CN103548489B - 一种留高茬式玉米收获机 - Google Patents

Abstract

一种留高茬式玉米收获机，属于农业收获机械范畴，该机可以收获倒伏的玉米，较传统卧辊式玉米收获机减少落地果穗损失率，降低发生堵塞割台故障的概率，并且能够满足留高茬的保护性耕作农艺要求，实现在玉米收获过程中保留300～500mm高度的根茬，该机主要由分禾器、摘穗辊、切割器、切割器升降装置、前轮、发动机、机架、升运器、驾驶室、后轮和果穗箱等组成，分禾器由四分之一球壳和三段空间曲面构成；摘穗辊表面螺旋凸楞采用变螺距螺旋线；切割器的切齿形状仿玉米铁甲虫口器外缘轮廓设计；切割器可以对玉米秸秆进行正切以及斜切；切割器升降装置由液压机构控制。

Description

一种留高茬式玉米收获机

技术领域

本发明属于农业收获机械技术领域，尤其涉及配合留高茬保护性耕作农艺要求的玉米收获机。

背景技术

我国现有的玉米收获机基本无法收获倒伏玉米，其原因主要是分禾器无法将倒伏的玉米捡拾起来。

传统的卧辊式玉米收获机发生落地果穗损失的原因之一是摘穗辊摘穗部位过低；发生堵塞的原因之一是玉米秸秆快速沿两摘穗辊的间隙向后运动，导致大量玉米秸秆进入摘穗辊的强拉段而无法顺利排出。

我国现有的玉米收获机，不能在玉米收获过程中实现保留一定高度要求的秸秆根茬，无法适应留高茬的保护性耕作模式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种留高茬式玉米收获机，其可以收获倒伏的玉米，在作业过程中能有效减小落地果穗损失率，降低发生堵塞割台故障的概率，并且可以在收获玉米的同时保留300～500mm高度的秸秆根茬，适合在实行留高茬保护性耕作的地块使用。

本发明的一种留高茬式玉米收获机主要由分禾器1，摘穗辊2，切割器3，切割器升降装置4，前轮5，发动机6，机架7，升运器8，驾驶室9，后轮10和果穗箱11组成。其中分禾器1由四分之一球壳和三段空间曲面组成；摘穗辊2的表面螺旋凸楞采用变螺距螺旋线；切割器3的切齿形状仿玉米铁甲虫口器外缘轮廓设计；切割器3与地面可呈±15°角；切割器升降装置4采用液压控制。

本发明的分禾器1，头部是直径为35mm的四分之一球壳，前部是捡拾段，中部和后部分别为过渡段和扶正段。在捡拾段，分禾器可以插入倒伏的玉米秸秆下方，随着机器的前进，玉米秸秆通过过渡段进入扶正段，整个过程中，玉米秸秆始终为分禾器曲面的切线，保证单点与分禾器接触，可以减小玉米秸秆与分禾器之间的摩擦力；捡拾段、过渡段和扶正段在xyz空间直角坐标系中的曲面方程分别为：

27+0.27x+0.04y+0.002x²-0.006y²-z=0;

-621+3.59x+0.11y-0.0041x²-0.002xy-0.005y²-z=0；

-240.9+1.51x-0.0994y-0.0014x²+0.0002xy-0.0042y²-z=0。

本发明的摘穗辊2，表面螺旋凸楞采用变螺距螺旋线，可以使刚进入两摘穗辊之间的玉米秸秆迅速沿两摘穗辊间隙向上运动，减小在摘穗辊前部摘穗的概率，因此可以减小落地果穗损失率；玉米秸秆在沿两摘穗辊间隙向上运动的过程中，沿摘穗辊间隙向上的速度逐渐下降，能有效减少迅速进入摘穗辊强拉段的玉米秸秆的数量，因此可以减小发生堵塞割台故障的概率；内侧摘穗辊摘穗段的表面螺旋凸楞为右旋螺旋线，其在xyz空间直角坐标系中的参数方程为：

$\left\{\begin{array}{c}x=44\×\cos \mathrm{\θ}\\ y=44\×\sin \mathrm{\θ}\\ z=-7.7\×{10}^{-5}{\mathrm{\θ}}^2+0.542\mathrm{\θ}\end{array}\right.$

