一種土基質人造草坪的生產設備及其施工方法與流程

本發明涉及人造草坪技術領域，具體地說是一種土基質人造草坪的生產設備及其施工方法。

背景技術：

采用草坪毯鋪設方式鋪裝的人造草坪，坪床（水泥）材質堅硬，熱容量較小，無法涵養水源等，專利號為200710154521.2的發明專利公布了一種在自然土地上鋪栽和養護人造草坪的方法和設備，將草絲直接扦插在自然土地上，解決了人造草坪失去土壤涵養水源功能的問題，易于后期養護，地表土壤可大大降低對跌倒者的傷害；但在實際施工中發現，該方法鋪栽草絲仍存在以下不足之處：

1、受施工場地環境的影響較大，如樹木、界石等障礙物；

2、現場仍采用人工扦插作業，勞動強度大，施工效率低；

3、施工中許多區域（如場地邊緣等）無法使用聯合扦插器，只能采用單管扦插作業，效率較低；

4、扦插器的扦插頭為管狀，極易進泥堵死，影響正常作業。

技術實現要素：

針對上述不足，本發明提供一種土基質人造草坪的生產設備及其施工方法，可在鋪設現場旁或加工廠內完成草絲扦插制成標準的塊狀泥坯，運至場地內拼接組合，降低了場地對施工的影響，大大提高了現場鋪設效率。

本發明的技術方案是：

一種土基質人造草坪的生產設備，包括動力裝置、控制裝置；

還包括主機架、軌道、用于支承卷裝草絲的草絲架、扦插機構、擒縱機構、步進機構、泥盤組件、步進小車、切絲機構；

草絲架固定在主機架頂部；

扦插機構包括扦插刀架、插桿、插刀、草絲限位架、草絲夾板組件；扦插刀架裝配在主機架的導軌上，并可沿導軌上下運動；扦插刀架下部固定有插桿及推頂桿，插刀固定在插桿下端；草絲限位架套裝在插桿上并可沿插桿上下滑動，草絲限位架上設有一排用于草絲限位的通孔；草絲夾板組件由固定在扦插刀架上的定夾板及與扦插架鉸接連接的動夾板組成；

擒縱機構包括擒縱架、擒縱片、聯動桿；擒縱架可向后側移動的裝配在主機架上，并裝有復位彈簧；擒縱架與扦插刀架下部的推頂桿滑動配合以推頂擒縱架運動；擒縱片前端位于扦插機構的插刀下方，后端通過連接柱并列插裝在擒縱架的架體前側；連接柱的末端固定連接有曲柄，曲柄另一端與聯動桿鉸接連接；聯動桿與控制機構通過拉桿連接；初始狀態下擒縱片垂直設置，聯動桿通過曲柄帶動擒縱片旋轉使擒縱片中段相互搭接；

步進機構包括第一頂桿、旋轉桿、觸桿、擺臂、撥動桿；旋轉桿可繞軸線轉動的安裝在主機架前側中部，并通過彈簧復位；旋轉桿前部設有觸桿、擺臂，觸桿與固定在扦插架前部的第一頂桿抵觸配合，擺臂的自由端鉸接連接撥動桿；

步進小車底部裝有與軌道配合的滾輪；泥盤組件包括底板、圍框、標尺架，底板下部設有與步進小車配合的支腿，圍框呈矩形，置于底板上并通過卡銷銷接定位；標尺架結構為一組槽口向上、橫向間隔固定的槽型標尺；標尺架通過設置在架體下部的支腳卡裝支撐在圍框的上邊緣，并控制草絲長度；

切絲機構位于主機架后方，切絲機構包括支架及切絲器，支架上部設有橫向的滑軌，切絲器與滑軌滑動配合或通過滾輪配合；切絲器裝配有切刀或切割片；

主機架與切絲機構下部均設有通道，軌道由主機架及切絲機構的通道中穿過；扦插刀架通過傳動機構與動力裝置連接；切絲器通過傳動機構與控制裝置及/或動力裝置連接。

進一步，所述槽型標尺的前側槽壁中段設有一凹缺。

進一步，所述的擒縱架通過吊桿或支桿可擺動的裝配在主機架上，或通過滑軌與主機架滑動配合。

進一步，所述的擒縱片形狀呈四邊形，連接柱沿其對角線方向連接。

優選的，所述的草絲夾板組件的定夾板、動夾板為兩塊截面呈弧形、相互吻合的弧面板。

進一步，所述的推頂桿由豎桿與斜桿連結構成，豎桿頂端與扦插刀架連接；推頂桿與擒縱架的通過導輪或滑塊配合。

進一步，所述的扦插刀架與動力裝置的連接方式為：動力裝置通過曲軸搖桿機構與扦插刀架鉸接，或與設置在扦插刀架下部的導桿鉸接連接，導桿與裝配在主機架下部的滾輪式導向機構滾動配合。

