CN101836535A - 挖拔式木薯收获机 - Google Patents

Abstract

本发明属农业机械领域，具体涉及一种挖拔式木薯收获机，包括机架(1)，在机架的前方设有悬挂装置(4)，在机架的下方固联挖掘铲(2)，在机架上设置前端低后端高的夹持输送装置(5)，夹持输送装置通过传动装置与拖拉机的动力源连接。本发明通过挖掘铲和夹持输送装置实现挖拔同时进行的木薯收获作业方式，具有省力、易收、高效、高速，自动化程度高和适合大规模作业的特点。

Description

挖拔式木薯收获机

技术领域

本发明属农业机械领域，具体涉及一种挖拔式木薯收获机。

背景技术

木薯是广泛栽培于热带、亚热带的重要经济作物，是世界主粮之一，产量在粮食作物中排第七。木薯生产过程中收获作业是一项农业适时期短、占用劳力较多、劳动强度大、作业条件差的作业工序。一般小规模生产多用人工收获，起畦栽培的可用畜力犁松泥土进行收获。大面积栽培，可用机械收获，方法是先砍去茎干，然后在拖拉机上装上没有翻土板的犁头，这样便可犁松土表而翻动块根，再人工收拣，每人每天可收获4～5亩。现阶段我国木薯收获方式大部分地区仍以人工收获为主，部分地区用挖掘犁，少部分地区采用简单的人力挖掘式收获器。然而木薯收获作业用工多，劳动强度大，已成为产区内农民最繁重的劳动之一。

目前我国的木薯收获机械尚在起步，技术上还不成熟。但在国外木薯收获机械有一定的研究，主要在古巴、哥伦比亚、尼日利亚等地。就目前所具有的木薯收获机械，按所采用的薯块收获方式不同可分为：1)挖式；2)拔式；3)挖拔结合式这三种机型。

1、挖式

第一种收获方式为挖式，如古巴于1979年研制的I型半悬挂木薯收获机和1986年研制II型单行木薯收获机的样机。前者是将一个独立驱动的旋转切刀，装在拖拉机前面，将地面以上的木薯杆切断；另一装置将切断的木薯杆收集并成排放在拖拉机行走路线以外；木薯挖掘机构通过一个特殊联结装置半悬挂在拖拉机后面；锄铲在木薯块根的下面运动，从而将木薯块根掘起；锄铲的往复运动既可降低牵引阻力，又有利于不同土壤条件下的收获作业。后者采用了全悬挂装置，操纵灵活，结构紧凑，有两组由动力输出轴驱动的往复运动铲，分别从垄沟伸入到木薯块根的下面，这种结构使挖掘铲伸入土壤部分的长度达到最小，又能保证木薯块根损伤最少；每个挖掘器由一组高强度棒料制成的凿铲构成，通过曲柄滑块机构使两组挖掘器产出往复运动。挖掘铲由轴线交角为120°的伞形齿轮箱传动，主动齿轮轴由三角皮带从运动输出轴获得动力。II型收获机牵引阻力小，挖掘质量好，块根干净，结构紧凑，三点全悬挂，使它有良好的操作性能。既可后悬挂，又可侧悬挂，从而可适应平作或垄作行距为1m的木薯收获。

中国广西武鸣县农机局于2009年推出的一款挖式木薯机型，通过多次反复试验改进，成功研制出4UM-1600型木薯收获机。该机以天津804型拖拉机为动力，收获幅宽1.6M，铲滾筛深度30CM，一次可收获两畦木薯。该机收获的木薯干净、摆放整齐，且损失率很低。

这种挖式收获方法需要移动大量土壤，浪费较多动力，功率利用率较低，且挖掘深度有限，挖掘大块根木薯品种损失率较大。

2、拨式

第二种收获方式为拨式，如由中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所2005年研制的提竿式木薯收获器和卡齿式木薯收获器。前者的工作头利用平行四边形变形的特性，使得在杠杆的手动端在抬升的过程中，工作头发生变形，夹头能牢固地夹紧木薯茎竿，将木薯块根提出土壤。该收获器还利用动力臂长度大于阻力臂的杠杆达到省力的目的。后者利用内侧两边成锯齿状的V形的卡齿和一直形杠杆固定在一起，使用时卡齿内侧锯齿能牢固地卡住木薯茎竿，使用者抬升杠杆的手动端将木薯块根提出土壤。

