CN103703908A - 生姜自动收获装置 - Google Patents

Abstract

本发明为生姜自动收获装置，铰接于底板的升降电机输出轴接上方丝杆，丝母与机架上的铰接轴固定，升降电机的正反向转动使丝母带动机架上下摆动。固接于机架前方的松土铲即松土。拔苗部分每侧1根链条环绕4个链轮，靠近本装置中心线的两侧并行链条在前部夹姜苗拔起，裁剪部分的裁剪刀位于拔苗链条后部分的下方，剪断姜苗，筛土部分的土筛土筛位于裁剪刀张合的刀身下方、底板上方，姜块落在土筛上，筛土；并行链条在后部将剪断姜苗放开落在本装置后方。固定于底板的动力电机经传动机构带动拔苗链条循环行走、裁剪刀张合及土筛上下抖动。本装置有收获生姜需要的松土拔苗裁剪筛土各功能，操作简单方便，直接得到干净的姜块；结构简单，成本低。

Description

生姜自动收获装置

技术领域

本发明农作物收获机械，具体为一种生姜自动收获装置。

背景技术

生姜不仅是重要的食品调料，还有较高的药用价值，现已有几百种药物配方中均含生姜或其提取物。

生姜种植在我国具有悠久的历史，种植范围广泛。近年来，随着生姜种植规模化的不断扩大，收获方式面临了新的考验。目前，我国生姜的收获普遍采用人工作业方式，因生姜一般位于地下较深，为防止生姜块茎被铲断或损伤，就需要深挖。因此人工收姜存在劳动强度大、费工费时、生产效率低等诸多问题。

为此已出现了多种生姜收获机械。但目前已有的生姜收获机械大多只能完成松土和拔苗，还需要人工配合进行切除姜苗，分割出生姜块茎，并清理其上的土泥。

为此设计一款集松土、分割于一体的生姜自动收获装置势在必行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：包括松土、拔苗和裁剪部分于一体的生姜自动收获装置，操作方便，且收获效率高。

本发明设计的生姜自动收获装置，包括机架、驱动部分、松土部分，驱动部分包括底板、前轮、后轮及驱动电机，底板上安装驱动电机，前轮轴和后轮轴可转动地安装于底板底部的前、后，前轮轴和后轮轴分别固定安装两个前轮和两个后轮。

机架为包括底架、顶架的框架结构，2根底架位于本装置纵向中心线两侧，两根底架经侧架固定连接上方的2根顶架，二顶架构成的平面为机架面。铰接轴可转动地连接2根底架的中部，铰接轴两端安装在底板上的铰接轴座上。铰接轴与底板平行、与本装置纵向中心线垂直。在铰接轴前方，横架固定连接2根底架，横架与铰接轴平行。

底板上固定安装电机座，其上铰接升降电机，升降电机的输出轴朝向上方，经联轴器连接丝杆，丝杆的中心线与升降电机的输出轴中心线重合。丝杆上有与之配合的丝母，丝母固定于升降杆，升降杆与横架平行，横架固定的2个铰接臂与升降杆两端铰接。

当升降电机正、反向转动时，丝母在丝杆上升、下降，带动机架以铰接轴为轴上下摆动，同时升降电机也在电机座上摆动，从而使机架上下摆动的同时前后摆动。

松土部分包括前臂和松土铲，前臂上端固定于机架前端，前臂下端固定松土铲，松土铲伸在底板的前下方。前臂和松土铲的纵向中心线与本装置的纵向中心线重合。在本装置前进时，丝母带动机架前部上下摆动，前臂和松土铲在向前运动的同时，上下运动，铲松本装置行进的地面。控制升降电机的启闭时间，即可控制丝母上下运动的幅度，控制松土铲松土的深度。