進一步，所述切絲器與控制裝置的連接方式為支架頂部鉸接連接有杠桿，杠桿設有限位裝置；扦插刀架下行時，固定在扦插刀架后側的第二頂桿下端部與杠桿的短臂頂觸配合；切絲器與拉線的中部連接，拉線端繞過支架左右兩側的滑輪，一端與杠桿長臂的自由端連接，另一端與固定在支架上的拉簧連接或繞滑輪懸吊一重錘；切絲器與控制裝置的另一種連接方式為，切絲器通過傳動機構與電動機連接。

進一步，所述主機架的通道內側設有用于步進小車定位的剎車機構，該剎車機構通過摩擦塊與步進小車的車架或泥盤組件的圍框側壁抵觸。

一種土基質人造草坪的施工方法，本方法基于上述土基質人造草坪的生產設備：

土基質人造草坪的制作及鋪設步驟：

（1）準備工作：包括集土、篩土、和泥部分；將土壤集中過篩，去除塊狀雜質后加水攪拌和泥；將鋪設場地平整、夯實，并設置標志；

（2）供泥：步進小車置于軌道上，通過卡銷將相鄰步進小車連結成列；將泥盤組件的底板與圍框組裝后，裝配在步進小車上，并通過卡銷將相鄰步進小車上的圍框連結；將和好的泥填裝入圍框，并使泥與圍框上邊緣平齊；然后將標尺架卡裝在圍框上邊緣，并通過卡銷連結相鄰的標尺架；

（3）制作草絲泥坯盤：步進機構驅動步進小車的車列行進，插刀縱向往復運動，將草絲由標尺架的槽型標尺間隙中插入圍框中的泥內，使草絲連續繞槽型標尺呈m形扦插在泥坯中；步進小車的車列經過切絲機構，切絲器沿槽型標尺的槽中線運動，將插在泥坯中的整根草絲上部分斷，形成草絲泥坯盤；

（4）依次拆下標尺架、連結相鄰圍框的卡銷，取下草絲泥坯盤待用；步進小車的車列分拆后小車循環使用；

（5）草絲泥坯盤運送及泥坯拼接：將草絲泥坯盤運送至鋪裝處，置于一托盤上，拖動托盤調整拼接位置，拆下銷接圍框與底板的卡銷，抽出托盤及底板使草絲泥坯落地，然后拆下圍框，將草絲泥坯拼接成整體；

（6）待拼接后的草絲泥坯自然干燥至人或作業車輛踩壓在地面上，泥無下沉感時，均勻施撒3～5cm厚的沙土層，以包裹草絲基部并填充泥土干燥后產生的裂隙；最后對地上的草絲外露部分進行梳理，完成土基質人造草坪的鋪設。

本發明土基質人造草坪生產設備及鋪設方法的有益效果是：利用設備在施工現場旁或加工廠內完成草絲扦插，制成標準的塊狀草絲泥坯（盤），即將草坪化整為零，運至施工場地內進行泥坯拼接組合，有效的降低了鋪設場地地形及地物對施工的影響，簡化了現場的施工步驟，大幅提高了草坪的鋪設效率及施工質量。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明主機架與扦插機構及步進機構的連接示意圖；

