CN105123093B - 一种谷子联合收获机及其系统 - Google Patents

Abstract

一种谷子联合收获机及其系统，属于农作物联合收获技术领域。本发明谷子联合收获机包括用于分段收获的捡拾台、脱粒分离部、谷物清选部。捡拾台包括捡拾机架、捡拾器、螺旋输送搅龙、拨禾轮、传动机构；传动机构分别与捡拾器、螺旋输送搅龙、拨禾轮传动连接；脱粒分离部包括脱粒箱体，前、后脱粒滚筒，前、后分离筛，过渡分离筛，前、后脱粒顶盖，以及为前、后脱粒滚筒提供动力的动力机构；谷物清选部包括清选框架、前风机、往复振动筛、以及使往复振动筛振动的振动机构。本发明谷子收获系统包括上述谷子联合收获机和控制装置。本发明有效控制割台掉穗，兼揉搓与打击于一体，损失率少、破碎率及含杂率低。

Description

一种谷子联合收获机及其系统

技术领域

本发明涉及农作物收获技术领域，尤其涉及一种用于谷子收获的联合收获机及其系统。

背景技术

近几年，随着国产优质杂交谷子的推广和市场对杂粮消费需求的大幅增加，谷子生产开始得以重视和扩大，农民的生产收益和种植积极性也大大提高。然而，目前影响谷子生产最大的“瓶颈”当属收获，近两年虽有几家企业一直都在进行谷子机械联合收获的探索，但都不顺利。成熟的谷穗低垂相互绞缠性大，割台两侧绞穗严重；谷子大穗包含了无数的小穗，脱粒小穗困难；谷穗穗骨易被击碎，增加谷粒清选难度，这也是至今尚未有成熟的谷子联合收获机投放市场的主要原因。再说，谷子有后熟作用，且有相当面积还种植在收割机上不去的半山坡上，故传统的谷子收获都采用的是分段收割、场上石磙碾压的方式。为解决这一瓶颈，有个别企业正尝试采用将传统小麦联合收割机稍加改进而直接用于收获谷子，但仍未取得较理想的效果，特别在割台掉穗、清选损失、含杂率等问题上相对突出，不能被广大农民所接受。

发明内容

本发明的目的，是提供一种能有效控制割台掉穗，兼揉搓与打击于一体，能联合收获的适应谷子等小籽粒脱粒的谷子联合收获机及其系统。

本发明的技术解决方案是提供一种谷子联合收获机，包括用于分段收获的捡拾台、喂入输送部、脱粒分离部、谷物清选部、粉碎排草部、集粮卸粮部、底盘行走部，在底盘行走部的前方设置有用于联合作业的捡拾台，捡拾台的后部与喂入输送部连接；所述喂入输送部后端与脱粒分离部铰接；所述底盘行走部的后方设置有上下布局的脱粒分离部与谷物清选部；所述粉碎排草部设置于脱粒分离部、谷物清选部的右侧，与脱粒分离部联成一体；

所述捡拾台包括捡拾机架、捡拾器、螺旋输送搅龙、拨禾轮、传动机构；所述捡拾器位于所述捡拾机架的正前方，并通过加强连接板与所述捡拾机架连接；所述螺旋输送搅龙横卧在所述机架后方而与所述机架连接；所述拨禾轮转动支承在经由横向安装在捡拾机架的后侧横梁上；所述传动机构分别与所述捡拾器、所述螺旋输送搅龙、所述拨禾轮传动连接；

所述脱粒分离部包括脱粒箱体、前脱粒滚筒、后脱粒滚筒、前分离筛、后分离筛、过渡分离筛、前脱粒顶盖、后脱粒顶盖、以及为所述前脱粒滚筒和所述后脱粒滚筒提供动力的动力机构；所述前脱粒滚筒和所述后脱粒滚筒横卧在所述脱粒箱体内，且两者之间隔断，所述前脱粒滚筒与所述后脱粒滚筒之间设有交接口E；所述前分离筛位于所述前脱粒滚筒的正下方且外包于所述前脱粒滚筒；所述后分离筛位于所述后脱粒滚筒的正下方且半包于所述后脱粒滚筒靠近所述前脱粒滚筒的前段；所述过渡分离筛的前侧与所述前分离筛的后侧对接，所述过渡分离筛的后侧与所述后分离筛的喂入口F对接；所述前脱粒顶盖安装在所述前脱粒滚筒上，所述后脱粒顶盖安装在所述后脱粒滚筒上；

所述谷物清选部包括清选框架、前风机、往复振动筛、以及使所述往复振动筛振动的振动机构；所述前风机设置在所述清选框架内的前上方；所述往复振动筛为双层振动筛，安装于所述清选框架内的后上方。

作为本发明优选，所述捡拾器包括支撑安装部、拨禾喂入部、左支撑传动部、右支撑传动部、防缠部；所述支撑安装部横卧在所述捡拾机架上；所述左支撑传动部与所述拨禾喂入部传动连接，且经所述加强连接板固定在所述支撑安装部左侧而与所述捡拾机架左侧连接；所述右支撑传动部与所述拨禾喂入部传动连接，且经所述加强连接板固定在所述支撑安装部右侧而与所述捡拾机架右侧连接；所述防缠部一端设置在所述支撑安装部上，其另一端与所述拨禾喂入部留有间隙。

作为本发明优选，所述拨禾喂入部包括弹簧拨齿、齿杆、转臂焊合件、轴承、拨禾转动件；所述拨禾转动件与所述左支撑传动部同轴心设置且分设在所述捡拾机架两侧；所述齿杆与所述轴心平行而与所述捡拾机架两侧的所述拨禾转动件连接；所述弹簧拨齿设置在齿杆的圆周面上；所述转臂焊合件一端与所述齿杆转动连接，其另一端上设置有所述轴承。

作为本发明优选，所述左支撑传动部包括皮带轮、传动箱体、两个相互啮合且其中一个与所述左支撑传动部同轴心设置的齿轮；所述传动机构依次传动连接所述皮带轮、所述齿轮、所述拨禾喂入部；所述传动箱体内设置有与所述拨禾喂入部传动连接的凸轮槽，以使所述拨禾喂入部在捡拾过程中呈捡拾T、升举R、卸草W、空行V四个阶段的非圆周运动。

