应用于混合草坪植丝机的压丝装置
技术领域
本发明涉及草坪场地的混合草坪植丝机，具体是一种应用于混合草坪植丝机的压丝装置。
背景技术
草坪因其具有观赏、休闲、运动等多种功能，而备受大众的喜爱。在草坪的众多功能中，运动功能与人们的关系最为密切。随着经济与文化的不断发展，我国愈来愈注重视体育在国民文化及身体健康方面的作用，而运动草坪场地作为草坪竞技运动的基础和平台，其质量是直接决定体育运动水平、运动安全和重大赛事的举办水平。运动草坪主要分天然草坪和人造草坪两个类别。因天然草坪具有良好的运动性能、安全性、观赏性，有益身体健康而作为大多数草坪竞技运动和赛事的比赛场地。但由于纯天然草坪的草坪耐践踏强度低、再生速度较慢，以及环境影响、降雨积水、养护管理不善都极易导致草坪枯黄、退化、发病、死亡等，出现大片斑秃而影响比赛和观感。人造草坪因其具有较好的运动性能、一般不会积水、使用频率高、不受环境限制等特点，被一些践踏强度高、对草坪损伤极大或有特殊需求的赛事(如曲棍球、部分美式橄榄球等)用做比赛场地，但人造草坪因其施工工艺中的一些粘胶及填充材料存在环境风险、人体伤害风险和安全性较低等问题，被大部分草坪竞技运动禁止使用为决赛场地。因此如何将天然草坪和人造草坪的优点合二为一，扬长避短，形成一种新型的运动草坪类型是有效提升草坪科技的重要途径。本发明人在申请号为201810835430.3的发明专利中公开了一种天然草与人造草丝混合草坪建植方法及混合草坪，就是在天然草坪中按照一定间距和密度垂直植入人造草坪草丝，以达到将天然草坪与人造草坪的优点有效结合，形成一种新型混合草坪类型的方法。但在混合草坪建造过程中，如果采用人工的方式建造，则会耗时耗力且无法保证成品的品质。因此一种能够稳定、快速、高质量的混合草坪植丝机则是混合草坪建造成败的关键。
目前，国内外都已经开始认识到人工植丝的优越性，国外有几家公司申请和取得了国外专利，US 2003172858A1，WO93/08332和EP3 029 199B1，其中斯格拉斯有限公司在国内也取得了专利，《用于将人造草束插入到地面中的设备》CN 106661850B，国内CN166612754A《一种植丝机》也推出了各自的植丝机结构，然而由于它们采用的植丝原理和结构，纯粹采用机械动作来输送人工纤维丝，用机械力种植压入纤维丝，逐排植入，植入一排，装置推进一排，植丝的效率都比较低，往往一个标准足球场的面积，采用现有的一些机型，完成植丝要化费很长时间，远远不能满足人们对人工植丝场地的需要，阻碍了人工植丝机械的使用和推广。虽然人工植丝效果好，但是人们还是难以享受到它带来的优越性，体育场地的管理者，国家的主管部门，广大的体育爱好者，普通大众都紧急呼吁，希望种植效率更高的植丝机能早日问世。
本发明人同日公开了三份能大大提高植丝速度和效率的草坪人工植丝机结构，虽然各有特点特色，亦拥有如下相同的技术特征：
所述植丝机每一植丝周期植出的为前后n排，横向m列丛的矩形草坪，
所述植丝机由供料区的m捆纤维丝锭牵出，横向水平送至另一侧被固定，然后由n排m列压丝管逐排压下，将纤维丝弯曲成u形后，在一定的位置切断，进入植丝针振压程序，n排植丝针为整段，或分成前后两个或两个以上的段同步向下压移。
其中压丝装置是一个创新机构，可以有多种结构呈现，本领域希望有个比较优秀具体的结构问世，便于本技术更快速、广泛、便捷推广应用。
发明内容
本发明目的，拟提供能适应所述三种方案的混合草坪植丝机的压丝装置，可以使得带动n排m列压丝管逐排压下，快速便捷让人工植丝机广泛推广普及。
本发明的目的由以下技术方案实现：