圖3為本發明主機架與扦插機構及步進機構的裝配圖；

圖4為本發明泥盤組件及步進小車的裝配示意圖；

圖5為本發明步進小車與步進機構的配合示意圖；

圖6為本發明擒縱機構的局部示意圖；

圖7為本發明生產設備草絲扦插前的狀態圖；

圖8為本發明生產設備扦插動作的運動示意圖；

圖9為本發明切絲機構的結構及工作狀態示意圖。

具體實施方式

圖中：1.主機架，2.扦插機構，201.扦插刀架，202.插桿，203.草絲限位架，204.插刀，205.定夾板，206.動夾板，3.步進機構，301.旋轉桿，302.擺臂，303.撥動桿，304.觸桿，305. 第一頂桿，4. 推頂桿，5. 擒縱機構，501.擒縱架，502. 擒縱片，503. 曲柄，504. 聯動桿，6. 切絲機構，601. 支架，602. 滑軌，603. 切絲器，604. 杠桿，605. 拉線，606. 重錘，7.軌道，8. 泥盤組件，801. 槽型標尺，802. 凹缺，803. 支腳，804. 圍框，805. 底板，806.支腿，9. 步進小車，10. 第二頂桿，11. 草絲架，12.草絲卷盤，13. 曲軸搖桿機構，14.草絲，15. 剎車機構。

實施例1

本發明包括動力裝置、控制裝置、主機架1、軌道7、用于支承草絲卷盤12（卷裝草絲）的草絲架11、扦插機構2、擒縱機構5、步進機構3、泥盤組件8、步進小車9、切絲機構6。

從圖1～圖9可知，本實施例以兩條草絲泥坯加工生產線為例，提高加工效率，主機架1對稱設置兩條草絲泥坯生產線，采用一套控制機構及動力裝置控制兩條生產線同步工作；

草絲架11固定在主機架1頂部，草絲架上裝有多個草絲卷盤12及穿草絲的導管，每一草絲卷盤均對應一根導管，以防止多條草絲相互纏繞。

扦插機構2包括扦插刀架201、插桿202、插刀204、草絲限位架203、草絲夾板組件；扦插刀架201裝配在主機架1的導軌上，并可沿導軌上下運動；扦插刀架201下部兩側各固定一插刀組及一與插刀組對應的草絲夾板組件，該插刀組包括二條插桿202、橫向固定在插桿202下端的插刀204、及套裝在插桿202上并可沿插桿上下滑動的草絲限位架203，草絲限位架203上設有一排用于草絲限位的通孔；草絲夾板組件由固定在扦插刀架201上的定夾板205及與扦插架鉸接連接的動夾板206組成，定夾板205、動夾板206為兩塊截面呈弧形且相互吻合的弧面板體。

扦插刀架201與固定在主機架頂部的動力裝置連接方式為：動力裝置通過曲軸搖桿機構與垂直設置在扦插刀架201下部的導桿鉸接連接，導桿卡裝在主機架1下部的滾輪式導向機構內，與導向機構滾輪滾動配合，該導桿設計可減小曲軸搖桿機構運動中產生水平分力的影響。

扦插刀架201下部兩側各固定一推頂桿4。

本實施例兩條草坯生產線各對應設置一擒縱機構5，擒縱機構5包括擒縱架501、擒縱片502、聯動桿504；二擒縱機構的擒縱架501通過橫拉桿連結以保持同步動作；擒縱架501通過吊桿吊裝在主機架后側（也可通過支桿可擺動的裝配在主機架下部），并裝有復位彈簧；擒縱架501與扦插刀架201下部的推頂桿4滑動配合，所述的推頂桿4由豎桿與斜桿連結構成，豎桿頂端與扦插刀架201連接；擒縱架501與扦插刀架201配合處可設置滾輪或滑塊，以減少摩擦阻力，扦插作業時推頂桿4由扦插刀架201帶動下行，推頂擒縱架向主機架后側擺動；

擒縱片501形狀呈四邊形，擒縱片后部沿其對角線方向連接有連接柱；連接柱并列插裝在擒縱架501的架體前側；連接柱的末端固定連接有曲柄503，曲柄503另一端與聯動桿504鉸接連接；聯動桿504通過拉桿與控制機構連接，該控制機構為裝配在擒縱架上的電磁機構（拉桿與電磁機構的動頭連接，拉動聯動桿運動控制擒縱片轉動）；初始狀態下擒縱片502垂直設置，聯動桿504帶動擒縱片502旋轉后，各擒縱片的中段最寬部分相互搭接；初始狀態下擒縱片502前端位于扦插機構的插刀204下方。

步進機構3包括第一頂桿305、旋轉桿301、觸桿304、擺臂302、撥動桿303；旋轉桿301安裝在主機架1前側中部，并可繞其軸線轉動，該旋轉桿301通過彈簧復位；旋轉桿301桿體前部設有觸桿304、擺臂302，觸桿304與固定在扦插架前部的第一頂桿305抵觸配合，擺臂302的自由端鉸接連接撥動桿303。

