山林杂灌木采伐打捆装置技术领域
本发明涉及一种林业机具，特别是指一种山林杂灌木采伐打捆装
置。
背景技术
随着清山育林、林地改造、林地抚育等工程的开展，山林杂灌木
的采伐与清理成为林地建设的重要工作，采伐后的山林杂灌木等还可
以作为燃料用于生物质发电，增加了林地的经济效益。
采伐机是一种专门用于树木的机械化收集装备，作为附件配套在
动力设备上使用，一般应用于林业采伐等行业。采伐机在国外已有多
年的应用，但对杂灌木采伐的配套机具却研究很少，目前国内外尚无
杂灌木采伐机具的应用。
现有的采伐机具均适宜于大型树木的采伐作业，如美国JOHN
DEERE的能源木材收获机、伐木归堆机、集木机、韩国DOOSAN集
木机和日本KOMATSU集木机等，机型较大且动力配套较大，自动
化程度高且作业效率高，仅适用于直径大于200mm的树木采伐作业，
购置费用和使用费用均较高，对作业地面的坡度有一定的要求，适用
于作业场所相对平坦、林地坡度小于35度、林木生长较为规整的林
地使用，无法进行杂灌木的采伐作业.
国内一些企业研制了杂灌木的小型装备，其作业对象是丘陵及沙
地中的灌木类植物，对采伐对象的形状、直径有一定的要求，也不适
应山区陡峭工作场地的行走，如中国农机研究院呼和浩特分院联合研
制的4GZ-1.0型多功能自走式灌木平茬机、多功能自走式灌木平茬收
割机等，这些机具适用于地面较为平整的环境进行作业，包括平整林
地或坡度较小的丘陵地人工种植的柠条、红柳等灌木进行平茬收割作
业，无法在山林中使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于复杂地形下杂灌木等物料的
集拢、切割、打捆的山林杂灌木采伐打捆装置。
为实现上述目的，本发明所设计的山林杂灌木采伐打捆装置包括
机架，所述机架的正面设置有上夹持压捆臂、下夹持压捆臂、上收拢
压缩臂、下收拢压缩臂，所述机架的两侧分别设置有夹持压捆臂铰链
和收拢压缩臂铰链。所述上夹持压捆臂和下夹持压捆臂通过夹持压捆
臂铰链铰接在机架的左侧。所述上收拢压缩臂和下收拢压缩臂通过收
拢压缩臂铰链铰接在机架的右侧，二者同步张开或闭合。所述上夹持
压捆臂和下夹持压捆臂、上收拢压缩臂和下收拢压缩臂与机架之间围
成的空间为树杆收拢仓。所述上夹持压捆臂与上收拢压缩臂沿机架上
下交错，所述下夹持压捆臂与下收拢压缩臂沿机架上下交错。所述机
架的背面设置有悬挂装置，用于将山林杂灌木采伐打捆装置悬挂固定
在挖掘机或装载机上。所述机架的底部设置有底座，所述底座上设置
有向机架前方伸出的圆盘锯片切割装置和两个树根收拢臂。所述树根
收拢臂在圆盘锯片切割装置的上方设置有存贮平台，其作用是承载切
割后的树根，避免树根直接压在圆盘锯片切割装置上。所述树根收拢
臂在底座前方围成树根切割仓。所述机架的内部设置有液压系统，所
述上夹持压捆臂和下夹持压捆臂、上收拢压缩臂和下收拢压缩臂分别
通过液压系统带动张开或抱合，所述圆盘锯片切割装置由液压系统驱
动回转。需要指出的是，本专利中左侧、右侧均指从正面看，且仅用
于区别部件是否位于同一侧，实际装置的左右侧可以互换。
该山林杂灌木采伐打捆装置通过悬挂装置铰接在挖掘机或装载
机上，其液压系统连接至挖掘机或装载机，通过挖掘机或装载机的液
压输出驱动并控制该装置的液压系统工作；上夹持压捆臂和下夹持压
捆臂、上收拢压缩臂和下收拢压缩臂在液压系统带动下张开，将杂灌
木收入圆盘锯片切割装置的切割范围内；圆盘锯片切割装置由液压系
统驱动高速回转，对杂灌木的根部进行切割，切割后的杂灌木根部进
入存贮平台上方；上夹持压捆臂和下夹持压捆臂闭合将杂灌木进行压
捆，上收拢压缩臂和下收拢压缩臂再次张开将竖立的杂灌木收拢，圆
盘锯片切割装置再次进行切割，上夹持压捆臂和下夹持压捆臂再次对
杂灌木进行压捆，上收拢压缩臂和下收拢压缩臂、上夹持压捆臂和下
