CN103703942B - 稻麦柔性仿生摘穗脱粒装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稻麦柔性仿生摘穗脱粒装置，其喂入毛刷辊、摘穗粗脱滚筒固定在摇臂上，精脱清选仓固定在位于粗脱摘穗滚筒后部下方的机架上，杂质输送搅龙和籽粒输送搅龙固定在机架尾部，通过前置喂入毛刷辊旋转将稻麦穗头拨向喂入口，金属筒表面径向均布刚柔结合的摘穗齿，穗头旋转过程中受到毛刷上凹板的粗脱毛刷的柔性梳刷完成粗脱工序，两层精脱齿形带和两层精脱孔形带构成三级精脱作业空间，精脱柔性辊分别均布其中，完成六次异向精脱，籽粒、包皮分别输出。本发明结构简单合理、通用性强、关键脱粒部件精细科学、摘穗损失少、脱粒过程籽粒表面损伤小、脱净率高、摘穗脱粒清选综合效率高。

Description

稻麦柔性仿生摘穗脱粒装置

技术领域

本发明涉及一种农用机械，特别涉及一种稻麦柔性仿生摘穗脱粒装置。

背景技术

目前稻麦收获技术主要分为半喂入式和全喂入式两种，部分国家还探索了割前脱粒收获技术，半喂入式采用先切割再摘穗后喂入脱粒的方式，全喂入式采用先切割后喂入脱粒的方式，茎秆在脱粒前不分离，割前脱粒技术采用不切割直接喂入摘穗脱粒的方式。

半喂入式收获机械对小麦的作业通用性非常差，由于小麦高度造成大量收获遗漏损失；半喂入式收获机对水稻收获时必须通过皮带夹持式扶禾器和切割器进行切割，增加了整机的结构复杂性和制造成本，同时当秸秆湿度较大时容易造成夹持带处秸秆缠绕堵塞等问题。全喂入收获机械需要将秸秆和穗头同时进行脱粒，从而增加了秸秆和穗头的混杂程度，这种先混合脱粒再分离清选的工艺流程，额外增加了分离清选难度，同时在分离清选过程中也造成籽粒飞溅等损失。割前脱粒直接对穗头进行切割摘穗，由于摘穗装置速度快、硬度高、对穗头的冲击大，造成在摘穗瞬间产生大量的籽粒飞溅，并且籽粒脱净率低、表面损伤严重。

综观上述收获机械及工艺现状，急需一种结构简单、通用性强、摘穗冲击飞溅损失小、脱粒过程籽粒表面质量损伤小、脱粒综合效率高的摘穗脱粒装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够克服上述缺陷、结构简单合理、关键脱粒部件精细科学、摘穗损失少、脱粒过程籽粒表面损伤小、脱净率高、摘穗脱粒清选综合效率高的稻麦柔性仿生摘穗脱粒装置。

本发明是由喂入毛刷辊、摘穗粗脱滚筒、精脱清选仓、机架、精脱齿形带、精脱孔形带、籽粒输送搅龙和导粮板构成，喂入毛刷辊通过毛刷轴承座固定在摇臂前端，摘穗粗脱滚筒通过粗脱轴承座固定在摇臂后端，精脱清选仓固定在摘穗粗脱滚筒的后下方，通过精脱轴承座固定在机架上，杂质输送搅龙和籽粒输送搅龙分别固定在精脱清选仓的后下方；喂入毛刷径向均布在毛刷滚筒外侧；切穗硬齿和梳刷柔齿粘合后形成组合式摘穗齿，摘穗齿径向均布在金属筒的外侧，通过粗脱皮带轮带动粗脱滚筒旋转；粗脱毛刷固定在上机罩的内侧构成毛刷上凹板，粗脱毛刷固定在下机罩的内侧构成毛刷下凹板，毛刷上凹板和毛刷下凹板均固定在侧板上，二者分布在粗脱滚筒的外侧，在摘穗粗脱滚筒的前方形成喂入口，在摘穗粗脱滚筒的后部下方形成出料口；喂入毛刷辊外套设有毛刷滚筒，金属筒通过辐板与摘穗粗脱滚筒联接，金属筒和摘穗粗脱滚筒构成粗脱滚筒；毛刷下凹板的前部外伸，后部通过前导料板与精脱清选仓连接；摇臂通过摇臂油缸与机架铰接，通过油缸伸缩运动实现喂入毛刷辊和摘穗粗脱滚筒的升降；精脱齿形带与精脱孔形带通过精脱轴承座固定在机架上，精脱柔性辊均布在二者之间，通过精脱皮带轮带动精脱齿形带和精脱孔形带运动，精脱孔形带与精脱齿形带之间安装后导料板；导粮板位于机架底部，与籽粒输送搅龙连接。