本装置还有拔苗部分，拔苗部分包括链轮和链条。本装置中心线两侧的顶架前、后各固定2个链轮轴，每一侧有一个链轮可转动地安装于链轮轴为主动链轮，其它的链轮轴上各固定一个链轮、为被动链轮，链轮轴与机架面垂直，各链轮处于同一平面上。每侧的4个链轮的中心为等腰梯形的4个顶点，该等腰梯形顶边小于底边。每一侧有1根链条环绕4个链轮，处于梯形的顶边的两根链条靠近本装置中心线并行。

动力电机安装在机架底部，动力电机经传动机构驱动连接每侧的主动链轮的链轮轴，带动该链轮轴转动，主动链轮带动链条行走，链条带动各被动链轮在其轴上转动。链条梯形顶边处的链条均为由前向后行进，两侧链条各环绕本侧的4个链轮循环行走。

本装置的裁剪部分包括裁剪刀、拉杆、移动杆、曲柄、连杆和蜗杆蜗轮，2片裁剪刀均有刀身和刀柄，刀身和刀柄成90°～120°角，剪刀铰轴与机架面垂直、固定于机架，剪刀铰轴的中心线与本装置的纵向中心线垂直相交。2片裁剪刀的刀身的刀刃相对、刀身和刀柄结合部相叠铰接于剪刀铰轴。刀柄尾端铰接2根相同的拉杆，2根拉杆尾端与移动杆前端铰接，移动杆尾端铰接连杆一端，蜗轮轴上固接曲柄，曲柄与连杆另一端铰接。蜗杆可转动地安装于机架，蜗轮与蜗杆啮合。动力电机经传动机构与蜗杆驱动连接，带动蜗杆转动。蜗轮带动曲柄转动，连杆拉动移动杆前后移动，移动杆前端拉动拉杆尾端，从而使裁剪刀刀身张合、裁剪。裁剪刀位于拔苗部分链条梯形顶边后部分的下方。

本装置还有筛土部分，其包括土筛、筛土摇杆、筛土轴、筛土连杆和筛土曲柄。土筛固定安装在2根筛土摇杆之间，2根筛土摇杆上端与机架铰接，下端与筛土连杆一端铰接，筛土轴水平可转动地安装于机架，筛土轴两端固定安装筛土曲柄，筛土曲柄铰接筛土连杆的另一端。动力电机经传动机构与筛土轴驱动连接，带动筛土轴转动，从而经筛土曲柄、连杆上拉或下推筛土摇杆下端，使筛土摇杆带动土筛上下抖动。土筛位于裁剪刀张合的刀身下方、底板上方。裁剪刀剪下的姜块落在土筛上，土筛上下抖动，使姜块上的泥土脱落，从土筛上落下。

动力电机经联轴器连接变速箱的输入轴，变速箱的第一输出轴即为拔苗部分一侧的主动链轮的链轮轴，其顶端固定安装有拔苗传动主动齿轮，拔苗传动主动齿轮与拔苗传动从动齿轮啮合，拔苗传动从动齿轮轴顶端固定安装有拔苗传动主动皮带轮，拔苗部分另一侧的主动链轮的链轮轴顶端固定安装有拔苗传动从动皮带轮，皮带连接拔苗传动主动皮带轮和拔苗传动从动皮带轮。

变速箱的第二输出轴上固定安装裁剪传动主动皮带轮和筛土传动主动皮带轮。裁剪部分的蜗杆上固定安装裁剪传动从动皮带轮，皮带连接裁剪传动主动皮带轮和裁剪传动从动皮带轮。筛土部分的筛土轴上固定安装筛土传动从动皮带轮，皮带连接筛土传动主动皮带轮和筛土传动从动皮带轮。

