CN104604417B - 深土层根茎类作物收获机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种深土层根茎类作物收获机。山药等直生长根茎类作物的收获多采用人工作业，效率低、成本高；现有采收设备存在掘土深度浅、作物完整性不易保证等缺陷。本发明包括动力装置、机架、螺旋钻杆、前输送器、传送带机构、排土搅龙；机架两侧固定有侧挡板，螺旋钻杆纵向并列装配在机架前段下部，前输送器及传送带机构依次装配在机架上，前后衔接配合将采收的作物及土壤输送并提升至地面；连接螺旋钻杆及动力装置的排土搅龙，传递动力并将机架下方及螺旋钻杆推送过来的土壤向后方疏散。本发明通过机械松土，经前输送器、传送带机构两级输送，增加了掘土深度，提高了工作效率，降低了收获山药等作物的劳动强度及作业成本。

Description

深土层根茎类作物收获机

技术领域

本发明涉及农作物收获机械技术领域，具体地说是一种深土层根茎类作物收获机。

背景技术

山药、牛蒡等长根茎类农作物，富含蛋白质、氨基酸、维生素等营养成分，具有很高的营养和药用价值。但这类作物的根茎为长柱状，质地较脆弱，直立生长于土壤深处，无法掌握其长势；收获时，稍有不慎就会折断、损伤其较长的根茎。为避免挖掘过程中损坏作物，山药类作物采收大多采用人工作业，先将山药等长根茎周边的土壤刨松，再小心将其取出。该收获方式工作效率低，劳动强度极大，费时费力，造成长根茎类作物的采收成本较高，直接影响山药等的售价居高不下。

专利号为ZL201110034816.2公开的“山药收获种植两用机”，采用旋沟犁等装置开沟，再通过振动疏松作物周边的土壤，再由人工拔出；但该设备的运行对土壤的硬度有一定要求，土壤较硬时设备难以正常拖拽，且作物的拾取存在一定困难；作业前需下挖一下放置开沟及振动装置的作业坑，操作繁琐。而专利号ZL201420218049.X公开的“根茎类农作物收获机”，在一定程度上解决了山药等根茎类农作物的挖掘工作，但由于该设备松土装置等设置存在缺陷，仍对土壤硬度有一定要求，特别是其掘土深度较浅，无法收获较长或种植在深土层的作物；农作物上行提升作业时输送不畅，农作物之间、作物与土壤间相互挤压，经常出现作物损伤的现象，山药类作物的完整性不易保证；另外该设备的运行方式不能及时的将崛松的土壤迅速排开，导致设备下方的松土堆积，加大了行走阻力，影响设备行进及掘土深度，驱动设备运转困难，而且堆积在设备下方的土壤颗粒对设备自身造成的磨损较大，严重影响使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于根茎类植物采收的深土层根茎类作物收获机，特别适用于生长深度较深的柱状直生长根茎作物收获，提高了采收作业的工作效率，减轻了劳动强度，省时省力，降低了山药等作物收获难度及作业成本。

本发明的技术方案是：包括动力装置、多头输出的主变速箱、减速机、吊臂、振动装置；动力装置包括传送带马达及主动力马达，主动力马达连接主变速箱的输入端，传送带马达通过减速机带动传送带机构；

本发明还包括机架、螺旋钻杆、前输送器、输送器传动轴、多头输出的辊动变速箱、传送带机构、排土搅龙；机架上部通过吊臂装配在农用机械上；

机架两侧固定有侧挡板，机架前段下部纵向并列装配有多条用于松土的螺旋钻杆，杆体上设有螺旋刀片；螺旋钻杆前低后高、成对设置；

前输送器由多条并排横向设置的输送辊组成，各输送辊从前向后依次升高、装配在机架前段，首条输送辊位于螺旋钻杆前段的上方；辊动变速箱固定在机架侧挡板上，输送辊分别与辊动变速箱的各输出端连接；

传送带机构前低后高装配在机架后段，传送带机构位于前输送器后部，与前输送器前后配合；振动装置装配在机架上，振动装置与传送带机构位置相对应，振动装置的振动件与传送带机构的输送面配合；