所述的喂入毛刷均布在毛刷滚筒的外部，硬度小于传统弹簧钢拨指，对稻麦穗头冲击力小，有效降低旋转作业时造成的稻麦籽粒飞溅，减小对稻麦籽粒的表面损伤。

所述的毛刷上凹板和毛刷下凹板表面径向均布粗脱毛刷，毛刷硬度小于传统弓齿和钉齿的硬度，大于稻麦穗头的硬度，能够柔性剥离穗粒和穗秆，对稻麦籽粒表皮的冲击力小，有效降低高速旋转作业时对稻麦籽粒表面质量的损伤；粗脱毛刷的表面摩擦系数大于弓齿和钉齿的表面摩擦系数，有效增加与籽粒包皮的摩擦力，大幅提高粗脱效率。

所述的摘穗齿是由切穗硬齿和梳刷柔齿构成，切穗硬齿采用金属材料，作业边长铣削加工出刀刃，梳刷柔齿采用橡胶材料，梳刷柔齿的作业斜表面具有纹理。二者通过螺栓紧固在一起，旋转作业时底部切穗硬齿的刀刃水平切割穗秆、上部梳刷柔齿的非光滑纹理柔性坡面从穗头的底部向穗头的上部逐步梳刷穗头，在二者的综合作用下实现穗头的快速切割、梳刷，刚柔结合的摘穗齿既保证了摘穗速度又保证了摘穗质量，有效防止了传统金属硬齿梳刷作业产生的籽粒飞溅和籽粒表面质量损伤。

所述的精脱孔形带采用冲孔筛，孔径大于稻麦籽粒直径，与精脱柔性辊构成刚柔结合的揉搓脱粒界面进行揉搓脱粒，脱粒后的稻麦籽粒通过冲孔落入下级精脱作业空间，同步实现揉搓与清选两种功能。

所述精脱齿形带的材质为橡胶，精脱齿形带的表面均布尖角，尖角之间的夹角为30°。

精脱柔性辊与精脱齿形带对翻抛起来的稻麦穗粒揉搓脱粒，形成强柔性揉搓脱粒界面，有效保障籽粒表面质量。

所述精脱柔性辊的材质为橡胶，圆柱面上均布半圆形凸起，使稻麦籽粒揉搓脱粒呈现微观非连续状态，防止过度揉搓造成稻麦籽粒表面磨损。

本发明的工作过程：

通过摇臂油缸的伸缩实现二者的作业高度调节，精脱清选仓固定在位于摘穗粗脱滚筒的后部下方的机架上，杂质输送搅龙和籽粒输送搅龙固定在机架尾部，喂入毛刷辊位于摘穗粗脱滚筒的前方，通过旋转将稻麦穗头拨向喂入口，毛刷上凹板与毛刷下凹板分布在粗脱滚筒外部，在摘穗粗脱滚筒的前部中间形成喂入口，在摘穗粗脱滚筒的后部下方形成出料口，金属筒表面径向均布刚柔结合的摘穗齿，两层精脱齿形带和两层精脱孔形带构成精脱清选仓的三级精脱作业空间，精脱柔性辊分别均布在上述三个精脱作业空间内，稻麦籽粒在精脱清选仓内经过三级六次揉搓精脱，刚柔结合、柔柔结合的两种异向揉搓机理共同作用下精脱效率更高，精脱后的杂质通过导料板进入杂质输送搅龙输出，精脱后的籽粒通过导粮板进入籽粒输送搅龙输出。

本发明的作原理：

作业时随着整机的行进，喂入毛刷辊逆时针旋转将稻麦穗头推向喂入口，顺时针旋转的粗脱滚筒通过摘穗齿对穗头切割、梳刷，并将摘下的穗头带入粗脱滚筒上部，通过与毛刷上凹板筛的揉搓实现穗头粗脱粒，完成摘穗粗脱粒后的穗粒通过出料口进入精脱清选仓，通过精脱齿形带、精脱柔性辊、精脱孔形带的三级六次异向揉搓摩擦实现籽穗粒精脱，精脱后的籽粒通过经过孔形带的冲孔落入导粮板，并送至输粮搅龙输出，精脱后产生的杂质通过后导料板送入杂质输送搅龙输出。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

