CN104221612B - 一种车载式秸秆自动翻料装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载式秸秆自动翻料及水分调控装置，包括翻料装置、洒水装置、车载装置和控制模块。翻料装置包括曲柄滑块机构、料斗等。洒水装置包括喷头、抽水增压泵等。控制模块由PLC、继电器、湿度传感器及相关连线组成。整台装置通过电机带动后轮驱动装置前行。前轮带动前轴转动，通过皮带传动使曲柄转动，实现曲柄滑块机构的摆杆上下往复摆动，使装在摆杆前端且与摆杆一端铰链连接的料斗实现翻料功能。本发明不仅减小了人工劳力的投入，更大大提高了工作效率，且通过控制模块的实时监测和调控，实现了在晾晒过程中根据生产需要调控秸秆物料水分，提高了秸秆成型质量。

Description

一种车载式秸秆自动翻料装置

技术领域

本发明属农用机械领域，特别涉及一种车载式秸秆自动翻料装置。

技术背景

农作物秸秆是农业生产系统中一项重要的生物质能源，据联合国环境规划署报导，世界上种植的农作物每年可以提供各类秸秆约20亿吨。我国是一个农业大国，秸秆资源丰富，主要秸秆有近20种，而且数量巨大。相关文献表明，2013年我国农作物秸秆的总量约有7亿吨，而利用率却不足30％。但是关于秸秆利用，秸秆全量还田是会影响作物播种和生长，秸秆焚烧污染大气环境。故需要对秸秆进行切实有效的综合利用，转废为宝。

随着挤压成型技术的发展，我国大量的秸秆也得到了更好的综合利用，不仅方便运输存储，也成为了一种不可多得的燃料。但作为挤压成型原料的秸秆，在实际生产中由于受到成型条件以及自身材料特性的影响，导致成型的秸秆压块质量差异较大，甚至松散而不能成型，其中影响较大的因素是秸秆的含水率。当秸秆含水率过低时，使得秸秆颗粒间的粘结性降低而成型困难，同时由于挤压摩擦增大导致表面碳化甚至自燃。当秸秆含水率过高时，挤压成型过程中较大的蒸汽气压极易导致压块开裂或者“放炮”现象。所以在生产前需要对秸秆的含水率进行预处理，以保证压块成型的质量。

目前大多数对秸秆含水率的预处理是采用露天晾晒的方式，但是由于晾晒过程中经常因未及时将秸秆进行翻料处理而导致晾晒周期长，从而大大影响了生产的工作效率。另一方面，由于缺少经验，也很容易将秸秆晾晒过度，导致秸秆含水率过低而影响压块成型的质量。所以如何对秸秆进行有效并且及时的翻料，而且在晾晒过程中对秸秆含水率进行实时调控以保证最佳成型质量是当前所需的。

所发明的一种车载式秸秆自动翻料装置，结合曲柄滑块机构，实现在往复运动过程中对秸秆进行翻料处理。而且配合控制模块以及洒水装置，对晾晒过程中秸秆的含水率进行实时监测并且反馈调控，保证秸秆的含水率处于最佳的成型范围，最终提高秸秆压块的成型质量以及生产效率。

发明内容

为克服现有技术存在的缺点和不足，本发明专利提供一种车载式秸秆自动翻料装置，解决现有秸秆晾晒过程中翻料不及时而导致晾晒周期长以及晾晒过度而导致秸秆含水率不符合生产要求等问题。

为解决上述问题，本发明的设计方案是：一种车载式秸秆自动翻料装置，其特征在于：包括车架、曲柄滑块机构和动力传送装置，所述曲柄滑块机构包括小皮带轮、曲柄、侧杆、料斗、弹簧、滑块、摆杆、固定杆和支撑架，，所述支撑架安装在所述车架的前部，所述支撑架有杆槽，所述固定杆固定在杆槽内，所述摆杆和所述固定杆通过转动副连接，所述料斗与所述摆杆前端通过转动副连接，所述摆杆前端固定连接侧杆，所述料斗底面与所述侧杆通过弹簧连接，所述滑块和所述摆杆通过滑动副连接，所述滑块背面有轴，所述曲柄和所述滑块背面的轴通过转动副连接，所述小皮带轮有中心轴，所述曲柄固定在所述小皮带轮的中心轴上，所述固定杆和所述曲柄转动副连接，所述动力传送装置包括电瓶、前轴、大皮带轮和皮带，所述电瓶为动力源，所述的前轴过盈配合装有大皮带轮，所述大皮带轮和所述小皮带轮通过皮带相连。