外侧摘穗辊摘穗段表面螺旋凸楞为与内侧相对应的左旋螺旋线，其在xyz空间直角坐标系中的参数方程为：

$\left\{\begin{array}{c}x=44\×\cos \mathrm{\θ}\\ y=44\×\sin \mathrm{\θ}\\ z=-7.7\×{10}^{-5}{\mathrm{\θ}}^2-0.542\mathrm{\θ}\end{array}\right..$

本发明的切割器3，其直径为250～350mm，切齿形状仿玉米铁甲虫口器外缘轮廓设计；通过试验证明，仿玉米铁甲虫口器外缘轮廓的仿生切割器可以降低作业功耗1.3%；单个曲线单元可用三角函数式表示为：

y=185.2sin(0.005x+0.04364)+72.3sin(0.0092x+1.696)+48.33sin(0.0176x+2.394)；

其中0≤x≤667。

本发明的切割器3，可以与地面呈±15°角，在此角度内，可以实现对玉米秸秆的正切或者斜切。

本发明的切割器升降装置4，采用液压控制，通过调节液压缸的伸长量，可以实现切割器与地面之间的距离在300～500mm之间变化。

附图说明

图1为一种留高茬式玉米收获机的结构示意图。

图2为分禾器在xyz空间直角坐标系中的摆放位置示意图。

图3为内侧摘穗辊摘穗段的示意图。

图4为外侧摘穗辊摘穗段的示意图。

图5为切割器示意图。

图6为图5A处的放大示意图。

其中：1.分禾器2.摘穗辊3.切割器4.切割器升降装置5.前轮6.发动机7.机架8.升运器9.驾驶室10.后轮11.果穗箱12.分禾器捡拾段13.分禾器过渡段14.分禾器扶正段15.内侧摘穗辊强拉段16.内侧摘穗辊摘穗段螺旋凸楞17.内侧摘穗辊摘穗段18.内侧摘穗辊导锥段19.外侧摘穗辊强拉段20.外侧摘穗辊摘穗段螺旋凸楞21.外侧摘穗辊摘穗段22.外侧摘穗辊导锥段。

具体实施方式

本发明的一种留高茬式玉米收获机主要由分禾器1，摘穗辊2，切割器3，切割器升降装置4，前轮5，发动机6，机架7，升运器8，驾驶室9，后轮10和果穗箱11组成。其中分禾器1由四分之一球壳和三段空间曲面组成；摘穗辊2表面螺旋凸楞采用变螺距螺旋线；切割器3的切齿形状仿玉米铁甲虫口器外缘轮廓设计；切割器3与地面可呈±15°角；切割器升降装置4采用液压控制。

本发明的分禾器1，其长度为560mm，宽度为300mm，大端高度为160mm，材料为Q235A钢板，厚度为3mm；头部是直径为35mm的四分之一球壳；将分禾器1置于xyz空间直角坐标系中，分禾器头部球壳中心与原点相重合，分禾器的底部平面与xy平面重合，中心线与x轴相重合，玉米收获机前进方向的反方向为x轴的正方向，捡拾段为说明书附图2中的曲面cdef,其曲面方程为：

27+0.27x+0.04y+0.002x²-0.006y²-z=0;

过渡段为说明书附图2中的曲面efgh，其曲面方程为：

-621+3.59x+0.11y-0.0041x²-0.002xy-0.005y²-z=0；

扶正段为说明书附图2中的曲面ghij，其曲面方程为：

-240.9+1.51x-0.0994y-0.0014x²+0.0002xy-0.0042y²-z=0。

本发明的摘穗辊2，如说明书附图3所示，摘穗辊摘穗段的长度为920mm，不带螺旋凸楞的光辊其材料采用无缝钢管φ69×5。螺旋凸楞的材料采用E9钢筋，焊接于光辊上。表面螺旋凸楞采用变螺距螺旋线，内侧摘穗辊摘穗段表面螺旋凸楞为右旋螺旋线，其在xyz空间直角坐标系中的参数方程为：

