CN104956832A - 木薯收获机组合仿生挖掘铲 - Google Patents

Abstract

本发明属农业机械技术领域，涉及一种木薯收获机组合仿生挖掘铲，包括铲面，铲面上纵向间隔设置凸起棱，凸起棱之间横向间隔设置分隔齿条，分隔齿条之间留有矩形通孔；在铲面的前端设置依次排列的三角刀，与三角刀顶点对齐等距竖直排列平板刀；在铲面的后端间隔设置漏土条；在铲面的两侧设置铲耳；在铲面的底部间隔设置直角状栅条。本发明解决了现有挖掘铲存在入土阻力大，碎土、漏土能力差，伤薯、断薯、漏薯率较高等问题，具有入土性能好、碎土能力强、松土效果好和牵引阻力小等特点，能提高挖掘薯块的作业效率及挖拔式木薯收获机整机性能。

Description

木薯收获机组合仿生挖掘铲

技术领域

本发明属农业机械技术领域，涉及一种挖掘铲，具体是一种与挖拔式木木薯收获机配套使用的木薯收获机组合仿生挖掘铲。

背景技术

木薯也称树薯、木番薯，为大戟科木薯属中唯一用于经济栽培的种，与甘薯和马铃薯并称为世界三大薯类，在世界各地均有广泛种植，是我国重要的热带作物。木薯块根富含淀粉，提取后可制酒精、果糖、葡萄糖、味精、啤酒、面包、饼干、酱料以及塑料纤维、塑料薄膜、树脂、涂料、胶粘剂等化工产品，在造纸、纺织、药品以及化妆品等行业均有广泛应用。作为饲料，木薯粗粉可代替所有谷类成分，与大豆粗粉配成禽畜饲料，为一种高能量的饲料成分。同时，随着能源短缺，环境问题加剧，木薯又是重要的生物质能源，因此，对木薯的需求量将不断增大。

随着木薯种植面积的逐年扩大和产量的不断提高，以人工方式收获木薯不仅费时费力，而且生产效率低且成本高，对于砂壤土和粘性土都会造成伤薯和块根损失等后果。而机械收获木薯是采用机械部件挖出或拔出块根，可以实现挖薯、抖土、切薯、收集等工序一体化，大大减轻劳动强度，提高生产率，降低成本，从而促进木薯产业可持续快速发展。目前，木薯收获机有挖式和挖拔式试验机型，均未实现较好的商品化。实践证明：挖拔式木薯收获机可望实现较高的自动化、智能化的发展。挖掘铲是挖拔式木薯收获机的关键部件，应具有较好的入土性能、碎土功能，其结构形机械性能、机式与几何参数等将直接影响收获效果、机械牵引功耗和挖掘阻力。现有木薯收获机挖掘铲形式单一，结构简单，在挖掘木薯块根时碎土、漏土能力有限，入土阻力较大，伤薯断薯漏薯率较高，在复杂的地况条件下，存在适应性差、可靠性低等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种木薯收获机组合仿生挖掘铲，能有效地掘起土壤和薯块，具有入土性能好、碎土能力强、松土效果好和牵引阻力小等特点，能提高挖掘薯块的作业效率及挖拔式木薯收获机整机性能。

本发明所采用的技术方案：

一种木薯收获机组合仿生挖掘铲，包括铲面，所述铲面设计为凸面结构，铲面上纵向间隔设置凸起棱，凸起棱之间横向间隔设置分隔齿条，分隔齿条之间留有矩形通孔，采用仿生穿山甲鳞片表面几何非光滑形态设计，掘起的土壤和块根一起沿铲面上升，土壤受到铲面的凸起棱、分隔齿条和矩形通孔的剪切、挤压、摩擦等共同作用而变形和松碎，并且尺寸小于矩形通孔的土垡从矩形通孔中漏掉；在铲面的前端设置依次排列的三角刀，三角刀切入土壤后，实现对土壤无缝隙横向破垡碎土，三角刀刃及刀头两端刀刃对土壤滑切破碎；与三角刀顶点对齐等距竖直排列平板刀，土壤破碎上滑后，竖直排列的平板刀对土壤纵向切土破垡；在铲面的后端间隔设置漏土条，掘起的土壤上滑至漏土条处时，再次受到外力作用而变碎，土壤从漏土条间隙中漏下，其余土壤沿漏土条切线方向抛至田地；在铲面的两侧设置铲耳，用于将铲面固定在木薯收获机上；在铲面的底部间隔设置直角状栅条，以栅条式支架结构作为支撑，既可增强铲面的强度，又可使土壤更易发生剪切松碎，减小入土阻力，提高碎土能力。作业时，本发明通过铲耳以倾斜一定角度与挖拔式木薯收获机的机架联接，木薯收获机以三点悬挂方式悬挂于拖拉机后，本发明受牵引力向前运动，三角刀刃及刀头两端刀刃对土壤滑切破垡，破碎后的土壤上滑，竖直排列的平板刀将土垡纵向切土破垡；土壤和块根一起沿铲面上升，在土壤被挖松变碎的同时，将块根提升至一高度。