进一步的，所述的曲柄滑块机构有两组并列安装在车架前端。

进一步的，所述弹簧弹性系数较小K为3.6～5.8N/m，使料斗与水平线成一定角度，当料斗在翻料时装有物料，与料斗相连的弹簧压缩，从而使得料斗与水平角度增大进行卸料而不至于扬料,。

进一步的，包括PLC、继电器、减速电机、后轴、大锥齿轮和小锥齿轮，所述PLC与所述减速电机通过继电器相连，所述小锥齿轮和所述的减速电机的输出轴相连，所述大锥齿轮和小锥齿轮齿轮连接，所述大锥齿轮过盈配合安装在后轴上，通过后轮的驱动，使小车运动而带动前轴，最终带动小车前部的曲柄滑块机构运动，PLC对减速电机的控制，使得小车可在无人操作下对一定区域内进行往复运动。

进一步的，包括车厢、湿度传感器和洒水装置，所述湿度传感器直立固定在车架底部，与安装在车架侧端部的PLC接线相连，所述洒水装置包括喷头、进水管、水箱、抽水增压泵，所述洒水装置安装在车架中部，所述抽水增压泵的一端与所述水箱上端部相连通，另一端通过分支管路与安装在车架底部的喷头相连，从而通过抽水增压泵将水箱中的水均匀抽送至各个喷头进行喷洒，所述水箱的侧端部安装有进水管，且进水管水平穿过车厢，管口弯曲朝上。

进一步的，所述秸秆为小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆、薯类秸秆、油料秸秆、棉花秸秆、甘蔗秸秆或其它农作物在收获籽实所剩下的秸秆中的任一种。

本发明具有有益效果:本发明在车架的前端安装曲柄滑块机构，配合弹簧连接的料斗，实现在小车行驶过程中对地面晾晒的秸秆进行灵活的翻料处理。同时PLC对减速电机的控制，使得小车可在无人操作下对一定区域内进行往复运动，从而可以对物料进行反复翻料，大大提高秸秆晾晒的效率，也减小了人工劳力的投入。并且PLC通过继电器控制抽水增压泵，与湿度传感器形成对秸秆含水率的反馈调控，从而保证秸秆在晾晒过程的含水率处于最佳成型范围，最终有利于提高了秸秆压块的成型质量。

附图说明

为了更清楚的说明本发明的实施例或者技术方案，下面将对实施例或者技术方案描述中所需要的附图做简单介绍，显而易见，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在没有付出创造性劳动的情况下根据本发明附图还可以得到其他附图。

图1是一种车载式秸秆自动翻料装置内部结构轴测图。

图2是一种车载式秸秆自动翻料装置仰视图。

图3是一种车载式秸秆自动翻料装置外部结构轴测图。

图4是一种车载式秸秆自动翻料装置中前置曲柄滑块机构局部图。

图5是一种车载式秸秆自动翻料装置中料斗安装局部图。

图中：1、车轮；2、湿度传感器；3、可编程逻辑控制器(简称PLC)；4、喷头；5、前轴；6、皮带；7、小皮带轮；8、曲柄；9、侧杆；10、料斗；11、弹簧；12、滑块；13、摆杆；14、大皮带轮15、固定杆；16、支撑架；17、车架；18、电瓶；19、进水管；20、水箱；21、继电器22、减速电机；23、抽水增压泵；24、小锥齿轮；25、大锥齿轮；26、后轴；27、齿轮箱；28、车厢。

具体实施方式

下面将结合本发明具体实施例中的附图，对本发明中实施的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的具体实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域中普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护范围。

