CN105009775B - 一种多功能自走式薯类联合收获机 - Google Patents

Abstract

一种多功能自走式薯类联合收获机，属于农业收获机械技术领域。该机主机架的前侧下部安装挖掘输送装置，挖掘输送装置的输出端与安置在主机架前侧的升运器下部衔接，升运器的上端与安置在主机架顶面的清选机构的输入端衔接，清选机构输出端的分拣平台后端与装袋机构的落料过渡仓衔接；挖掘输送装置环绕有输送杆条升运链，输送杆条升运链的高端装有动力装置驱动的杆条顶压辊，杆条顶压辊的上方装有弹性杆条机构，弹性杆条机构延伸出压持在输杆条升运链输出端的弹性曲型杆条，杆条顶压辊的下方装有通过外圆周向均布的轴向延伸凹槽与杆条顶压辊啮合的槽型去秧辊。本发明秧茎从中挣脱的机率极小，只能从薯块上被拉脱，因此显著提高了去秧茎的摘净率。

Description

一种多功能自走式薯类联合收获机

技术领域

本发明涉及一种适用于甘薯、马铃薯等薯类挖掘、起薯、去杂、分拣、装袋等联合收获作业，亦可用于洋葱联合收获的薯类联合收获装置，尤其是一种多功能自走式薯类联合收获机，属于农业收获机械技术领域。

背景技术

甘薯、马铃薯等薯类具有高垄种植、秧蔓茂盛、产量高、生长深、皮薄肉嫩的特点，其种植垄高一般在25cm以上，薯块生长深度可达25-30cm左右，结薯范围宽可达30cm左右。据申请人了解，现有技术的薯类作物收获机械典型结构为申请号200910139566.1的中国专利所公开，实践表明，操作使用中此类机械普遍面临以下需要解决的技术难题，才能进一步提高机械化程度，以及收获质量和效率：

1）由于薯类秧蔓生长茂盛、交错缠绕、不易分开，机械收获后顶端会连接着残留的大约5-15 cm长度的主茎（俗称拐头）。这些残秧断茎及拐头不仅会缠绕机具后端回转作业件，还会给后续的淀粉加工质量或品种选别、薯块鲜食包装带来极大不便；长期以来，一直需要依靠人工徒手将主茎掰断与薯块分离，非常麻烦。

2）由于薯类块根生长于土下，在土壤稍偏粘的地方，薯块表面黏有不少泥土，作业过程需采取土块去除（包括薯块上不断掉落土块的去除）措施，现有技术缺乏妥善解决该操作问题的可靠机构。

3）薯类作物皮薄肉嫩产量高，收获后需要高效装袋，并避免碰撞破损，才能高质量完成及时收获。

发明内容

本发明的首要目的在于：针对上述现有技术存在的去残秧难题，提出一种能可靠实现薯块与其顶端主茎的拉断分离，并将混杂在薯块中的断秧、断茎去除的多功能自走式薯类联合收获机。

本发明进一步的目的在于：提出一种能妥善解决土块去除问题的多功能自走式薯类联合收获机。

本发明更进一步的目的在于：提出一种换袋快捷的多功能自走式薯类联合收获机。

为了达到上述首要目的，本发明的多功能自走式薯类联合收获机包括支撑在行走底盘（5）上的主机架（6），所述主机架的前侧下部装有朝前伸出安装挖掘铲（2-1）的挖掘输送装置（2），所述挖掘输送装置的输出端与安置在主机架前侧的升运器（4）下部衔接，所述升运器的上端与安置在主机架顶面的清选机构（10）的输入端衔接，所述清选机构输出端的分拣平台（11）后端与装袋机构（13）的落料过渡仓衔接；

所述挖掘输送装置环绕有输送杆条升运链（2-9），所述输送杆条升运链的高端装有动力装置驱动的杆条顶压辊（2-5），所述杆条顶压辊的上方装有弹性杆条机构（2-12），所述弹性杆条机构延伸出压持在输杆条升运链输出端的弹性曲型杆条（2-10），所述杆条顶压辊的下方装有通过外圆周向均布的轴向延伸凹槽与所述杆条顶压辊啮合的槽型去秧辊（2-4）。