多头输出的主变速箱及主动力马达装配在机架后端，各条排土搅龙的高端分别与主变速箱的输出端连接，排土搅龙的低端通过联轴器与螺旋钻杆末端连接；

输送器传动轴高端通过联轴器连接主变速箱的输出端，低端与辊动变速箱的输入端连接。

进一步，所述的螺旋钻杆与水平面呈0°～10°夹角。

进一步，所述的各条螺旋钻杆中相邻的钻杆旋向相反。

进一步，所述的前输送器与水平面呈15°～35°夹角。

进一步，所述传送带机构的输送面与水平面呈35°～50°夹角。

进一步，所述的传送带机构包括主动轮、从动轮、传送带；主动轮通过链条连接带动从动轮；输送板横向间隔均匀固定在链条上构成闭合的传送带；主动轮轮轴与减速机输出端连接。

进一步，所述的螺旋钻杆前段上方的机架上固定有连板，该连板位于前输送器前端与螺旋钻杆前段之间。

进一步，所述多头输出的辊动变速箱为蜗轮蜗杆或锥齿轮组变速方式传输动力。

进一步，所述的机架的前端下部设有平土板，保护螺旋钻杆端部刀头。

进一步，所述振动装置由振动马达、摆杆、振动轮组成；摆杆的中部通过横轴安装在机架上，摆杆一端固定振动马达，另一端装配有振动轮，振动轮顶靠传送带输送面下部。

本发明的有益效果是：直接安装在拖拉机等农用机械上即可进行收获作业，操作简便、使用方便，克服了现有技术的不足，采用螺旋钻杆机械松土，并通过前输送器及大倾角传送带机构两级提升，将作物及土壤一起提升送至地面以上高度，大大增加了掘土作业深度，确保了作物在挖掘过程中保持完好，便于收获人员作业；本发明收获机尤其适合深土层生长的柱状长根茎类农作物采收，大幅提高了山药收获、土壤回填作业效率，降低了长根茎作物的收获成本。挖掘后土壤经螺旋钻杆及排土搅龙迅速、均匀的输送至设备后部，避免了浮土堆积。

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的前视图；

图3为本发明变速箱传动的示意图。

具体实施方式

图中：1、侧挡板，2、传送带马达，3、链条，4、主动轮，5、输送板，6、减速机，7、主动力马达，8、主变速箱，9、排土搅龙，10、输送器传动轴，11、振动轮，12、摆杆，13、振动马达，14、从动轮，15、螺旋钻杆，16、平土板，17、连板，18、输送辊，19、辊动变速箱，20、吊臂。

实施例1

从图1～图2可知，本发明的技术方案是：包括动力装置、多头输出的主变速箱8、减速机6、吊臂20；动力装置包括传送带马达2及连接主变速箱输入端的主动力马达7；

本发明还包括机架、螺旋钻杆15、前输送器、输送器传动轴、多头输出的辊动变速箱19、传送带机构、排土搅龙9；机架上部通过吊臂20装配在农用机械后部。

机架两侧对称固定有侧挡板1，侧挡板1整体呈前低后高的楔形设置，两侧挡板之间形成输送狭道；机架前段下部纵向并列装配有多条用于松土的螺旋钻杆15，杆体上设有螺旋刀片，螺旋钻杆15前低后高小角度、成对设置，本实施例中采用4条螺旋钻杆分为左右两组，螺旋钻杆15的杆体与水平面夹角可根据种植作物及土地情况在0°～10°之间选择；所述机架的前端下部设有平土板16，平土板16遮挡在螺旋钻杆端部旋刀的下方，设备行进或机架下放触地时可有效保护钻杆端部的螺旋刀头。

前输送器由多条横向设置的输送辊18组成，各条输送辊18装配在机架前段，第一条输送辊18位于螺旋钻杆15前段（即螺旋刀片的刀头后部）的上方，其他输送辊从前向后依次升高，使前输送器的输送面与水平面夹角设置在15°～35°之间；辊动变速箱19固定在机架侧挡板1上，各条输送辊18分别与辊动变速箱19的各输出端连接；该辊动变速箱19通过蜗轮蜗杆或相互啮合的锥齿轮组方式变速并传输动力。