一种应用于混合草坪植丝机的压丝装置，所述混合草坪植丝机每一植丝周期植出的为前后n排，横向m列丛的矩形草坪，所述压丝装置安装在一机架上，所述植丝机由位于机架一侧供料区的m捆纤维丝锭牵出，横向水平送至机架另一侧的夹持部件所固定，
在机架上设置有n排竖直压丝管连排架，每个压丝管连排架的下表面均竖直固定有m个压丝管，在位于n排竖直压丝管连排架的两侧安装有压丝管推送机构，压丝管连排架分别由两侧的压丝管推送机构同步驱动以沿机架上下移动，且由靠近机架上夹持部件的为始，压丝管连排架逐个往下移动以带动压丝管逐排下压；
所述压丝管推送机构设有两根分别树立在所述n排竖直压丝管连排架前后两侧的纵向立柱，在两根纵向立柱之间设有上下两根水平轴，两根水平轴在轴向方向上均设置有n个与压丝管连排架位置相对应的同步带轮，上下对应的一对同步带轮之间连接有同步带，上下对应的两个同步带轮之间的同步带与压丝管连排架的侧边固定相连，在每根纵向立柱上均设置有n/2个驱动电机，两根纵向立柱上的共n个驱动电机的水平输出轴分别各自驱动一根同步带进行竖直方向的传动；其中，
每根纵向立柱上的n/2个驱动电机由下至上呈阶梯状错位设置在纵向立柱上，且每根纵向立柱上的驱动电机的设置高度越高，则该第一驱动电机的水平输出轴距离另一根纵向立柱越近。
进一步的，在两根纵向立柱之间还设置若干位于上下相邻两个驱动电机之间的张紧轮安装轴，所述张紧轮安装轴位于水平轴相对于所述n排竖直压丝管连排架的另一侧，在各张紧轮安装轴的两端并靠近上下所述驱动电机水平输出轴位置处安装有两个张紧轮，
最上端驱动电机水平输出轴与下同步带轮之间的同步带由最上端张紧轮安装轴的一张紧轮张紧连接，
最下端驱动电机水平输出轴与上同步带轮之间的同步带由最下端张紧轮安装轴的一张紧轮张紧连接，
位于最上端驱动电机和最下端驱动电机中间的驱动电机水平输出轴与上同步带轮以及下同步带轮之间的同步带分别通过位于当前驱动电机上下两侧的张紧轮安装轴上的张紧轮张紧连接。
进一步的，上下对应的两个同步带轮之间的同步带通过卡扣与压丝管连排架的侧边固定相连。
进一步的，所述卡扣在上、下同步带轮之间的活动距离大于竖直压丝管连排架所需的升降行程。
进一步的，在机架两侧竖直安装有侧板，所述纵向立柱的底部设置有螺纹孔并通过螺钉固定在侧板的前后两侧；
机架同一侧的两根纵向立柱之间通过若干根水平支撑轴固定连接。
进一步的，所述驱动电机为正反转可调的伺服电机，且每个压丝管连排架两端连接的同步带所对应的两个所述驱动电机工作完全同步。
关于同日公开的三件植丝机技术方案，其中前述一部分动作是相同的，简述如下：
所述植丝机分为供料区和植丝作业区，
设所述植丝机每一植丝周期植出的为前后n排，横向m列丛的矩形草坪，与植丝机的植丝作业区相应；
由供料区的m捆纤维丝锭牵出端为始，设置横向排列m根送线管和经柔性可改变角度的圆弧段相接，内部贯通水平方向的直送管，直送管每一植丝周期水平往复前后移动一次，即直送管的输出端由位于矩形草坪的起始侧推移至另一侧，管中的纤维丝端部被对方机架上的夹持部件夹持固定后，直送管又退回起始位置；
纤维丝在管内部的输送分为植丝初始周期的气流输送和正常植丝周期的机械输送两种方式；
所述气流输送方式由压缩空气吹送纤维丝输送；
所述机械输送方式，纤维丝被前一周期切断的端头被直送管出口端的夹子夹紧随管向前移动而带动输送，被固定在机架上的夹持部件夹持后，夹子松开，直送管后退；
后续三方案各有特色，分别、依次作如下介绍：
方案一
在机架上固定矩形立方座体，所述矩形立方座体的水平形状与植丝作业的矩形草坪相同，开设上下方向n排m列的压丝管上下通孔，与m列直送管的位置对应，开设水平的m列直送管水平通孔；在横向的两排压丝管上下通孔之间，配置一排切断机构，包括两侧共n+1排；