夹持压捆臂不断交替张开闭合，直至装置前的空间内装满杂灌木，最
后使用铁链条(或其他捆扎件)将杂灌木包捆成型后运送至指定堆放
位置。
优选地，所述上夹持压捆臂和下夹持压捆臂分别固定在夹持压捆
臂铰链的上部和下部，所述夹持压捆臂铰链铰接在机架的左侧，二者
同步张开或闭合；所述上收拢压缩臂和下收拢压缩臂分别固定在收拢
压缩臂铰链的上部和下部，所述收拢压缩臂铰链铰接在机架的右侧，
二者同步张开或闭合。作为铰接的另一种形式，也可将夹持压捆臂铰
链和收拢压缩臂铰链固定在机架上，并将上夹持压捆臂和下夹持压捆
臂铰接在夹持压捆臂铰链上，上收拢压缩臂和下收拢压缩臂铰接在收
拢压缩臂铰链上。
优选地，所述液压系统包括夹持压捆油缸、夹持压捆油缸固定连
接杆、夹持压捆臂铰链驱动联杆、收拢压缩油缸、收拢压缩油缸固定
连接杆、收拢压缩臂铰链驱动联杆和液压马达。所述夹持压捆油缸固
定连接杆固定在机架的右侧，所述夹持压捆油缸的一端铰接在夹持压
捆油缸固定连接杆上，另一端铰接在夹持压捆臂铰链驱动联杆的一
端，所述夹持压捆臂铰链驱动联杆的另一端固定在夹持压捆臂铰链
上，所述机架、夹持压捆油缸、夹持压捆臂铰链驱动联杆组成以夹持
压捆臂铰链驱动联杆为曲柄，以夹持压捆油缸为摇块的曲柄摇块机
构；所述夹持压捆臂铰链驱动联杆在夹持压捆油缸的活塞杆的推动下
旋转，由于夹持压捆臂铰链驱动联杆、下夹持压捆臂和上夹持压捆臂
通过夹持压捆臂铰链连接成一体，所述下夹持压捆臂和上夹持压捆臂
也相应的进行旋转。所述收拢压缩油缸固定连接杆固定在机架的左
侧，所述收拢压缩油缸的一端铰接在收拢压缩油缸固定连接杆上，另
一端铰接在收拢压缩臂铰链驱动联杆的一端，所述收拢压缩臂铰链驱
动联杆的另一端固定在收拢压缩臂铰链上，所述机架、收拢压缩油缸、
收拢压缩臂铰链驱动联杆组成以收拢压缩臂铰链驱动联杆为曲柄，以
收拢压缩油缸为摇块的曲柄摇块机构。所述收拢压缩臂铰链驱动联杆
在收拢压缩油缸的活塞杆的推动下旋转，由于收拢压缩臂铰链驱动联
杆、上收拢压缩臂和下收拢压缩臂通过收拢压缩臂铰链连接成一体，
所述上收拢压缩臂和下收拢压缩臂也相应的进行旋转。所述液压马达
固定在机架的下方，所述圆盘锯片切割装置联结在液压马达的输出轴
上，在液压马达的带动下高速旋转以切断树根。
优选地，所述树根收拢臂的底面设置有向其外侧伸出的圆盘锯片
保护板，圆盘锯片保护板位于圆盘锯片切割装置的下方，可避免草木
等从圆盘锯片切割装置的侧面进入，造成圆盘锯片切割装置卡死等故
障。
优选地，所述机架的正面设置有铁链条支撑装置，切割下来的杂
灌木通过铁链条进行捆扎，铁链条放置在铁链条支撑装置上，铁链条
支撑装置可采用挂钩、支架、横杆等。
优选地，所述树根收拢臂的前端设置有锯条，锯条的锯齿指向树
根收拢臂的前方，锯条的锯齿薄而锋利，便于将待切割的杂灌木与外
围杂灌木分开。
优选地，所述机架的上部设置有向机架前方伸出的两个树梢收拢
臂。两个树梢收拢臂与机架围成树梢收拢仓，作为容纳树梢的空间，
同时也可避免树梢散乱影响作业。
优选地，所述树梢收拢臂指向机架的外侧斜前方，使两树梢收拢
臂向外侧张开成类似弓形的结构，能够收纳更多的树梢。进一步的，
所述树梢收拢臂与机架正前方的夹角为40°～70°，进一步优选为
45°。
优选地，所述树根收拢臂指向机架的外侧斜前方，使得两树根收
拢臂向外侧张开，能够收纳更多的树根。进一步的，所述树根收拢臂
与机架正前方的夹角为5°～45°，进一步优选为15°
本发明的有益效果是：该装置配套挖掘机或装载机即可完成山林
杂灌木的收拢、切割、打捆作业，适宜于在地面不平、山坡沟底等复
杂地形下进行作业，可完成杂灌木等生物质物料的机械化作业，提高
了采伐杂灌木的工作效率，降低了杂灌木采伐的生产成本与人工费
用，有效提高了机具使用率与作业范围，减轻了人工的劳动强度，可