这种方法无法满足大规模作业的要求，实用化程度不高，在中型或重型粘性土壤，这种方法收获可能导致根块的损失和损伤。

3、挖拔式

挖拔式木薯收获机主要由挖掘部件和拔出部件组成，由拖拉机牵引作为动力。工作时，挖掘部件从块根下面切入、挖松，同时提高，紧接着用夹持带夹住薯杆从土中将块根拔出并放置在地面上，工作过后，地面平整，同时又深松了土壤。这种机型节省了大量的劳动力，大大提高了劳动生产率，降低劳动成本，并且木薯损失率较低，与挖式收获相比，牵引力小了很多，功率利用率增加。基于这一原理的装置在古巴曾经研究过，但机构的刚性和稳定性较差，但该装置应用于实践未见有进一步的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种挖拔式木薯收获机，采用挖拔同时进行的木薯收获作业方式，在收获木薯的同时还具有自动切薯的功能，具有省力、易收、高效、高速，自动化程度高和适合大规模作业的特点。

本发明所采用的技术方案：

一种挖拔式木薯收获机，包括机架，在机架的前方设有悬挂装置，通过悬挂装置可将机架悬挂在拖拉机上；在机架的下方固联挖掘铲，挖掘铲在拖拉机带动机架向前移动时从薯块下面切入、挖松，同时将块根抬高；在机架上设置前端低后端高的夹持输送装置(即由下而上地设置)，夹持输送装置通过传动装置与拖拉机的动力源连接，利用夹持输送装置可以将木薯茎杆夹持上提，将薯块拔出地面并放置在地面上再由人工拾捡或直接装车运输到初加工厂进行薯块的初加工。收获木薯时，先将木薯茎杆在地面30cm以上处切断并请走杂物，将机架悬挂在拖拉机上，由拖拉机带动向前移动，机架上的挖掘铲从薯块下面切入、挖松，同时将块根抬高，紧接着由夹持输送装置夹住木薯茎杆并将块根拔出地面再由人工拾捡或直接装车运输到初加工厂进行薯块的初加工。

为了能使经过挖掘铲挖松、抬高的木薯茎杆被导向夹持输送装置，以利于木薯茎杆被夹持和拔出地面，在夹持输送装置的前端两侧设置导向块。

所述夹持输送装置采用双带式夹持结构，由两个相向的轮架组成，其中一个为固定轮架，在固定轮架上设有带轮、固定夹持轮和夹持带，另一个为弹性轮架，在弹性轮架上设有带轮、摇杆、活动夹持轮和夹持带，摇杆为中间轴转动连接，活动夹持轮设置在摇杆相向固定轮架的一端，摇杆的另一端设置拉动弹簧，拉动弹簧的作用可使活动夹持轮紧密地贴着固定轮架上的固定夹持轮；固定轮架、弹性轮架上的带轮通过传动装置与拖拉机的动力源连接。木薯茎杆在进入到夹持带之间时被夹紧，固定夹持轮为固定的，夹持间距通过拉动弹簧的伸缩来改变，以保证夹持力的大小可使夹持牢固；拖拉机的动力输出带动带轮旋转，使两侧夹持带以相同的速度运动，夹持的水平分速度与拖拉机的前进速度大小相等，方向相反，木薯茎杆在水平方向上基本没有移动，木薯茎杆被提起，木薯块茎在夹持带的作用下被提起离地面。

所述挖掘铲由两侧平面铲、中间三角凸面铲和固定支架构成。其利用凸面楔的劈切原理，即楔子在土壤中移动时，除了其楔刃具有切削作用外，楔面对土壤还有劈裂、剪切和使之弯曲折断的作用，造成土壤反复剪切失效，最后形成许多小土块或颗粒，使土壤发散。

为了增强挖掘铲的碎土能力，降低挖掘阻力，增高提升高度，减轻整机重量，在挖掘铲的后部设置弓形指状延伸铲。指状延伸铲减小掘起土层与铲面接触面，进而减小摩擦阻力。在经过三角凸面铲初步破碎的土壤后，弓形指状延伸铲进一步拱碎，且在指状杆间架空漏掉，增强铲的碎土性能，且减少铲上壅土。

为了能将挖掘并拔出地面的木薯茎杆切掉，在机架后部于夹持输送装置的下面设置切薯装置，切薯装置由圆盘切割刀和电机组成，电机设置在机架上，通过联接轴与圆盘切割刀连接。电机工作带动圆盘切割刀旋转，对经过夹持输送装置拔出地面的木薯茎杆进行切割，进而切下薯块。

本发明通过挖掘铲和夹持输送装置实现挖拔同时进行的木薯收获作业方式，具有省力、易收、高效、高速，自动化程度高和适合大规模作业的特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的夹持输送装置的结构示意俯视图。