1、切穗硬齿和梳刷柔齿组成组合式摘穗齿，有效降低滚筒式摘穗工艺中的籽粒飞溅及籽粒表面损伤；摘穗齿与毛刷凹板共同梳刷揉搓，提高穗头的粗脱粒效率；组合式摘穗齿滚筒与毛刷凹板与的内外镶嵌，实现摘穗、粗脱粒两种工艺的同步进行，简化机器结构，降低加工成本，提高整机的性价比；

2、精脱清选仓采用仿生橡胶牛舌尖齿状结构的精脱齿形带、传统金属精脱冲孔筛、表面带有凸起的精脱柔性辊，形成了天然仿生空腔式的精脱粒空间，能够对穗粒进行三级六次异向揉搓，脱粒效率大幅提高，刚柔结合、柔柔结合的揉搓界面，有效保障了籽粒表面质量；

3、通过摇臂油缸的伸缩实现喂入毛刷辊、摘穗粗脱粒滚筒的升降，同时保证摘穗粗脱滚筒与精脱清选滚筒的相对高度不变，可以满足不同生长高度的稻麦收获作业，大大增强了机器的作业通用性。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是图1中的A向放大视图。

图3是图2中的D-D剖视放大图。

图4是图1中的B处局部放大视图。

图5是图1中的C处局部放大视图。

其中：1—喂入毛刷辊；2—摘穗粗脱滚筒；3—精脱清选仓；4—机架；5—喂入毛刷；6—毛刷滚筒；7—毛刷轴承座；8—粗脱滚筒；9—毛刷上凹板；10—毛刷下凹板；11—摘穗齿；12—金属筒；13—粗脱皮带轮；14—粗脱轴承座；5—上机罩；6—粗脱毛刷；17—切穗硬齿；18—梳刷柔齿；19—精脱齿形带；20—精脱柔性辊；21—精脱孔形带；22—后导料板；23—杂质输送搅龙；24—籽粒输送搅龙；25—导粮板；26—精脱轴承座；27—精脱皮带轮；28—摇臂油缸；29—摇臂；30—前导料板；31—出料口；32—下机罩；33—侧板；34—喂入口。

具体实施方式

请参阅图1～图5所示，本实施例是由喂入毛刷辊1、摘穗粗脱滚筒2、精脱清选仓3、机架4、精脱齿形带19、精脱孔形带21、籽粒输送搅龙24和导粮板25构成，喂入毛刷辊1通过毛刷轴承座7固定在摇臂29前端，摘穗粗脱滚筒2通过粗脱轴承座14固定在摇臂29后端，精脱清选仓3固定在摘穗粗脱滚筒2的后下方，通过精脱轴承座26固定在机架4上，杂质输送搅龙23和籽粒输送搅龙24分别固定在精脱清选仓3的后下方；喂入毛刷5径向均布在毛刷滚筒6外侧；切穗硬齿17和梳刷柔齿18粘合后形成组合式摘穗齿11，摘穗齿11径向均布在金属筒12的外侧，通过粗脱皮带轮13带动粗脱滚筒8旋转；粗脱毛刷16固定在上机罩15的内侧构成毛刷上凹板9，粗脱毛刷16固定在下机罩32的内侧构成毛刷下凹板10，毛刷上凹板9和毛刷下凹板10均固定在侧板33上，二者分布在粗脱滚筒8的外侧，在摘穗粗脱滚筒2的前方形成喂入口34，在摘穗粗脱滚筒2的后部下方形成出料口31；喂入毛刷辊1外套设有毛刷滚筒6，金属筒12通过辐板与摘穗粗脱滚筒2联接，金属筒12和摘穗粗脱滚筒2构成粗脱滚筒8；毛刷下凹板10的前部外伸，后部通过前导料板30与精脱清选仓3连接；摇臂29通过摇臂油缸28与机架4铰接，通过摇臂油缸28伸缩运动实现喂入毛刷辊1和摘穗粗脱滚筒2的升降；精脱齿形带19与精脱孔形带21通过精脱轴承座26固定在机架4上，精脱柔性辊20均布在二者之间，通过精脱皮带轮27带动精脱齿形带19和精脱孔形带21运动，精脱孔形带21与精脱齿形带19之间安装后导料板22；导粮板25位于机架4底部，与籽粒输送搅龙24连接。