作业时，输送杆条升运链将来自挖掘输送装置的带秧薯块之类的作物输送到杆条顶压辊后，在弹性曲型杆条的压持导引作用下，将产生进入杆条顶压辊与槽型去秧辊之间的趋势，由于薯块之类的较大作物无法进入杆条顶压辊与槽型去秧辊之间，而秧茎则被杆条顶压辊与槽型去秧辊啮合夹持送进，随之而产生拉拽作用，与块体分离，从而达到去残秧的目的，去秧茎之后的薯块将落到下级输送机构进入后续工序。

由于本发明的去秧辊与杆条顶压辊旋向相反，每旋转一定角度，杆条就落入去秧辊的凹槽中，实现面与面接触的啮合，使进入其间的秧茎处于凹凸变型的压紧状态，因此明显增大了摩擦拉拽力，使秧茎从中挣脱的机率极小，只能从薯块上被拉脱，因此显著提高了去秧茎的摘净率。

为了达到进一步的目的，所述清选机构包括一组间隔支撑在机架侧板（10-4）的螺旋辊（10-1），所述螺旋辊上具有螺旋凸筋，相邻螺旋辊的螺旋凸筋旋向相反，且相邻螺旋辊之间支撑有直径小于螺旋辊的圆杆（10-2），所述螺旋辊和圆杆分别通过动力传递机构（10-3）与旋转动力源衔接，所述螺旋辊和圆杆的旋转方向相反。

旋转方向相反的螺旋辊和圆杆安装在升运器的落料端和分拣平台的前端，以不同直径实现了高-低-高-低波浪型的间隔配置，作业时可以使薯块等表面光滑的物体通行，而土块等不规则形状的杂物则会在螺旋辊和圆杆之间的间隙漏下，从而实现所需的清选效果。

为了达到更进一步的目的，所述装袋机构包括落料过渡仓（3-4）以及位于落料过渡仓下方的墩袋升降平台（3-13）；所述落料过渡仓的底部具有中间由人字形导板分隔的左、右接料口，所述人字形导板的最高点铰支可以左、右翻转分别阻隔左、右接料口的翻板（3-6）；所述左、右接料口分别装有压袋机构（3-5），所述压袋机构包含具有上、下两极限位置的垂向手柄（3-5-11），所述手柄的下端铰支在落料过渡仓一侧对应接料口中上方，所述手柄的中部两侧分别与左、右拉索（3-5-2、3-5-3）的上端连接，所述左、右拉索的下端分别与左、右U型压袋指杆（3-5-4、3-5-5）位于落料过渡仓同侧分别呈对称“7”字形的左、右主弯杆（3-5-13、3-5-15）的上端连接，所述左、右主弯杆的弯折处铰支在手柄下方；所述左、右主弯杆的下端分别通过左、右水平杆延伸到落料过渡仓另一侧后与对应的左、右副弯杆下端连接，所述左、右副弯杆分别呈与左、右主弯杆形状相同的对称“7”字形，且弯折处铰支在与主弯杆铰支相对的位置；所述左、右副弯杆的上端分别与左、右短连杆（3-10）的下端铰接，所述左、右短连杆的上端同时与左、右长连杆（3-9）的上端铰接，所述左、右长连杆的下端分别与左、右封板（3-7、3-8）的中部铰接，所述左封板的左端和右封板的右端分别铰支在接料口的左、右两侧；当所述手柄处于上极限位置时，所述左、右U型压袋指杆的左、右水平杆处于松张状态，所述左、右封板处于封闭接料口的对合位置；当所述手柄处于下极限位置时，所述左、右U型压袋指杆的左、右水平杆处于夹紧状态，所述左、右封板处于打开接料口的开启位置。

由于落料过渡仓的两个接料口可以通过翻板切换接料，而两个接料口所配的压袋机构均可通过操控曲型手柄在方便地控制出料口闭合和开启的同时，松张或压紧袋口，因此可以实现快捷换袋。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一个优选实施例的结构示意图。

