CN104488436B - 齿辊式胡萝卜去土装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于胡萝卜联合收获机的齿棍式胡萝卜去土装置，包括去土辊传动轴和去土辊单体，单体包括辊齿安装板、去土辊齿和套管焊合件，去土辊齿设置在辊齿安装板上，两个辊齿安装板通过螺栓固定在套管焊合件上，套管焊合件与去土传动轴间通过螺栓连接固定，结构简单，易于拆装维修。去土辊传动轴的两端固定在前机架上，并通过驱动链轮带动其转动。相邻两排的去土辊齿交错分布，提高了清土的工作面积，防止出现漏清的问题。去土辊齿与辊齿安装板的安装孔之间为过盈配合，不仅结构简单，而且拆装方便，便于去土装置的维修、护理。齿辊式去土装置的旋转去土方向与胡萝卜夹持提升输送方向相同，既去除胡萝卜上的泥土，也不至于损伤胡萝卜。

Description

齿辊式胡萝卜去土装置

技术领域

本发明属于农业机械设备领域，尤其涉及一种用于胡萝卜联合收获机的齿辊式胡萝卜去土装置。

背景技术

我国是全世界胡萝卜种植面积最大的国家，总产量约占世界胡萝卜总种植面积的40％。但是，我国大部分胡萝卜种植地区主要以人工收获方式为主，劳动强度大，工作效率低，严重影响了胡萝卜的适时收获，限制了我国胡萝卜产业生产规模。

目前，胡萝卜联合收获机在发达国家的研制已形成体系，大体可分为牵引式和自走式两类。欧美地区国家主要采用大型侧置牵引式联合收获机，不仅作业效率高，而且节省大量劳动力，适合大面积的种植模式。我国大规模胡萝卜生产基地主要依靠引进国外先进的胡萝卜收获机械解决农场的收获问题。但是，存在以下问题：(1)国外胡萝卜收获机价格昂贵，售后维修成本高，超出了农民的购买能力；(2)国内外种植农艺差异，国外胡萝卜收获机不适应国内品种的种植要求。因此，开发适合我国国情的胡萝卜联合收获机，满足生产要求，提高胡萝卜机械化作业水平，增加农民收入意义重大。

发明专利申请CN 103931335A提供了一种胡萝卜夹持挖掘拍土切缨收获机，包括拖拉机、夹持输送机构、挖掘铲、往复拍土机构、切缨切刀、输送器和料仓。料仓设置于拖拉机底盘上，夹持输送机构与机架固定联接，夹持输送机构是由皮带、张紧轮和托带压紧装置组成，挖掘铲、往复拍土机构、切缨切刀、输送器固定在机架上。往复拍土机构是由曲柄滑块机构组成，通过往复运动拍打将粘附在胡萝卜块根上的泥土振落。旋转切缨切刀水平方向旋转，固定夹将胡萝卜固定，防止切割时胡萝卜沿水平方向摆动，切缨切刀切断胡萝卜的缨，胡萝卜块根进入输送器最后进入料仓，胡萝卜缨在夹持输送机构上继续运动，到达夹持输送机构末端落入收集箱中，收获效率高。

然而，该发明专利申请所述的胡萝卜收获机结构简单，仍然存在一些不足之处：(1)往复排土机构通过振动去土，容易损伤胡萝卜，且难以保证将胡萝卜上的土去除干净；(2)夹持输送机构结构简单，造成输送过程中胡萝卜容易掉落；(3)单行收获，工作效率低，同时对田地土壤压实严重。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种自走式双行胡萝卜联合收获机。所述胡萝卜收获机可以同时完成两行胡萝卜挖掘、夹持输送、根叶分离、去土和集收等作业功能。

本发明的技术方案为：自走式双行胡萝卜联合收获机，包括履带式底盘、液压系统和机架，所述机架包括前机架和后机架，前机架安装在履带式底盘的动力输出轴一侧前端，后机架固定在履带式底盘上。所述前机架上设有限深轮、挖掘装置、扶禾导入装置、斜向夹持输送装置、去土装置和拉齐切秧装置，所述后机架上设有水平带式输送装置和提升集果装置。