所述的毛刷上凹板9和毛刷下凹板10表面径向均布粗脱毛刷16，其硬度小于传统弓齿和钉齿的硬度，大于稻麦穗头的硬度，其表面摩擦系数大于弓齿和钉齿的表面摩擦系数。

所述的切穗硬齿17作业边具有刀刃171，所述梳刷柔齿18的作业斜表面181具有纹理181。

所述的所述的精脱孔形带21采用冲孔筛，孔径大于稻麦籽粒直径。

所述的精脱齿形带19的材质为橡胶，精脱齿形带19的表面均布尖角191，尖角191之间的夹角为30°。

所述的精脱柔性辊20的材质为橡胶，圆柱面上均布半圆形凸起。

Claims (5)

1.一种稻麦柔性仿生摘穗脱粒装置，其包括有喂入毛刷辊(1)、摘穗粗脱滚筒(2)、精脱清选仓(3)和机架(4)，其特征在于：还包括有精脱齿形带(19)、精脱孔形带(21)、籽粒输送搅龙(24)和导粮板(25)，喂入毛刷辊(1)通过毛刷轴承座(7)固定在摇臂(29)前端，摘穗粗脱滚筒(2)通过粗脱轴承座(14)固定在摇臂(29)后端，精脱清选仓(3)固定在摘穗粗脱滚筒(2)的后下方，通过精脱轴承座(26)固定在机架(4)上，杂质输送搅龙(23)和籽粒输送搅龙(24)分别固定在精脱清选仓(3)的后下方，在摘穗粗脱滚筒(2)的前方形成喂入口(34)，在摘穗粗脱滚筒(2)的后部下方形成出料口(31)；喂入毛刷辊(1)外套设有毛刷滚筒(6)，金属筒(12)通过辐板与摘穗粗脱滚筒(2)联接，金属筒(12)和摘穗粗脱滚筒(2)构成粗脱滚筒(8)；喂入毛刷(5)径向均布在毛刷滚筒(6)外侧；切穗硬齿(17)和梳刷柔齿(18)粘合后形成组合式摘穗齿(11)，摘穗齿(11)径向均布在金属筒(12)的外侧，通过粗脱皮带轮(13)带动粗脱滚筒(8)旋转；毛刷上凹板(9)和毛刷下凹板(10)均固定在侧板(33)上，二者分布在粗脱滚筒(8)的外侧；毛刷下凹板(10)的前部外伸，后部通过前导料板(30)与精脱清选仓(3)连接；摇臂(29)通过摇臂油缸(28)与机架(4)铰接，通过摇臂油缸(28)伸缩运动实现喂入毛刷辊(1)和摘穗粗脱滚筒(2)的升降；精脱齿形带(19)与精脱孔形带(21)通过精脱轴承座(26)固定在机架(4)上，精脱柔性辊(20)均布在二者之间，通过精脱皮带轮(27)带动精脱齿形带(19)和精脱孔形带(21)运动，精脱孔形带(21)与精脱齿形带(19)之间安装后导料板(22)；导粮板(25)位于机架(4)底部，导粮板(25)与籽粒输送搅龙(24)连接。

2.根据权利要求1所述的一种稻麦柔性仿生摘穗脱粒装置，其特征在于：所述的毛刷上凹板(9)和毛刷下凹板(10)表面径向均布粗脱毛刷(16)。

3.根据权利要求1所述的一种稻麦柔性仿生摘穗脱粒装置，其特征在于：所述的切穗硬齿(17)作业边具有刀刃(171)，所述梳刷柔齿(18)的作业斜表面(181)具有纹理(181)。

4.根据权利要求1所述的一种稻麦柔性仿生摘穗脱粒装置，其特征在于：所述的精脱孔形带(21)采用冲孔筛，孔径大于稻麦籽粒直径。

5.根据权利要求1所述的一种稻麦柔性仿生摘穗脱粒装置，其特征在于：所述的精脱齿形带(19)的材质为橡胶，精脱齿形带(19)的表面均布尖角(191)，尖角(191)之间的夹角为30°。