升降电机的输出轴向上伸向斜后方，其摆动的最大角度为5°～10°，与铅垂线的最大角度为30°。

所述驱动部分有左、右驱动电机安装在底板上，左、右驱动电机分别连接左、右前轮轴。当左驱动电机运行、右驱动电机停止时，左轮单独行进，本装置右拐；反之，本装置左拐。

当本装置行进在姜田中，松土铲在前方松土，姜苗进入拔苗部分两个链条梯形的侧边形成的叉口内，被处于链条梯形顶边的两根链条夹持，随着本装置的前行，且由于姜田已被挖松，链条夹持的姜苗带着根部的姜块一起被拔出。姜苗被链条夹持一起向本装置后方行进，当到了裁剪部分的裁剪刀处，姜苗下部进入张开的裁剪刀刀口内，当裁剪刀的张合，将姜苗与姜块剪开，分离的姜块下落到裁剪刀下方的土筛上。姜苗则被链条夹持继续向本装置后方运动，直至到本装置尾部，2根链条向两侧分开，姜苗落在本装置后方地上。裁剪刀剪下的姜块落在土筛上，土筛上下抖动，使姜块上的泥土脱落，从土筛上落下。

与现有技术相比，本发明生姜自动收获装置的优点为：1、包括了收获生姜需要的全部功能，松土、拔苗、裁剪、筛土各动作相互配合，操作简单方便，可直接得到清理干净的生姜块茎；2、两个驱动电机分别驱动左右前轮，后轮从动，可方便地实现直进、后退、左右转弯；3、只用一个升降电机和一个动力电机实现了松土、拔苗、裁剪、筛土各部分的驱动，结构简单，成本低。

附图说明

图1为本生姜自动收获装置实施例整体结构示意图；

图2为本生姜自动收获装置实施例侧视结构示意图；

图3为本生姜自动收获装置实施例拆除拔苗部分的链条后的结构示意图；

图4为本生姜自动收获装置实施例驱动部分结构示意图；

图5为本生姜自动收获装置实施例升降电机和松土部分连接示意图；

图6为本生姜自动收获装置实施例动力电机经变速箱的动力输出示意图；

图7为本生姜自动收获装置实施例拔苗部分结构示意图；

图8为本生姜自动收获装置实施例裁剪部分结构示意图；

图9为本生姜自动收获装置实施例筛土部分结构示意图。

图中标号为：1、机架，11、底架，12、顶架，13、横架，14、铰接臂，2、动力电机，21、变速箱、22、联轴器，23、筛土传动主动皮带轮，24、裁剪传动主动皮带轮，25、第二输出轴，26、第一输出轴，27、拔苗传动主动皮带轮，28、拔苗传动主动齿轮，29、拔苗传动从动齿轮，3、裁剪部分，31、裁剪刀的刀身，32、裁剪刀的刀柄，33、拉杆，34、连杆，35、曲柄，36、蜗轮，37、裁剪传动从动皮带轮，38、蜗杆，39移动杆，4、筛土部分，41、筛土摇杆，42、土筛，43、筛土连杆，44、筛土曲柄，45、筛土传动从动皮带轮，46、筛土轴，5、拔苗部分，51、拔苗传动从动皮带轮，52、链轮，53、链条，6、松土部分，61、前臂，62、松土铲，7、升降电机，71、丝杆，72、丝母，8、底板，81、电机座，82、铰接轴座，9、驱动部分，91、前轮，92、后轮，93、驱动电机，94、后轮轴。

具体实施方式

本生姜自动收获装置实施例的整体结构如图1至3所示，包括机架1、驱动部分9、松土部分6、拔苗部分5、裁剪部分3和筛土部分4。

所述驱动部分9如图1至4所示，包括底板8、前轮91、后轮92及驱动电机93，底板8上固定安装左、右驱动电机93，左、右驱动电机93分别连接左、右前轮轴。后轮轴94可转动地安装于底板8底部，前轮轴和后轮轴分别固定安装两个前轮91和两个后轮92。

如图1至3及5所示，机架1为包括底架11、顶架12的框架结构，2根底架11位于本装置纵向中心线两侧，两根底架11经侧架固定连接上方的2根顶架12，二顶架12构成的平面为机架面。