作为优选，所述铲面的凸起棱上设置棱纹，以加强对土壤的剪切、挤压、摩擦等作用。

作为优选，所述漏土条设计为圆弧形结构，且圆弧表面与铲面的凸面相切，可使土壤沿着凸面与漏土条组成的圆弧曲线的切线快速抛出，减轻了铲的重量，降低了挖掘阻力。

作为优选，所述直角状栅条的横向边设计为多节圆台形直杆结构，仿生蚯蚓波纹型体表设计，能有效地减小阻力，更易入土。

作为优选，所述直角状栅条的垂直边设计为上下排列的尖刃环结构，具有碎土作用，提高了铲的碎土性能，使土壤更易发生剪切松碎，提高碎土能力。

本发明将三角刀、凸面铲面、漏土条等进行结合设计，能有效地掘起土壤和薯块，解决了现有挖掘铲存在入土阻力大，碎土、漏土能力差，伤薯、断薯、漏薯率较高等问题，具有入土性能好、碎土能力强、松土效果好和牵引阻力小等特点，能提高挖掘薯块的作业效率及挖拔式木薯收获机整机性能。

附图说明

图1是本发明的轴测顶视图。

图2是本发明的轴测仰视图。

图3是本发明的侧视图。

图4是本发明的俯视图。

图中：1、铲面；2、分隔齿条；3、凸起棱；4、漏土条；5、铲耳；6、直角状栅条；7、平板刀；8、三角刀；9、尖刃环；10、多节圆台形直杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

在图1、2、3、4所示的结构中，本发明所提供的一种木薯收获机组合仿生挖掘铲，包括凸面结构的铲面1，铲面宽度100厘米，倾角为25°，入土角为15°，采用仿生穿山甲鳞片表面几何非光滑形态设计，铲面上纵向间隔设置带有棱纹的凸起棱3，凸起棱之间横向间隔设置分隔齿条2，分隔齿条之间留有矩形通孔；在铲面的前端设置依次排列的6把三角刀8，三角刀8的中间截面倾角为15°，刃部张角为102°，具有良好的强度、入土性能、切土效果和滑切性能，与三角刀顶点对齐等距竖直排列11把平板刀7，高度为15毫米，倾角为15°，与三角刀中间截面倾角相等，具有良好的强度、切削性能和碎土性能；在铲面的后端等距分布焊接8根圆弧形漏土条4，其圆弧表面与铲面的凸面相切，漏土条4是凸起棱3的延伸，其间隔宽度与凸起棱3的间隔宽度相同，可使土壤沿着凸面与漏土条组成的圆弧曲线的切线快速抛出，减轻了铲的重量，降低了挖掘阻力；在铲面的两侧设置铲耳5，用于将铲面固定在木薯收获机上；在铲面的底部间隔设置直角状栅条6，其横向边采用仿生蚯蚓波纹型体表设计，设计为多节圆台形直杆10，与铲面3的夹角为10°，垂直边设计为上下排列的尖刃环9，以栅条式支架结构作为支撑，既可增强铲面的强度，又可使土壤更易发生剪切松碎，减小入土阻力，提高碎土能力。

作业时，本发明通过铲耳以一定的倾斜角度与挖拔式木薯收获机的机架联接，木薯收获机以三点悬挂方式悬挂于拖拉机后，本发明受牵引力向前运动，三角刀8首先切入土壤中，实现对土壤无缝隙横向破垡碎土，三角刀刃及刀头两端刀刃对土壤滑切破碎。破碎后的土壤上滑，竖直平板刀7将1米宽的土垡分切成12块，对土壤纵向切土破垡、横纵向切土，具有多节圆台形直杆10和尖刃环9的栅条6的非光滑表面，使土壤更易发生剪切松碎，入土阻力减小，碎土能力提高，入土更易。随着拖拉机的前进，三角刀8切入块根下面的土壤中，土壤和块根一起沿铲面1上升，土壤受到凸形表面、凸起棱3、分隔齿条2交错变化表面和矩形通孔的剪切、挤压、摩擦等共同作用而变形和松碎，并且尺寸小于矩形通孔的土垡从矩形通孔中漏掉。在土壤被挖松变碎的同时，木薯收获机组合仿生挖掘铲提升块根至一高度。疏松的土壤上滑至漏土条4时，再次受到外力作用而变碎，土壤从漏土条4间隙中漏下，其余土壤沿漏土条4切线方向抛至田地。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种木薯收获机组合仿生挖掘铲，其特征在于：包括铲面，所述铲面设计为凸面结构，铲面上纵向间隔设置凸起棱，凸起棱之间横向间隔设置分隔齿条，分隔齿条之间留有矩形通孔；在铲面的前端设置依次排列的三角刀，与三角刀顶点对齐等距竖直排列平板刀；在铲面的后端间隔设置漏土条，在铲面的两侧设置铲耳；在铲面的底部间隔设置直角状栅条。

2.根据权利要求1所述的挖掘铲，其特征在于：所述铲面的凸起棱上设置棱纹。

3.根据权利要求1所述的挖掘铲，其特征在于：所述漏土条设计为圆弧形结构，且圆弧表面与铲面的凸面相切。

4.根据权利要求1所述的挖掘铲，其特征在于：所述直角状栅条的横向边设计为多节圆台形直杆结构。

5.根据权利要求1所述的挖掘铲，其特征在于：所述直角状栅条的垂直边设计为上下排列的尖刃环结构。