以水稻秸秆为例。

如图1-5所示，在所发明的一种车载式秸秆自动翻料装置中，：包括车轮1、湿度传感器2、PLC3、车架17、继电器21、减速电机22、小锥齿轮24、大锥齿轮25、后轴26、齿轮箱27、车厢28、洒水装置、曲柄滑块机构和动力传送装置，所述曲柄滑块机构包括小皮带轮7、曲柄8、侧杆9、料斗10、弹簧11、滑块12、摆杆13、固定杆15和支撑架16，所述的曲柄滑块机构有两组并列安装在车架17前端，所述滑块12背面有轴，所述曲柄8和所述滑块12背面的轴通过转动副连接，所述滑块12和所述摆杆13通过滑动副连接，所述小皮带轮7有中心轴，所述曲柄8固定在所述小皮带轮7的中心轴上，所述固定杆15和所述曲柄8通过转动副连接，所述支撑架16安装在所述车架17的前部，所述支撑架16有杆槽，所述固定杆1固定在杆槽内，所述摆杆13和所述固定杆15通过转动副连接，所述料斗10与所述摆杆13前端通过转动副连接，所述摆杆13前端固定连接侧杆9，所述料斗10底面与所述侧杆9通过弹簧11连接，所述弹簧11弹性系数K为3.6～5.8N/m，所述动力传送装置包括电瓶18、前轴5、大皮带轮14和皮带6，所述电瓶18为动力源，所述的前轴5过盈配合装有大皮带轮14，所述大皮带轮14和所述小皮带轮7通过皮带6相连，所述电瓶18与减速电机22接线相连，所述前轴5和后轴6分别安装车轮1，所述PLC3与所述减速电机22通过继电器21相连，所述小锥齿轮24和所述的减速电机22的轴相连，所述大锥齿轮25和小锥齿轮24齿轮连接，所述大锥齿轮25过盈配合安装在后轴26上，所述大锥齿轮25和小锥齿轮24安装在所述齿轮箱27内，所述湿度传感器2直立固定在车架17底部，与安装在车架17侧端部的PLC3接线相连；所述洒水装置包括喷头4、进水管19、水箱20、抽水增压泵23，所述水箱20安装在车架17中部，所述抽水增压泵23的一端与所述水箱20上端部相连通，另一端通过分支管路与安装在车架17底部的喷头4相连；所述PLC3与所述抽水增压泵23通过继电器21相连，所述水箱20的侧端部安装有进水管19，且进水管19水平穿过车厢28，管口弯曲朝上。

所述电瓶18为其提供动力，减速电机22的输出轴转动，通过锥齿轮的配合传动使后轴26转动，从而带动前轴5转动，使小车运动，而前轴5过盈配合安装有大皮带轮14，所述曲柄8固定在所述小皮带轮7的中心轴上，通过大皮带轮14、小皮带轮7和皮带6的传动带动曲柄8绕小皮带轮7的中心轴转动，从而使得摆杆13上下往复摇摆。在摆杆13的前端铰接有料斗10，料斗10下端与摆杆13上的侧杆9通过弹性系数较小的弹簧11相连，使摆杆13与水平成一定角度。当料斗10随摆杆13下摆时，运动的小车使得料斗10相对于地面具有一定的速度，料斗10进料。进料后的料斗10又随着摆杆13向上摆动，由于料斗10进料，使得弹簧11承受的压力增大而压缩，料斗10发生较大倾斜而卸料。如此反复，随着小车的前行，不断对秸秆进行着翻料处理。