铰接轴可转动地连接2根底架11的中部，铰接轴两端安装在底板8上的铰接轴座82上。铰接轴与底板8平行、与本装置纵向中心线垂直。在铰接轴前方，横架13固定连接2根底架11，横架13与铰接轴平行。

底板8上固定安装电机座81，其上铰接升降电机7，升降电机7的输出轴朝向上方，经联轴器连接丝杆71，丝杆71的中心线与升降电机7的输出轴中心线重合。丝杆71上有与之配合的丝母72，横架13固定的2个铰接臂14与升降杆两端铰接，升降杆与横架13平行，丝母72固定于升降杆。

当升降电机7正、反向转动时，丝母72在丝杆71上升、下降，带动机架1以铰接轴为轴上下摆动，同时升降电机7也在电机座81上摆动，从而使机架1上下摆动的同时前后摆动。本例升降电机7的输出轴摆动的最大角度为5°～10°，与铅垂线的最大角度为30°。

如图3、5所示，松土部分6包括前臂61和松土铲62，前臂61上端固定于机架1前端，前臂61下端固定松土铲62，前臂61和松土铲62的纵向中心线与本装置的纵向中心线重合，松土铲62伸在底板8的前下方。在本装置前进时，丝母72带动机架1上下摆动，前臂61和松土铲62在向前运动的同时、上下运动，铲松本装置行进的地面。控制升降电机7的启闭时间，即可控制丝母上下运动的幅度，控制松土铲松土的深度。

动力电机2带动本装置的拔苗部分5、裁剪部分3和筛土部分4。动力电机2安装在机架1底部，如图6所示，动力电机2经联轴器22连接变速箱21的输入轴，变速箱21的第一输出轴26即为拔苗部分5一侧的主动链轮的链轮轴，其顶端固定安装有拔苗传动主动齿轮28，拔苗传动主动齿轮28与拔苗传动从动齿轮29啮合，拔苗传动从动齿轮轴顶端固定安装有拔苗传动主动皮带轮27，拔苗部分另一侧的主动链轮的链轮轴顶端固定安装有拔苗传动从动皮带轮51，皮带连接拔苗传动主动皮带轮27和拔苗传动从动皮带轮51。变速箱21的第二输出轴25上固定安装裁剪传动主动皮带轮24和筛土传动主动皮带轮23。

如图7所示，本装置的拔苗部分5包括链轮52和链条53。本装置中心线两侧的顶架12前、后各固定2个链轮轴，每一侧有一个链轮52可转动地安装于链轮轴为主动链轮，其它的链轮轴上各固定一个链轮52、为被动链轮，链轮轴与机架面垂直，各链轮52处于同一平面上。每侧的4个链轮52的中心为等腰梯形的4个顶点，该等腰梯形顶边小于底边。每一侧有1根链条53环绕4个链轮52，处于梯形的顶边的两根链条53靠近本装置中心线并行。动力电机2经第一输出轴26和拔苗传动从动皮带轮轴上的主动链轮带动链条53行走，链条53带动各被动链轮在其轴上转动。链条梯形顶边处的链条53均为由前向后行进，如图7上的箭头所示，两侧的链条53各环绕本侧的4个链轮循环行走。

本装置的裁剪部分如图8所示，包括裁剪刀、拉杆、移动杆、曲柄连杆和蜗杆蜗轮，2片裁剪刀均有刀身31和刀柄32，刀身和刀柄成110°角，剪刀铰轴与机架面垂直、固定于机架1，剪刀铰轴的中心线与本装置的纵向中心线垂直相交。2片裁剪刀的刀身31的刀刃相对、刀身和刀柄结合部相叠铰接于剪刀铰轴。刀柄32尾端铰接2根相同的拉杆33，2根拉杆33尾端与移动杆39前端铰接，移动杆39尾端铰接连杆34一端，蜗轮轴上固接曲柄35，曲柄35与连杆34另一端铰接。蜗杆38可转动地安装于机架1，蜗轮36与蜗杆38啮合。蜗杆38上固定安装裁剪传动从动皮带轮37，皮带连接裁剪传动主动皮带轮24和裁剪传动从动皮带轮37。动力电机2经皮带和皮带轮驱动蜗杆38转动。蜗轮36带动曲柄35转动，连杆34拉动移动杆39前后移动，移动杆39前端拉动拉杆33尾端，从而使裁剪刀的刀身31张合、裁剪。裁剪刀位于拔苗部分5链条53梯形顶边后部分的下方。

