CN103828531B - 一种振动挖拔式木薯收获机 - Google Patents

Abstract

一种振动挖拔式木薯收获机，包括机架、悬挂架、块根拔起装置、挖掘铲以及电液控制装置。机架由梁架、后支撑轮组成，机架和悬挂架铰接，用钢链限制机架相对悬挂架的纵向位移；块根拔起装置由拔起机构、振动机构、夹持机构组成，块根拔起装置安装在机架上；挖掘铲由深松铲和铲柱组成，用U型螺栓固定在悬挂架横杆的下方；电液控制装置由传感器、单片机、A/D、电液伺服阀、D/A组成，电液控制装置控制液压马达和油缸的工作。整机通过悬挂架与拖拉机悬挂装置三点连接。本发明的木薯收获机结构简单，拔起机构灵活性高，且易于控制，可实现快速连续拔起，收获木薯块根时损失少、土薯分离干净、功耗低。

Description

一种振动挖拔式木薯收获机

技术领域

本发明涉及一种农业机械领域的收获机械，具体为一种振动挖拔式木薯收获机。

背景技术

木薯广泛种植于热带、亚热带，为块根作物，被誉为“淀粉之王”，其产量在粮食作物中排第六位，是世界6亿人口赖以生存的粮食，是重要的生物能源作物。目前，国内木薯块根收获基本靠人工作业完成，工作量大，效率低，收获成本高。在收获季节，由于收获效率低，收获时间长，导致很多木薯在地下发芽、腐烂，造成木薯减产，严重阻碍了木薯种植业的发展，成为木薯种植业发展的“瓶颈”。因此，开展木薯收获机械和收获技术问题的研究，推动木薯收获机械化的发展，成为木薯种植业亟待解决的问题。

目前，木薯收获机械存在的主要问题是对土壤的适应性差、块根收获损失大、土薯分离不干净、功耗大，尤其难以适应粘土种植木薯块根的收获。现有的适用于粘土种植木薯块根收获的木薯收获机还处于理论研究阶段，这些收获机的拔起机构都采用往复式驱动，拔起机构灵活性较低，难以实现快速连续拔起，且结构较为复杂。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种振动挖拔式木薯收获机，该收获机对不同土壤适应性强，能适应粘土种植木薯块根的收获，且收获机结构简单，拔起机构灵活性高，可实现快速连续拔起。

本发明采用的技术方案是：一种振动挖拔式木薯收获机，包括机架、悬挂架、块根拔起装置、挖掘铲以及电液控制装置；机架和悬挂架铰接，用钢链限制机架相对悬挂架的纵向位移；机架由梁架、后支撑轮组成，后支撑轮通过轴承安装在梁架的支撑轮轴上，块根拔起装置由拔起机构、振动机构、夹持机构组成，拔起机构通过螺栓和轴承安装在机架上，振动机构通过螺栓安装在拔起机构的水平板上，夹持机构焊接在振动机构框架的下方；挖掘铲由深松铲和铲柱组成，用U型螺栓固定在悬挂架横杆的下方；铲柱的间距为木薯垄宽，作业时进行松土，减小拔起阻力。电液控制装置由传感器、单片机、A/D、电液伺服阀、D/A组成，电液控制装置安装在箱体内，箱体固定安装在拖拉机上；作业时控制液压马达的转速及规律，同时控制油缸的动作。整机通过悬挂架与拖拉机悬挂装置三点连接。

所述悬挂架为三角形结构焊件，由横杆、纵杆、斜杆、钢链挂销、前上铰接点、前下铰接点和后铰接点组成，它们通过焊接形成悬挂架。

所述梁架由竖梁、纵梁、前上挂轴、后上挂轴、支撑轮轴、钢链挂耳、马达底座、加强筋组成，纵梁和竖梁互相垂直且在同一平面内，纵梁焊接在竖梁的后方，前上挂轴和后上挂轴都穿过竖梁并焊接在竖梁上，支撑轮轴穿过纵梁并焊接在纵梁上，钢链挂耳焊接在竖梁上，马达底座焊接在竖梁的一侧，竖梁和纵梁之间、纵梁和支撑轮轴之间都焊接有加强筋。