作为本发明优选，所述凸轮槽的对称中心线X呈向前方倾斜，并与水平基准面A所成角度在50度至60度之间。

作为本发明优选，所述传动箱的中心Y到水平基准面A的距离h设置为不低于240mm。

作为本发明优选，所述螺旋输送搅龙包括螺旋筒体、偏心伸缩拨齿机构；所述螺旋筒体包括具有左旋叶片的筒体和具有右旋叶片的筒体；在具有左旋叶片的筒体和具有右旋叶片的筒体之间设置有偏心伸缩拨齿机构；所述传动机构经输入链轮依次传动连接所述具有右旋叶片的筒体、所述偏心伸缩拨齿机构、所述具有左旋叶片的筒体。

作为本发明优选，具有右旋叶片的筒体内设置有输入轴；具有左旋叶片的筒体内设置有固定半轴；所述偏心伸缩拨齿机构包括偏心轴、拨齿座、伸缩拨齿、拐臂；所述偏心轴的两端均通过拐臂分别连接所述输入轴和所述固定半轴；所述伸缩拨齿的一端与所述拨齿座铰接，其另一端通过球铰伸出筒体外。

作为本发明优选，所述拨禾轮包括拨禾轮支撑杆、拨禾轮轴、固定幅盘、活动圆盘、带有弹性拨齿的拨禾杆、油缸；油缸升至最高时，拨禾杆所插入弹性拨齿最低位置的齿尖距捡拾器的防缠部大于370mm；油缸升至最低时，拨禾杆所插入拨禾齿最低位置的齿尖刚好能触碰到捡拾器的防缠部。

作为本发明优选，所述前脱粒滚筒包括左右朝向的前滚筒轴、键连接于前滚筒轴两侧的幅盘、周向均布连接于幅盘上的多根前脱粒齿杆和固定于前脱粒齿杆上的前纹杆；所述前脱粒齿杆包括前齿杆、前齿杆两侧向下突出的前齿杆连扳、向上突出的前支撑座、右侧向上突出的多个脱粒齿；前纹杆固定在前脱粒齿杆的支撑座上。

作为本发明优选，所述后脱粒滚筒包括左右朝向的后滚筒轴、键连接于后滚筒轴两侧的幅盘、周向均布连接于幅盘上的多根后脱粒齿杆以及固定于后脱粒齿杆上的后纹杆；所述后脱粒齿杆包括后齿杆、后齿杆连扳、后支撑座、后脱粒齿以及高度高于后脱粒齿的排草齿；后纹杆固定在后脱粒齿杆的支撑座上，安装后纹杆最高点与右侧脱粒齿的齿尖同高。

作为本发明优选，所述前分离筛为凹面朝上的由前筛条与前钢丝围成的筛格结构，所述筛格结构的网格不大于40mm10mm，且内弧面与前脱粒滚筒内的最近距离h1不大于13mm。

作为本发明优选，所述后分离筛为凹面朝上的由后筛条与后钢丝围成的筛格结构，所述后筛条与后钢丝围成的网格从谷物收割方向至脱粒方向的三分之二至四分之三段为揉搓段，网格大小不大于50mm10mm；余下的三分之一至四分之一段为击打段分离段，网格大小大于50mm12mm且小于50mm15mm，内弧面与后脱粒滚筒最近周间距h2不大于16mm。

作为本发明优选，所述前滚筒顶盖包括以前脱粒滚筒轴心为中心旋转的覆盖整个滚筒的向上隆起的前隆罩顶板、设置在隆罩顶板右内侧向下延伸的多条并列排列的与滚筒轴线成夹角的导草板条；所述后滚筒顶盖包括以后脱粒滚筒的轴心为中心旋转的覆盖整个滚筒的向上隆起的后隆罩顶板，与设置在隆罩顶板内侧向下延伸的多条等距并列排列的与滚筒轴线成夹角的后导草板条。

作为本发明优选，前脱粒滚筒的前纹杆与后脱粒滚筒的后纹杆具有旋转方向相反的纹路。

作为本发明优选，所述交接口E的宽度e设置为不小于前滚筒长度k的二分之一；所述喂入口F的宽度f与交接口E的宽度e相等。

作为本发明优选，所述往复振动筛包括筛框、网框焊合件、上编织筛、下编织筛、逐稿板；所述网框焊合件与所述上编织筛组合后安装在所述筛框的上部；下编织筛设置在所述筛框的下部；所述逐稿板设置在所述筛框内部后端，其最上端高出筛框尾部的后侧板。

