CN102273364A - 一种小型半自动甜叶菊摘叶机 - Google Patents

Abstract

本发明为一种小型半自动甜叶菊摘叶机，涉及农业采摘机械工程领域，具体涉及农业经济作物——甜叶菊的摘叶收获。本发明柔性夹持装置、支撑托架、机架、出料滑板、摘叶机构、机内输送带、下切刀、上切刀、传动系统、喂料台。甜叶菊嫩梢由柔性夹持链与支撑托架构成的机械手夹持向前移动，在主、副滚筒入口处梳正齿的作用下迅速进入摘叶作业，摘下的叶片通过气流与机内传送带排至机外；嫩梢遇到上、下切刀被迅速切断，自动落入收集框；而茎杆在主、副滚筒末端的排出齿作用下从出料滑板排出机外，完成自动脱叶分离过程。小型半自动甜叶菊摘叶机结构简单，可靠性好，自动化程度较高，维修方便。

Description

一种小型半自动甜叶菊摘叶机

技术领域

本发明属于农业采摘机械工程领域，具体涉及农业经济作物——甜叶菊的自动摘叶作业。 

背景技术

甜叶菊是中国上世纪七十年代末引种成功的，至今已有30余年的种植历史。甜叶菊是一种颇有发展前景的经济作物，已成为继蔗糖、甜菜糖之后的第三种天然糖源。目前我国甜叶菊的种植面积达40余万亩，占世界种植面积的三分之二，成为世界最大的种植基地，甜叶菊收获时有其特殊性，从茎杆上摘下的甜叶菊叶片一定要完好，否则销售价将大打折扣。故，目前甜叶菊的收获流程是：人工收割（1.5亩/人.天）——打捆——晒场人工摘叶(1亩/人.四天)——人工晾晒——打包——销售。甜叶菊收获目前全靠手工进行，劳动强度大、效率低、人工成本高。缺乏高效、安全、可靠的机械化摘叶工具，从而制约了甜叶菊的规模化生产。 

从文献检索发现,有一种甜叶菊加工机（专利号ZL  200820188220.1），在机架上装有一转轴和电机，转轴和电机之间连接有传动装置，转轴上装有滚筒和切刀，切刀位于滚筒的外侧，滚筒上有两组以上的脱粒齿，机架上位于滚筒和切刀的下方有排料槽，排料槽的底面与水平面倾斜。该结构效率低、嫩梢切断不可靠、操作不方便、自动化程度低，且脱下的甜叶菊碎叶较多，工作时旋转部件暴露无遗，常引起工伤等事故发生，安全性差，生产效率低，推广难度大。 

发明内容

为了克服现有技术的效率低、嫩梢切断不可靠、操作不方便、自动化程度低、安全性差，生产效率低的问题，本发明设计了小型半自动甜叶菊摘叶机，它由机架、主滚筒、副滚筒、柔性夹持链、支撑托架、上切刀、下切刀、机内输送带、电动机、传动系统、喂料台等主要部件组成。其特征在于机架呈鳄鱼式；机架上有两只与送料方向平行，且高度相差25~60mm的摘叶滚筒；柔性夹持链位于机架上鳄，支撑托架位于机架下颚，支撑托架在弹簧的作用下，与柔性夹持链接触构成脱叶时嫩梢的夹持机械手，嫩梢经过上、下切刀时被自动切断，掉入收集框，脱下的叶片随着气流和机内输送带自动排出机外，而茎杆在主、副滚筒末端的排出齿作用下从机架出料滑板下落，从而完成甜叶菊的自动脱叶分离工作。 

小型半自动摘叶机工作原理：人工将甜叶菊嫩梢朝向柔性夹持链方向，使75~80mm的嫩梢喂入柔性夹持链与支撑托架构成的机械手之间，茎杆部分在主、副滚筒喂入端的梳正齿作用下，迅速进入滚筒由滚筒上刀齿实施摘叶作业，摘下的叶片随着气流和机内输送带排出机外；甜叶菊的嫩梢和茎杆由柔性夹持链继续向前送进，遇到上、下切刀被迅速切断，自动掉入收集框，而茎杆在主、副滚筒末端的排出齿作用下从出料滑板排出机外，从而将叶子与茎杆自动分离开来。这样就完成甜叶菊的喂入——自动摘叶——自动切断——自动茎叶分离工序。本发明采用了双滚筒摘叶方式，适应于不同高度作物的需要，作业效率高，嫩梢自动切断，茎杆与脱下的叶片自动分离，安全可靠，功耗小，安装及维修方便。 

本发明的技术方案是，机架呈鳄鱼式，构成进料和出料通道；机架上有两只摘叶滚筒与送料方向平行放置，高度相差25~60mm，其上分别分布有4-6根梳正齿、10-20根刀齿、4-6根排出齿；柔性夹持链位于机架上鳄，支撑托架位于机架下颚，构成脱叶过程的夹持机械手，被夹持的嫩梢遇到上、下切刀被自动切断，自动掉入收集框，脱下的叶片下落由机内输送带自动排出机外，而茎杆在主、副滚筒末端的排出齿作用下从机架出料滑板排出，完成甜叶菊自动脱叶和茎杆分离工作。 

