阅读说明：本技术 行星式伐竹装置 (Planetary bamboo cutting device ) 是由 刘平义 姚莹 赵诣 郭浩然 彭文博 魏文军 李海涛 于 2019-06-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及农林机械技术领域,公开了一种行星式伐竹装置,包括：环形轨道、机架、卡座、活动卡爪、公转齿轮、刀具组件、公转电机、齿轮、圆弧滑块,其作业过程中,打开环形轨道和公转齿轮,放入竹子并完成装卡,受压弹簧根据竹子直径自适应调节后产生受压变形、使3个圆盘刀均与竹子外径相切并由自转电机驱动圆盘刀自转实现切割,公转电机驱动公转齿轮、公转齿轮通过圆弧滑块沿环形轨道绕竹子公转实现竹子圆周切割,受压弹簧随圆盘刀切割进给逐渐恢复形变、推动滑块沿滑槽滑动,实现逐层切割、直至切断。通过3把刀具自动对中适应不同直径的竹子,并采用自转加公转的切割方式使竹子均匀受力、避免开裂,提高了采伐质量。(The invention relates to the technical field of agricultural and forestry machinery, and discloses a planetary bamboo cutting device, which comprises: the circular orbit, a machine support, the cassette, the activity jack catch, the revolution gear, cutter unit spare, the revolution motor, the gear, the circular arc slider, in its operation process, open circular orbit and revolution gear, put into the bamboo and accomplish the dress card, the compression spring produces the pressure deformation after according to bamboo diameter self-adaptation regulation, make 3 disc cutters all tangent and realize the cutting by rotation motor drive disc cutter rotation with the bamboo external diameter, the revolution motor drives the revolution gear, the revolution gear realizes bamboo circumference cutting along the circular orbit around the bamboo through the circular arc slider along the circular orbit, the pressure spring feeds along with the disc cutter cutting and resumes deformation gradually, promote the slider and slide along the spout, realize the successive layer cutting, until cutting off. Through 3 the bamboo of different diameters of cutter automatic centering adaptation to adopt rotation and revolution's cutting mode to make the even atress of bamboo, avoid the fracture, improved the quality of felling.)

行星式伐竹装置

技术领域

本发明属于农林机械技术领域，涉及一种行星式伐竹装置。

背景技术

我国的竹种和竹林面积约占世界的1/3,据第八次森林资源调查结果显示,我国现有人工经营的竹林面积为600多万平方米，并且以年均15万平方米以上的速度快速增长。在我国竹产业迅速发展的同时，伐竹数量也逐年上升，每年采伐的竹子约为15亿支。

人工采伐依然是我国主要的伐竹方式，而竹子多生长于丘陵山地，这为人工采伐带来了困难。人工采伐效率低下，劳动强度大，工作环境危险。在少数地区人们采用油锯进行伐竹，但油锯噪音大，且竹子很容易因受力不均匀而在切口处产生开裂现象，这使原料利用率下降，竹产业生产成本提高。一种竹浆制备过程中的竹子切割机构(专利申请号：201820936644.5)能实现竹材砍伐后的切割加工，但并未实现竹子成长状态的就地采伐。探索一种专门化的伐竹装置，降低劳动强度和生产成本、减少采伐过程中竹子开裂，已成为我国竹子加工生产行业普遍关注的问题。