在车架底部直立固定有两个湿度传感器2，且与安装在车架17侧端部的PLC3接线相连。湿度传感器2在小车运动过程中与地面的秸秆相接触，对秸秆的含水率进行测量，并实时将信息传送到PLC3，而PLC3根据信息进行反馈调控。当含水率过高时，PLC3无响应；当含水率过低时，PLC3通过继电器21控制抽水增压泵23进行工作。抽水增压泵23与水箱20相连接，抽取水箱20中的水，并通过分支管路均匀输送到在车架17底部安装的喷头4进行喷洒。随着小车的运动，喷头4对晾晒的秸秆进行均匀的喷洒，从而增加其含水率。随着不断喷洒，当湿度传感器2测量秸秆含水率处于设定范围时，PLC3控制抽水增压泵23停止工作。同时PLC3通过继电器21与减速电机22接线相连，控制减速电机22的正反转，使得小车在一定范围内可进行往返运动。并且可以在PLC3中对小车的运动情况进行设置，比如间隔一定时间后再进行返回动作等，从而真正实现对秸秆晾晒过程的翻料、监测和水分调控的自动化。最终大大减轻了人工劳力，同时更是在提高秸秆物性质量的同时，提高了工作效率。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则和构思之内，对本发明做技术上的修改，等同替换，都属于本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种车载式秸秆自动翻料及水分调控装置，其特征在于：包括车架(17)、曲柄滑块机构和动力传送装置，所述曲柄滑块机构包括小皮带轮(7)、曲柄(8)、侧杆(9)、料斗(10)、弹簧(11)、滑块(12)、摆杆(13)、固定杆(15)和支撑架(16)，所述支撑架(16)安装在所述车架(17)的前部，所述支撑架(16)有杆槽，所述固定杆(15)固定在杆槽内，所述摆杆(13)和所述固定杆(15)通过转动副连接，所述料斗(10)与所述摆杆(13)前端通过转动副连接，所述摆杆(13)前端固定连接侧杆(9)，所述料斗(10)底面与所述侧杆(9)通过弹簧(11)连接，所述滑块(12)和所述摆杆(13)通过滑动副连接，所述滑块(12)背面有轴，所述曲柄(8)和所述滑块(12)背面的轴通过转动副连接，所述小皮带轮(7)有中心轴，所述曲柄(8)固定在所述小皮带轮(7)的中心轴上，所述固定杆(15)和所述曲柄(8)转动副连接，所述动力传送装置包括电瓶(18)、前轴(5)、大皮带轮(14)和皮带(6)，所述电瓶(18)为动力源，所述的前轴(5)过盈配合装有大皮带轮(14)，所述大皮带轮(14)和所述小皮带轮(7)通过皮带(6)相连；还包括车厢(28)、湿度传感器(2)和洒水装置，所述湿度传感器(2)直立固定在车架(17)底部，与安装在车架(17)侧端部的PLC(3)接线相连；所述洒水装置包括喷头(4)、进水管(19)、水箱(20)、抽水增压泵(23)，所述水箱(20)安装在车架(17)中部，所述抽水增压泵(23)的一端与所述水箱(20)上端部相连通，另一端通过分支管路与安装在车架(17)底部的喷头(4)相连；所述PLC(3)与所述抽水增压泵(23)通过继电器(21)相连，所述水箱(20)的侧端部安装有进水管(19)，且进水管(19)水平穿过车厢(28)，管口弯曲朝上。

2.根据权利要求1所述一种车载式秸秆自动翻料及水分调控装置，其特征在于：所述的曲柄滑块机构有两组并列安装在车架(17)前端。

3.根据权利要求1或2所述一种车载式秸秆自动翻料及水分调控装置，其特征在于：所述弹簧(11)弹性系数K为3.6～5.8N/m。

4.根据权利要求3所述一种车载式秸秆自动翻料及水分调控装置，其特征在于：包括PLC(3)、继电器(21)、减速电机(22)、后轴(26)、大锥齿轮(25)和小锥齿轮(24)，所述PLC(3)与所述减速电机(22)通过继电器(21)相连，所述小锥齿轮(24)和所述的减速电机(22)的输出轴相连，所述大锥齿轮(25)和小锥齿轮(24)齿轮连接，所述大锥齿轮(25)过盈配合安装在后轴(26)上。

5.根据权利要求4所述的一种车载式秸秆自动翻料及水分调控装置，其特征在于：所述秸秆为小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆、薯类秸秆、油料秸秆、棉花秸秆、甘蔗秸秆在收获籽实所剩下的秸秆中的任一种。