所述限深轮和挖掘装置设置在前机架的前端底部，所述斜向夹持输送装置倾斜布置在挖掘装置的上方，所述扶禾导入装置设置在斜向夹持输送装置的前端，所述去土装置布置在斜向夹持输送装置中段下侧，所述斜向夹持输送装置的后部设有拉齐切秧装置。所述水平带式输送装置设置在拉齐切秧装置的底部，所述提升集果装置设置在水平带式输送装置的右侧。所述履带式底盘通过传动系统与斜向夹持输送装置、水平带式输送装置和去土装置分别相连；所述液压系统与挖掘装置、扶禾导入装置、水平带式输送装置和提升集果装置分别相连。所述限深轮通过电动螺旋推杆调节限深轮的位置，从而控制挖掘深度，限深轮装置同时具有仿形的作用。

去土装置包括去土辊传动轴和去土辊单体，所述去土辊单体包括辊齿安装板、去土辊齿和套管焊合件，所述去土辊齿设置在辊齿安装板上，两个辊齿安装板通过螺栓固定在套管焊合件上，套管焊合件与去土传动轴间通过螺栓连接固定，结构简单，便于位置的调整，易于拆装维修。所述去土辊齿为柱状的弹性材料；所述去土辊传动轴的两端固定在前机架上，并通过驱动链轮带动其转动。所述去土辊齿的材料为软橡胶材料，弹性好，在去土装置转动去土过程中不容易伤到胡萝卜，降低了此过程中胡萝卜的机械损伤。所述去土辊齿的长度为90-100mm，所述去土辊齿的直径为14-16mm；所述辊齿安装板的横截面为圆形或正多边形，所述正多边形的边数为2N，3≤N≤5；所述辊齿安装板由辊齿安装板I和辊齿安装板II通过螺栓连接组成。所述辊齿安装板上纵向设置2N排去土辊齿，3≤N≤5；所述相邻两排的去土辊齿交错分布，提高了清土的工作面积，防止出现漏清的问题。所述去土辊齿与辊齿安装板的安装孔之间为过盈配合，将去土辊齿尾端直接塞入安装孔中，不仅结构简单，而且拆装方便，便于去土装置的维修、护理。所述辊齿安装板通过螺栓与套管焊合件连接。所述的齿辊式去土装置作业是由与收获机行走速度相关联的动力输出轴通过链传动驱动完成，实现了胡萝卜收获速度与去土装置去土速度相协调，提高了胡萝卜联合收获机的去土效果。所述的齿辊式去土装置的旋转去土方向与胡萝卜夹持提升输送方向相同，既去除胡萝卜上的泥土，也不至于损伤胡萝卜。

所述挖掘装置包括铲齿、铲柄和挖深调节杆；所述铲齿设置在铲柄的前端，所述挖深调节杆的一端与铲柄中段连接，所述挖深调节杆的另一端与前机架相连。所述限深轮设置在前机架的右侧前端，所述限深轮通过电动螺旋推杆与前机架相连。挖掘装置可以根据胡萝卜实际生长状况，通过挖深调节杆改变挖掘深度，铲齿与铲柄之间的角度设计为可调，可实现不同挖掘深度的同时保证合适的入土角度，有效降低了胡萝卜收获作业的工作阻力。

所述扶禾导入装置设置在支架梁的前端，所述扶禾导入装置包括旋转扶禾辊、液压马达和导向杆。所述液压系统与液压马达相连，并通过液压马达驱动扶禾辊转动，所述导向杆设置在旋转扶禾辊的下方。工作时，液压马达驱动扶禾辊转动，与固定扶禾器更有利于将倒伏的胡萝卜秧苗扶起，易于实现后续的胡萝卜整个秧苗的夹持输送及其挖拔工作，减少了秧苗缠绕和堵塞，降低了漏收率。导向杆有利于将胡萝卜秧叶归拢导入到夹持输送带之间。