$\left\{\begin{array}{c}x=44\×\cos \mathrm{\θ}\\ y=44\×\sin \mathrm{\θ}\\ z=-7.7\×{10}^{-5}{\mathrm{\θ}}^2+0.542\mathrm{\θ}\end{array}\right.$

外侧摘穗辊摘穗段表面的螺旋凸楞为与内侧相对应的左旋螺旋线，其在xyz空间直角坐标系中的参数方程为：

$\left\{\begin{array}{c}x=44\×\cos \mathrm{\θ}\\ y=44\×\sin \mathrm{\θ}\\ z=-7.7\×{10}^{-5}{\mathrm{\θ}}^2-0.542\mathrm{\θ}.\end{array}\right.$

本发明的摘穗辊2，如说明书附图3所示，强拉段为实心体，长度为230mm，沿圆柱表面纵向均匀突出13条正三角凸棱，包括凸楞的外圆直径为105mm，不包括凸楞的内圆直径为80mm，其材料采用ZG45。导锥段为圆锥形实心体，长度为175mm，底面直径为82mm，其材料采用ZG45。

本发明的切割器3，其直径为300mm，厚度为3mm，其材料采用7CR17钢，表面热处理硬度为HRC60～66；切齿齿数为79个，切齿处磨刃，切齿形状仿玉米铁甲虫口器外缘轮廓设计，如说明书附图4所示，单个曲线单元可用三角函数式表示为：

y=185.2sin(0.005x+0.04364)+72.3sin(0.0092x+1.696)+48.33sin(0.0176x+2.394)；

其中0≤x≤667。

本发明的切割器3，其与地面可呈±15°夹角。

本发明的切割器升降装置4，采用液压控制，通过调节液压缸的伸长量，可以实现切割器与地面之间的距离在300～500mm之间变化。

Claims (1)

1.一种留高茬式玉米收获机，其主要由分禾器(1)，摘穗辊(2)，切割器(3)，切割器升降装置(4)，前轮(5)，发动机(6)，机架(7)，升运器(8)，驾驶室(9)，后轮(10)和果穗箱(11)组成；分禾器(1)由四分之一球壳和三段空间曲面组成，分禾器(1)的头部是直径为35mm的四分之一球壳，前部是捡拾段，中部和后部为过渡段和扶正段；捡拾段、过渡段和扶正段在xyz空间直角坐标系中的曲面方程分别为：27+0.27x+0.04y+0.002x²-0.006y²-z＝0；-621+3.59x+0.11y-0.0041x²-0.002xy-0.005y²-z＝0；-240.9+1.51x-0.0994y-0.0014x²+0.0002xy-0.0042y²-z＝0；切割器(3)的直径为250～350mm，切齿形状仿玉米铁甲虫口器外缘轮廓设计，单个曲线单元可用三角函数式表示为：y＝185.2sin(0.005x+0.04364)+72.3sin(0.0092x+1.696)+48.33sin(0.0176x+2.394)；其中0≤x≤667；切割器(3)与地面可呈±15°角；切割器升降装置(4)采用液压控制，通过调节液压缸的伸长量，可以实现切割器与地面之间的距离在300～500mm之间变化；摘穗辊(2)强拉段为实心体，沿圆柱表面纵向均匀突出13条正三角凸棱；摘穗辊(2)，其特征在于：摘穗段表面螺旋凸棱采用变螺距螺旋线，内侧摘穗辊摘穗段表面的螺旋凸棱为右旋螺旋线，其在xyz空间直角坐标系中的参数方程为：

$\left\{\begin{array}{c}x=44\×cos\mathrm{\θ}\\ y=44\×sin\mathrm{\θ}\\ z=-7.7\×{10}^{-5}{\mathrm{\θ}}^2+0.542\mathrm{\θ}\end{array}\right.$

外侧摘穗辊摘穗段的表面螺旋凸棱为与内侧对应的左旋螺旋线，其在xyz空间直角坐标系中的参数方程为：

$\left\{\begin{array}{c}x=44\×cos\mathrm{\θ}\\ y=44\×sin\mathrm{\θ}\\ z=-7.7\×{10}^{-5}{\mathrm{\θ}}^2-0.542\mathrm{\θ}\end{array}\right..$