作为本发明优选，所述逐稿板前上方还设置有向后倾斜40度-50度的挡板。

作为本发明优选，所述上编织筛的网孔中心规格为12mm12mm至14mm14mm；和/或，所述下编织筛的网孔中心规格不大于6.3mm6.3mm。

作为本发明优选，所述筛框的两外侧后端还设有可安装软皮的向前倾斜30度-50度的侧翼板。

本发明的另一技术方案是提供一种谷子联合收获系统，包括上述谷子联合收获机，以及控制所述谷子联合收获机运行的控制装置。

本发明具有以下有益效果：

本发明经该谷子联合收获机及其脱粒与清选装置处理的效果：损失率少、破碎率及含杂率低。

附图说明

图1为本发明谷子收获机的左视图；

图2为本发明谷子收获机的后视图；

图3为本发明谷子收获机的集粮箱的上视图；

图4 为本发明谷子收获机的捡拾台的上视图；

图5 为本发明谷子收获机的捡拾台的左视图；

图6为本发明谷子收获机的捡拾器的前视图；

图7 为本发明谷子收获机的捡拾器的上视图；

图8为本发明谷子收获机的捡拾器的左视图；

图9 为本发明谷子收获机的捡拾喂入部的前视图；

图10为本发明谷子收获机的捡拾喂入部的左视图；

图11 为本发明谷子收获机的支撑传动部的右视图；

图12 为本发明谷子收获机的支撑传动部的左视图；

图13 本发明谷子收获机的捡拾部件工作原理图；

图14为本发明谷子收获机的螺旋输送搅龙的前视图；

图15为本发明谷子收获机的螺旋输送搅龙的轴向剖视图；

图16为本发明谷子收获机的螺旋输送搅龙的径向剖视图；

图17为本发明谷子收获机的拨禾轮上视图；

图18为本发明谷子收获机的拨禾轮右视图；

图19为本发明谷子收获机的脱粒清选剖面图；

图20为本发明谷子收获机的脱粒上视图；

图21为本发明谷子收获机的分离上视图；

图22a为本发明谷子收获机的前滚筒右视图；

图22b为本发明谷子收获机的前滚筒的上视图；

图23为本发明谷子收获机的前脱粒顶盖下视图；

图24为本发明谷子收获机的前凹板的上视图；

图25a为本发明谷子收获机的后滚筒的右视图；

图25b为本发明谷子收获机的后滚筒的上视图；

图26 为本发明谷子收获机的后凹板轴测图；

图27 为本发明谷子收获机的后凹板上视图；

图28 为本发明谷子收获机的后凹板左视图；

图29为本发明谷子收获机的后脱粒顶盖下视图；

图30为本发明谷子收获机的风机轴侧图；

图31为本发明谷子收获机的风机带轮结构图；

图32 为本发明谷子收获机的振动筛的上轴测图；

图33为本发明谷子收获机的振动筛的下轴测图；

图34为本发明谷子收获机的振动筛的剖视图；

图35为本发明谷子收获机的振动筛后端局部测图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1、图2是本发明实施例的整机布置图，包括捡拾台2、喂入输送部3、脱粒分离部4、谷物清选部5、粉碎排草部6、集粮卸粮部7、底盘行走部8。底盘行走部8的前方设置有捡拾台2，捡拾台2的后部中间偏左与喂入输送部3固定连接，为便于拆卸后更换捡拾台2，其连接方式采用螺栓连接。底盘行走部8的后方左侧设置有成上、下布局的脱粒分离部4和谷物清选部5；底盘行走部8的右方设置有集粮卸粮部7，为便于维修保养,集粮卸粮部7可绕以上下为轴线Z的立柱旋转打开（参见图3）；粉碎排草部6设置于脱粒分离部4的右侧，与脱粒分离部4联成一体；喂入输送部3的前端与捡拾台2的后端固定连接，后端与脱粒分离部4喂入口铰接连接，其前下侧还通过油缸81与底盘行走部8连接。

所述底盘行走装置采用履带行走方式，即便在丘陵及无正常道路的路面、小斜坡路段上也能正常行走。为适应山区及丘陵地区行走，防止高低不平宜造成翻车，履带轨距不宜宽，故轴距在1080mm左右。

机器联合收获时，捡拾起条铺在地头的已割穗秆并输送给捡拾台，在后侧喂入口交接给喂入输送部3，喂入输送部3将穗秆输送至脱粒分离部4，脱粒后，长的秸秆经粉碎排草部6排出，籽粒、碎秸秆及草屑等脱出物落入谷物清选部5继续清选，干净的籽粒被输送至集粮卸粮部7，而碎秸秆及草屑则被排出机外。

如图4-19，捡拾台2包括捡拾机架11、位于所述捡拾机架11正前方的捡拾器22、位于所述捡拾机架11后方的螺旋输送搅龙14、位于捡拾机架11前上方的拨禾轮12、以及传递给上述捡拾器22、螺旋输送搅龙14、拨禾轮12动力的传动机构16。为了与配套收割机幅宽基本匹配，设置所述捡拾收获台幅宽为1800mm-2200mm。

所述的捡拾器22包括支撑安装部221、拨禾喂入部222、左支撑传动部223、右支撑传动部、防缠部224。所述支撑安装部221横卧在所述机架11上，左支撑传动部223通过加强连接板225固定在所述支撑安装部221的左侧，而与所述捡拾机架11的左侧连接；右支撑传动部通过另一加强连接板225固定在所述支撑安装部221的右侧，而与所述捡拾机架11的右侧连接。其中，所述左支撑传动部223包括最左侧的皮带轮2231、传动箱体2232、两个相互啮合且其中一个位于左支撑传动部223轴心的齿轮2233。所述左支撑传动部223内的两个相互啮合的齿轮2233的设置形式相对简单，占用空间较小，也有利于与传动部件16的动力连接，只需一个皮带轮2231即可。所述传动箱体2232内设置有与所述拨禾喂入部传动连接的凸轮槽2234，以使所述拨禾喂入部在捡拾过程中呈捡拾T、升举R、卸草W、空行V四个阶段的非圆周运动。所述右支撑传动部与所述左支撑传动部223同轴心转动，与所述拨禾喂入部传动连接。

所述拨禾喂入部222包括弹簧拨齿2221、齿杆2222、转臂焊合件2223、轴承2224、拨禾转动件2225。所述拨禾转动件2225与所述左支撑传动部223同轴心设置且分设在所述捡拾机架11两侧；多个所述齿杆2222与所述轴心平行而与所述捡拾机架11两侧的所述拨禾转动件2225连接；多个所述弹簧拨齿2221设置在每个齿杆2222的圆周面上，为了既能保证拨禾喂入部222的喂入效果，又能降低拨禾喂入部222上弹簧拨齿2221的安装数量，以控制整个部件的重量和成本，相邻两个弹簧拨齿2221之间的中心距d为80mm-110mm；所述转臂焊合件2223一端与所述齿杆2222转动连接，其另一端上设置有所述轴承2224。所述齿杆2222在轨迹Q上做圆周运动。所述轴承2224在所述凸轮槽2234内运动，凸轮槽的形状保证了弹簧拨齿2221的非圆周的运动轨迹P。