图3是本发明的挖掘铲的结构示意图。

图中：1、机架；2、挖掘铲；3、导向块；4、悬挂装置；5、夹持输送装置；6、切薯装置；7、固定轮架；8、固定夹持轮；9、弹性轮架；10、拉动弹簧；11、摇杆；12、活动夹持轮；13、夹持带；14、带轮；15、两侧平面铲；16、三角凸面铲；17、固定支架；18、弓形指状延伸铲。

具体实施方式

在图1所示的结构中，本发明包括机架1，在机架的前方设有悬挂装置4，在机架的下方固联挖掘铲2，在机架上设置前端低后端高的夹持输送装置5，夹持输送装置5通过传动装置与拖拉机的动力源连接，在夹持输送装置的前端两侧设置导向块3，在机架后部于夹持输送装置的下面设置由圆盘切割刀和电机组成的切薯装置6。收获木薯时，先将木薯茎杆在地面30cm以上处切断并请走杂物，将机架1悬挂在拖拉机上，由拖拉机带动向前移动，机架上的挖掘铲2从薯块下面切入、挖松，同时将块根抬高，紧接着由导向块3将木薯茎杆导向夹持输送装置5，由夹持输送装置5夹住木薯茎杆并将块根拔出地面，切薯装置6将经过夹持输送装置5拔出地面的木薯茎杆进行切割，进而切下薯块，再由人工拾捡或直接装车运输到初加工厂进行薯块的初加工。

所述夹持输送装置采用双带式夹持结构，由相向的固定轮架7、弹性轮架9组成，在固定轮架上设有带轮14、固定夹持轮7和夹持带13，在弹性轮架上设有带轮14、摇杆11、活动夹持轮12和夹持带13，摇杆11为中间轴转动连接，活动夹持轮设置在摇杆11相向固定轮架的一端，摇杆的另一端设置拉动弹簧10，拉动弹簧的作用可使活动夹持轮紧密地贴着固定轮架上的固定夹持轮；固定轮架、弹性轮架上的带轮14通过传动装置与拖拉机的动力源连接。木薯茎杆在进入到夹持带之间时被夹紧，拖拉机的动力输出带动带轮14旋转，使两侧夹持带以相同的速度运动，夹持的水平分速度与拖拉机的前进速度大小相等，方向相反，木薯茎杆在水平方向上基本没有移动，木薯茎杆被提起，木薯块茎在夹持带的作用下被提起离地面。

所述挖掘铲由两侧平面铲15、中间三角凸面铲16、固定支架17和弓形指状延伸铲18构成。其利用凸面楔的劈切原理，即楔子在土壤中移动时，除了其楔刃具有切削作用外，楔面对土壤还有劈裂、剪切和使之弯曲折断的作用，造成土壤反复剪切失效，最后形成许多小土块或颗粒，使土壤发散，设置在挖掘铲后部的弓形指状延伸铲18可增强挖掘铲的碎土能力，降低挖掘阻力，进而减小摩擦阻力。在经过三角凸面铲初步破碎的土壤后，弓形指状延伸铲进一步拱碎，且在指状杆间架空漏掉，增强铲的碎土性能，且减少铲上壅土。

Claims (6)

1.一种挖拔式木薯收获机，其特征在于：包括机架(1)，在机架的前方设有悬挂装置(4)，机架的下方固联挖掘铲(2)，机架上设置前端低后端高的夹持输送装置(5)，夹持输送装置通过传动装置与拖拉机的动力源连接。

2.根据权利要求1所述的挖拔式木薯收获机，其特征在于：在机架后部于夹持输送装置的下面设置切薯装置(6)，切薯装置由圆盘切割刀和电机组成。

3.根据权利要求1所述的挖拔式木薯收获机，其特征在于：在夹持输送装置的前端两侧设置导向块(3)。

4.根据权利要求1所述的挖拔式木薯收获机，其特征在于：所述夹持输送装置采用双带式夹持结构，由相向的固定轮架(7)、弹性轮架(9)组成，在固定轮架上设有带轮(14)、固定夹持轮(8)和夹持带(13)，在弹性轮架上设有带轮、摇杆(11)、活动夹持轮(12)和夹持带，摇杆为中间轴转动连接，活动夹持轮(12)设置在摇杆相向固定轮架的一端，摇杆的另一端设置拉动弹簧(10)，固定轮架、弹性轮架上的带轮(14)通过传动装置与拖拉机的动力源连接。

5.根据权利要求1所述的挖拔式木薯收获机，其特征在于：所述挖掘铲由两侧平面铲(15)、中间三角凸面铲(16)和固定支架(17)构成。

6.根据权利要求5所述的挖拔式木薯收获机，其特征在于：在挖掘铲的后部设置弓形指状延伸铲(18)。

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