发明内容

本发明提供了一种行星式伐竹装置，采用自转加公转的切削方法，可使竹子受力均匀，以解决上述背景技术中所提到的竹子开裂问题，可提高原料利用率和生产效率。

为了达到本发明的目的所采取的技术方案如下：

一种行星式伐竹装置，包括：环形轨道(1)、机架(2)、卡座(31)、活动卡爪(32)、公转齿轮(4)、刀具组件(5)、公转电机(6)、齿轮(7)、圆弧滑块(8)；环形轨道(1)固连于机架(2)，环形轨道(1) 的中心轴线I简称为轴线I，3个卡座(31)以轴线I为中心沿圆周方向均布且固连于环形轨道(1)上，3个活动卡爪(32)在平行于环形轨道(1)的平面内分别相对于3个卡座(31)径向移动，实现竹子夹紧和定位；公转齿轮(4)与环形轨道(1)平行且同轴线I布置，3组刀具组件(5)以轴线I为中心沿圆周方向均布并固连于公转齿轮(4)上，且分别以切削部位指向圆心做径向布置；公转齿轮(4)上的3个圆弧滑块(8)与环形轨道(1)曲率相同并以轴线I为中心沿圆周方向均布；固连于机架(2)上的公转电机(6) 通过齿轮(7)驱动公转齿轮(4)，公转齿轮(4)通过圆弧滑块(8)沿环形轨道(1)滑动，绕轴线I公转,实现竹子的圆周切削，构成一种行星式伐竹装置；

上述的环形轨道(1)包括：定轨道(11)、动轨道(12)；定轨道(11)与机架(2)固连，动轨道(12) 末端与定轨道(11)首端转动连接于A点，并在环形轨道(1)平面内转动角度为α(0°<α<120°)；当α>0°时，环形轨道打开，可以放入竹子，完成切削准备工作；当α＝0°时，动轨道(12)首端与定轨道(11) 末端在B点重合并锁死，组合成闭合的环形轨道(1)，以实现公转齿轮(4)沿环形轨道(1)绕轴线I公转；

上述的公转齿轮(4)包括：定齿(41)、动齿(42)；动齿(42)末端与定齿(41)首端转动连接于C 点，并在平行于公转齿轮(4)的平面内转动角度为β(0°<β<120°)；当β>0°时，公转齿轮(4)打开，可以放入竹子，完成切削准备工作；当β＝0°时，动齿(42)首端与定齿(41)末端在D点重合并锁死，组合成完整的公转齿轮(4)以完成传动工作，实现竹子的圆周切削；

上述的刀具组件(5)包括：圆盘刀(51)、受压弹簧(52)、滑槽(53)、滑块(54)、自转电机(55)；滑槽(53)径向布置且固连于公转齿轮(4)上，固连于滑块(54)的自转电机(55)驱动圆盘刀(51) 在与环形轨道(5)平行的γ平面内自转实施竹子切割，受压弹簧(52)布置于滑槽(53)内且首、尾端分别与滑槽(53)、滑块(54)固连，放入竹子时、受压弹簧(52)根据竹子直径自适应调节后产生受压变形，并随圆盘刀(51)切割进给逐渐恢复形变、推动滑块(54)沿滑槽(53)滑动，实现自适应性进刀。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，该行星式伐竹装置可通过三把刀具自动对中以适应不同直径的竹子，刀具采用自转加公转的切削方式使竹子三个方向同时受力，解决了因单方向受力造成的竹子开裂问题，提高了竹子采伐质量；同时，以机械采伐代替人工采伐，极大地解放了劳动力，提高了生产效率。

附图说明

图1为行星式伐竹装置的结构示意图；

图2为行星式伐竹装置的环形轨道俯视图；

图3为行星式伐竹装置的公转齿轮俯视图；

图4为行星式伐竹装置的刀具组件结构示意图；

图5为行星式伐竹装置的传动示意图；

图中：1：环形轨道，2：机架，31：卡座，32：活动卡爪，4：公转齿轮，41：定齿，42：动齿，5：刀具组件，51：圆盘刀，52：受压弹簧，53：滑槽，54：滑块，55：自转电机，6：公转电机，7：齿轮， 8：圆弧滑块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