捡拾器22工作时，传动部件16将动力依次传递给捡拾器22上的皮带轮2231、两个相互啮合的齿轮2233，其中位于所述左支撑传动部223轴心的齿轮2233将动力传递给拨禾喂入部222；此时，所述拨禾转动件2225、齿杆2222绕圆周转动。齿杆2222带动其上的弹簧拨齿2221公转。同时，所述转臂焊合件2223转动，带动其上设置的轴承2224转动，所述轴承2224在所述凸轮槽2234内运动，使得弹簧拨齿在捡拾的运动过程中呈四种状态，即捡拾T、升举R、卸草W、空行V四个阶段。从左侧面观察弹簧拨齿2221的运动方向为顺时针。为了既保证了弹簧拨齿2221在捡拾T、升举R、卸草W、空行V四个阶段的运动分布更加合理，也使得拨禾喂入部222的工作效率达到更理想状态，所述凸轮槽2234的对称中心线X呈向前下方倾斜，与水平基准面A所成角度在50度-60度之间。也就是在需要将作物拨起时，弹簧拨齿伸出最长，将作物运送至捡拾收获台后就能将拨齿收拢，减少与其他部件干涉的几率，合理利用了空间。进一步，为使捡拾器在工作过程中既能减少草秸秆的损失，还能避免弹簧拨齿2221过多地与地面触碰，如图3，7，所述左支撑传动部223L的传动箱体2232的中心Y到水平基准面A的距离h设置不低于240mm，优选为240mm-245mm，以使得弹簧拨齿2221离地间隙m控制在不低于25mm，优选为25mm-35mm。

所述防缠部224一端设置在所述支撑安装部221上，另一端与所述拨禾喂入部222之间留有间隙。所述防缠部224包括多个等间距水平排列及外包拨禾喂入部222的防缠罩2241，防缠罩2241由钢板弯成水滴槽型，大头朝前，尾部通过螺栓固定在支撑安装部221上。所述的多个防缠罩2241，宽度r比相邻两个弹簧拨齿2221的中心距d小，其安装间距n=d-r设置在16-22mm之间，该结构既能避免草秸秆缠绕拨禾喂入部222，又能防止与运动的弹簧拨齿2221触碰，还降低了整个部件的噪音。

为了防止谷物，尤其是秸秆从捡拾器22与捡拾机架11之间的缝隙掉落而造成损失，所述捡拾器22与所述捡拾机架11之间设置有挡皮2242。优选所述挡皮2242的前段与防缠罩2241一起固定在支撑安装部221上，后段铺放在捡拾收获台里面，所述挡皮2242的材料可以是金属、也可以是PVC输送带等。

如图14-18，割台螺旋搅龙14包括两段焊有左右旋向螺旋叶片的螺旋筒体、以及在上述两段螺旋筒体间装有偏心伸缩拨齿机构。具有右旋叶片141b的筒体内设置有输入轴144；具有左旋叶片141a的筒体141c内设置有固定半轴145；所述偏心伸缩拨齿机构143包括偏心轴143a、拨齿座143b、伸缩拨齿143c、拐臂143d。圆筒141c两端分别安装左端盘141d、右端盘141e，以及中间安装两个中间端盘141f。所述输入轴144一端经所述右端盘141e与所述圆筒141c连接，另一端经所述中间端盘141f与所述圆筒141c连接，并通过所述拐臂143d连接所述偏心轴143a一端；所述固定半轴145的一端经所述左端盘141d与所述圆筒141c连接，另一端经所述中间端盘141f与所述圆筒141c连接，并通过所述拐臂143d连接所述偏心轴143a另一端。这样使得所述固定半轴145、所述输入轴144保持在同一轴线上。所述伸缩拨齿143c的一端与所述拨齿座143b铰接，其另一端通过球铰141h伸出筒体141c外。所述球铰141h优选设计为在所述螺旋筒体141表面相隔90度各设的等间距球铰141。

其中，所述筒体1141c在其表面且在其面对所述偏心伸缩拨齿机构143位置处开设有用以装配、检修的窗口，也就是两个中间端盘141f对应的圆筒141c面上开有装配、检修用的窗口及用盖板141g覆盖，盖板141g为椭圆形，用螺栓固定在筒面上。所述螺旋输送搅龙14还包括伸缩调节装置146，用以调节伸缩拨齿与捡拾收获台的底板间隙。

螺旋输送搅龙14工作时，传动机构16经依次输入链轮147、输入轴144带动输送搅龙转动。旋转的螺旋叶片141a、141b将作物沿轴向推送到伸缩拨齿机构143处，伸缩拨齿143c将作物向后拨送至捡拾台2后侧输送口113a，后侧与输送口113a口口相连的输送槽3内的链耙32将作物耙入并送入脱粒滚筒进行脱粒。为适应高秆作物不被缠绕或谷穗外甩，所述螺旋输送搅龙14的筒体直径应大于330mm，螺旋叶片高度应小于90mm，螺距间隔应为300mm-400mm。

所述拨禾轮12以能够转动地支承在经由水平横向安装在捡拾机架11的后侧横梁113e上，包括可上下摆动的门形拨禾轮撑杆121、拨禾轮轴122、正五等份枝杈形固定幅盘123、正五等份枝杈形活动圆盘124，以及5根横跨平行安装在幅盘枝杈头上的按规定间隔钻孔并插有弹性拨齿125a的拨禾杆125组成。拨禾轮撑杆121两臂121a的中部还设有连接支撑油缸的连接座121b，前后位置应保证偏心拨禾轮12上下摆动的范围需符合要求，油缸升至最高时，拨禾轮12最低处拨禾杆125所插入弹性拨禾齿125a的齿尖距切割器13的距离应大于370mm，油缸缩至最低时，最低拨禾杆125所插入弹性拨禾齿125a的齿尖应刚好能触碰到捡拾器防尘罩2241。

所述拨禾轮撑杆两支承臂121a的前端设有多个定位孔，以能够调节拨禾轮12的前后位置。拨禾轮工作时，所述传动机构16将动力传递给拨禾轮撑杆121内的回转轴，之后传递给拨禾带轮、拨禾轮轴、幅盘。