满足林地杂灌木采伐机械化的需求，对促进我国林地改造及生物质发
电行业的发展具有重要的现实意义和良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明所设计的山林杂灌木采伐打捆装置四臂张开时的
结构示意图。
图2为图1中山林杂灌木采伐打捆装置四臂抱合时的结构示意
图。
图3为图1中液压系统的结构示意图。
其中：底座1、存贮平台2、圆盘锯片切割装置3、树根切割仓4、
树杆收拢仓5、下夹持压捆臂6、夹持压捆臂铰链7、铁链条8、上夹
持压捆臂9、树梢收拢仓10、机架11、收拢压缩臂铰链12、上收拢
压缩臂13、铁链条支撑装置14、悬挂装置15、下收拢压缩臂16、液
压系统17、铁链条挂钩18、圆盘锯片保护板19、收拢压缩臂铰链驱
动联杆20、夹持压捆油缸固定连接杆21、收拢压缩臂铰链固定板22、
夹持压捆油缸23、夹持压捆臂铰链固定板24、夹持压捆臂铰链驱动
联杆25、收拢压缩油缸固定连接杆26、收拢压缩油缸27、圆盘锯片
固定件28、液压马达固定件29、液压马达30、树梢收拢臂31、树根
收拢臂32、锯条33
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1～2所示，本发明所设计的山林杂灌木采伐打捆装置，由底
座1、存贮平台2、圆盘锯片切割装置3、下夹持压捆臂6、夹持压捆
臂铰链7、上夹持压捆臂9、机架11、收拢压缩臂铰链12、上收拢压
缩臂13、铁链条支撑装置14、悬挂装置15、下收拢压缩臂16、液压
系统17、圆盘锯片保护板19等组成。
底座1设置在机架11的下部，悬挂装置15设置在机架11的背
面中部，液压系统17固定在机架11的内部。机架11的上部设置有
向机架外侧斜前方伸出的树梢收拢臂31，树梢收拢臂31与机架11
正前方的夹角为45°，树梢收拢臂31在机架顶部围成近似弓形的树
梢收拢仓10。上夹持压捆臂9和下夹持压捆臂6、上收拢压缩臂13
和下收拢压缩臂16与机架11之间围成的空间为树杆收拢仓5。铁链
条支撑装置14为设置在机架11正面的两个支撑挂钩，铁链条8放置
在该支撑挂钩上，铁链条8的一端设置有铁链条挂钩18。
底座1上设置有向机架11前方伸出的圆盘锯片切割装置3和树
根收拢臂32，树根收拢臂32指向机架11的外侧斜前方，其与机架
正前方的夹角为15°，使两树根收拢臂32向外侧张开，能够收纳更
多的树根。树根收拢臂32在圆盘锯片切割装置3的上方设置有存贮
平台2，树根收拢臂32在底座前方围成开口向前的树根切割仓4。树
根收拢臂32的底面设置有向其外侧伸出的圆盘锯片保护板19，树根
收拢臂32的前端设置有锯条33，锯条33的锯齿指向树根收拢臂32
的前方。
上夹持压捆臂9和下夹持压捆臂6分别固定在夹持压捆臂铰链7
的上下部位，二者与夹持压捆臂铰链7作为整体铰接在机架11的左
侧。上收拢压缩臂13和下收拢压缩臂16分别固定在收拢压缩臂铰链
12的上下部位，二者与收拢压缩臂铰链12作为整体铰接在机架11
的右侧。上夹持压捆臂9与上收拢压缩臂13上下交错，下夹持压捆
臂6与下收拢压缩臂16上下交错。
如图1所示，上夹持压捆臂9和下夹持压捆臂6、上收拢压缩臂
13和下收拢压缩臂16通过液压系统17带动张开，圆盘锯片切割装
置3由液压系统17驱动回转。
如图2所示，上夹持压捆臂9和下夹持压捆臂6、上收拢压缩臂
13和下收拢压缩臂16通过液压系统17带动抱合；铁链条8的两端
由铁链条挂钩18挂接后连为一体。
如图3所示，液压系统由收拢压缩臂铰链驱动联杆20、夹持压
捆油缸固定连接杆21、收拢压缩臂铰链固定板22、夹持压捆油缸23、
夹持压捆臂铰链固定板24、夹持压捆臂铰链驱动联杆25、收拢压缩
油缸固定连接杆26、收拢压缩油缸27、圆盘锯片固定件28、液压马