所述拔起机构包括左前臂、右前臂、左后臂、右后臂、连杆、曲柄、前下挂轴、后下挂轴、水平板、第一液压马达、双列角接触球轴承，左前臂和右前臂一端通过双列角接触球轴承连接到前上挂轴上，左前臂和右前臂另一端通过双列角接触球轴承连接到前下挂轴上，左后臂和右后臂一端通过双列角接触球轴承连接到后上挂轴上，左后臂和右后臂另一端通过双列角接触球轴承连接到后下挂轴上，连杆一端通过双列角接触球轴承连接到后下挂轴上，连杆另一端通过双列角接触球轴承连接到曲柄上，曲柄和第一液压马达输出轴花键连接，前下挂轴和后下挂轴焊接在水平板上，第一液压马达通过螺栓安装在马达底座上，工作过程中水平板保持水平状态。

所述振动机构由第二液压马达、联轴器、轴承、轴承座、凸轮轴、凸轮、摩擦片、上导向套筒组、下导向套筒组、第一弹簧组、框架组成，摩擦片和上导向套筒组通过螺栓固定在框架上，下导向套筒组、第二液压马达、轴承座通过螺栓固定在水平板上，上下导向套筒组配套安装，第一弹簧组放置在上下套筒内，第一弹簧组一端钩在带孔螺栓上，另一端钩在水平板上，凸轮与凸轮轴花键连接，凸轮轴一端与第二液压马达输出轴通过联轴器连接，另一端安装在轴承座上，作业时第二液压马达驱动凸轮按给定的频率转动，框架和夹持机构随着凸轮的转动而上下振动。

所述夹持机构由夹子架、上联动杆、下联动杆、夹子组、第二弹簧组、油缸组成，夹子架上部与框架下部焊接，夹子架下部通过圆柱销与夹子组连接，夹子组可以相对夹子架转动，油缸通过圆柱销与夹子组的中间夹子连接，上下联动杆通过圆柱销与夹子组连接，第二弹簧组一端钩在夹子架上，另一端钩在中间夹子上，工作时油缸驱动夹子做夹持动作。

本发明的突出优点在于：

1、拔起机构的液压马达只需单向转动，且每转动一周便能实现拔起和复位动作，因而拔起机构灵活性高，可实现木薯块根的快速连续拔起。

2、结构简单，应用范围广，尤其能适应粘土种植木薯块根的收获。

附图说明

图1是本发明所述的振动挖拔式木薯收获机的结构示意图。

图2是本发明所述的振动挖拔式木薯收获机的悬挂架结构示意图。

图3是本发明所述的振动挖拔式木薯收获机的机架结构示意图。

图4是本发明所述的振动挖拔式木薯收获机的拔起机构结构示意图。

图5是本发明所述的振动挖拔式木薯收获机的振动机构的振动部件结构示意图。

图6是本发明所述的振动挖拔式木薯收获机的振动机构的导向部件结构示意图。

图7是本发明所述的振动挖拔式木薯收获机的夹持机构结构示意图。

图中标记为：纵杆1、后铰接点2、前上铰接点3、圆柱销4、斜杆5、横杆6、U型螺栓7、前下铰接点8、铲柱9、深松铲10、右前臂11、前下挂轴12、第二液压马达13、水平板14、联轴器15、凸轮轴16、夹子组17、框架18、夹子架19、下联动杆20、上联动杆21、第二弹簧组22、油缸23、后下挂轴24、右后臂25、连杆26、后支撑轮27、支撑轮轴28、纵梁29、加强筋30、竖梁31、马达底座32、曲柄33、第一液压马达34、左后臂35、后上挂轴36、轴承座37、下导向套筒组38、上导向套筒组39、钢链挂耳40、左前臂41、前上挂轴42、双列角接触球轴承43、钢链44、钢链挂销45、凸轮A、摩擦片B、第一弹簧组C、带孔螺栓D、中间夹子E。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步详细的说明。