每排的压丝管固定在垂直的矩形压丝管连排架上，横向的上、下边框分别配置于矩形立方座体的上、下方，使得压丝管连排架带着m列压丝管可在矩形立方座体上下移动，且压丝管上开设水平的压丝管小孔，在初始位置时，所述压丝管小孔与矩形立方座体上的直送管水平通孔相通，直送管可通过所述两孔；
每个矩形压丝管连排架分别由各自的压丝管推送机构推送沿机架上下移动，由靠近机架上夹持部件的为始，逐个压丝管连排架往下移动；
在压丝管下移将纤维丝弯曲成u形后，所述切断机构切断纤维丝；
与每个压丝管同轴线配置可以上下移动的植丝针，且植丝针的底端高于压丝管底端，n排植丝针分成两个或两个以上的段，每段的m列植丝针由植丝针推送机构推送沿机架同步上下移动，并且由振动装置协同往下压移；
植丝针振压下移，下端穿过压丝管7的下管口，抵住纤维丝6进入地面G设定的深度位置；
所述纤维丝为人工制作的塑料合成。
方案二
在机架上固定矩形立方座体，所述矩形立方座体呈扁平的矩形体，上表面的高度低于直送管水平前后移动的高度，水平形状与植丝作业的矩形草坪相同，在矩形立方座体上开设上下方向n排m列的压丝管上下通孔，在横向的两排压丝管上下通孔之间，配置一排切断机构，包括两侧共n+1排；
每排的压丝管上方固定在水平的横杆上，呈类似梳条向下的梳子架，每根压丝管上下相通，位置针对下方矩形立方座体上的压丝管上下通孔；
每个梳子架分别由各自的压丝管推送机构推送沿机架上下移动，由靠近机架上夹持部件的为始，逐个梳子架往下移动；
在压丝管下移将纤维丝弯曲成u形后，所述切断机构切断纤维丝；
与每个压丝管同轴线配置可以上下移动的植丝针，且植丝针的底端高于压丝管底端，n排植丝针分成两个或两个以上的段，每段的m列植丝针由植丝针推送机构推送沿机架同步上下移动，并且由振动装置协同往下压移；
植丝针振压下移，下端穿过压丝管的下管口，抵住纤维丝进入地面G设定的深度位置；
所述纤维丝为人工制作的塑料合成纤维，是成束的。
方案三
在所述矩形草坪的范围内，横向平均间距设置n+1把刀口向上平行的长条形刀片条，刀口与纤维丝高度平齐；在每两条刀片条之间设置轴线垂直可上下移动的一排压丝管，每条压丝管的下端针对一根纤维丝，总共有n排m列压丝管；
每排压丝管固定在垂直的矩形压丝管连排架上，每个矩形压丝管连排架分别由各自的压丝管推送机构推送沿机架上下移动，由靠近机架上夹持部件的为始，逐个压丝管连排架往下移动；
在压丝管下移将纤维丝弯曲成u形后，所述刀片条由加热方式或机械方式切断纤维丝；
与每个压丝管同轴线配置可以上下移动的植丝针，且植丝针的底端高于压丝管底端，n排植丝针为整段，或分成前后两个或两个以上的段，每段的m列植丝针由植丝针推送机构推送沿机架上下移动，并且由振动装置协同往下压移；
植丝针振压下移，穿过压丝管的下管口，抵住纤维丝进入地面设定的深度位置；一周期植丝作业完成；
所述纤维丝为人工制作的塑料合成纤维，是成束的。
虽然以上公开了人工植丝机三种不同的技术方案，但是均需要本发明提供的压丝装置。
本发明的优良效果和带来的优越性。
采用本技术方案，可以让三种混合草坪植丝机的压丝装置快速便捷实现，针对性强，结构简单，尽量采用标准、通用件，易于制作、装配和维护保养，还克服了易被人忽视的技术问题，降低加工、装配要求，确保使用精度，让人工植丝机广泛推广普及，普惠大众和爱好体育的人士，促进体育运动开展，提高人们身体素质和运动员的技能和竞技水平。同时本发明提供的压丝装置结构紧凑，设计巧妙，极大的降低了装置本体所占用的横向面积，便于运输，满足了设计需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明在一实施例中的混合草坪植丝机的结构示意简图，显示植丝机到达作业草坪位置的初始状态，从侧面观看，显示了植丝机植丝作业侧面的配置；