传送带机构前低后高装配在机架后段，位于前输送器的后部，传送带机构包括主动轮4、从动轮14、传送带；主动轮4通过链条3连接带动从动轮14；输送板5横向间隔均匀固定在链条3上构成闭合的传送带；传送带前端与前输送器衔接配合；传送带的输送面与水平面呈35°～50°夹角，确保农作物及土壤的提升高度；

传送带马达2及减速机6安装在机架后部侧挡板上，主动轮4轮轴与减速机6输出端连接；传送带马达2通过减速机6连接并带动传送带转动。

传送带机构的主、从动轮之间还装配有振动装置，该振动装置由振动马达13、摆杆12、振动轮11组成；摆杆12的中部通过横轴安装在机架上，摆杆12一端固定振动马达13，另一端装配有振动轮11，在振动马达13自重的作用下，作为振动件的振动轮11上抬顶靠在传送带输送面下部；振动马达13运动带动摆杆12绕轴摆动，振动轮11滚动的同时不断撞击传送带产生振动，将传送带上的土壤颗粒振落。

主变速箱8及主动力马达2装配在机架后端，从图3可知，本实施例主变速箱共五组输出轴，其中四组用于驱动螺旋钻杆15，一组驱动前输送器输送辊18，各输出轴间通过相互啮合的齿轮连接配合传输动力，相邻输出轴的旋向相反；

各条排土搅龙9的高端分别与主变速箱的输出轴连接，排土搅龙9的低端通过万向节联轴器与螺旋钻杆15末端连接；主变速箱输出轴通过排土搅龙9带动螺旋钻杆15旋转，每组螺旋钻杆15相对旋转且转速相同，即相邻的螺旋钻杆旋向相反，避免旋松的土壤偏向一侧；

输送器传动轴高端通过万向节联轴器连接主变速箱8的输出端，低端与辊动变速箱19的输入端连接，带动输送辊18转动将裹有作物的土壤输送至传送带。

为保证农作物及土壤平稳送上前输送器，螺旋钻杆15前段上方与前输送器前端之间装配有连板17前后衔接。

本发明中的动力装置（即主动力马达7、传送带马达2及振动马达13）均为市售液压马达或电动马达产品。

工作原理：

本发明收获机工作时，首先通过吊臂20调整机架使其与地面呈较大的锐角，启动收获机，利用螺旋钻杆15端部旋刀将土壤掘松并钻入耕地，随农机具的前行，螺旋钻杆15逐渐深入耕地旋耕至掘土深度（该深度以终止的农作物为准，挖至柱状农作物的下方），再调整机架角度使螺旋钻杆与水平面呈小角度设置，该夹角优选3～5度，即可开始收获作物。

农机具前行，螺旋钻杆15作物下方的土壤旋松，机架两侧挡板将旋刀（螺旋钻杆）上方裹有作物的土壤与周边土壤分割，并沿侧挡板之间的狭道经连扳17送至前输送器，输送辊18转动使作物及土壤小幅提升，可最大限度的避免大量土壤与作物相互挤压，造成农作物损伤；该过程中部分土壤颗粒从输送辊18之间的缝隙落下；螺旋钻杆15后段的螺旋刀片可迅速将落下的土向后疏散均匀回填，避免集中堆积。

农作物及土壤经过前输送器送上传送带，在振动装置的作用下，振动轮11敲击传送带，使传送带输送面上作物周围的土壤颗粒疏松，由输送板5间的缝隙中掉落；传送带下方的排土搅龙9将落下的土粒迅速向后推送均匀回填；由于传送带机构整体倾斜角度较大，当作物行进至输送带末端时，农作物与土壤基本分离并被提升至地面以上，由人工将其拾取即可；大倾角的传送带机构设计的另一优点是机架后下方空间较大，有利于土壤疏散回填，避免拥堵积留。

