CN104663107A - 一种新型马铃薯收获集薯装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型马铃薯收获集薯装置，由检测、控制、液压装置及滑轮组件、集薯箱和机架等组成。集薯箱箱壁固定在机架上，活动箱底在箱壁内倾斜放置，后侧箱壁最下方中间位置设有卸料口；检测装置中的光电传感器安装在左右两侧箱壁上边缘处，前后各一套，均配有保护罩，位置传感器安装在活动箱底与机架之间；滑轮组件中的定滑轮固定在机架上，动滑轮固定在液压缸伸出端，液压缸安装在集薯箱下方的机架上，钢丝绳一端与活动箱底连接，另一端固定在机架上；控制装置安装在驾驶室内。本发明可自动将马铃薯跌落高度控制在安全范围内，有效解决集薯时的伤薯问题，且装袋方便，可大大减轻驾驶员的工作强度。

Description

一种新型马铃薯收获集薯装置

技术领域

本发明涉及一种新型马铃薯收获集薯装置。

背景技术

近年来，马铃薯种植面积不断扩大，产量逐年增加，具有适应性强、营养丰富、粮菜饲兼用等特点。我国是世界上马铃薯种植面积最大的国家，近年来，马铃薯收获机械发展较快，已研发出多种类型、不同规格的马铃薯收获机，主要分为马铃薯挖掘机和联合收获机，其中以挖掘机为主，这种机械挖掘、人工捡拾的收获方式，劳动强度大、生产效率低、作业成本高；应用联合收获机生产效率高，劳动强度低，但收获时驾驶员驾驶拖拉机前进，一方面要保证对行行驶，防止挖伤薯块，另一方面还要注意薯箱内薯块收集情况，劳动强度大，往往无法有效控制马铃薯跌落高度，是马铃薯损伤的重要原因之一。资料表明，当马铃薯跌落高度小于30cm时，其碰撞应力值低于马铃薯的破坏强度值，马铃薯损伤率小于4％。而传统的集薯箱很难满足马铃薯安全跌落高度而不伤薯。为了降低集薯伤薯率，增加农民收入，减轻劳动强度，借助传感器技术，设计了一种跌落高度智能控制的马铃薯收获集薯装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种由检测装置检测薯块堆放高度，控制装置根据接收到的检测信号，通过液压装置和滑轮组件自动控制活动箱底的升降，从而保证马铃薯跌落高度始终保持在安全范围内，并可及时报警提示卸料的马铃薯收获集薯装置。该装置能有效解决集薯时因薯块跌落而造成的伤薯问题，同时可在很多程度上减轻驾驶员的劳动强度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：该装置属于马铃薯联合收获机的一部分，主要包括：光电传感器接收端保护罩(2)，光电传感器接收端I(3)，定滑轮I(4)，限位开关I(5)，活动箱底(6)，钢丝绳I(7)，限位开关II(8)，定滑轮II(9)，机架(10)，动滑轮(11)，导料槽(12)，卸料口(13)，液压电磁换向阀(14)，液压缸(15)，定滑轮IV(16)，位置传感器(17)，箱壁(18)，钢丝绳II(19)，定滑轮V(20)，光电传感器发射端I(21)，光电传感器发射端保护罩(22)，限位轮I(23)，限位轮II(24)，定滑轮III(25)，光电传感器接收端II(26)，光电传感器发射端II(27)，控制装置(28)组成。

本发明通过打开控制装置(28)上的电源开关，使检测装置和控制装置(28)通电，将控制装置(28)上的升\降开关拨至“升”位置处，活动箱底(6)上升，到达最高位置时触碰限位开关I(5)，液压缸(15)停止收缩，活动箱底(6)保持在最高位置。马铃薯从输送装置上落至活动箱底(6)上，逐渐形成锥状薯堆，当薯堆达到一定高度时，位于箱口边缘处的光电传感器组件检测到有持续障碍物则发送信号至控制装置(28)，控制装置(28)接收信号后控制液压电磁换向阀(14)相应动作，液压缸(15)伸长，活动箱底(6)在自重和薯块重量共同作用下带动滑轮组件运转，活动箱底(6)下降，同时位置传感器(17)实时检测活动箱底(6)的下落高度，并显示在所述LED数码管上，当活动箱底(6)下落高度达到预设高度20cm时，位置传感器(17)向控制装置(28)发出信号，液压电磁换向阀(14)相应动作，液压缸(15)停止伸长并保持此时位置，直至光电传感器组件再次检测到有持续障碍物，重复上述过程，当集薯箱里装满薯块时，活动箱底(6)下降至最低位置，触碰限位开关II(8)，液压缸(15)停止伸长，控制装置(28)上安装的蜂鸣报警灯闪烁并发出蜂鸣声，提示驾驶员及时卸料；卸料完成后，再次将活动箱底(6)升至最高点，进入下一个工作周期；如果收获作业完成后集薯箱中并未集满马铃薯，活动箱底(6)不能自动下降至最低位置，此时需将控制装置(28)上的升\降开关拨至“降”位置处，液压电磁换向阀(14)动作，液压缸(15)伸长，活动箱底(6)下降，直至触碰限位开关II(8)，液压缸(15)停止伸长，手动打开卸料口，马铃薯沿导料槽(12)滚动，完成卸料装袋。