本例中旋轉桿301中部固定有一根觸桿304，該觸桿304與一固定在扦插刀架201前部的第一頂桿305配合，觸桿304兩側的旋轉桿301桿體上各固定一擺臂302與撥動桿303鉸接組合，分別控制兩條草絲泥坯生產線的步進小車前行。

步進小車9底部裝有與軌道7配合的滾輪；泥盤組件8包括底板805、圍框804、標尺架，底板805下部設有與步進小車配合的支腿806，圍框804呈矩形，置于底板805上并通過卡銷銷接定位；標尺架結構為一組槽口向上、且橫向間隔固定在架桿上的槽型標尺801；標尺架下部固定有支腳803，支腳底部設有卡槽，工作時標尺架通過支腳803卡裝并支撐在圍框804的上邊緣；支腳的高度可控制草絲長度（標尺架上邊緣至圍框上邊緣即為扦插后草絲泥坯的草絲外露長度）。

所述槽型標尺801的前側槽壁中段設有一凹缺802，步進小車行進中，該凹缺802與步進機構的撥動桿303 自由端配合，確保撥動桿303順利落入槽型標尺的槽口中。

泥盤組件的圍框804側壁高度優選10～20cm（泥坯深度）。

切絲機構6位于主機架1后方，切絲機構6包括支架601及切絲器603，支架601上部設有橫向的滑軌602，切絲器603與滑軌602滑動配合（或通過滾輪滾動配合），切絲器603裝配有切刀或切割片。

本實施例中對稱設置兩套切絲機構6，分別對應兩條草絲泥坯生產線；

切絲器603與控制裝置的連接方式為支架601頂部鉸接連接有杠桿604，杠桿604設有限位裝置防止其過度擺轉；兩生產線切絲機構的杠桿604短臂位于內側交疊布設；扦插刀架201下行時，固定在扦插刀架201后側的第二頂桿10下端部同時頂觸兩條杠桿的短臂，使杠桿擺動；切絲器603與拉線605的中段連接，拉線605一端繞過支架（外端）上的滑輪與杠桿604長臂的自由端連接，另一端與拉簧連接或繞過支架（內端）滑輪懸吊一重錘606。

所述的主機架1與切絲機構6下部均設有通道，兩條草絲泥坯生產線的軌道7并排由主機架1及切絲機構6的通道中穿過。

所述主機架1的通道內側相對應處設有用于步進小車9定位的剎車機構15，剎車機構的管狀套體固定在主機架框架上，摩擦塊安裝在管狀套體內，摩擦塊后端與調節頂絲抵觸；當步進小車9經過主機架1通道時，剎車機構15的摩擦塊分別與步進小車9的車架兩側或泥盤組件的圍框804兩側壁抵觸，起到限位作用，防止步進小車沿軌道做慣性運動。

本發明土基質人造草坪的生產設備扦插作業時，首先將草絲架上各草絲卷盤12的草絲14穿過導管，由上部進入主機架，從草絲夾板組件定、動夾板之間的縫隙穿過，并穿過草絲限位架203的通孔（避免草絲間相互纏繞），下垂由擒縱機構5的各擒縱片502間空隙通過；

步進小車9置于軌道7上，通過卡銷連結相鄰的步進小車9形成車列；利用卡銷將泥盤組件的底板805與圍框804組裝后，裝配在步進小車上，并通過卡銷將相鄰步進小車9上的圍框804連結；將和好的泥填裝入圍框804，并使泥與圍框上邊緣平齊；然后將標尺架卡裝在圍框上邊緣，并利用卡子連結相鄰的標尺架，防止其位置錯動；

當步進小車9經過主機架的通道時，標尺架的第一道槽型標尺801前壁（凹缺位置）接觸撥動桿303，使撥動桿303擺動其自由端由槽型標尺801的凹缺802處落入槽內。

扦插刀架201開始下行時，電磁控制機構拉動動夾板206使草絲夾板組件閉合，牽拉草絲下行；第一頂桿305頂壓步進機構3的觸桿304，觸動旋轉桿301轉動，鉸接在擺臂302端部的撥動桿303推頂槽型標尺801，帶動車列前行；當第一頂桿305越過觸桿304端部時，觸桿304頂觸在第一頂桿305后部，此時旋轉桿301停止轉動，步進小車（車列）停止前行。