本发明装置直接安装在农用机械后部即可使用，通过螺旋刀片将农作物下方的土壤掘松，裹有作物的土壤经过前输送器、传送带机构两级提升，农作物被托举送至地面以上，在输送的同时将农作物与土壤分离，便于长根茎作物整根取出，确保作物在挖掘过程中完好，人工只需进行拾取操作，大幅降低了劳动强度及收获作业成本，提高了山药等柱状直立生长作物的收获效率。

以上借助较佳的实施例对本发明技术方案进行的详细说明是示意性的而非形式上的限制。本领域的技术人员在阅读本发明说明书的基础上，可以对实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种深土层根茎类作物收获机，包括动力装置、多头输出的主变速箱（8）、减速机（6）、吊臂（20）、振动装置；动力装置包括传送带马达（2）及主动力马达（7），主动力马达（7）连接主变速箱（8）的输入端，传送带马达（2）通过减速机（6）带动传送带机构；

其特征在于：还包括机架、螺旋钻杆（15）、前输送器、输送器传动轴（10）、多头输出的辊动变速箱（19）、传送带机构、排土搅龙（9）；机架上部通过吊臂（20）装配在农用机械上；

机架两侧固定有侧挡板（1），机架前段下部纵向并列装配有多条用于松土的螺旋钻杆（15），钻杆杆体上设有螺旋刀片；螺旋钻杆（15）前低后高、成对设置；

前输送器由多条并排横向设置的输送辊（18）组成，各输送辊（18）从前向后依次升高、装配在机架前段，首条输送辊位于螺旋钻杆前段的上方；辊动变速箱（19）固定在机架侧挡板（1）上，输送辊（18）分别与辊动变速箱（19）的各输出端连接；

传送带机构前低后高装配在机架后段，传送带机构位于前输送器后部，与前输送器前后配合；振动装置装配在机架上，振动装置与传送带机构位置相对应，振动装置的振动件与传送带机构的输送面配合；

多头输出的主变速箱（8）及主动力马达（7）装配在机架后端，各条排土搅龙（9）的高端分别与主变速箱（8）的输出端连接，排土搅龙（9）的低端通过联轴器与螺旋钻杆（15）末端连接；

输送器传动轴（10）高端通过联轴器连接主变速箱（8）的输出端，低端与辊动变速箱（19）的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种深土层根茎类作物收获机，其特征在于：所述的螺旋钻杆（15）与水平面呈0°～10°夹角。

3.根据权利要求1所述的一种深土层根茎类作物收获机，其特征在于：所述的各条螺旋钻杆（15）中相邻的钻杆旋向相反。

4.根据权利要求1所述的一种深土层根茎类作物收获机，其特征在于：所述的前输送器与水平面呈15°～35°夹角。

5.根据权利要求1所述的一种深土层根茎类作物收获机，其特征在于：所述传送带机构的输送面与水平面呈35°～50°夹角。

6.根据权利要求1所述的一种深土层根茎类作物收获机，其特征在于：所述的传送带机构包括主动轮（4）、从动轮（14）、传送带；主动轮（4）通过链条（3）连接带动从动轮（14）；输送板（5）横向间隔均匀固定在链条上构成闭合的传送带；主动轮（4）轮轴与减速机（6）输出端连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的一种深土层根茎类作物收获机，其特征在于：所述螺旋钻杆（15）前段上方的机架上固定有连板（17），该连板位于前输送器前端与螺旋钻杆前段之间。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的一种深土层根茎类作物收获机，其特征在于：所述多头输出的辊动变速箱（19）为蜗轮蜗杆或锥齿轮组变速方式传输动力。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的一种深土层根茎类作物收获机，其特征在于：所述机架的前端下部设有平土板（16），保护螺旋钻杆（15）端部刀头。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的一种深土层根茎类作物收获机，其特征在于：所述的振动装置由振动马达（13）、摆杆（12）、振动轮（11）组成；摆杆（12）的中部通过横轴安装在机架上，摆杆（12）一端固定振动马达（13），另一端装配有振动轮（11），振动轮（11）顶靠传送带输送面下部。