本发明由于使用活动箱底(6)，工作时首先使所述活动箱底(6)上升至预设最高位置，使马铃薯跌落高度始终处于安全范围内，从而有效解决马铃薯跌落造成的伤薯问题；采用光电传感器(3)(21)(26)(27)、位置传感器(17)、限位开关I(5)和限位开关II(8)，能够实时检测集薯箱内马铃薯收集情况，收集满后自动报警提示卸料，整个过程实现了自动化，大大减轻了驾驶员劳动强度；活动箱底(6)在箱壁(18)内倾斜放置，卸料时打开卸料口(13)，薯块自动朝卸料口处流动，在导料槽(12)作用下方便装袋。

附图说明

图1为本发明的控制原理图

图2为本发明的示意图主视图

图3为本发明的示意图左视图

图4为本发明的示意图俯视图

图5为本发明的控制装置图

图中：1、薯堆；2、光电传感器接收端保护罩；3、光电传感器接收端I；4、定滑轮I；5、限位开关I；6、活动箱底；7、钢丝绳I；8、限位开关II；9、定滑轮II；10、机架；11、动滑轮；12、导料槽；13、卸料口；14、液压电磁换向阀；15、液压缸；16、定滑轮IV；17、位置传感器；18、箱壁；19、钢丝绳II；20、定滑轮V；21、光电传感器发射端I；22、光电传感器发射端保护罩；23、限位轮I；24、限位轮II；25、定滑轮III；26、光电传感器接收端II；27、光电传感器发射端II；28、控制装置

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

参见图1、图2、图3、图4、图5，本发明为一种新型马铃薯收获集薯装置，包括：光电传感器接收端保护罩(2)，光电传感器接收端I(3)，定滑轮I(4)，限位开关I(5)，活动箱底(6)，钢丝绳I(7)，限位开关II(8)，定滑轮II(9)，机架(10)，动滑轮(11)，导料槽(12)，卸料口(13)，液压电磁换向阀(14)，液压缸(15)，定滑轮IV(16)，位置传感器(17)，箱壁(18)，钢丝绳II(19)，定滑轮V(20)，光电传感器发射端I(21)，光电传感器发射端保护罩(22)，限位轮I(23)，限位轮II(24)，定滑轮III(25)，光电传感器接收端II(26)，光电传感器发射端II(27)，控制装置(28)。所述箱壁(18)固定在机架(10)上，内部通过限位轮与活动箱底(6)配合，后方开有卸料口(13)，所述卸料口(13)后方对应有导料槽(12)，以便卸料装袋；上边缘和活动箱底(6)底部均装有检测装置，与控制装置(28)相连接，控制液压装置带动滑轮组件运转，活动箱底(6)升降预设距离，使马铃薯跌落高度始终处于安全范围内，减少伤薯。

所述活动箱底(6)底部装有位置传感器(17)，用于实时检测活动箱底(6)的位置；各顶点均装有限位轮，其中限位轮I(23)的安装位置高于限位轮II(24)，与其他限位轮配合，保证活动箱底(6)在箱壁(18)内的稳定性并升降顺利；所述活动箱底(6)左右两侧分别与钢丝绳I(7)和钢丝绳II(19)单点连接，同时与箱壁(18)的前后壁夹角不大于70°，以便卸料时马铃薯自动滚向卸料口(13)；所述卸料口(13)开口大小可根据需要进行手动调节，后方对应有导料槽(12)，以便卸料装袋。