图2为图1的挖掘输送装置局部放大示意图。

图3为图2的弹性杆条机构局部放大示意图。

图4为图2中的杆条顶压辊立体结构示意图。

图5为图2中的槽型去秧辊立体结构示意图。

图6为图1实施例的清选机构局部放大示意图。

图7为图6的A-A剖视图。

图8为图7的局部放大结构示意图。

图9为图1实施例中装袋机构的落料过渡仓部分结构示意图。

图10为图9的左视图。

图11为图9的右视图。

图12为图9的立体结构示意图。

图13为图9的U型压袋指杆主弯杆一侧的机构运动简图。

图14为图9的U型压袋指杆副弯杆一侧的机构运动简图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的多功能自走式薯类联合收获机整机基本结构如图1所示，主机架6支撑在行走底盘5，主机架6的前侧下部安装朝前伸出安装挖掘铲2-1的挖掘输送装置2。挖掘输送装置2前方通过带调节螺杆7的铰支架装有限深辊1，挖掘输送装置2的输出端通过铰装结构与安置在主机架6前侧的杆板式升运器4下部衔接，其中上方与液压缸9的活塞杆铰接，该液压缸9的缸体铰支在主机架6前侧，因此可以操控液压缸9调节挖掘输送装置2的挖掘倾角。升运器4的上端与安置在主机架6顶面的清选机构10的输入端衔接，清选机构10输出端的分拣平台11后端与装袋机构13的落料过渡仓衔接。

本实施例的挖掘输送装置2如图2和图3所示，其上环绕有输送杆条升运链2-9，该输送杆条升运链2-9的高端装有动力装置驱动的杆条顶压辊2-5。杆条顶压辊2-5如图4所示，外圆周向均布传动时位于间隔分布升运链杆条之间的顶压辊杆条2-8。杆条顶压辊2-5的上方装有主要由弹性曲型杆条2-10以及弹性杆条压簧2-11构成的弹性杆条机构2-12，该弹性曲型杆条2-10的上端铰支在机架上，下端从弹性杆条机构延伸出，呈与杆条顶压辊2-5外圆相配的圆弧段，且圆弧段套有杆条护套2-6，压持在输送杆条升运链2-9的输出端，弹性杆条压簧2-11的上端固定在机架上，下端套在底部与弹性曲型杆条2-10铰接的压簧芯杆上，且压持于压簧芯杆的台阶面上，因此可以保持弹性曲型杆条2-10压持在输送杆条升运链2-9的输出端上。杆条顶压辊2-5的下方装有通过图5所示外圆周向均布的轴向延伸凹槽与杆条顶压辊2-5啮合的槽型去秧辊2-4。杆条顶压辊2-5与主动链轮2-3同轴，并与环绕在上下从动链轮的传动链条2-2外啮合，槽型去秧辊2-4与下从动链轮同轴，因此可以使杆条顶压辊2-5与槽型去秧辊2-4以相反的方向旋转。由此可见，顶压辊杆条2-8既起前述增加“密度”的作用，又起到与槽型去秧辊2-4的凹槽啮合夹持作用。槽型去秧辊2-4支撑在V形板2-20的一端，该V形板2-20的中部通过固定支轴2-19铰支在机架上，V形板2-20的另一端与长导杆2-14的一端铰接，长导杆2-14的另一端插装在机架的耳板上且装有调节螺母2-15，长导杆2-14中部的扩径环与耳板之间装有压紧簧2-16，因此可以通过调节螺母实现调整槽型去秧辊2-4与杆条顶压辊2-5之间的压紧力。V形板2-20邻近长导杆2-14的一侧中部顶靠在伸出长度可调的顶丝杆2-18上限定下极限位置。

本实施例清选机构10的具体结构如图6、7、8所示，包括一组间隔支撑在机架侧板10-4的螺旋辊10-1，螺旋辊10-1上均布4条螺旋角为45°的梯形截面螺旋凸筋，其中两条相位差180°的螺纹中间间隔预定距离后断开5cm左右（L）的距离，相邻螺旋辊10-1的螺旋凸筋旋向相反，且相邻螺旋辊10-1之间支撑有直径小于螺旋辊的空心圆杆10-2，形成高-低-高-低波浪型间隔配置，且因螺纹凸筋而具有漏杂缝隙，螺旋辊10-1和空心圆杆10-2分别通过动力传递机构10-3与旋转动力源衔接，且螺旋辊10-1和空心圆杆10-2的旋转方向相反，可以使薯块等表面光滑的物体通行，而间断螺纹与空心圆杆之间的缝隙则使土块等杂物漏下，既保障了薯块顺利通行，又具有理想的清选效果。