图2为靠近对方机架处的压丝管逐排开始下移的简图；
图3为图2后续所有压丝管全部下移到位的结构示意图，所有的纤维丝也均形成u字形；
图4为在图3后续在长条形刀片条的位置，刀片条将纤维丝切断成n段，包括两侧也切断，同时显示了n排的概念；
图5示出了一实施例中压丝管连排架的主视图；
图6为一实施例中压丝管底部设置有倒V型开口示意图；
图7示出了一具体实施例中，在机架上位于n排竖直压丝管连排架的两侧的压丝管推送机构示意图；
图8-9为压丝管连排架一侧的压丝管推送机构示意图；
图10为对应图8中A处的局部放大图，为压丝管推送机构顶部的局部图；
图11为图8中A处的局部放大图，为压丝管推送机构底部的局部图；
图12示出了立柱及其相应组件的示意图，以及示出了单个驱动电机驱动同步带的原理：
图13为对应图12中A处的局部放大图，示出了最下端的驱动电机以及与该驱动电机相对应工作的张紧轮示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明提供了一种应用于混合草坪植丝机的压丝装置，所述混合草坪植丝机每一植丝周期植出的为前后n排，横向m列丛的矩形草坪，所述压丝装置安装在一机架9上。如图1-4，植丝机的送丝过程为：由供料区的m捆纤维丝锭1牵出端为始，设置横向排列m根送线管2和经柔性可改变角度的圆弧段3相接，内部贯通水平方向的直送管4，直送管4每一植草周期水平往复前后移动一次，即直送管4的输出端由位于矩形草坪的起始侧推移至另一侧，管中的纤维丝6端部被对方机架9上的夹持部件10夹持固定后，直送管4又退回起始位置；纤维丝6在管内部的输送分为植草初始周期的气流输送和正常植草周期的机械输送两种方式：1)所述气流输送方式由压缩空气吹送纤维丝6输送；2)机械输送方式，纤维丝6被前一周期切断的端头被直送管4出口端的夹子5夹紧随管向前移动而带动输送，被固定在机架9上的夹持部件10夹持后，夹子5松开，直送管4后退。
在机架9上设置有n排竖直压丝管连排架13，每个压丝管连排架13的下表面均竖直固定有m个压丝管7，在位于n排竖直压丝管连排架13的两侧安装有压丝管推送机构17，压丝管连排架13分别由两侧的压丝管推送机构17同步驱动以沿机架9上下移动，且由靠近机架9上夹持部件10的为始，压丝管连排架13逐个往下移动以带动压丝管7逐排下压将纤维丝向下弯曲呈U型,并由设置在竖直压丝管连排架13之间的刀片将纤维丝切断。为了使压丝管7能够比较容易的将纤维丝向下弯曲呈U型，压丝管7的下端设计为图6所示的底部带有倒V型开口。此外，与每个压丝管7同轴线配置可以上下移动的植丝针8(如图1)，且植丝针8的底端高于压丝管7底端，n排植丝针8分成两个或两个以上的段，每段的m列植丝针8由植丝针推送机构12推送沿机架9同步上下移动，并且由振动装置18协同往下压移；植丝针8振压下移，下端穿过压丝管7的下管口，抵住纤维丝6进入地面G设定的深度位置。
请参阅图7-13，下面对压丝管推送机构17的结构进行进一步的详细说明：