所述斜向夹持输送装置包括两对(四根)支架梁，每根支架梁上设有夹持主动轮、夹持从动轮、夹持橡胶带和张紧轮装置，所述夹持主动轮和夹持从动轮设置在夹持橡胶带的两端，所述支架梁设置在夹持橡胶带的上侧。夹持主动轮旋转带动夹持橡胶带绕带轮运转实现对胡萝卜植株的夹持输送。所述张紧轮装置包括设置在夹持主动轮和夹持从动轮之间的夹持橡胶带上的多个张紧轮，所述张紧轮的排布方式为中间密两端疏，使得斜向夹持带前、后两端开口稍大，中段夹持力较紧。前端开口有利于配合扶禾导入装置导入整株胡萝卜秧叶进入夹持装置，后端开口是为了减少胡萝卜在拉齐切秧过程避免茎叶被拉断；中段较大的夹持力是避免输送过程由于去土辊的拨动中导致的掉果现象。

所述拉齐切秧装置包括挡果板、双圆盘切刀和水平夹持输送装置。所述挡果板置在支架梁上斜向夹持输送装置下侧、去土辊的后侧，在挡果板的作用下胡萝卜顶端受到阻挡而被拉齐，保证后序切顶时切茬整齐。所述水平夹持输送装置设置在挡果板的上侧，避免胡萝卜在由斜向输送转为水平输送的过程中脱落，辅助后序切顶作业；所述双圆盘刀设置在挡果板的后端，用于胡萝卜根叶切割分离。

所述水平带式输送装置包括驱动鼓轮、从动鼓轮、挡果辊筒、水平输送带、支撑辊和液压马达II。所述驱动鼓轮、从动鼓轮分别设置在水平输送带的两端，所述支撑辊设置在驱动鼓轮和从动鼓轮之间。所述挡果辊筒的A端设置在提升集果装置入口远离拉齐切秧装置的一侧，所述挡果辊筒的B端设置在水平带式输送装置远离提升集果装置的一端，所述B端比A端靠近收获机的前端。

所述液压马达II通过驱动鼓轮为水平输送带提供动力；胡萝卜经切秧装置切割之后落到输送带的前端，输送带将胡萝卜向后输送，碰到斜置反转的挡果辊筒而被挡住，然后滑落到提升集果装置上。胡萝卜叶被切割后由水平夹持输送抛落到挡果辊筒后方的水平输送带上，经水平输送带传送直接抛到收获完成的田中。

所述提升集果装置包括输送链装置、栅条输送带、后挡板、侧挡板和液压马达I，所述液压马达I通过输送链装置驱动栅条输送带运转，所述后挡板设置在栅条输送带的末端，所述侧挡板设置在栅条输送带的两侧；栅条输送带的栅条之间留有15mm左右的缝隙，胡萝卜在输送过程中残留的泥土经缝隙漏出，实现二次去土。所述提升集果装置的末端还设有支撑架，后机架上设有辅助架。栅格输送带先经水平输送、然后斜向上输送，当胡萝卜升运到一定高度后抛入到固定在支撑架和辅助架上的集果袋中，完成收获过程。

所述传动系统首先由履带式底盘的动力输出轴经带传动系统驱动主轴旋转，主轴上的链轮VI经链传动给链轮IV，再传递给链轮II，再经锥齿轮系统与万向节传动杆传递给斜向夹持输送系统的夹持主动轮，从而带动橡胶夹持带运转。链轮IV将动力传递给链轮III，再传递给链轮I后经锥齿轮系统将动力传递给水平夹持输送装置。主轴链轮首先经链轮V再将动力传递给去土辊装置。

所述的液压系统包括四支油路。第一支油路通过液压缸I用于控制前支架绕主轴转动，从而实现工作状态下挖掘装置的入土和非工作状态下挖掘装置的升起。第二支油路与液压马达II连接驱动转动扶禾辊的转动。第三支油路与液压马达III连接驱动水平带式输送装置运转；第四支油路与液压马达IV连接驱动提升集果装置运转。

本发明的有益效果：

(1)本发明由扶禾器装置、挖掘装置、去土装置、拉齐切秧装置、输送装置、抛秧装置、集果装置组成，能够同时完成2行胡萝卜的挖掘、夹持输送、根叶分离、去土和集收作业，利于提高胡萝卜收获作业的机械化程度，提高作业效率；