本实施例的装袋机构13包括安置在联合收获机输出端后端机架的落料过渡仓3-4以及位于落料过渡仓下方的墩袋升降平台3-13。落料过渡仓3-4的具体结构如图9、10、11、12所示，其底部具有中间由人字形导板分隔的左、右接料口，人字形导板的最高点铰支可以手动操作左、右翻转，分别阻隔左、右接料口的翻板3-6。左、右接料口分别装有压袋机构3-5。压袋机构3-5包含具有上、下两极限位置的垂向手柄3-5-11，该手柄3-5-11的下端通过铰销点3-5-1铰支在落料过渡仓3-4一侧对应接料口的中上方，手柄3-5-11的中部具有穿过钢丝拉索的穿孔，从而形成两侧与左、右拉索3-5-2、3-5-3上端连接的结构。左、右拉索3-5-2、3-5-3的下端分别穿入左、右U型压袋指杆3-5-4、3-5-5位于落料过渡仓同侧分别呈对称“7”字形的左、右主弯杆3-5-13、3-5-15的上端后，借助内置的卡扣形成轴向约束连接关系。这种借助具有一定柔韧性钢丝拉索的牵拉连接结构可以取代球铰连杆结构，形成空间（三维）杠杆机构，在保证得到所需操动的前提下，大大了简化构件。左、右主弯杆3-5-13、3-5-15的弯折处分别通过与之焊接固连的内、外转动隔套3-5-14、3-5-16铰支在手柄下方的主弯杆铰接点3-5-6，形成X形。左、右主弯杆3-5-13、3-5-15之间装有位于主弯杆铰接点3-5-6下的拉簧3-5-7，从而使其趋于合拢。左、右主弯杆3-5-13、3-5-15的下端分别通过左、右水平杆延伸到落料过渡仓3-4另一侧后与对应的左、右副弯杆3-5-13’、3-5-15’下端连接（参见图11），左、右副弯杆3-5-13’、3-5-15’分别呈与左、右主弯杆3-5-13、3-5-15形状相同的对称“7”字形，且弯折处分别通过落料过渡仓3-4另一侧与之焊接固连的内、外旋转隔套铰支在与主弯杆铰接点3-5-6相对的副弯杆铰接点3-10-4位置。如图11所示，左、右副弯杆3-5-13’、3-5-15’的上端分别与左、右短连杆3-10的下端在3-10-2、3-10-3处铰接，左、右短连杆3-10的上端同时与左、右长连杆3-9的上端在3-10-1处铰接，构成对称的四连杆机构。左、右长连杆3-9的下端分别与左、右封板3-7、3-8的中部在3-9-2、3-9-1处铰接。左封板3-7的左端和右封板3-8的右端分别铰支在接料口的左、右两侧3-7-1、3-8-1。

当手柄3-5-11处于上极限位置时，左、右U型压袋指杆3-5-4、3-5-5的左、右水平杆在左、右主弯杆3-5-13、3-5-15的运动传递作用下，处于图13中a所示的松张状态，同时通过左、右副弯杆3-5-13’、3-5-15’以及左右短、长连杆3-10、3-9的运动传递作用下，使左、右封板3-7、3-8处于图14中d所示的封闭接料口的对合位置，此时可以方便地取下接薯袋。而当手柄3-5-11处于下极限位置时，左、右U型压袋指杆3-5-4、3-5-5的左、右水平杆处于图13中b所示靠近落料过渡仓3-4落料口两侧的夹紧状态，左、右封板3-7、3-8处于图14中c所示打开接料口的开启位置，此时接薯袋被夹紧在落料口接薯。