本装置的筛土部分4如图9所示，包括土筛42、筛土摇杆41、筛土轴46、筛土连杆43和筛土曲柄44。土筛42固定安装在2根筛土摇杆41之间，2根筛土摇杆41上端与机架1铰接，下端与筛土连杆43一端铰接，筛土轴46水平可转动地安装于机架1，筛土轴46两端固定安装筛土曲柄44，筛土曲柄44铰接筛土连杆43的另一端。筛土轴46的一端固定安装筛土传动从动皮带轮45，皮带连接筛土传动主动皮带轮23和筛土传动从动皮带轮45。动力电机2经皮带和皮带轮，带动筛土轴46转动，从而经筛土曲柄44、筛土连杆43上拉或下推筛土摇杆41下端，使筛土摇杆41带动土筛42上下抖动。土筛42位于裁剪刀张合的刀身31下方、底板8上方。裁剪刀剪下的姜块落在土筛42上，土筛42上下抖动，使姜块上的泥土脱落，从土筛42上落下。

上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.生姜自动收获装置，包括机架（1）、驱动部分（9）、松土部分（6），驱动部分（9）包括底板（8）、前轮（91）、后轮（92）及驱动电机（93），底板（8）上安装驱动电机（93），前轮轴和后轮轴可转动地安装于底板（8）底部的前、后，前轮轴和后轮轴分别固定安装两个前轮（91）和两个后轮（92）；其特征在于：

所述机架（1）为包括底架（11）、顶架（12）的框架结构，2根底架（11）位于本装置纵向中心线两侧，两根底架（11）经侧架固定连接上方的2根顶架（12），二顶架（12）构成的平面为机架面；铰接轴可转动地连接2根底架（11）的中部，铰接轴两端安装在底板（8）上的铰接轴座（82）上，铰接轴与底板（8）平行、与本装置纵向中心线垂直；在铰接轴前方，横架（13）固定连接2根底架（11），横架（13）与铰接轴平行；

底板（8）上固定安装电机座（81），其上铰接升降电机（7），升降电机（7）的输出轴朝向上方，经联轴器连接丝杆（71），丝杆（71）的中心线与升降电机（7）的输出轴中心线重合，丝杆（71）上有与之配合的丝母（72），丝母（72）固定于升降杆，升降杆与横架（13）平行，横架（13）固定的2个铰接臂（14）与升降杆两端铰接；

松土部分（6）包括前臂（61）和松土铲（62），前臂（61）上端固定于机架（1）前端，前臂（61）下端固定松土铲（62），前臂（61）和松土铲（62）的纵向中心线与本装置的纵向中心线重合，松土铲（62）伸在底板（8）的前下方。

2.根据权利要求1所述的生姜自动收获装置，其特征在于：

所述生姜自动收获装置还有拔苗部分（5），拔苗部分（5）包括链轮（52）和链条（53）；本装置中心线两侧的顶架（12）前、后各固定2个链轮轴，每一侧有一个链轮（52）可转动地安装于链轮轴为主动链轮，其它的链轮轴上各固定一个链轮（52）、为被动链轮，链轮轴与机架面垂直，各链轮（52）处于同一平面上；每侧的4个链轮（52）的中心为等腰梯形的4个顶点，该等腰梯形顶边小于底边，每一侧有1根链条（53）环绕4个链轮（52），处于梯形的顶边的两根链条（53）靠近本装置中心线并行；