谷子属于小作物，相对于小麦、玉米籽粒质量小，千粒重只有2.4~3.5g,再加上成熟的谷穗低垂，又有秸秆带绿成熟的特点，谷码不易脱净。因为谷穗中间有条主茎，其上面产生一级分支，在一级分支上又产生二级分支、三级分支，每一级分支是一个小码，上面有很多籽粒，有的多达二三百粒，脱粒时造成谷穗和秸秆不易分离，谷粒的损失率高。为便于将谷码从穗茎上充分揉搓下来，所述谷子联合收获机的脱粒系统将采用揉搓与打击于一体的方式。

为达到上述目的，所述谷子联合收获机的脱粒装置，前后平行设置有两套结构不同、长度不同、参数不同的脱粒系统，前脱粒系统采用半切流半轴流脱粒原理，以揉搓为主将谷码揉碎；后脱粒系统采用全轴流脱粒原理，在进一步揉搓谷码的同时，击打残余的尚未脱净的谷码以彻底使籽粒从谷码中分离出来；所述谷子联合收获机的清选系统为双层振动筛与风机的组合，其双层振动筛的上层采用大孔编织筛与逐稿器组合的结构，下层采用小孔编织筛或单一的钢板冲孔筛结构，所述清选系统的风机转速采用有级变速可调。

所述谷子联合收获机的脱粒装置由于须经过两次揉搓与击打，增加了脱粒时间与路径，因此，即便在大量的秸秆带绿成熟的谷子被送入脱粒处理的情况下，也能具有良好的脱净率与很少的夹带损失率；所述谷子联合收获机的清选装置由于经过上下两层筛选及带挡板的逐稿器的配合，完全脱净的谷码与草屑被吹出机外，而未脱净的碎谷码则通过二次复脱装置进行再脱粒，因此，即便在大量的秸秆带绿成熟的谷子被送入清选处理的情况下，也能具有很少的清选损失率和籽粒含杂率。

如图19-20，脱粒分离部4包括脱粒箱体40、前脱粒滚筒41、后脱粒滚筒42、前分离筛44、后分离筛45、过渡分离筛49、前脱粒顶盖47、后脱粒顶盖48、以及为所述前脱粒滚筒41和所述后脱粒滚筒42提供动力的传动机构。所述前脱粒滚筒41短，后脱粒滚筒42长，平行横卧在所述脱粒箱体40内，左侧对齐（如图20）。所述前脱粒滚筒41、后脱粒滚筒42的中间隔断，左侧设有交接口E（如图20）。所述前分离筛44位于所述前脱粒滚筒41的正下方且外包于所述前脱粒滚筒41，为筛格结构的焊接件，形似瓦片状，凹面朝上。所述后分离筛45位于所述后脱粒滚筒42的正下方且半包于所述后脱粒滚筒42靠近所述前脱粒滚筒41的前段，也就是半包于脱粒滚筒42的左段圆柱形上，包角β大于等于180度，缺口朝上。所述后分离筛45也为筛格结构的焊接件，所述后分离筛45的左侧设置有喂入口F（如图26），喂入口的宽度f与交接口E同宽。所述的过渡分离筛49为钢板冲孔筛，形似向上隆起的瓦片状，与前分离筛44、后分离筛45的左侧对齐，宽度同交接口E，前侧与前分离筛44的后端对接，后侧与后分离筛45的喂入口对接。所述前脱粒顶盖47安装在所述前脱粒滚筒41上，所述后脱粒顶盖48安装在所述后脱粒滚筒42上。

本发明的前脱粒滚筒41的脱粒原理为半切流半轴流，后脱粒滚筒41的脱粒原理为全轴流。

为突出以揉搓为主，所述前脱粒滚筒41为圆柱形“开式”滚筒，包括由左右朝向的前滚筒轴413、键连接于前滚筒轴413两侧的前幅盘414、周向均布连接于前幅盘414上的多根，如4或6根前脱粒齿杆411和固定于前脱粒齿杆411上的前纹杆412。所述前脱粒齿杆411，由前齿杆411a、前齿杆411a两侧向下突出的齿杆连扳411b、向上突出的支撑座411c、右侧向上突出的多个，如2-4个指状脱粒齿411d焊接而成，前纹杆412通过螺栓固定在支撑座411c上，前纹杆412有纹路那一面朝外，方向为右旋。

为兼揉搓与击打于一体及排草，所述后脱粒滚筒42为两段不同直径的联体圆柱形“开式”滚筒，包括左右朝向的后滚筒轴423、键连接于后滚筒轴423两侧的后幅盘424、周向均布连接于后幅盘424上的多根，如6根后脱粒齿杆421以及用螺栓固定于后脱粒齿杆421上的后纹杆422。所述的后脱粒齿杆421由后齿杆421a、齿杆连扳421b、支撑座421c、脱粒齿421d以及最右端且高度高于脱粒齿421d的1.2至2倍的排草齿421e焊接而成，后纹杆422的长度是后脱粒齿杆421的二分之一或略长，通过螺栓固定在后脱粒齿杆421的支撑座421c上，安装后纹杆最高点与右侧脱粒齿421d的齿尖同高，其形成的左侧六分之五段圆柱形直径同前脱粒滚筒41，但纹杆方向为左旋；最右侧六分之一排草口段由于焊有高于脱粒齿421d的排草齿421e,其形成的圆柱直径比左段大。

为不让未揉碎谷码从筛条间隙处漏下，前筛条442与前钢丝443围成的网格不大于40mm10mm，且内弧面与前脱粒齿杆411的最近距离h1不大于13mm。所述后分离筛45的后筛条452与后钢丝453围成的网格从左至右三分之二至四分之三段，即揉搓段，不大于50mm10mm，余下的三分之一至四分之一段，即击打段分离段，大于50mm12mm但小于50mm15mm，内弧面与后脱粒滚筒42最近周间距h2不大于16mm，减少被大茎秆夹带的损失。上述前分离筛44和后分离筛45的间隙对谷物脱净度、破碎率、含杂率影响较大，前分离筛44与后分离筛45之间的栅格间中心距大约为9mm，可防止从穗头脱落下来又未脱净的谷码落下。