此外，如图1所示，本实施例的墩袋升降平台3-13支撑在液压升降机构3-12上，墩袋升降平台3-13一侧的机架预定高度装有容积传感器3-3，该容积传感器3-3的信号输出端接控制电路的信号输入端，控制电路的控制输出端接液压升降机构的驱动受控端——控制阀，由于落料口与墩袋升降平台3-13的初始距离有限，因此装入薯类物料时的掉落高度受控，可以避免物料损伤，而当容积传感器感知接薯袋中的物料已接近出料口时，才通过控制电路控制液压升降机构3-12带动墩袋升降平台3-13下降预定距离，使接薯袋的袋底随之下降，腾出上部的接薯空间。此外，在墩袋升降平台3-13一侧的机架底部还装有满载传感器3-14，该传感器3-14的信号输出端接控制电路的对应信号输入端，因此可以感知接薯袋装满，停止墩袋升降平台3-13继续下降，并发出相应的信号。

行走作业时，挖掘铲2-1入土挖掘，限深辊1在垄上限深，薯块土块进入挖掘输送装置2后，边输送、边去土杂，进入槽辊式秧茎分离部件3后，将薯块顶端连接的残茎摘掉，薯块掉落到杆板式升运器4下部，被刮起升运一定高度落下，接着螺旋辊与空心圆杆构成的清选机构10带动薯块前行，并再次去除遗留的秧、茎及土块，进入到带式分拣平台11后，按需进行手工分拣或剔除残次品（鲜食用或选种需分拣，粉用薯则不需分拣），经过最后一道辊式去杂，进入装袋机构13的落料过渡仓3-4，再操控手柄压袋开仓机构控制其装入袋中。当容积传感器3-3检测袋中容积变化，墩袋升降平台3-13控制平台的升降，满载传感器3-14限制墩袋升降平台的继续下降，保障薯块下落高度较小，避免摔落碰伤。

归纳起来，本实施例具有如下突出的技术特点：

1）采用槽辊结构的薯块秧茎分离去残秧机构可靠实现了秧茎与块体的分离；

2）采用螺旋辊与空心圆杆相向转动，在保证薯块顺利送进的同时，有效去杂了土杂；

3）采用同步压袋开仓及高度自适应装袋机构，保证了薯块无损伤地高效装袋。

此外，调整弹性曲型杆条的排布密度，可适用于品种、外形尺寸不同的甘薯、马铃薯薯块和秧茎的分离作业；而卸下曲型杆条，将仿垄形限深辊更换为左、右两个限深橡胶轮后，亦可兼用于洋葱收获等。此外，该机还可通过液压缸改变挖掘倾角使挖掘深度调浅，即可进行薯块捡拾、去杂、清选、装箱作业，当作捡拾联合收获机使用，从而实现联合收获一机多用，提高了机具利用率和经济性。

Claims (9)

1.一种多功能自走式薯类联合收获机，包括支撑在行走底盘(5)上的主机架(6)，所述主机架的前侧下部装有朝前伸出安装挖掘铲(2-1)的挖掘输送装置(2)，其特征在于：所述挖掘输送装置的输出端与安置在主机架前侧的升运器(4)下部衔接，所述升运器的上端与安置在主机架顶面的清选机构(10)的输入端衔接，所述清选机构输出端的分拣平台(11)后端与装袋机构(13)的落料过渡仓衔接；所述挖掘输送装置环绕有输送杆条升运链(2-9)，所述输送杆条升运链的高端装有动力装置驱动的杆条顶压辊(2-5)，所述杆条顶压辊的上方装有弹性杆条机构(2-12)，所述弹性杆条机构延伸出压持在输送 杆条升运链输出端的弹性曲型杆条(2-10)，所述杆条顶压辊的下方装有通过外圆周向均布的轴向延伸凹槽与所述杆条顶压辊啮合的槽型去秧辊(2-4)；所述装袋机构包括落料过渡仓(3-4)以及位于落料过渡仓下方的墩袋升降平台(3-13)；所述落料过渡仓的底部具有中间由人字形导板分隔的左、右接料口，所述人字形导板的最高点铰支可以左、右翻转分别阻隔左、右接料口的翻板(3-6)；所述左、右接料口分别装有压袋机构(3-5)，所述压袋机构包含具有上、下两极限位置的垂向手柄(3-5-11)，所述手柄的下端铰支在落料过渡仓一侧对应接料口中上方，所述手柄的中部两侧分别与左拉索(3-5-2)、右拉索(3-5-3)的上端连接，所述左、右拉索的下端分别与左U型压袋指杆(3-5-4)、右U型压袋指杆(3-5-5)位于落料过渡仓同侧分别呈对称“7”字形的左主弯杆(3-5-13)、右主弯杆(3-5-15)的上端连接，所述左、右主弯杆的弯折处铰支在手柄下方；所述左、右主弯杆的下端分别通过左、右水平杆延伸到落料过渡仓另一侧后与对应的左、右副弯杆下端连接，所述左、右副弯杆分别呈与左、右主弯杆形状相同的对称“7”字形，且弯折处铰支在与主弯杆铰支相对的位置；所述左、右副弯杆的上端分别与左、右短连杆的下端铰接，所述左、右短连杆的上端同时与左、右长连杆的上端铰接，所述左、右长连杆的下端分别与左封板(3-7)、右封板(3-8)的中部铰接，所述左封板的左端和右封板的右端分别铰支在接料口的左、右两侧；当所述手柄处于上极限位置时，所述左、右U型压袋指杆的左、右水平杆处于松张状态，所述左、右封板处于封闭接料口的对合位置；当所述手柄处于下极限位置时，所述左、右U型压袋指杆的左、右水平杆处于夹紧状态，所述左、右封板处于打开接料口的开启位置。