对照图1，一种振动挖拔式木薯收获机，包括机架、悬挂架、块根拔起装置、挖掘铲以及电液控制装置。机架由梁架、后支撑轮27组成，后支撑轮27通过轴承安装在梁架的支撑轮轴28上，机架和悬挂架用圆柱销4铰接，用钢链44限制机架相对悬挂架的纵向位移。块根拔起装置由拔起机构、振动机构、夹持机构组成，拔起机构通过螺栓和双列角接触球轴承43安装在机架上，振动机构通过螺栓安装在拔起机构的水平板14上，夹持机构焊接在振动机构的框架18的下方。挖掘铲由深松铲10和铲柱9组成，用U型螺栓7固定在悬挂架横杆6的下方，铲柱的间距为木薯垄宽。电液控制装置由传感器、单片机、A/D、电液伺服阀、D/A组成，其主要部件固定安装在箱体内，箱体固定安装在拖拉机上，作业时控制液压马达的转速及规律，同时控制油缸23的动作。整机通过悬挂架与拖拉机悬挂装置三点连接。

对照图1、2，所述悬挂架为一三角形结构焊件，由横杆6、纵杆1、斜杆5、钢链挂销45、前上铰接点3、前下铰接点8和后铰接点2组成，它们通过焊接形成悬挂架。

对照图1、3，所述梁架由竖梁31、纵梁29、前上挂轴42、后上挂轴36、支撑轮轴28、钢链挂耳40、马达底座32、加强筋30组成，纵梁29和竖梁31互相垂直且在同一平面内，纵梁29焊接在竖梁31的后方，前上挂轴42和后上挂轴36都穿过竖梁31并焊接在竖梁31上，支撑轮轴28穿过纵梁29并焊接在纵梁29上，钢链挂耳40焊接在竖梁31上，马达底座32焊接在竖梁31的一侧，竖梁31和纵梁29之间、纵梁29和支撑轮轴28之间都焊接有加强筋。

对照图1、4，所述拔起机构包括左前臂41、右前臂11、左后臂35、右后臂25、连杆26、曲柄33、前下挂轴12、后下挂轴24、水平板14、第一液压马达34、双列角接触球轴承43，左前臂41和右前臂11一端通过双列角接触球轴承连接到前上挂轴42上，左前臂41和右前臂11另一端通过双列角接触球轴承连接到前下挂轴12上，左后臂35和右后臂25一端通过双列角接触球轴承连接到后上挂轴36上，左后臂35和右后臂25另一端通过双列角接触球轴承连接到后下挂轴24上，连杆26一端通过双列角接触球轴承连接到后下挂轴24上，连杆26另一端通过双列角接触球轴承连接到曲柄33上，曲柄33和第一液压马达34输出轴花键连接，前下挂轴12和后下挂轴24焊接在水平板14上，第一液压马达34通过螺栓安装在马达底座32上。

对照图1、5、6，所述振动机构由第二液压马达13、联轴器15、轴承座37、凸轮轴16、凸轮A、摩擦片B、上导向套筒组39、下导向套筒组38、第一弹簧组C、框架18组成，摩擦片B和上导向套筒组39通过螺栓固定在框架18上，下导向套筒组38、第二液压马达13、轴承座37通过螺栓固定安装在拔起机构的水平板14上，上下导向套筒组配套安装，第一弹簧组C置于导向套筒组内，第一弹簧组C一端钩在带孔螺栓D上，另一端钩在水平板14上，凸轮A与凸轮轴16花键连接，凸轮轴16一端与第二液压马达13输出轴通过联轴器15连接，另一端安装在轴承座37上。作业时第二液压马达13驱动凸轮A按需要的频率转动，框架18和夹持机构随着凸轮A的转动而上下振动。

对照图1、7，所述夹持机构由夹子架19、上联动杆21、下联动杆20、夹子组17、第二弹簧组22、油缸23组成，夹子架19上部与框架18下部焊接，夹子架19下部通过圆柱销与夹子组17连接，夹子组17可以相对夹子架19转动，油缸23通过圆柱销与夹子组17的中间夹子E连接，上下联动杆通过圆柱销与夹子组17连接，第二弹簧组22钩挂在中间夹子E和夹子架19之间，工作时油缸23驱动夹子组17做夹持动作。