所述安装在前脱粒滚筒41上的前滚筒顶盖47由以轴心为中心旋转的覆盖整个滚筒的向上隆起的隆罩顶板471与焊接在隆罩顶板471右内侧向下延伸的两条并列排列的与滚筒轴线成特定夹角的引导作物按特定轨迹向左做螺旋运动的导草板条472，所述导草板条472的高度为50~70mm，导草条472与滚筒齿尖的间隙为8mm-12mm。

所述安装在后脱粒滚筒42上的后滚筒顶盖48由以轴心为中心旋转的覆盖整个滚筒的向上隆起的隆罩顶板481与焊接在隆罩顶板481内侧、向下延伸、左侧对齐、右侧距侧壁100mm-200mm的多条等距并列排列的与滚筒轴线成特定夹角的引导作物按特定轨迹向右做螺旋运动的导草板条482，所述导草板条482的高度为50mm-70mm，所述导草板条482与滚筒齿尖的间隙为8mm至12mm。

脱粒原理：由于设置的交接口E在左侧，即进入前脱粒滚筒41左侧的作物在脱粒齿杆的作用下揉搓脱粒，已分离的籽粒、碎草穿过前分离筛44进入清选处理，未脱净的作物、谷码则通过交接口E被直接拨向后方，而进入前脱粒滚筒41右侧的作物则受后部阻挡，在前脱粒顶盖47的协助下向左做螺旋运动，与后续进入左侧的作物汇合,一起通过交接口E拨向后方交由后脱粒滚筒处理。

进入后脱粒滚筒的作物所述脱粒分离部4的前脱粒滚筒41和后脱粒滚筒42的转速设置不同，前脱粒滚筒41的转速稍慢，主要将谷码从主茎上揉搓下来；后脱粒滚筒42的转速相对较快，除进一步对尚未脱净的谷码揉搓外，靠近大直径圆柱形的脱粒齿还起挑松、拍打作用，将已脱粒但仍裹在茎秆中的籽粒抖落下来，同时也提高了排草齿的线速度将已脱净茎秆快速排出机外。

由于谷子很轻，籽粒千粒重只有2.4g-3.5g，与谷柄和短茎秆、草屑的临界风速相当接近，故传统用于清选小麦与水稻的结构、参数均不完全适用于谷子的清选。

脱粒齿杆与后脱粒顶盖48的协助下向右做螺旋运动，脱出物通过后分离筛45进入清选处理，脱净的长秸秆、谷码壳则在后脱粒滚筒42最右侧被排出机外。

如图24-29，所述谷物清选部5包括清选框架51、前风机52、往复振动筛53、以及使所述往复振动筛53振动的振动机构。所述前风机52设置在所述清选框架51内的前上方。所述往复振动筛53安装于所述清选框架51内的后上方。

所述前风机52采用离心风机，包括风机轴521、风机骨架522、叶片523、输入带轮524；为控制不同作物所需不同风速，所述的风机带轮直径为有级可调。输入带轮524包括524a外调节片，中调节片524b，内调节片524c，厚度调节片524d，通过增加、减少厚度调节片来改变风速。所述风机带轮524转速可通过增减调节垫片524d而有级可调。因为谷子籽粒很轻，籽粒与谷柄和短茎杆的风选临界速度相近。如果风量大会使谷粒吹出而造成浪费，风量小而使筛子堵塞堆积，这样速度可调的结构可有效满足谷子不同收获使其的使用要求。例如三级调速，低速适应谷子收获、中速适应成熟期偏早的谷子收获，高速适应小麦收获。

考虑到第一次清选时对于未脱净的碎谷码未能有效去除，则上述清选装置还包括二次复脱装置，辅助清选装置进行再脱粒，则所述二次复脱装置57设置在所述清选框架51的后下方。

该清选装置还包括送粮装置56，设置在所述清选框架51的前下方。

所述往复振动筛53包括筛框531、网框焊合532、上编织筛533、下编织筛534、逐稿板535；所述网框焊合532和上编织筛533组合后通过螺栓固定在筛框531的上部，下编织筛534通过螺栓固定在筛框531的下部，逐稿板535设置在筛框531内部后端，其最上端高出筛框531尾部后侧板531a；所述逐稿板535的前上方还固定有宽度同逐稿板535、高度30mm-50mm的，向后倾斜的档板5351，所述倾斜角为挡板自身折边后上部与振动筛平面的夹角为40度-50度；以进一步拦截尚未脱净的碎谷码落入二次复脱装置重新脱粒，所述挡板自身折边的夹角还成130度-155度。往复振动筛上筛片要短，便于漏出逐稿板，使尚未脱净的谷码进入二次复脱再脱粒，以减少清选损失。

为阻止谷码壳漏下，所述往复振动筛53的上编织筛533的网孔中心规格应为12mm12mm-14mm14mm。为阻止碎谷码壳漏下以减少含杂率，下编织筛534的网孔中心规格小于等于6.3mm6.3mm；若采用冲孔钢板筛，则孔经应小于7mm。

所述往复振动筛53的筛框531的两外侧后端还设有可安装软皮的向前倾斜30度-50度的侧翼板531b，侧翼板531b上安装有即可紧贴侧壁又不会因往复运动而摩擦的软皮，其目的是阻挡往复振动筛53下方送粮搅龙上被风吹起的籽粒，降低清选损失。

本发明谷子联合收获系统包括上述谷子联合收获机和控制所述谷子联合收获机运行的控制装置。所述控制装置可控制所述振动机构，使得所述振动机构操作往复振动筛53振动筛选谷物；还可以控制前风机转速，为有效调节剂风量与风速，适应谷子不同收获时期的使用要求，转速设计为1600转/分左右；还可以控制所述动力机构，使得所述传动机构为前脱粒滚筒41和所述后脱粒滚筒42提供动力，脱粒滚筒转速控制在850-900转/分，增加脱粒滚筒转速来增加对谷码的脱净度；控制所述传动机构，为了减少谷穗被向外甩出，尤其是谷子穗长、穗层位置差异大，容易受拨禾轮的转动，谷穗受离心作用沿重心向前面甩，易造成大量掉穗而造成捡拾收获台损失，则需设置螺旋输送搅龙相对比传统稻麦收割机慢的转速，将转速控制在200转/分以内。这样在上述收获机结构的配合下，联合收获系统适用于收获谷子，喂入量高达3.30kg/s、总损失率不超过7%，设备可靠性系数达到95%，甚至更高。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (18)