扦插刀架201下行過程中，推頂桿4斜桿推動擒縱機構5后移（擒縱架越過斜桿后，豎桿推頂擒縱架保持在該位置），同時控制機構（電磁鐵動頭吸合，通過拉桿拉動聯動桿）控制擒縱片轉動，使相鄰擒縱片502的中段搭接；擒縱機構5后移，相互搭接的擒縱片502向后側拉動草絲14，使草絲14繞過插刀204下部；

當草絲14繞過插刀204下部后，控制擒縱機構的電磁機構斷電，電磁鐵動頭復位，擒縱片受復位彈簧拉動恢復原位（垂直），釋放草絲；插刀204穿過槽型標尺801間隙，將草絲插入泥中。扦插時草絲限位架203被標尺架阻隔。

扦插刀架201開始上行時，草絲夾板組件打開，當第一頂桿305越過觸桿304端部，旋轉桿301在彈簧作用下復位，擺臂302上擺帶動撥動桿303運動，使撥動桿303自由端越過槽型標尺801的槽后壁，搭在第二道槽型標尺801槽前壁并由第二道槽型標尺801的凹缺落入槽內；擒縱機構5沿推頂桿4的斜桿滑動逐漸復位，扦插刀架201再次下行重復上述動作，使草絲14呈m形繞槽型標尺801扦插在泥土中。

當車列（步進小車）經過切絲機構6的支架601時，控制機構控制切絲器603沿滑軌602運動，切割片沿槽型標尺的槽中心線將插入泥坯中的草絲上部連接部分切斷，完成草絲泥坯盤的制作。

實施例2

本實施例與實施例1的不同之處在于，所述的擒縱機構的擒縱架501通過滑軌與主機架1滑動配合；所述的曲軸搖桿機構13的搖桿與扦插刀架201鉸接，省去導桿及滾輪式導向機構；所述切絲器603與控制裝置的連接方式為，切絲器603通過齒輪齒條或皮帶傳動機構與電動機連接，控制切絲器603往復運動實現切絲作業。

本實施例的其他技術特征與實施例2相同。

土基質人造草坪的制作及鋪設步驟：

（1）準備工作：包括集土、篩土、和泥部分；將土壤集中過篩，去除塊狀雜質后加水攪拌和泥；將鋪設場地平整、夯實，并設置標志；

（2）供泥：步進小車置于軌道上，通過卡銷將相鄰步進小車連結成列；將泥盤組件的底板與圍框組裝后，裝配在步進小車上，并通過卡銷將相鄰步進小車上的圍框連結；將和好的泥填裝入圍框，并使泥與圍框上邊緣平齊；然后將標尺架卡裝在圍框上邊緣，并通過卡銷連結相鄰的標尺架；

（3）制作草絲泥坯盤：步進機構驅動步進小車的車列行進，插刀縱向往復運動，將草絲由標尺架的槽型標尺間隙中插入圍框中的泥內，使草絲連續繞槽型標尺呈m形扦插在泥坯中；步進小車的車列經過切絲機構，切絲器沿槽型標尺的槽中線運動，將插在泥坯中的整根草絲上部分斷，形成草絲泥坯盤；

（4）依次拆下標尺架、連結相鄰圍框的卡銷，取下草絲泥坯盤待用；步進小車的車列分拆后小車循環使用；

（5）草絲泥坯盤運送及泥坯拼接：將草絲泥坯盤運送至鋪裝處，置于一托盤上方便拖拽，拖動托盤調整拼接位置，拆下銷接圍框與底板間的卡銷，側向抽出托盤及底板，使塊狀的草絲泥坯落地；也可在托盤上表面設置卡位，抽拉托盤時將底板帶出，然后拆下圍框，將草絲泥坯拼接成整體；

（6）待拼接后的草絲泥坯自然干燥至人或作業車輛踩壓在地面上，泥無下沉感時，均勻施撒3～5cm厚的沙土層，以包裹草絲基部并填充泥土干燥后產生的裂隙；最后對外露在地上的草絲部分進行梳理，完成土基質人造草坪的鋪設。

以上借助較佳的實施例對本發明技術方案進行的詳細說明是示意性的而非形式上的限制。本領域的技術人員在閱讀本發明說明書的基礎上，可以對實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換，而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明實施例技術方案的范圍。