(2)本发明采用了旋转式扶禾器装置，能够将胡萝卜整株秧苗扶起、导入夹持输送装置，降低了输送过程中的掉果率；

(3)本发明采用入土角和挖掘深度均可调的挖掘装置，可根据不同地区胡萝卜的实际生长状况完成挖掘作业；

(4)本发明采用去土辊装置和栅格提升输送带双重去土，能够有效去除胡萝卜中的泥土；

(5)本发明采用限深轮装置和浮动液压缸控制挖掘铲的挖掘深度，同时可以调节挖掘铲的入土深度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图之一；

图2是本发明的结构示意图之二；

图3是本发明的提升集果装置和水平带式输送装置的结构示意图；

图4是去土装置的结构示意图；

图5是去土辊单体的结构示意图；

图6是本发明的立体图；

其中，1、铲齿，2、限深轮，3、铲柄，4、挖深调节杆，5、前机架，6、液压缸I，7、液压系统，8、履带式底盘，9、后机架，10、水平夹持输送装置，11、链轮I，12、双圆盘切刀，13、夹持主动轮，14、链轮II，15、链轮III，16、挡果板，17、链轮IV，18、链轮V，19、链轮VI，21、去土装置，22、张紧轮装置，23、夹持橡胶带，24、电动推杆，25、液压马达II，26、夹持从动轮，27、旋转扶禾辊，28、导向杆，29、支架梁，30、主轴，31、锥齿轮系统，32、万向节传动杆，33、水平输送带，34、辅助架，35、带传动系统，36、动力输出轴，37、支撑架，38、液压马达I，39、从动鼓轮，40、挡果辊筒，41、支撑辊，42、驱动鼓轮，43、液压马达III，44、输送链装置，45、栅条输送带，46、侧挡板，47、后挡板，48、去土辊单体，49、去土辊传动轴，50、套管焊合件，51、带座轴承，52、去土辊齿，53、辊齿安装板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

实施例1：

自走式双行胡萝卜联合收获机，包括履带式底盘8、液压系统7和机架，所述机架包括前机架5和后机架9，前机架5安装在履带式底盘8的动力输出轴36一侧前端，后机架9固定在履带式底盘8上。所述前机架上设有限深轮2、挖掘装置、扶禾导入装置、斜向夹持输送装置、去土装置和拉齐切秧装置，所述后机架上设有水平带式输送装置和提升集果装置。所述限深轮2和挖掘装置设置在前机架5的前端底部，所述斜向夹持输送装置倾斜布置在挖掘装置的上方，所述扶禾导入装置设置在斜向夹持输送装置的前端，所述去土装置布置在斜向夹持输送装置中段下侧，所述斜向夹持输送装置的后部设有拉齐切秧装置。所述水平带式输送装置设置在拉齐切秧装置的底部，所述提升集果装置设置在水平带式输送装置的右侧。所述履带式底盘通过传动系统与斜向夹持输送装置、水平带式输送装置和去土装置分别相连；所述液压系统与挖掘装置、扶禾导入装置、水平带式输送装置和提升集果装置分别相连。

铲柄3铰接于前机架5底侧，铲齿1安装在铲柄3前端，挖深调节杆4的一端铰接在铲柄3中段，另一端与前机架5连接。支架梁29和设置在支架梁29上的夹持主动轮13、夹持从动轮26、夹持橡胶带23和张紧轮装置22组成斜向夹持输送装置布置在前机架5上侧，支架梁的数量为两对。夹持主动轮13和夹持从动轮26设置在夹持橡胶带23的两端，支架梁29设置在夹持橡胶带23的上侧。所述的支架梁29前端安装有旋转扶禾辊27、液压马达25及导向杆28组成的扶禾导入装置，用于扶起并导入到夹持输送带之间。去土装置21布置在斜向夹持输送装置中部下侧。

