一种适用于渠坡的桁架式割草机设计

潘家伟 郭术义

摘 要：在南水北调渠坡上割草，是日常堤壩维护的一项主要内容，且是一项繁重的劳动。平面割草机无法适用于渠道坡面割草作业，而背负式机动镰是人工操作，存在着割草速度慢、效率低、工人劳动强度大的缺点。基于此，设计了适用于渠坡的桁架式割草机。此机可自动化割草，并可控制割茬高度，也可实现将草自动收集，茬低草净，十分美观，提高了工作效率，节省了人力财力。

关键词：南水北调;渠坡;割草机;自动集草

中图分类号：S225.21 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）02-0054-02

The Design of Truss Type Lawn Mower for Canal Slope

Abstract： Cutting grass on the slope of south-to-north water diversion channel is one of the main contents of daily dyke maintenance， and it is a heavy work. The planar mower is not suitable for cutting grass in the channel slope， while the knapsack is manual operation， which has the disadvantage of slow cutting speed， low efficiency and great labor intensity. Based on this， the design was suitable for the channel slope of truss type lawn mower. This machine can automatically mow grass， and control the height of stubble， but also can realize the automatic collection of grass， stubble low grass net， very beautiful， improve work efficiency， save human and financial resources.

Keywords： south-to-north water diversion;canal slope;lawn mower;automatic gathering of grass

1 总体设计方案

桁架式割草机，包括车载平台、旋转台、机架、割草机头和伸缩电动推杆。旋转台转动连接在车载平台上。机架包括前机架和后机架，均采用桁架式结构。后机架固定连接在旋转台的上部，前机架后部铰接在后机架上。伸缩推杆的一端铰接在旋转台的下部，伸缩推杆的另一端铰接在前机架后部下端。前机架上沿其长度方向设有割草机头轨道，割草机头轨道内滚动连接有移动架，移动架上设有滚轮。滚轮处在割草机头轨道内，移动架的下端通过减震装置连接割草机头。前机架上还设有驱动割草机头在割草机头轨道内往复运动的割草机头驱动机构。前机架由三节桁架组成，每节3m，也可根据割草渠坡的宽度更改桁架节数。伸缩的电动推杆可根据渠坡的坡度改变前机架的角度，以满足割草的需要。

2 工作原理

割草机头驱动机构包括两条钢丝绳、钢丝绳导轮及设置在前机架前部的两个电动卷筒[1]，如图1所示。两个电动卷筒的转动方向相反;钢丝绳导轮设置在前机架后部，一条钢丝绳的一端与一个电动卷筒连接，另一端与移动架固定连接;另一条钢丝绳的一端与另一个电动卷筒连接，另一端绕过钢丝绳导轮与移动架固定连接，从而带动割草机头往复工作，完成割草任务。

注：1.集草箱;2.旋转台;3.伸缩推杆;4.后机架;5.抽草管道;6.钢丝绳;7.前机架;8.割草机头;9.拖链平台;10.电动卷筒;11.万向轮;12.护罩;13.收集草口;14.拖链;15.支撑架。

割草机头的刀片外侧设置有护罩，护罩朝向前机架后部一面与抽草管道一端喇叭状的收集草口连通。集草口可将割掉的草通过负压抽风的方式收集到集草箱。前机架上部沿其长度方向设有拖链平台，拖链平台内设有拖链。抽草管道除两端外的部分设置在拖链内。抽草管道的另一端连接设在车载平台上的集草箱，如图2所示。集草箱包括空心箱体，空心箱体的一侧侧壁下部设有连接软管，连接软管与抽草管道对接。空心箱体的一侧侧壁上部固定连接有马达护罩，马达护罩内固定连接有马达，马达的内端连接扇叶。空心箱体内设有将空心箱体分为上下多层空间的多个带网孔的挡草板。空心箱体侧壁上设有供挡草板拉出的开口，挡草板在开口外侧连接有拉手，扇叶处在空心箱体最上层的空间内，连接软管与空心箱体最下层的空间连通。空心箱体的一侧侧壁上还设有侧开箱门。

注：102.连接软管;103.马达护罩;104.马达;105.扇叶;106.拉手;107.侧开箱门;108.一级挡草板;109.二级挡草板;110.三级挡草板。

空心箱体内设有三个挡草板，从下到上依次为一级挡草板、二级挡草板和三级挡草板。一级挡草板、二级挡草板、三级挡草板的网孔依次变小。空心箱体的上部还设有上开箱门，侧开箱门和上开箱门的外部设有拉手[2]。

前机架前部下端连接有一个支撑架，支撑架的底部连接有万向轮。支撑架为可伸缩的支撑架，可调节割茬的高度。支撑架包括上段支撑架和下段支撑架。

3 工作特点

①本割草机搭载在以车载为基础的车载平台上，车载平台与机架之间通过旋转平台连接，能够满足割草机的自动旋转和可回收。割草机头在前机架上往复工作达到割草目的，相比适用轮组或履带式的行走设备，此割草机完全不与渠坡面接触，极大限度减小了草坪的破坏。机架由前机架和后机架通过铰接组合在一起，伸缩推杆一端安装在旋转平台上，另一端与后机架铰接，可实现前机架角度可调，能适用各种渠坡的坡度。移动架的下端通过减震装置连接割草机头，保证移动架在割草机头轨道内移动平稳。

②在车载平台上设置有集草箱，通过负压抽风，直接收集草，收集到一定程度后由工作人员取出即可，有效减少了割草机作业时产生的垃圾，无需人力工作，方便快捷，对草皮美化和环境保护起到了良好的作用。

③空心箱体内设有三个网孔依次变小的挡草板，把草过滤得更干净。

④前机架前部下端连接有一个支撑架，可以使机架在渠坡上时承载机架整体重量，支撑架的底部连接有万向轮，以方便随着机架往前行进。

⑤支撑架为可伸缩的支撑架，当对草被割茬有要求时，可调节支撑架适应不同的割茬高度。

4 结语

桁架式割草机结构简单，整机稳定性好，克服了其他割草机械无法清除渠坡上草被或效率低下的缺点，大大提高了经济效益，具有一定的实际意义。

参考文献：

[1]成洪凯，冯星，白桂艳，等.悬臂式多功能割草机的研制与应用[J].河南科技，2007（1）：80-82.

[2]蔺吉顺.下悬挂割草机的设计[J].黑龙江大学工程学报，2015（3）：93-96.