1.一种谷子联合收获机，包括用于分段收获的捡拾台（2）、喂入输送部（3）、脱粒分离部（4）、谷物清选部（5）、粉碎排草部（6）、集粮卸粮部（7）、底盘行走部（8），在底盘行走部（8）的前方设置有用于联合作业的捡拾台（2），捡拾台（2）的后部与喂入输送部（3）连接；所述喂入输送部（3）后端与脱粒分离部（4）铰接；所述底盘行走部（8）的后方设置有上下布局的脱粒分离部（4）与谷物清选部（5）；所述粉碎排草部（6）设置于脱粒分离部（4）、谷物清选部（5）的右侧，与脱粒分离部（4）联成一体，其特征在于，

所述捡拾台（2）包括捡拾机架（11）、捡拾器（22）、螺旋输送搅龙（14）、拨禾轮（12）、传动机构（16）；所述捡拾器（22）位于所述捡拾机架（11）的正前方，并通过加强连接板（225）与所述捡拾机架（11）连接；所述螺旋输送搅龙（14）横卧在所述机架（11）后方而与所述机架（11）连接；所述拨禾轮（12）转动支承在经由横向安装在捡拾机架（11）的后侧横梁（113e）上；所述传动机构（16）分别与所述捡拾器（22）、所述螺旋输送搅龙（14）、所述拨禾轮（12）传动连接；

所述脱粒分离部（4）包括脱粒箱体（40）、前脱粒滚筒（41）、后脱粒滚筒（42）、前分离筛（44）、后分离筛（45）、过渡分离筛（49）、前脱粒顶盖（47）、后脱粒顶盖（48）、以及为所述前脱粒滚筒（41）和所述后脱粒滚筒（42）提供动力的动力机构；所述前脱粒滚筒（41）和所述后脱粒滚筒（42）横卧在所述脱粒箱体内，且两者之间隔断，所述前脱粒滚筒（41）与所述后脱粒滚筒（42）之间设有交接口（E）；所述前分离筛（44）位于所述前脱粒滚筒（41）的正下方且外包于所述前脱粒滚筒（41）；所述后分离筛（45）位于所述后脱粒滚筒（42）的正下方且半包于所述后脱粒滚筒（42）靠近所述前脱粒滚筒（41）的前段；所述过渡分离筛（49）的前侧与所述前分离筛（44）的后侧对接，所述过渡分离筛（49）的后侧与所述后分离筛（45）的喂入口（F）对接；所述前脱粒顶盖（47）安装在所述前脱粒滚筒（41）上，所述后脱粒顶盖（48）安装在所述后脱粒滚筒（42）上；

所述谷物清选部（5）包括清选框架（51）、前风机（52）、往复振动筛（53）、以及使所述往复振动筛（53）振动的振动机构；所述前风机（52）设置在所述清选框架（51）内的前上方；所述往复振动筛（53）为双层振动筛，安装于所述清选框架（51）内的后上方，所述捡拾器（22）包括支撑安装部（221）、拨禾喂入部（222）、左支撑传动部（223）、右支撑传动部、防缠部（224）；所述支撑安装部（221）横卧在所述捡拾机架（11）上；所述左支撑传动部（223）与所述拨禾喂入部（222）传动连接，且经所述加强连接板（225）固定在所述支撑安装部（221）左侧而与所述捡拾机架（11）左侧连接；所述右支撑传动部与所述拨禾喂入部（222）传动连接，且经所述加强连接板（225）固定在所述支撑安装部（221）右侧而与所述捡拾机架（11）右侧连接；所述防缠部（224）一端设置在所述支撑安装部（221）上，其另一端与所述拨禾喂入部（222）留有间隙，前脱粒滚筒（41）的前纹杆（412）与后脱粒滚筒（42）的后纹杆（422）具有旋转方向相反的纹路。

2.根据权利要求1所述一种谷子联合收获机，其特征在于，所述拨禾喂入部（222）包括弹簧拨齿（2221）、齿杆（2222）、转臂焊合件（2223）、轴承（2224）、拨禾转动件（2225）；所述拨禾转动件（2225）与所述左支撑传动部（223）同轴心设置且分设在所述捡拾机架（11）两侧；所述齿杆（2222）与所述轴心平行而与所述捡拾机架（11）两侧的所述拨禾转动件（2225）连接；所述弹簧拨齿（2221）设置在齿杆（2222）的圆周面上；所述转臂焊合件（2223）一端与所述齿杆（2222）转动连接，其另一端上设置有所述轴承（2224）。

3.根据权利要求1所述一种谷子联合收获机，其特征在于，所述左支撑传动部（223）包括皮带轮（2231）、传动箱体（2232）、两个相互啮合且其中一个与所述左支撑传动部（223）同轴心设置的齿轮（2233）；所述传动机构（16）依次传动连接所述皮带轮（2231）、所述齿轮（2233）、所述拨禾喂入部（222）；所述传动箱体（2232）内设置有与所述拨禾喂入部传动连接的凸轮槽（2234），以使所述拨禾喂入部在捡拾过程中呈捡拾（T）、升举（R）、卸草（W）、空行（V）四个阶段的非圆周运动。