所述滑轮组件包括定滑轮I(4)，定滑轮II(9)，定滑轮III(25)，定滑轮IV(16)，定滑轮V(20)，动滑轮(11)，钢丝绳I(7)，钢丝绳II(19)，所述动滑轮(11)与液压缸(15)伸出端铰接，其余所述定滑轮均固定于机架(10)上；所述钢丝绳I(7)依次绕过定滑轮I(4)、定滑轮III(25)和动滑轮(11)，钢丝绳II(19)依次绕过定滑轮V(20)、定滑轮IV(16)、定滑轮II(9)和动滑轮(11)；所述钢丝绳I(7)和钢丝绳II(19)一端与活动箱底(6)相连，另一端固定于机架(10)上，由液压缸(15)带动，实现用一个液压缸(15)带动活动箱底(6)平稳升降，且活动箱底(6)的行程是液压缸(15)伸缩量的2倍。

所述检测装置由拖拉机所带电源供电，包括用于检测马铃薯堆放高度的光电传感器(3)(21)(26)(27)、用于检测活动箱底(6)在工作过程中所处位置的位置传感器(17)；其中光电传感器安装在集薯箱左右箱壁上边缘处，四周有保护罩(2，19)，前端有透明玻璃钢，起保护和防尘作用，且擦洗方便，可根据需要设置多组；所述位置传感器(17)一端固定在活动箱底(6)下方，另一端固定在机架(10)下方。

所述控制装置(28)安装于驾驶室内，由拖拉机所带电源供电，包括电源开关，控制器，升\降开关，限位开关I(5)和限位开关II(8)，LED数码管，蜂鸣报警灯；可根据需要设定活动箱底(6)每次下落的高度；通过所述升\降开关实现手动控制活动箱底(6)完成卸料后的上升和满足集薯箱内未集满薯但仍需卸料的情况；所述限位开关I(5)和限位开关II(8)分别安装在活动箱底(6)运动的最高、最低位置处；所述LED数码管可实时显示活动箱底(6)所处位置；当活动箱底(6)与限位开关II(8)触碰时，所述蜂鸣报警灯发出蜂鸣声并闪烁，及时提示驾驶员卸料。

所述液压装置通过液压油管与拖拉机液压输出装置相连，所述液压电磁换向阀(14)与所述液压缸(15)相连，均安装在机架(10)下方；控制装置(28)根据检测装置发送的信号，控制液压电磁换向阀(14)动作，实现液压缸(15)伸缩，通过滑轮组件带动活动箱底(6)下降和上升。

整个装置属于马铃薯联合收获机的一部分，位于输送装置之后，用于收集马铃薯并方便卸料装袋。工作时，首先打开控制装置(28)上的电源开关，使检测装置和控制装置(28)通电，将控制装置(28)上的升\降开关拨至“升”位置处，活动箱底(6)上升，到达最高位置时触碰限位开关I(5)，液压缸(15)停止收缩，活动箱底(6)保持在最高位置。马铃薯从输送装置上落至活动箱底(6)上，逐渐形成锥状薯堆，当薯堆达到一定高度时，位于箱口边缘处的光电传感器组件检测到有持续障碍物则发送信号至控制装置(28)，控制装置(28)接收信号后控制液压电磁换向阀(14)相应动作，液压缸(15)伸长，活动箱底(6)在自重和薯块重量共同作用下带动滑轮组件运转，活动箱底(6)下降，同时位置传感器(17)实时检测活动箱底(6)的下落高度，并显示在所述LED数码管上，当活动箱底(6)下落高度达到预设高度20cm时，位置传感器(17)向控制装置(28)发出信号，液压电磁换向阀(14)相应动作，液压缸(15)停止伸长并保持此时位置，直至光电传感器组件再次检测到有持续障碍物，重复上述过程，当集薯箱里装满薯块时，活动箱底(6)下降至最低位置，触碰限位开关II(8)，液压缸(15)停止伸长，控制装置(28)上安装的蜂鸣报警灯闪烁并发出蜂鸣声，提示驾驶员及时卸料；卸料完成后，再次将活动箱底(6)升至最高点，进入下一个工作周期；如果收获作业完成后集薯箱中并未集满马铃薯，活动箱底(6)不能下降至最低位置，此时需将控制装置(28)上的升\降开关拨至“降”位置处，液压电磁换向阀(14)动作，液压缸(15)伸长，活动箱底(6)下降，直至触碰限位开关II(8)，液压缸(15)停止伸长，手动打开卸料口，马铃薯沿导料槽(12)滚动，完成卸料装袋。

Claims (6)