去土装置21包括去土辊传动轴49和去土辊单体48，去土辊传动轴49通过两个带座轴承51固定在夹持机架上，驱动链轮18安装于其左侧，两套去土辊单体48与去土传动轴49间通过螺栓连接。所述去土辊传动轴49为空心圆管。去土辊单体48包括辊齿安装板53、去土辊齿52和套管焊合件50，去土辊齿52设置在辊齿安装板53上，两个辊齿安装板53通过螺栓固定在套管焊合件50上，套管焊合件50与去土传动轴49间通过螺栓连接固定。所述去土辊齿52为柱状的软橡胶材料。所述去土辊齿的长度为95mm，所述去土辊齿的直径为15mm。辊齿安装板53的横截面为正六边形。所述辊齿安装板53由辊齿安装板I和辊齿安装板II通过螺栓连接组成。所述辊齿安装板53上纵向设置6排去土辊齿。所述相邻两排的去土辊齿交错分布，防止出现漏清的问题。所述去土辊齿52与辊齿安装板53的安装孔之间为过盈配合。辊齿安装板53通过螺栓与套管焊合件50连接。所述的齿辊式去土装置作业是由与收获机行走速度相关联的动力输出轴36通过链传动驱动完成，实现了胡萝卜收获速度与去土装置去土速度相协调，提高了胡萝卜联合收获机的去土效果。所述的齿辊式去土装置的旋转去土方向与胡萝卜夹持提升输送方向相同，既去除胡萝卜上的泥土，也不至于损伤胡萝卜。

限深轮2安装在前机架5右侧前端，所述限深轮2通过控制电动螺旋推杆24调节限深轮2与前机架5的相对位置，从而调整挖掘深度。挡果板16、双圆盘切刀12和水平夹持输送装置10组成的拉齐切秧装置布置在所述前机架5的后端。胡萝卜在斜向夹持输送过程中碰到水平放置的挡果板16，在挡果板16的作用下胡萝卜顶端受到阻挡而被拉齐，保证后序切顶时切茬整齐。所述水平夹持输送装置10布置在所述挡果板16上侧，主要功能是将胡萝卜植株从斜向输送转为水平输送，辅助后序切顶作业。双圆盘刀12安装在挡果板16后端，用于胡萝卜根叶切割分离。

所述后机架9布置在前机架后端下侧。由驱动鼓轮42、从动鼓轮39、挡果辊筒40、水平输送带33、支撑辊41和液压马达43组成的水平带式输送装置布置在后机架9左侧。液压马达43带动驱动鼓轮42为水平输送带33提供动力，切秧后的胡萝卜落到水平输送带33的前端，水平输送带33将胡萝卜向后输送，碰到斜置反转的挡果辊筒40后滑落到右侧的提升集果装置上。胡萝卜叶被切割后由水平夹持输装置10抛落到挡果辊筒40后方的水平输送带33上，经输送带传送直接抛到田中。所述的提升集果装置布置在水平夹持输送装置10的右侧，包括栅条输送带45、输送挡板47、输送链装置44、侧挡板46、支撑架37和液压马达38，液压马达38驱动栅条输送带45运转工作。栅条输送带45先经水平输送、然后斜向上输送将胡萝卜升运到一定高度后抛入固定支撑架37和辅助架34的集果袋中。栅条输送带45的栅条之间留有15mm左右的缝隙，胡萝卜在输送过程中残留的泥土经缝隙漏出，实现二次去土。

动力传动系统传动路线：首先由履带式底盘的动力输出轴36经带传动系统35驱动主轴30旋转，主轴30上的链轮VI19经链传动给链轮IV17，再传递给链轮II14，再经锥齿轮系统31与万向节传动杆32传递给斜向夹持输送系统的夹持主动轮13带动橡胶夹持带23运转；链轮IV17将动力传递给链轮III15，再传递给链轮I11后经锥齿轮系统将动力传递给水平夹持输送装置10；主轴链轮VI19首先经链轮V18再将动力传递给去土辊装置21。

液压系统传动路线：液压系统7一支油路通过液压缸I6用于控制前支架5绕主轴30转动从而实现工作状态下挖掘装置的入土和非工作状态下挖掘装置的升起；液压系统7第二支油路与液压马达II25连接驱动旋转扶禾辊27的转动；液压系统7第三支油路与液压马达III43连接驱动水平带式输送装置运转；液压系统7第四支油路与液压马达IV38连接驱动提升集果装置运转。