所述的振动挖拔式木薯收获机的工作原理是：

对照图1、2、3、4、5、6、7，木薯块根收获机作业前，先砍断木薯茎秆，保留20-40cm长度的茎秆。木薯收获机作业时，收获机在拖拉机牵引作用下向前移动，挖掘铲插入土中耕松土壤。电液控制装置通过传感器获得收获机的速度信号，木薯茎秆进入夹子组17的夹持范围时，电液控制装置也通过传感器获得相应信号，对获得的信号进行分析处理后，电液控制装置发出控制指令，控制第一液压马达34、第二液压马达13和油缸23按一定规律工作。油缸23驱动夹子组17将木薯茎秆夹紧；第一液压马达34驱动曲柄33转动，曲柄33通过连杆26带动水平板14、振动机构和夹持机构向后上方运动；第二液压马达13驱动凸轮A转动，使与框架18连接在一起的夹持机构上下振动，木薯块根被按一定拔起速度规律和抖动规律较为竖直地拔起。水平板14上升至最高点时，振动机构停止工作，夹持机构将木薯松开，曲柄33继续转动驱动拔起机构复位，油缸23驱动夹子组17复位，即完成一次工作循环。如此反复，完成木薯块根的收获作业。

Claims (2)

1.一种振动挖拔式木薯收获机，包括由夹子架、上联动杆、下联动杆、夹子组、第二弹簧组以及油缸组成的夹持机构，夹子架上部与框架下部焊接，夹子架下部通过圆柱销与夹子组连接，夹子组可以相对夹子架转动，油缸通过圆柱销与夹子组的中间夹子连接，上下联动杆通过圆柱销与夹子组连接，第二弹簧组一端钩在夹子架上，另一端钩在中间夹子上，其特征在于，还包括机架、悬挂架、块根拔起装置、挖掘铲以及电液控制装置；机架和悬挂架铰接，用钢链限制机架相对悬挂架的纵向位移；机架由梁架、后支撑轮组成，后支撑轮通过轴承安装在梁架的支撑轮轴上，块根拔起装置由拔起机构、振动机构、夹持机构组成，拔起机构通过螺栓和轴承安装在机架上，振动机构通过螺栓安装在拔起机构的水平板上，夹持机构焊接在振动机构框架的下方；挖掘铲由深松铲和铲柱组成，用 U 型螺栓固定在悬挂架横杆的下方；电液控制装置由传感器、单片机、 A / D转换器 、电液伺服阀、 D / A 转换器组成，电液控制装置安装在箱体内，箱体固定安装在拖拉机上；整机通过悬挂架与拖拉机悬挂装置三点连接，

所述悬挂架为三角形结构焊件，由横杆、纵杆、斜杆、钢链挂销、前上铰接点、前下铰接点和后铰接点组成，它们通过焊接形成悬挂架，

所述梁架由竖梁、纵梁、前上挂轴、后上挂轴、支撑轮轴、钢链挂耳、马达底座以及加强筋组成，纵梁和竖梁互相垂直且在同一平面内，纵梁焊接在竖梁的后方，前上挂轴和后上挂轴都穿过竖梁并焊接在竖梁上，支撑轮轴穿过纵梁并焊接在纵梁上，钢链挂耳焊接在竖梁上，马达底座焊接在竖梁的一侧，竖梁和纵梁之间、纵梁和支撑轮轴之间都焊接有加强筋。

2.根据权利要求 1 所述的振动挖拔式木薯收获机，其特征在于，所述拔起机构包括左前臂、右前臂、左后臂、右后臂、连杆、曲柄、前下挂轴、后下挂轴、水平板、第一液压马达以及双列角接触球轴承，左前臂和右前臂一端通过双列角接触球轴承连接到前上挂轴上，左前臂和右前臂另一端通过双列角接触球轴承连接到前下挂轴上，左后臂和右后臂一端通过双列角接触球轴承连接到后上挂轴上，左后臂和右后臂另一端通过双列角接触球轴承连接到后下挂轴上，连杆一端通过双列角接触球轴承连接到后下挂轴上，连杆另一端通过双列角接触球轴承连接到曲柄上，曲柄和第一液压马达输出轴花键连接，前下挂轴和后下挂轴焊接在水平板上，第一液压马达通过螺栓安装在马达底座上。