1.一种新型马铃薯收获集薯装置，包括：光电传感器接收端保护罩(2)，光电传感器接收端I(3)，定滑轮I(4)，限位开关I(5)，活动箱底(6)，钢丝绳I(7)，限位开关II(8)，定滑轮II(9)，机架(10)，动滑轮(11)，导料槽(12)，卸料口(13)，液压电磁换向阀(14)，液压缸(15)，定滑轮IV(16)，位置传感器(17)，箱壁(18)，钢丝绳II(19)，定滑轮V(20)，光电传感器发射端I(21)，光电传感器发射端保护罩(22)，限位轮I(23)，限位轮II(24)，定滑轮III(25)，光电传感器接收端II(26)，光电传感器发射端II(27)，控制装置(28)组成，其特征在于：所述箱壁(18)固定在机架(10)上，内部通过限位轮与活动箱底(6)配合，后方开有卸料口(13)，所述卸料口(13)后方对应有导料槽(12)，以便卸料装袋；上边缘和活动箱底(6)底部均装有检测装置，与控制装置(28)相连接，控制液压装置带动滑轮组件运转，活动箱底(6)升降预设距离，使马铃薯下落高度始终处于安全范围内，减少伤薯。

2.根据权利要求1所述的新型马铃薯收获集薯装置，其特征在于：所述活动箱底(6)底部装有位置传感器(17)，用于实时检测活动箱底(6)的位置；各顶点均装有限位轮，其中限位轮I(23)的安装位置高于限位轮II(24)，与其他限位轮配合，保证活动箱底(6)在箱壁(18)内的稳定性并升降顺利；所述活动箱底(6)左右两侧分别与钢丝绳I(7)和钢丝绳II(19)单点连接，同时与箱壁(18)的前后壁夹角不大于70°，以便卸料时马铃薯自动滚向卸料口(13)；所述卸料口(13)开口大小可根据需要进行手动调节，后方对应有导料槽(12)，以便卸料装袋。

3.根据权利要求1所述的新型马铃薯收获集薯装置，其特征在于：所述滑轮组件包括定滑轮I(4)，定滑轮II(9)，定滑轮III(25)，定滑轮IV(16)，定滑轮V(20)，动滑轮(11)，钢丝绳I(7)，钢丝绳II(19)，所述动滑轮(11)与液压缸(15)伸出端铰接，其余所述定滑轮均固定于机架(10)上；所述钢丝绳I(7)依次绕过定滑轮I(4)、定滑轮III(25)和动滑轮(11)，钢丝绳II(19)依次绕过定滑轮V(20)、定滑轮IV(16)、定滑轮II(9)和动滑轮(11)；所述钢丝绳I(7)和钢丝绳II(19)一端与活动箱底(6)相连，另一端固定于机架(10)上，由液压缸(15)带动，实现用一个液压缸(15)带动活动箱底(6)平稳升降，且活动箱底(6)的行程是液压缸(15)伸缩量的2倍。

4.根据权利要求1所述的新型马铃薯收获集薯装置，其特征在于：所述检测装置由拖拉机所带电源供电，包括用于检测马铃薯堆放高度的光电传感器(3)(21)(26)(27)、用于检测活动箱底(6)在工作过程中所处位置的位置传感器(17)；其中光电传感器安装在集薯箱左右箱壁上边缘处，四周有保护罩(2，19)，前端有透明玻璃钢，起保护和防尘作用，且擦洗方便，可根据需要设置多组；所述位置传感器(17)一端固定在活动箱底(6)下方，另一端固定在机架(10)下方。

5.根据权利要求1所述的新型马铃薯收获集薯装置，其特征在于：所述控制装置(28)安装于驾驶室内，由拖拉机所带电源供电，包括电源开关，控制器，升\降开关，限位开关I(5)和限位开关II(8)，LED数码管，蜂鸣报警灯；可根据需要设定活动箱底(6)每次下落的高度；通过所述升\降开关实现手动控制活动箱底(6)完成卸料后的上升和满足集薯箱内未集满薯但仍需卸料的情况；所述限位开关I(5)和限位开关II(8)分别安装在活动箱底(6)运动的最高、最低位置处；所述LED数码管可实时显示活动箱底(6)所处位置；当活动箱底(6)与限位开关II(8)触碰时，所述蜂鸣报警灯发出蜂鸣声并闪烁，及时提示驾驶员卸料。

6.根据权利要求1所述的新型马铃薯收获集薯装置，其特征在于：所述液压装置通过液压油管与拖拉机液压输出装置相连，所述液压电磁换向阀(14)与所述液压缸(15)相连，均安装在机架(10)下方；控制装置(28)根据检测装置发送的信号，控制液压电磁换向阀(14)动作，实现液压缸(15)伸缩，通过滑轮组件带动活动箱底(6)下降和上升。