2.根据权利要求1所述的多功能自走式薯类联合收获机，其特征在于：所述清选机构包括一组间隔支撑在机架侧板(10-4)的螺旋辊(10-1)，所述螺旋辊上具有螺旋凸筋，相邻螺旋辊的螺旋凸筋旋向相反，且相邻螺旋辊之间支撑有直径小于螺旋辊的圆杆(10-2)，所述螺旋辊和圆杆分别通过动力传递机构(10-3)与旋转动力源衔接，所述螺旋辊和圆杆的旋转方向相反。

3.根据权利要求2所述的多功能自走式薯类联合收获机，其特征在于：所述挖掘输送装置的输出端通过铰装结构与安置在主机架前侧的升运器下部衔接，且其中上方与液压缸的活塞杆铰接，所述液压缸的缸体铰支在主机架前侧。

4.根据权利要求3所述的多功能自走式薯类联合收获机，其特征在于：所述弹性杆条机构主要由弹性曲型杆条以及弹性杆条压簧构成；所述弹性曲型杆条的上端铰支在机架上，且下端从弹性杆条机构延伸出，呈与杆条顶压辊外圆相配的圆弧形；所述弹性杆条压簧的上端固定在机架上，且下端套在底部与弹性曲型杆条铰接的压簧芯杆上，压持于压簧芯杆的台阶面上。

5.根据权利要求4所述的多功能自走式薯类联合收获机，其特征在于：所述槽型去秧辊支撑在V形板的一端，所述V形板的中部通过固定支轴铰支在机架上，所述V形板的另一端与长导杆的一端铰接，所述长导杆的另一端插装在机架的耳板上且装有调节螺母，所述长导杆中部的扩径环与耳板之间装有压紧簧。

6.根据权利要求5所述的多功能自走式薯类联合收获机，其特征在于：所述螺旋辊上均布四条梯形截面螺旋凸筋，其中两条相位差180°的螺纹中间间隔预定距离后断开。

7.根据权利要求6所述的多功能自走式薯类联合收获机，其特征在于：所述墩袋升降平台支撑在升降机构上，所述墩袋升降平台一侧的机架预定高度装有容积传感器，所述容积传感器的信号输出端接控制电路的信号输入端，所述控制电路的控制输出端接升降机构的驱动受控端，用以当容积传感器输出传感信号时，控制升降机构下降预定行程。

8.根据权利要求7所述的多功能自走式薯类联合收获机，其特征在于：所述墩袋升降平台一侧的机架底部还装有满载传感器，所述满载传感器的信号输出端接控制电路的对应信号输入端，用以感知接薯袋装满后限制墩袋升降平台继续下降。

9.根据权利要求8所述的多功能自走式薯类联合收获机，其特征在于：所述左、右主弯杆的弯折处分别通过与之固连的内、外转动隔套铰支在手柄下方的主弯杆铰接点，所述左、右主弯杆之间装有位于所述主弯杆铰接点下的拉簧。