鳄鱼式机架采用角钢焊接而成，机架内壁有1毫米钢板作为衬板；摘叶采用闭式双滚筒结构，主滚筒与副滚筒与送料方向平行放置，且高度相差25～60mm，在水平方向使滚筒工作时刀齿高度有30-50%交错重叠；滚筒圈与副滚筒圈从喂入端开始，入口端沿周向分布有4～6根梳正齿，摘叶段有10-20根刀齿、出口有4～6根排出齿，。主、副滚筒直径、转速、转向相同；电动机置于机架的底部，且位于前滑板下方，动力通过V型带传输到中间轴14，中间轴14分两路传递，一路传入主滚筒，主滚筒另一端通过链传递给副滚筒和机内输送带12，另一路将动力传递给变速箱13，经过变速箱换向后两个相向转动的轴端用于安装上、下切刀，刀片刃口的位置与机架内壁共线，刀片为圆盘式自磨刃切刀，变速箱有一悬臂，通过内链条将动力传递给第三输出轴，第三输出轴端通过键与柔性夹持链的链轮18相联，从而带动柔性夹持链工作。柔性夹持链位于鳄鱼式机架的上颚部位，支撑托架位于鳄鱼式机架的下颚部位，柔性夹持链与支撑托架构成甜叶菊摘叶过程中的夹持机械手。在滚筒的下方设置有机内输送带，与前滑板衔接；机架的右侧出口设置有出料滑板，如图3所示。喂料台作为附件随机配置。 

本发明专利有效地解决甜叶菊收获过程中人工摘叶效率低，劳动强度大的问题，从而提高了生产效率，降低了收获成本，提高了经济效益。 

附图说明

下面结合附图和示例对本发明进一步说明。 

图1是小型半自动甜叶菊摘叶机的主视示意图。 

图2是小型半自动甜叶菊摘叶机的B向视图。 

图3是小型半自动甜叶菊摘叶机的A向示意图。 

图4是小型半自动甜叶菊摘叶机的传动系统示意图。 

图5是主滚筒滚筒圈展开图。 

图6是副滚筒滚筒圈展开图。 

图7是梳正齿形状示意图。 

图8是刀齿形状示意图。 

图9是排出齿形状示意图。 

图10是鳄鱼式机架示意图。 

图中：1.柔性夹持链，2.支撑托架，3.机架，4.出料滑板，5.张紧机构，6.副滚筒，7.主滚筒，8.机内输送带，9.前滑板，10.电动机，11.下刀片，12.上刀片，13.变速箱，14.传动系统，15.中间传动轴，16.柔性夹持链驱动轮，17.梳正齿，18.刀齿，19.排出齿，20. 喂入台。 

具体实施方式

小型半自动摘叶机，机架3呈鳄鱼式，构成进料和出料通道；机架3上有两只摘叶滚筒与送料方向平行放置，高度相差25~60mm，其上分别分布有4-6根梳正齿17、10-20根刀齿18、4-6根排出齿19；柔性夹持链1位于机架3上鳄，支撑托架2位于机架3下颚，构成脱叶过程的夹持机械手，被夹持的嫩梢遇到上、下切刀被自动切断，自动掉入收集框，脱下的叶片通过气流和机内输送带8自动排出机外，而茎杆在主、副滚筒6末端的排出齿19作用下从出料滑板4下落。从而完成甜叶菊的喂入——自动摘叶——自动切断——自动茎叶分离工序。本发明专利采用了双滚筒摘叶方式，作业效率高，嫩梢自动切断，茎杆与脱下的叶片自动分离，安全可靠，功耗小，安装及维修方便。 

柔性夹持链1采用张力较好的橡胶帘布带制成，张紧于柔性夹持链驱动轮16与柔性夹持链被动轮上，被动轮一端有张紧机构5，保证柔性加持链正常工作；支撑托架2采用钢板冲压成型，分段用铆钉铰接，转动灵活自如，在每个铆接转动处设置了一个弹簧支点，从而保证与柔性夹持链1在工作过程中始终处于常接触状态，以便防止由于摘叶时，不致将甜叶菊茎杆抽入滚筒内。 

主滚筒7采用厚度为1.5毫米钢板卷制而成，两端有滚筒端盖及轮毂，轮毂通过键与滚筒轴相连，滚筒轴两端安装于机架3上，滚筒圈表面从喂入端开始，依次为梳正齿17、刀齿18、排出齿19，它们均采用螺纹固定方式，安装在滚筒圈上，梳正齿17与排出齿19与滚筒轴线倾斜一夹角，如图5所示。主滚筒7与副滚筒6安装高度相差25-60mm，如附图2所示，副滚筒6结构与主滚筒7结构相似，但刀齿18的排列在轴向位置相差半个齿距，如图6所示，工作时转向相同。 

