本發(fā)明涉及園林綠化工程機械，特別是涉及一種綠化樹苗移植栽種裝置。
背景技術(shù)：
1、綠化樹苗移植是園林工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為保證移栽后的成活率，樹苗出圃時必須攜帶一定規(guī)格的根土復(fù)合體（即土球），通常要求土球呈球狀或蘋果狀，且底部主根應(yīng)被完整切斷，以避免起吊時根系撕裂。
2、傳統(tǒng)人工移植方式存在以下技術(shù)缺陷：
3、1.底部主根難以切斷：現(xiàn)有機械樹鏟多為垂直下切或傾斜直插式鏟刀，雖然可切斷側(cè)向根系，但對土球底部中央垂直向下生長的粗壯主根難以有效切斷。弧形切刀即使延長切深，也只能切到土球側(cè)面，無法觸及底部中心的主根，導(dǎo)致起吊時土球與地基拉拽，造成根系撕裂、土球破碎。
4、2.土球成形質(zhì)量差：傳統(tǒng)垂直鏟切形成的土球為圓柱形，底部平切，與樹苗根系自然分布的球狀形態(tài)不符。圓柱形土球底部邊角在運輸過程中極易坍塌，影響成活率。
5、3.球心無法布置機械部件：理論上最佳的切削方式為球面切削，但球面切削要求刀具繞土球球心擺動。然而，土球的球心位于樹干中心，被樹干和主根占據(jù)，無法設(shè)置任何機械部件（如轉(zhuǎn)軸、鉸鏈等），導(dǎo)致真正的球形切削難以實現(xiàn)。
6、4.設(shè)備對樹冠適應(yīng)性差：現(xiàn)有大型樹鏟或移植機多為整體框架結(jié)構(gòu)，需要從樹苗正上方套入，對于低矮樹冠或密植條件下的樹苗，操作極為困難。
7、因此，亟需一種能夠?qū)崿F(xiàn)球形土球切削、底部主根徹底切斷、且適應(yīng)低矮樹冠的綠化樹苗移植栽種裝置。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種綠化樹苗移植栽種裝置，有效的解決了現(xiàn)有技術(shù)中底部主根難以切斷、土球成形質(zhì)量差、球心無法布置機械部件以及設(shè)備對樹冠適應(yīng)性差的問題。
2、其解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是：一種綠化樹苗移植栽種裝置，包括：
3、可開合的機架，套設(shè)于樹苗外部并鎖緊后其軸線與樹干中心重合；
4、定位器，設(shè)置于機架上部，用于抱緊樹干并進行對中定位；
5、安裝架，設(shè)置于機架底部，能夠在豎直方向移動；
6、圓弧導(dǎo)軌，設(shè)置于安裝架下方，包括弧形板和固定于弧形板內(nèi)側(cè)的弧形導(dǎo)桿，所述弧形板與安裝架轉(zhuǎn)動連接，可繞樹干中心公轉(zhuǎn)；
7、切刀組件，包括滑塊、徑向驅(qū)動機構(gòu)和弧形切刀片，所述滑塊滑動安裝于弧形導(dǎo)桿上，所述弧形切刀片滑動安裝在滑塊前端并可沿徑向伸縮，所述徑向驅(qū)動機構(gòu)固定在滑塊內(nèi)部，用于驅(qū)動弧形切刀片相對于滑塊沿徑向滑動；
8、第一驅(qū)動機構(gòu)，用于驅(qū)動弧形板相對于安裝架公轉(zhuǎn)；
9、第二驅(qū)動機構(gòu)，用于驅(qū)動滑塊沿弧形導(dǎo)桿滑動。
10、上述技術(shù)方案中，裝置通過可開合的機架從側(cè)面套入樹苗，定位器抱緊樹干實現(xiàn)定心。安裝架可升降，以適應(yīng)不同土球高度。圓弧導(dǎo)軌的弧形板可繞樹干公轉(zhuǎn)，滑塊沿弧形導(dǎo)桿滑動，同時切刀片徑向伸縮，三自由度復(fù)合運動使刀尖始終沿虛擬球面軌跡運動，從而將土球加工成完整的球體，同時切斷底部主根。
11、進一步地，所述第一驅(qū)動機構(gòu)包括固定在安裝架內(nèi)側(cè)的齒圈、固定于弧形板上端的第一齒輪以及驅(qū)動第一齒輪的第一電機。第一電機驅(qū)動第一齒輪轉(zhuǎn)動，第一齒輪與齒圈嚙合，帶動弧形板繞樹干中心公轉(zhuǎn)。
