塞704的内壁上形成有多个防滑条，当喇叭状活塞704将两个半内螺纹套703束紧为完整的内螺纹套时，防滑条适配于防滑沟槽内。喇叭状活塞704与固定套701之间形成驱动腔708，在固定套701上构造有接头709，该接头709连接气管或液压管，压缩空气或液压油进入驱动腔708内，并驱动喇叭状活塞704将两个半内螺纹套703逐渐束紧，同时缓慢转动转轴8，使得两个半内螺纹套703逐渐地靠近转轴8，直至转轴8与两半内螺纹套703螺纹连接为止，此时两半内螺纹套703被喇叭状活塞704束紧为完整的内螺纹套。离合机构7与转轴8闭合的过程中，避免转轴8的速度过快，而导致半内螺纹套703的螺纹不必要的磨损。

作为本实用新型一个优选的实施例，如图7所示，在固定套701内壁与半内螺纹套703的外壁所构成的腔室内装配有柱状弹簧710，该柱状弹簧710的两端分别与凸缘705和固定套701的顶壁固定。当驱动腔708泄压后，柱状弹簧710用于喇叭状活塞704的回位。本实施例为了两半内螺纹套703更好的回位，如图8所示，在两个半内螺纹套703的外壁上分别形成有半环形装配槽711，两个半内螺纹套703相互拼接，以使两半环形装配槽711构成完整的环形装配槽，在完整的环形装配槽内装配有处于被压缩状态的环形弹簧712，由于半环形装配槽711的轴截面的圆周角大于135°，嵌入其内的环形弹簧712不会脱离半环形装配槽711，当驱动腔708泄压后，被压缩的环形弹簧712带动两个半内螺纹套703分离，解除与转轴8的连接。环形弹簧712的安装为，环形弹簧712为具有两个自由端的弹簧，将该弹簧伸入相互拼接的完整的环形装配槽内，并使两个自由端相互贴合，采用焊接的方式将两个自由端焊接在一起，构成环形弹簧712。

作为本实用新型一个优选的实施例，如图4-6所示，执行部包括旋挖筒9、上述的转轴8及转换机构。其中旋挖筒9的下边沿上焊接有多个挖掘齿，这些旋挖齿907沿旋挖筒9的周向均匀布设，转轴8与驱动电机4的输出轴同轴连接，转轴8的一端伸入旋挖筒9内并形成伸入端，在该伸入端构造有螺旋叶片801，上述螺旋叶片801的旋向为随驱动电机4的正转而可对地面进行掘进的旋向。转换机构构造在转轴8与旋挖筒9之间，用于切换转轴8和旋挖筒9同步转动或转轴8单独转动。当转换机构切换至转轴8与旋挖筒9同步转动时，旋挖筒9与螺旋叶片801同时对地面进行掘进，且旋挖筒9用于旋挖外围的土石，螺旋叶片801用于旋挖旋挖筒9内部的土石，在随着逐渐掘进，螺旋叶片801将旋挖的土石逐渐排出旋挖筒9。当转换机构切换至转轴8独立转动时，此时，转轴8反转，将荆条、树叶等逐渐放入旋挖筒9内，螺旋叶片801实现粉碎功能，将荆条、树叶等在旋挖筒9内进行粉碎，并逐渐地将粉碎的荆条、树叶等输送至旋挖筒9底部，随着粉碎的逐渐进行，控制离合机构7闭合，使旋挖筒9上升一段距离，脱开离合机构7，继续添加荆条、树叶等粉碎，如此反复，直至钻孔被填满为止。

作为本实用新型一个优选的实施例，如图4、6所示，转换机构包括构造在转轴8上的安装盘802，在安装盘802上沿其周向均匀装配有三个棘爪803，在旋挖筒9的上端盖902上与各个棘爪803相对应处分别开有与棘爪803配合的齿槽904，在棘爪803背部设置有挡块804，挡块804固定焊接在安装盘802上，挡块804的目的是防止棘爪803与齿槽904配合后，转轴8正转过程中棘爪803脱离齿槽904，此种结构与棘轮、棘爪803配合的方式相似。在旋挖筒9的上端盖902上安装有压环905，该压环905封闭各个齿槽904的上部开口，且压环905内径小于安装盘802的外径。压环905用于防止棘爪803和安装盘802脱离上端盖902，而无法实现两种形式的切换的功能。

作为本实用新型一个优选的实施例，旋挖筒9分为两种形式，第一种是适应于较软的土质，第二种适应于较硬的土质。第一种，如图5所示，旋挖筒9包括底环908、上端盖902和多个固定杆906，底环908的底端面上焊接有多个旋挖齿907，上述的多个固定杆906固定在底环908与上端盖902之间，且沿底环908的周向间隔设置，每个固定杆906的两端分别与底环908和上端盖902焊接焊接；在旋挖的过程中，土壤会逐渐地从固定杆906之间的间隙排出旋挖筒9，但是此种旋挖筒9只便于粉碎树叶，较脆、较小的荆条。第二种，如图4所示，旋挖筒9包括套筒901、上端盖902及多个连杆903，在套筒901的底端焊接多个旋挖齿907，套筒901的顶端与上端盖902通过连杆903固定连接，这些沿套筒901的周向间隔设置；这种旋挖筒9适应于各种荆条、树叶、小树枝等，其限制较小。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型权利要求保护的范围之内。