变速箱13有三个输出端，其中两个相向转动的输出端为上刀片12与下刀片11提供动力，另一输出端为柔性夹持链1提供动力。 

梳正齿17主要在喂料时能迅速将茎杆送入滚筒进入摘叶状态，刀齿18主要用于摘叶，排出齿19主要用于将摘完叶子的茎杆迅速排出机外。考虑到工作过程中的耐磨以及强度的要求，梳正齿17采用直径为6毫米的65Mn钢丝制成，具体形状见图7，安装位置见图5，与滚筒轴线程60~80度夹角，热处理硬度HRC48~52；刀齿18采用直径为10-12mm的45钢制成，具体形状见图8，热处理硬度HRC43~48，按图5所示位置正确安装；排出齿19仍然采用直径为6毫米的65Mn钢制成，具体形状见图9，安装位置见图5与滚筒轴线程60~80度夹角，热处理硬度HRC48~52。 

机架3设计成鳄鱼式（如图10），便于喂料与排出茎杆。主材采用（GB/T9787—1988 30×30×3/Q235A）型钢制焊接而成，刚性好，制造成本低；机架3左右内侧壁有1毫米钢板作衬板，链条托架下方有前挡板，前滑板9与机内输送带8相接，构成了整个摘叶机的自动排叶系统。滚筒上盖为蜗壳型弧形板。 

整机传动系统14如图4所示，电动机10动力传入中间轴15，一路进入主摘叶滚筒，主摘叶滚筒另一端通过链传递给副滚筒6和机内输送带8；另一路进入变速箱，经变速箱13换向后，达到所需工作转速。变速箱13有三个输出口，其中两个相向旋转的输出端为自动切断机装置提供动力，用于装配上切刀和下切刀；另一输出端通过键与柔性夹持链1的链轮相联，从而带动柔性夹持链1工作。 

Claims (8)

1.一种小型半自动甜叶菊摘叶机，其特征在于，包括柔性夹持装置（1）、支撑托架（2）、机架（3）、出料滑板（4）、摘叶机构、机内输送带（8）、下切刀（11）、上切刀（12）、传动系统（14）、喂料台（20）；所述机架（3）呈鳄鱼式，所述摘叶机构设置于机架（3）内部，所述摘叶机构采用了双滚筒，包括主滚筒（6）与副滚筒（7），所述主滚筒（6）与副滚筒（7）与送料方向平行放置，所述主滚筒（6）与副滚筒（7）高度相差25-60mm阶梯布置，所述主滚筒（6）与副滚筒（7）水平方向距离为两滚筒上的摘叶滚筒刀齿（18）长度度有30-50%交错重叠；所述出料滑板（4）设置于主滚筒（6）与副滚筒（7）的末端；所述柔性夹持装置（1）的柔性夹持链位于机架（3）上颚；支撑托架（2）位于机架（3）下颚，柔性夹持装置（1） 与支撑托架（2）构成甜叶菊摘叶过程中的夹持机械手；所述喂料台（20）设于柔性夹持装置（1）的前端；所述上切刀（12）和下切刀（11）位于机架出料口一侧上颚外侧，切断刀片为圆盘齿式相向旋转的自磨刃对切刀，切断刃口与机架（3）内壁共线；机架（3）内部设置了机内输送带（8），所述输送带（8）与前滑板（9）相接，位于摘叶机构下方；所述传动系统14包括电动机（10）、中间轴（15）、变速箱（13），电动机（10）设置于机架（3）的下部，动力传入中间轴（15），所述中间轴（15）的一路进入主摘叶滚筒，主摘叶滚筒另一端通过链传递给副滚筒6和机内输送带8，所述中间轴（15）的另一路进入变速箱。

2.根据权利要求书1所述的一种小型半自动甜叶菊摘叶机，其特征在于，所述主滚筒（6）与副滚筒（7）的直径为300~450mm，转速400~550r/min，转向相同。

3.根据权利要求书1和2所述的一种小型半自动甜叶菊摘叶机，其特征在于，所述主滚筒（6）与副滚筒（7）从喂入端开始都依次分布有4-6根梳正齿（17）、10-20根刀齿(18)、4-6根排出齿(19)。

4.根据权利要求书1和2所述的一种小型半自动甜叶菊摘叶机，其特征在于，所述变速箱（13）有三个输出端，其中两个输出端相向转动，分别为上刀片与下刀片提供动力，另一输出端为柔性夹持链（1）提供动力。

5.根据权利要求书1和2所述的一种小型半自动甜叶菊摘叶机，其特征在于，所述柔性夹持链（1）采用橡胶帘布带制成，张紧于柔性夹持链驱动轮（16）与柔性夹持链被动轮上，被动轮一端有张紧机构（5）。

6.根据权利要求书3所述的一种小型半自动甜叶菊摘叶机，其特征在于，所述梳正齿（17）采用直径为6毫米的65Mn钢丝制成，热处理硬度HRC48~52，与滚筒轴线程60~80度夹角安装。

7.根据权利要求书3所述的一种小型半自动甜叶菊摘叶机，其特征在于，所述刀齿(18)采用直径为10-12mm的45钢制成，热处理硬度HRC43~48。

8.根据权利要求书3所述的一种小型半自动甜叶菊摘叶机，其特征在于，所述排出齿(19)采用直径为6毫米的65Mn钢制成，热处理硬度HRC48~52，与滚筒轴线程60~80度夹角安装。

Images