自走式双行胡萝卜联合收获机工作前，需要进行以下几方面调整：(1)根据当地胡萝卜种植的农艺要求及秧苗的倒伏情况调整旋转扶禾辊27的开合角度和高度；(2)根据胡萝卜实际生长状况调整挖深调节杆4、限深轮2的控制元件电动推杆24，使其达到所需挖掘深度的同时保证拥有合适的入土角度，使其能够更容易破土；(3)打开控制液压马达的3个二位四通阀，使得扶禾器27、水平带式输送传送带33及提升集果装置栅条输送带45优先运作。工作中，旋转扶禾辊27将胡萝卜秧苗扶起，同时挖掘铲2将胡萝卜下方的土铲松。秧苗在导向杆28导引下被喂入两条夹持橡胶带23之间，胡萝卜被夹持拔起并斜向上输送，在斜向输送过程当中，安装在下方的去土装置21清除胡萝卜上的泥土。当胡萝卜被输送到一定高度时，秧苗进入安装在支架梁29上的两个挡果板16之间的缝隙，当胡萝卜顶端与挡果板16接触时垂向运动被阻止，胡萝卜顶端贴紧挡果板16实现拉齐。之后胡萝卜秧苗进入水平夹持输送装置10从斜向输送转变为水平输送，向后夹持输送中经过双圆盘刀12将胡萝卜根叶分离。胡萝卜叶被切割后由水平夹持输装置10抛落到挡果辊筒40后方的水平输送带33上，经输送带传送直接抛到田中。胡萝卜切叶后落到水平输送带33的前端，水平输送带33将胡萝卜向后输送，碰到斜置反转的挡果辊筒23，被挡住后滑落到右侧的提升集果装置的栅条输送带45上。栅条输送带45的栅条之间留有15mm左右的缝隙，胡萝卜在提升输送过程中残留的泥土经缝隙漏出，实现二次去土；当胡萝卜升运到一定高度后抛入到固定在支撑架37和辅助架34上的集果袋中，完成收获过程。

实施例2：

与实施例1不同的是，所述去土辊齿的长度为90mm，所述去土辊齿的直径为16mm。辊齿安装板53的横截面为圆形。所述辊齿安装板53上纵向设置8排去土辊齿。

实施例3：

与实施例1不同的是，所述去土辊齿的长度为100mm，所述去土辊齿的直径为14mm。辊齿安装板53的横截面为正八边形。所述辊齿安装板53上纵向设置8排去土辊齿。

实施例4：

与实施例1不同的是，所述去土辊齿的长度为90mm，所述去土辊齿的直径为15mm。辊齿安装板53的横截面为正十边形。所述辊齿安装板53上纵向设置10排去土辊齿。

Claims (4)

1.齿辊式胡萝卜去土装置，其特征在于：包括去土辊传动轴(49)和去土辊单体(48)，所述去土辊单体(48)包括辊齿安装板(53)、去土辊齿(52)和套管焊合件(50)，所述去土辊齿(52)设置在辊齿安装板(53)上，所述辊齿安装板(53)通过套管焊合件(50)与去土辊传动轴(49)连接；所述去土辊齿(52)为柱状的软橡胶材料；所述去土辊传动轴(49)的两端固定在机架上，并通过驱动链轮(18)带动其转动；所述辊齿安装板(53)的横截面为正多边形，所述正多边形的边数为2N，3≤N≤5；所述辊齿安装板(53)由辊齿安装板I和辊齿安装板II通过螺栓连接组成；所述辊齿安装板(53)上纵向设置2N排去土辊齿(52)，3≤N≤5；相邻两排的去土辊齿(52)交错分布；所述去土辊齿(52)与辊齿安装板(53)的安装孔之间为过盈配合；所述辊齿安装板(53)通过螺栓与套管焊合件(50)连接。

2.根据权利要求1所述的齿辊式胡萝卜去土装置，其特征在于：所述去土辊齿(52)的长度为90-100mm，所述去土辊齿的直径为14-16mm。

3.根据权利要求1所述的齿辊式胡萝卜去土装置，其特征在于：所述去土辊传动轴(49)为空心圆管；所述机架上设有多个安装孔，所述去土辊传动轴(49)的两端设有带座轴承(51)，所述带座轴承(51)通过安装孔固定在机架上。

4.根据权利要求1所述的齿辊式胡萝卜去土装置，其特征在于：所述驱动链轮(18)与收获机行走速度相关联的动力输出轴相连。