12、進一步地，所述第二驅(qū)動機構(gòu)包括設(shè)置于弧形板中部開槽側(cè)邊的齒條、設(shè)置于滑塊上的第二齒輪以及驅(qū)動第二齒輪的第二電機，開槽的方向與弧形導(dǎo)桿的弧度一致。第二電機驅(qū)動第二齒輪轉(zhuǎn)動，第二齒輪與齒條嚙合，帶動滑塊沿弧形導(dǎo)桿滑動。
13、進一步地，所述安裝架由第二液壓缸驅(qū)動升降，并通過豎直導(dǎo)柱導(dǎo)向，以確保升降平穩(wěn)、方向準(zhǔn)確。
14、進一步地，所述機架包括底座、頂板和支撐架，底座和頂板經(jīng)支撐架連接，定位器設(shè)置在頂板上方，底座下方設(shè)置有萬向輪，便于設(shè)備移動和定位。
15、進一步地，所述定位器包括固定在頂板上方的第一液壓缸，第一液壓缸的伸縮臂端部連接有y型連桿，y型連桿的端部鉸接有夾板，夾板能夠在水平平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，y型連桿設(shè)置有兩組且分布在頂板兩側(cè)。兩組y型連桿共四個夾板，從四個方向同步抱緊樹干，實現(xiàn)自動定心。
16、進一步地，所述安裝架包括固定板和輔助板，固定板與輔助板通過l型連接板固定連接，固定板上端與第二液壓缸的伸縮臂連接，由第二液壓缸控制升降，l型連接板與設(shè)置在底座上的豎直導(dǎo)柱豎直配合，固定板與輔助板底部均開設(shè)有環(huán)形的連接槽，用于與圓弧導(dǎo)軌的連接銷滑動配合。
17、進一步地，所述連接銷設(shè)置于弧形板上端和下端，連接銷在連接槽內(nèi)滑動。該結(jié)構(gòu)約束了圓弧導(dǎo)軌的徑向和軸向位移，同時允許其繞樹干中心自由轉(zhuǎn)動。
18、進一步地，所述弧形切刀片兩側(cè)設(shè)置有鋸齒刃口，弧形切刀片背側(cè)設(shè)有振動輔助裝置，其振動方向沿弧形切刀片的切向，用于產(chǎn)生50-200hz的高頻微幅振動，降低土壤切入阻力，便于切斷粗壯根系。
19、進一步地，所述機架由左半機架和右半機架組成，左半機架和右半機架的兩側(cè)均設(shè)置有分體式鉸鏈，通過對分體式鉸鏈軸的拆裝，實現(xiàn)從樹苗側(cè)面套入和鎖緊。該結(jié)構(gòu)使得設(shè)備無需從樹苗上方跨越，尤其適用于低矮樹冠的樹苗。
20、進一步地，所述裝置還包括控制單元，分別連接第一電機、第二電機、第一液壓缸、第二液壓缸和振動輔助裝置，控制單元包括plc或嵌入式控制器，用于協(xié)調(diào)第一驅(qū)動機構(gòu)、第二驅(qū)動機構(gòu)和徑向驅(qū)動機構(gòu)的運動軌跡。
21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
22、1.徹底解決底部主根切斷難題：通過圓弧導(dǎo)軌公轉(zhuǎn)、滑塊沿弧滑動、切刀徑向伸縮的復(fù)合運動，使切刀片刀尖沿虛擬球面軌跡運動至土球底部中心正下方，多刀協(xié)同可將主根徹底切斷，起吊時土球與地基自然分離，無撕裂風(fēng)險。
23、2.實現(xiàn)真正的球形土球切削：利用幾何學(xué)原理，將圓弧導(dǎo)軌的曲率半徑與目標(biāo)土球半徑相匹配，通過復(fù)合運動使刀尖貼合球面，一次加工即可形成標(biāo)準(zhǔn)球體。球形土球更符合根系自然形態(tài)，運輸不易散坨，移栽成活率顯著提高。
24、3.克服“球心無法布置機械部件”的物理限制：本發(fā)明的所有機械部件（導(dǎo)軌、滑塊、驅(qū)動機構(gòu)、轉(zhuǎn)動副等）均位于土球外部，球心僅為幾何參考點，無需實際放置任何零件。通過“導(dǎo)軌公轉(zhuǎn)+滑塊滑移+刀具伸縮”三個獨立運動的合成，實現(xiàn)了繞虛擬球心的切削軌跡。
25、4.對低矮樹冠適應(yīng)性強：機架采用左右分體式鉸鏈結(jié)構(gòu)，可從樹苗側(cè)面打開、套入、閉合鎖緊，無需從上方跨越樹冠，適用于密植、低冠等復(fù)雜工況。
26、5.高精度、可調(diào)節(jié)：采用精密圓弧導(dǎo)軌和齒輪齒條驅(qū)動，定位精度高。安裝架可升降，圓弧導(dǎo)軌可更換不同曲率半徑，能夠適配不同胸徑（5-15cm）的樹苗。