达固定件29、液压马达30等组成。
夹持压捆臂铰链固定板24固定在机架11的左侧，夹持压捆臂铰
链7铰接在夹持压捆臂铰链固定板24上，上夹持压捆臂9、夹持压
捆臂铰链驱动联杆25、下夹持压捆臂6自上而下依次固定安装在夹
持压捆臂铰链7上。夹持压捆油缸固定连接杆21固定在机架11的右
侧，夹持压捆油缸23的一端铰接在夹持压捆油缸固定连接杆21上，
另一端铰接在夹持压捆臂铰链驱动联杆25上。机架11、夹持压捆油
缸23、夹持压捆臂铰链驱动联杆25组成以夹持压捆臂铰链驱动联杆
25为曲柄，以夹持压捆油缸23为摇块的曲柄摇块机构。夹持压捆臂
铰链驱动联杆25在夹持压捆油缸23的活塞杆的推动下旋转，由于夹
持压捆臂铰链驱动联杆25、下夹持压捆臂6和上夹持压捆臂9通过
夹持压捆臂铰链7连接成一体，下夹持压捆臂6和上夹持压捆臂9也
相应的进行旋转。
收拢压缩臂铰链固定板22固定在机架11的右侧，收拢压缩臂铰
链12铰接在收拢压缩臂铰链固定板22上，上收拢压缩臂13、收拢
压缩臂铰链驱动联杆20、下收拢压缩臂16自上而下依次固定安装在
收拢压缩臂铰链12上。收拢压缩油缸固定连接杆26固定在机架11
的左侧，收拢压缩油缸27的一端铰接在收拢压缩油缸固定连接杆26
上，另一端铰接在收拢压缩臂铰链驱动联杆20上。机架11、收拢压
缩油缸27、收拢压缩臂铰链驱动联杆20组成以收拢压缩臂铰链驱动
联杆20为曲柄，以收拢压缩油缸27为摇块的曲柄摇块机构。收拢压
缩臂铰链驱动联杆20在收拢压缩油缸27的活塞杆的推动下旋转，由
于收拢压缩臂铰链驱动联杆20、上收拢压缩臂13和下收拢压缩臂16
通过收拢压缩臂铰链12连接成一体，上收拢压缩臂13和下收拢压缩
臂16也相应的进行旋转。
液压马达30通过液压马达固定件29安装在机架11的下方，圆
盘锯片切割装置3通过圆盘锯片固定件28联结在液压马达30上。
采用该采伐打捆装置进行杂灌木采伐打捆的作业过程如下：
准备工作时，将该山林杂灌木采伐打捆装置装置通过悬挂装置
15固定在挖掘机动臂前端的斗杆上，由挖掘机的液压输出驱动并控
制该装置的液压系统17工作。(也可将悬挂装置15固定在装载机的
动臂与摇臂上，由装载机的液压输出驱动并控制液压系统17工作。)
上夹持压捆臂9和下夹持压捆臂6、上收拢压缩臂13和下收拢压缩
臂16通过液压系统17带动张合，圆盘锯片切割装置3由液压系统
17驱动回转。
作业时，该山林杂灌木采伐打捆装置由挖掘机(或装载机)拖带
进入杂灌木采伐区域，沿地面平行前移，上夹持压捆臂9和下夹持压
捆臂6、上收拢压缩臂13和下收拢压缩臂16均处于张开状态，圆盘
锯片切割装置3高速回转。前移时，上收拢压缩臂13和下收拢压缩
臂16闭合将竖立的杂灌木收拢进入树杆收拢仓5，圆盘锯片切割装
置3将进入树根切割仓4的杂灌木根部切割，切割后的杂灌木根部进
入存贮平台2，上夹持压捆臂9和下夹持压捆臂6闭合将进入树杆收
拢仓5和树梢收拢仓10的杂灌木进行压捆，上收拢压缩臂13和下收
拢压缩臂16再次张开将竖立的杂灌木收拢进入树杆收拢仓5，圆盘
锯片切割装置3再次对进入树根切割仓4的杂灌木根部进行切割，切
割后的杂灌木根部进入存贮平台2，上夹持压捆臂9和下夹持压捆臂
6张开，继续将进入树杆收拢仓5和树梢收拢仓10杂灌木进行压捆，
上收拢压缩臂13和下收拢压缩臂16、上夹持压捆臂9和下夹持压捆
臂6不断交替张开闭合，直至树杆收拢仓5和树梢收拢仓10装满杂
灌木枝条，最后将铁链条支撑装置14上放置的铁链条8两端拉紧，
通过铁链条8尾端设置的铁链条挂钩18链结，将杂灌木包捆成型。
杂灌木包捆卸除时，通过挖掘机(或装载机)将该采伐打捆装置
升起，杂灌木包捆运送至指定堆放位置，上收拢压缩臂13和下收拢
压缩臂16、上夹持压捆臂9和下夹持压捆臂6同时张开，前倾后将
杂灌木包捆卸除。