[发明专利]一种原位挖坑混料回填一体机及其工作方法

权利要求书

1.一种原位挖坑混料回填一体机，其特征在于包括动力系统、钻头升降装置、行走装置和作业装置；

所述动力系统，包括发动机和减速器；所述的减速器的输入轴与发动机的动力输出轴连接，将发动机的动力输出减速增扭后为作业装置提供动力；

所述钻头升降装置，包括升降手轮、升降减速器、直线导轨、升降架、链轮和链条；所述升降减速器固定在机架上部的横梁中间，升降减速器采用转角减速器，升降减速器输入轴连接到升降手轮上，链轮固定在升降减速器输出轴上；所述的直线导轨沿竖直方向固定在机架上部两根横梁中间；所述升降架固定在直线导轨的导轨滑块上，可相对机架做升降运动；所述的动力系统和作业装置固定在升降架上；所述链轮通过轮轴固定在机架中下部；所述的链条与链轮组成链传动，升降架与链条的链节固定在一起；通过操作人员转动手轮，实现升降架的上下平动；

所述行走装置，包括支撑后轮和支撑前轮；两个所述的支撑后轮分别固定在机架下部左右两侧；两个所述的支撑前轮分别固定在机架中后部两侧；

所述作业装置，包括钻头、套筒架、上套筒、下套筒、出料口挡板和出料管道；所述的钻头由定位钻尖、切削刀片、两段式螺旋叶片和钻杆组成；所述钻杆的上端与减速器的输出轴固连，承接减速器输出的扭矩和转速；所述的定位钻尖为圆锥型结构，定位钻尖沿轴向固定在钻杆下端，用于在挖坑和混料过程中定位钻尖插入土壤以固定钻头；所述的两段式螺旋叶片由搅拌螺旋叶片和挖土螺旋叶片组成，分别用于混料搅拌和土壤挖穴；所述的挖土螺旋叶片是一圈半螺旋叶片，沿轴向固定在钻杆下部的圆柱形外表面上，其螺旋直径为挖坑直径；所述的搅拌螺旋叶片为多圈螺旋叶片，沿轴向固定在钻杆中上部的圆柱形外表面上，搅拌螺旋叶片与挖土螺旋叶片连接处外缘光滑对接；所述的切削刀片采用硬质合金，切削刀片固定在挖土螺旋叶片的下端部，用于挖坑过程中切削土壤；所述套筒架固定于机架前方下端；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，下套筒下端部设有锯齿，用于插入土壤中；所述的上套筒同轴可活动的套入下套筒上部，且上套筒的外壁紧贴下套筒的内壁，用于形成容积可变的混料腔；所述的下套筒筒壁中部开有长方形的出料口，用于排出混拌后的土壤；所述的钻头位于上套筒和下套筒内部的轴线位置；所述出料管道焊接在下套筒的出料口处，在出料管道与出料口连接处设有一缝隙，出料口挡板插入缝隙中用于挡住出料口，通过上下拉动出料口挡板，实现混料出口的通断。

2.如权利要求1所述的一种原位挖坑混料回填一体机，其特征在于所述的搅拌螺旋叶片螺旋直径为挖土螺旋叶片螺旋直径的30%-70%；所述上套筒和下套筒的内径均大于挖土螺旋叶片螺旋直径。

3.如权利要求1所述的一种原位挖坑混料回填一体机的工作方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将待掺混的菌肥堆放在待挖坑地点；

（2）在原位挖坑混料回填一体机处于四轮着地的运输状态时，将其移动至待挖坑地点，然后将其置于机身垂直的工作状态，使定位钻尖插入土壤中以固定钻头下端，并将菌肥罩在下套筒内；

（3）启动发动机，经减速器减速后将转动传递至钻头，钻头开始空转；

（4）操作人员正向转动升降手轮，使得升降架沿直线导轨向下运动，固定在升降架上的动力系统、钻头以及上套筒一起向下运动，同时动力系统带动钻头高速转动并向下运动，即开始进行挖坑、混肥作业；钻头在向下转动挖坑、混肥的作业过程中，钻头的定位钻尖起到定位和钻破土层的作用，同时切削刀片持续转动对土壤进行切削，并且土壤与菌肥在上下套筒形成的混料腔内随挖土螺旋叶片做螺旋上升运动，土壤与菌肥经过挖土螺旋叶片被输送到搅拌螺旋叶片的区域，由搅拌螺旋叶片的持续转动带动土壤与菌肥继续上升，直至到达搅拌螺旋叶片的顶端后，土壤与菌肥沿着套筒的内壁边缘在重力作用下做下降运动，直到降到挖土螺旋叶片的位置时会再次重复做原先的上升运动，并形成一个持续的循环运动，土壤与菌肥在这个持续的循环运动的过程中达到最大程度的均匀混合；

（5）菌肥与土壤均匀混合完成后，关闭发动机，反向转动升降手轮，使升降架带动上套筒做上升运动，钻头携带着混合物料做上升运动，当升降架升到最高端后，钻头携带着混合物料完全处于上下套筒组成的混料腔内；

（6）将原位挖坑混料回填一体机置于四轮着地的运输状态，使其向后移动一定距离，将原位挖坑混料回填一体机置于机身垂直的工作状态，使出料管道的落料口与树穴对齐；

（7）正向转动升降手轮，直至将定位钻尖固定在土壤中，并升降手轮保持不动，将树苗放入挖好的土洞中，然后拉出出料口挡板，打开出料口；再次启动发动机，让钻头高速转动；混合物料随着钻头的高速转动，受离心力作用，经过出料口和出料管道进入土穴，实现物料的回填过程，完成一颗树苗的种植过程。