压丝管推送机构17设有两根分别树立在所述n排竖直压丝管连排架13前后两侧的纵向立柱171，在两根纵向立柱171之间设有上下两根水平轴173，上下两根水平轴173在轴向方向上均各自设置有n个与压丝管连排架13位置相对应的同步带轮179，上下两根水平轴173上下对应的一对同步带轮179之间连接有同步带178，位于上下同步带轮179之间的同步带178与压丝管连排架13的侧边固定相连，在每根纵向立柱171上均设置有n/2个驱动电机174，两根纵向立柱171上的共n个驱动电机174的水平输出轴180分别驱动一根同步带178进行竖直方向的传动；每根纵向立柱171上的n/2个驱动电机174由下至上呈阶梯状错位设置在纵向立柱171上，每根纵向立柱171上的驱动电机174的设置高度越高，则该第一驱动电机174的水平输出轴180距离另一根纵向立柱171越近。
其中，同步带轮179通过通过轴承175安装在水平轴173上。
在一可选的实施例中，如图11-13，在两根纵向立柱171之间还设置若干位于上下相邻两个驱动电机174之间的张紧轮安装轴177，且所述张紧轮安装轴177位于上、下水平轴173相对于所述n排竖直压丝管连排架13的另一侧，在各张紧轮安装轴177的两端并靠近所述驱动电机174水平输出轴180位置处安装有两个张紧轮181。两根纵向立柱171的相对侧设置有纵向一排的安装孔183，以用于张紧轮安装轴177两端的固定。其中，
最上端驱动电机174水平输出轴180与下同步带轮179之间的同步带由最上端张紧轮安装轴的一张紧轮181张紧连接，且
最下端驱动电机174水平输出轴180与上同步带轮179之间的同步带由最下端张紧轮安装轴的一张紧轮181张紧连接，且
位于最上端驱动电机174和最下端驱动电机174中间的驱动电机174水平输出轴180与上同步带轮179以及下同步带轮179之间的同步带分别通过位于当前驱动电机174上下两侧的两根张紧轮安装轴上的张紧轮181张紧连接。
本发明为了实现在有限的空间内实现单独控制每个压丝管连排架13进行升降，采用了上述结构，将驱动电机174分两列错位设置在两根立柱171上，同时为了减少占多过多横向体积，设置了张紧轮，同一根立柱上的上下相邻两个驱动电机174所配套的张紧轮可以共用一根张紧轮安装轴。本发明结构紧凑，设计巧妙，极大的降低了装置本体所占用的横向面积，同时便于运输，满足了设计需求。
在一可选的实施例中，位于对应上下两个同步带轮179之间的同步带通过卡扣176与压丝管连排架13的侧边相连，所述卡扣176在上、下同步带轮179之间的活动距离大于竖直压丝管连排架13所需的升降行程。优选的，卡扣176为小型卡扣装置，高度不宜过大，否则会影响到压丝管连排架13的升降行程。
在一可选的实施例中，在机架9两侧竖直安装有侧板，所述纵向立柱171的底部设置有螺纹孔并通过螺钉以固定在侧板的前后两侧(如图7)；机架同一侧的两根纵向立柱171之间通过若干根水平支撑轴182固定连接(如图12)，通过水平支撑轴182来保证两根纵向立柱171之间的稳定性。
在一可选的实施例中，所述驱动电机174为正反转可调的伺服电机，且每个竖直压丝管连排架13两端对应的两个所述驱动电机174工作完全同步。
请继续参阅图12-13，下面以右侧立柱上最下端驱动电机174的驱动过程进行说明：
同步带178依次连接驱动电机174的水平输出轴180、下水平轴173-2、上水平轴173-1、张紧轮181。由水平输出轴180的转动带动同步带178转动，并由同步带178在下水平轴173-2、上水平轴173-1之间的上下运动来带动压丝管连排架13的升降。
本发明人，对本植丝机的三项重要参数作如下选择，取得了十分优越的使用效果，即m为60，n为14。其中n排和m列的间距均为20mm为通常人工草坪需要的规格。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