27、6.振動輔助降低阻力：切刀片背側(cè)設(shè)有高頻微幅振動裝置，可在切削過程中實時降低土壤阻力，尤其適用于粘性土壤和含碎石土層，減少電機負載，保護設(shè)備。
1.一種綠化樹苗移植栽種裝置，其特征在于，包括
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綠化樹苗移植栽種裝置，其特征在于，所述的第一驅(qū)動機構(gòu)包括固定在安裝架內(nèi)側(cè)的齒圈（6）、固定于弧形板（1）上端的第一齒輪（7）以及驅(qū)動第一齒輪（7）的第一電機（8）。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綠化樹苗移植栽種裝置，其特征在于，所述的第二驅(qū)動機構(gòu)包括設(shè)置于弧形板（1）中部開槽（9）側(cè)邊的齒條（10）、設(shè)置于滑塊（3）上的第二齒輪（11）以及驅(qū)動第二齒輪（11）的第二電機（12），開槽（9）的方向與弧形導(dǎo)桿（2）的弧度一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綠化樹苗移植栽種裝置，其特征在于，所述的機架包括底座（14）、頂板（15）和支撐架（16），底座（14）和頂板（15）經(jīng)支撐架（16）連接，定位器設(shè)置在頂板（15）上方，底座（14）下方設(shè)置有萬向輪（17）。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種綠化樹苗移植栽種裝置，其特征在于，所述的定位器包括固定在頂板（15）上方的第一液壓缸（18），第一液壓缸（18）的伸縮臂端部連接有y型連桿（19），y型連桿（19）的端部鉸接有夾板（20），夾板（20）能夠在水平平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，y型連桿（19）設(shè)置有兩組且分布設(shè)置在頂板（15）兩側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種綠化樹苗移植栽種裝置，其特征在于，所述的安裝架由第二液壓缸（13）驅(qū)動升降，并通過豎直導(dǎo)柱（24）導(dǎo)向，安裝架包括固定板（21）和輔助板（22），固定板（21）與輔助板（22）通過l型連接板（23）固定連接，固定板（21）上端與第二液壓缸（13）的伸縮臂連接，由第二液壓缸（13）控制升降，l型連接板（23）與設(shè)置在底座（14）上的豎直導(dǎo)柱（24）豎直配合，固定板（21）與輔助板（22）底部均開設(shè)有環(huán)形的連接槽（25），用于與圓弧導(dǎo)軌的連接銷（26）滑動配合，連接銷（26）設(shè)置于弧形板（1）上端和下端，連接銷（26）在連接槽（25）內(nèi)滑動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綠化樹苗移植栽種裝置，其特征在于，所述的弧形切刀片（5）兩側(cè)設(shè)置有鋸齒刃口，弧形切刀片（5）背側(cè)設(shè)有振動輔助裝置，其振動方向沿弧形切刀片（5）的切向，用于產(chǎn)生50-200hz的高頻微幅振動，降低土壤切入阻力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綠化樹苗移植栽種裝置，其特征在于，所述的機架由左半機架和右半機架組成，左半機架和右半機架的兩側(cè)均設(shè)置有分體式鉸鏈（28），通過對分體式鉸鏈（28）軸的拆裝，實現(xiàn)從樹苗側(cè)面套入和鎖緊。
9.根據(jù)權(quán)利要求2、3、5或6所述的一種綠化樹苗移植栽種裝置，其特征在于，還包括有控制單元，分別連接第一電機（8）、第二電機（12）、第一液壓缸（18）、第二液壓缸（13）和震動輔助裝置（27），控制單元包括plc或嵌入式控制器，用于協(xié)調(diào)第一驅(qū)動機構(gòu)、第二驅(qū)動機構(gòu)和徑向驅(qū)動機構(gòu)（4）的運動軌跡。