图1所示为行星式伐竹装置的结构示意图，一种行星式伐竹装置，包括：环形轨道(1)、机架(2)、卡座(31)、活动卡爪(32)、公转齿轮(4)、刀具组件(5)、公转电机(6)、齿轮(7)、圆弧滑块(8)；环形轨道(1)固连于机架(2)，环形轨道(1)的中心轴线I简称为轴线I，3个卡座(31)以轴线I为中心沿圆周方向均布且固连于环形轨道(1)上，3个活动卡爪(32)在平行于环形轨道(1)的平面内分别相对于3个卡座(31)径向移动，实现竹子夹紧和定位；公转齿轮(4)与环形轨道(1)平行且同轴线I布置，3组刀具组件(5)以轴线I为中心沿圆周方向均布并固连于公转齿轮(4)上，且分别以切削部位指向圆心做径向布置；公转齿轮(4)上的3个圆弧滑块(8)与环形轨道(1)曲率相同并以轴线I为中心沿圆周方向均布；固连于机架(2)上的公转电机(6)通过齿轮(7)驱动公转齿轮(4)，公转齿轮(4)通过圆弧滑块(8)沿环形轨道(1)滑动，绕轴线I公转,实现竹子的圆周切削，构成一种行星式伐竹装置；

图2所示为行星式伐竹装置的环形轨道(1)俯视图，环形轨道(1)包括：定轨道(11)、动轨道(12)；定轨道(11)与机架(2)固连，动轨道(12)末端与定轨道(11)首端转动连接于A点，并在环形轨道(1) 平面内转动角度为α(0°<α<120°)；当α>0°时，环形轨道打开，可以放入竹子，完成切削准备工作；当α＝0°时，动轨道(12)首端与定轨道(11)末端在B点重合并锁死，组合成闭合的环形轨道(1)，以实现公转齿轮(4)沿环形轨道(1)绕轴线I公转；

图3所示为行星式伐竹装置的公转齿轮(4)俯视图，公转齿轮(4)包括：定齿(41)、动齿(42)；动齿(42)末端与定齿(41)首端转动连接于C点，并在平行于公转齿轮(4)的平面内转动角度为β(0°< β<120°)；当β>0°时，公转齿轮(4)打开，可以放入竹子，完成切削准备工作；当β＝0°时，动齿(42) 首端与定齿(41)末端在D点重合并锁死，组合成完整的公转齿轮(4)以完成传动工作，实现竹子的圆周切削；

图4所示为行星式伐竹装置的刀具组件(5)结构示意图，刀具组件(5)包括：圆盘刀(51)、受压弹簧(52)、滑槽(53)、滑块(54)、自转电机(55)；滑槽(53)径向布置且固连于公转齿轮(4)上，固连于滑块(54)的自转电机(55)驱动圆盘刀(51)在与环形轨道(5)平行的γ平面内自转实施竹子切割，受压弹簧(52)布置于滑槽(53)内且首、尾端分别与滑槽(53)、滑块(54)固连；放入竹子时、受压弹簧(52)根据竹子直径自适应调节后产生受压变形，并随圆盘刀(51)切割进给逐渐恢复形变、推动滑块(54)沿滑槽(53)滑动，实现自适应性进刀。

图5所示为行星式伐竹装置的传动示意图，上述行星式伐竹装置的工作方式为：打开环形轨道(1) 和公转齿轮(4)，使0°<α<120°、0°<β<120°，放入竹子并闭合、锁死环形轨道(1)和公转齿轮(4)，受压弹簧(52)根据竹子直径自适应调节产生受压变形、使3个圆盘刀(51)均与竹子外径相切，通过3 个活动卡爪(32)进给实现竹子夹持并固定；切削过程中，齿数为n₁的齿轮(7)以角速度ω₁带动齿数为n₂ (n₁<n₂)的公转齿轮(4)通过圆弧滑块(8)沿环形轨道(1)以角速度ω₂绕轴线I公转,

圆盘刀(51)随公转齿轮(4)绕竹子公转的同时由自转电机(55)驱动以角速度ω₃沿圆盘刀中心轴线自转；受压弹簧(52)随圆盘刀(51)切削进给逐渐恢复形变，实现逐层切削，直至切断竹子。