4.根据权利要求3所述一种谷子联合收获机，其特征在于，所述凸轮槽（2234）的对称中心线（X）呈向前方倾斜，并与水平基准面（A）所成角度α在50度至60度之间。

5.根据权利要求3所述一种谷子联合收获机，其特征在于，所述传动箱体（2232）的中心（Y）到水平基准面（A）的距离(h)设置为不低于240mm。

6.根据权利要求1所述一种谷子联合收获机，其特征在于，所述螺旋输送搅龙（14）包括螺旋筒体（141）、偏心伸缩拨齿机构（143）；所述螺旋筒体（141）包括具有左旋叶片（141a）的筒体（141c）和具有右旋叶片（141b）的筒体（141c）；在具有左旋叶片（141a）的筒体（141c）和具有右旋叶片（141b）的筒体（141c）之间设置有偏心伸缩拨齿机构（143）；所述传动机构（16）经输入链轮（147）依次传动连接所述具有右旋叶片（141b）的筒体（141c）、所述偏心伸缩拨齿机构（143）、所述具有左旋叶片（141a）的筒体（141c）。

7.根据权利要求6所述一种谷子联合收获机，其特征在于，具有右旋叶片（141b）的筒体内设置有输入轴（144）；具有左旋叶片（141a）的筒体（141c）内设置有固定半轴（145）；所述偏心伸缩拨齿机构（143）包括偏心轴（143a）、拨齿座（143b）、伸缩拨齿（143c）、拐臂（143d）；所述偏心轴（143a）的两端均通过拐臂（143d）分别连接所述输入轴（144）和所述固定半轴（145）；所述伸缩拨齿（143c）的一端与所述拨齿座（143b）铰接，其另一端通过球铰（141h）伸出筒体（141c）外。

8.根据权利要求1所述一种谷子联合收获机，其特征在于，所述拨禾轮（12）包括拨禾轮支撑杆（121）、拨禾轮轴（122）、固定幅盘（123）、活动圆盘（124）、带有弹性拨禾齿（125a）的拨禾杆（125）、油缸；油缸升至最高时，拨禾杆（125）所插入弹性拨禾齿（125a）最低位置的齿尖距捡拾器（22）的防缠部（224）大于370mm；油缸升至最低时，拨禾杆（125）所插入弹性拨禾齿（125a）最低位置的齿尖刚好能触碰到捡拾器（22）的防缠部（224）。

9.根据权利要求1所述一种谷子联合收获机，其特征在于，所述前脱粒滚筒（41）包括左右朝向的前滚筒轴（413）、键连接于前滚筒轴（413）两侧的幅盘（414）、周向均布连接于幅盘（414）上的多根前脱粒齿杆（411）和固定于前脱粒齿杆（411）上的前纹杆（412）；所述前脱粒齿杆（411）包括前齿杆（411a）、前齿杆（411a）两侧向下突出的前齿杆连板（411b）、向上突出的前支撑座（411c）、右侧向上突出的多个脱粒齿（411d）；前纹杆（412）固定在前脱粒齿杆（411）的支撑座（411c）上。

10.根据权利要求1所述的谷子联合收获机，其特征在于，所述后脱粒滚筒（42）包括左右朝向的后滚筒轴（423）、键连接于后滚筒轴（423）两侧的幅盘（424）、周向均布连接于幅盘（424）上的多根后脱粒齿杆（421）以及固定于后脱粒齿杆（421）上的后纹杆（422）；所述后脱粒齿杆（421）包括后齿杆（421a）、后齿杆连板（421b）、后支撑座（421c）、后脱粒齿（421d）以及高度高于后脱粒齿（421d）的排草齿（421e）；后纹杆（422）固定在后脱粒齿杆（421）的支撑座（421c）上，安装后纹杆（422）最高点与右侧脱粒齿（421d）的齿尖同高。

11.根据权利要求1所述的谷子联合收获机，其特征在于，所述后分离筛（45）为凹面朝上的由后筛条(452)与后钢丝(453)围成的筛格结构，所述后筛条（452）与后钢丝（453）围成的网格从谷物收割方向至脱粒方向的三分之二至四分之三段为揉搓段，网格大小不大于50mm×10mm；余下的三分之一至四分之一段为击打段分离段，网格大小大于50mm×12mm且小于50mm×15mm，内弧面与后脱粒滚筒（42）之间的最近距离h2不大于16mm。

12.根据权利要求1所述的谷子联合收获机，其特征在于，所述前脱粒顶盖（47）包括以前脱粒滚筒（41）轴心为中心旋转的覆盖整个滚筒的向上隆起的前隆罩顶板（471）、设置在前隆罩顶板（471）右内侧向下延伸的多条并列排列的与滚筒轴线成夹角的导草板条（472）；所述后脱粒顶盖（48）包括以后脱粒滚筒（42）的轴心为中心旋转的覆盖整个滚筒的向上隆起的后隆罩顶板（481），与设置在后隆罩顶板（481）内侧向下延伸的多条等距并列排列的与滚筒轴线成夹角的后导草板条（482）。

13.根据权利要求1所述的谷子联合收获机，其特征在于，所述交接口（E）的宽度e设置为不小于前脱粒滚筒（41）长度k的二分之一；所述喂入口（F）的宽度f与交接口（E）的宽度e相等。

14.根据权利要求1所述的谷子联合收获机，其特征在于，所述往复振动筛（53）包括筛框（531）、网框焊合件（532）、上编织筛（533）、下编织筛（534）、逐稿板（535）；所述网框焊合件（532）与所述上编织筛（533）组合后安装在所述筛框（531）的上部；下编织筛（534）设置在所述筛框（531）的下部；所述逐稿板（535）设置在所述筛框（531）内部后端，其最上端高出筛框（531）尾部的后侧板（531a）。

15.根据权利要求14所述的谷子联合收获机，其特征在于，所述逐稿板（535）前上方还设置有向后倾斜40度-50度的挡板（5351）。

16.根据权利要求14所述的谷子联合收获机，其特征在于，所述上编织筛（533）的网孔中心规格为12mm×12mm至14mm×14mm；和/或，所述下编织筛（534）的网孔中心规格不大于6.3mm×6.3mm。

17.根据权利要求16所述的谷子联合收获机，其特征在于，所述筛框（531）的两外侧后端还设有用于安装软皮的向前倾斜30度-50度的侧翼板（531b）。

18.一种谷子联合收获系统，包括上述权利要求1-17之一的谷子联合收获机，以及控制所述谷子联合收获机运行的控制装置。