动力电机（2）安装在机架（1）底部，动力电机（2）经传动机构驱动连接每侧的主动链轮（52）的链轮轴，带动该链轮轴转动，主动链轮（52）带动链条（53）行走，链条（53）带动各被动链轮（52）在其轴上转动，链条梯形顶边处的链条（53）均为由前向后行进，两侧的链条（53）各环绕本侧的4个链轮（52）循环行走。

3.根据权利要求2所述的生姜自动收获装置，其特征在于：

所述生姜自动收获装置还有裁剪部分（3），包括裁剪刀、拉杆（33）、移动杆（39）、连杆（34）、曲柄（35）、蜗杆（38）和蜗轮（36），2片裁剪刀均有刀身（31）和刀柄（32），刀身（31）和刀柄（32）成90°～120°角，剪刀铰轴与机架面垂直、固定于机架（1），剪刀铰轴的中心线与本装置的纵向中心线垂直相交；2片裁剪刀的刀身（31）的刀刃相对、刀身（31）和刀柄（32）结合部相叠铰接于剪刀铰轴；刀柄（32）尾端铰接2根相同的拉杆（33），2根拉杆（33）尾端与移动杆（39）前端铰接，移动杆（39）尾端铰接连杆（34）一端，蜗轮轴上固接曲柄（35），曲柄（35）与连杆（34）另一端铰接；蜗杆（38）可转动地安装于机架（1），蜗轮（36）与蜗杆（38）啮合；动力电机（2）经传动机构驱动连接蜗杆（38）；裁剪刀位于拔苗部分（5）链条梯形顶边后部分的下方。

4.根据权利要求3所述的生姜自动收获装置，其特征在于：

所述生姜自动收获装置还有筛土部分（4），其包括土筛（42）、筛土摇杆（41）、筛土轴（46）、筛土连杆（43）和筛土曲柄（44）；土筛（42）固定安装在2根筛土摇杆（41）之间，2根筛土摇杆（41）上端与机架（1）铰接，下端与筛土连杆（13）一端铰接，筛土轴（46）水平可转动地安装于机架（1），筛土轴（46）两端固定安装筛土曲柄（44），筛土曲柄（44）铰接筛土连杆（43）的另一端；动力电机（2）经传动机构与筛土轴（46）驱动连接；土筛（42）位于裁剪刀张合的刀身（31）下方、底板（8）上方。

5.根据权利要求4所述的生姜自动收获装置，其特征在于：

所述动力电机（2）经联轴器（22）连接变速箱（21）的输入轴，变速箱（21）的第一输出轴（26）即为拔苗部分（5）一侧的主动链轮（52）的链轮轴，其顶端固定安装拔苗传动主动齿轮（28），拔苗传动主动齿轮（28）与拔苗传动从动齿轮（29）啮合，拔苗传动从动齿轮轴顶端固定安装有拔苗传动主动皮带轮（27），拔苗部分（5）另一侧的主动链轮（52）的链轮轴顶端固定安装有拔苗传动从动皮带轮（51），皮带连接拔苗传动主动皮带轮（27）和拔苗传动从动皮带轮（51）；

变速箱（21）的第二输出轴（25）上固定安装裁剪传动主动皮带轮（24）和筛土传动主动皮带轮（23），裁剪部分（3）的蜗杆（38）上固定安装裁剪传动从动皮带轮（37），皮带连接裁剪传动主动皮带轮（24）和裁剪传动从动皮带轮（37）；筛土部分（4）的筛土轴（46）上固定安装筛土传动从动皮带轮（45），皮带连接筛土传动主动皮带轮（23）和筛土传动从动皮带轮（45）。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的生姜自动收获装置，其特征在于：

所述升降电机（7）的输出轴向上伸向斜后方，其摆动的最大角度为5°～10°，与铅垂线的最大角度为30°。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的生姜自动收获装置，其特征在于：

所述驱动部分（9）有左、右驱动电机安装在底板（8）上，左、右驱动电机（93）分别连接左、右前轮轴。

Images