CN105144963A - 一种全自动大根深农作物收获系统 - Google Patents

Abstract

一种全自动大根深农作物收获系统，包括起获部件、传输部件、动力传动系统和自动控制部分。起获部件中，分体式刀具的固定部设在丝杆轴下端，可动部铰接在丝杆轴下端；传输部件中，接载板一端与传送带铰接；动力传动系统中，动力经减速器后一路经自动离合器、曲柄摇杆机构带动蜗轮轴作正反双向旋转运动，蜗轮轴将动力传输至蜗杆轴；另一路通过双曲柄机构带动拨杆转动，拨杆可拨动分体式刀具的可动部和接载板，蜗杆轴通过螺旋结构与丝杆轴啮合；自动控制部分中，压力传感器和自动离合器与微型控制器连接。本发明减少了农作物的损坏率，可以实现全自动化和机械化收获大根深农作物，土壤挖切量很小，功率消耗小，节约了资源，提高了工作效率。

Description

一种全自动大根深农作物收获系统

技术领域

本发明涉及一种农作物收获系统，具体是一种全自动大根深农作物收获系统，属于农业机械领域。

背景技术

山药、牛蒡等作物属于大根深农作物，在成熟后从土壤中起获时，由于农作物质地硬脆，具有经济价值的根部很容易折断、破损而失去商品性，所以收获时要连带一定量的土壤一起收获。目前，在大部分种植山药、牛蒡等大根深农作物的地区，农作物的收获大部分仍停留在手工收获状态，虽有少量机械产品，但目前的收获机械基本只停留在开沟，而后仍需进行手工收获，并未实现机械化和自动化收获，工作效率很低，而且土壤挖切量大，功率消耗也很大，需要耗费大量的人力和物力资源，因而并未得到大范围的推广应用。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种全自动大根深农作物收获系统，可以实现全自动化和机械化收获大根深农作物，提高工作效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种全自动大根深农作物收获系统，包括：一起获部件，所述起获部件包括丝杆轴和分体式刀具，分体式刀具安装在丝杆轴下端，包括固定部和可动部，固定部通过螺栓固定在丝杆轴下端，可动部铰接固定在丝杆轴下端，所述固定部上有切削刃；一传输部件，包括接载板和传送带，接载板一端与传送带铰接；一动力传动系统，动力经输入轴输入后进入减速器，经锥齿轮组后一路经自动离合器、曲柄摇杆机构带动蜗轮轴作正反双向旋转运动，蜗轮轴通过蜗轮蜗杆传动将动力传输至蜗杆轴；另一路通过双曲柄机构带动拨杆匀速转动，拨杆可同时拨动分体式刀具的可动部和接载板，所述蜗杆轴通过螺旋结构与丝杆轴啮合；一自动控制部分，所述自动控制部分包括压力传感器和微型控制器，压力传感器设置在分体式刀具前端，压力传感器和自动离合器分别与微型控制器连接。

动力经输入轴进入减速器，经减速器后传到一组垂直的锥齿轮组中，分体式刀具前端的压力传感器在碰到大根深农作物茎秧时首先产生相应的电信号，传输至微型控制器后，微型控制器控制自动离合器连通，接通动力；动力经过自动离合器传入曲柄摇杆机构中的曲柄中，带动蜗轮轴端的摇杆作左右摇动，摇杆带动蜗轮轴作正反双向回转运动，通过蜗轮蜗杆传动，动力被传递到蜗杆轴上，蜗杆轴也随之实现正反双向回转运动。蜗杆轴带动与其啮合的丝杆轴在沿周向回转运动的同时，向下直线运动，分体式刀具旋入土壤。将大根深农作物和周围一部分土壤一起旋切下来后，丝杆轴反向回转并向上运动，将挖出的大根深农作物带离原土壤，在到达最高点时，微型控制器控制自动离合器断开。此时，拨杆同时拨动分体式刀具的可动部和接载板，可动部转动抬起一定角度，而接载板被拨杆压到分体式刀具下方，分体式刀具中的大根深农作物和周围的土壤会在重力作用下滑入接载板上，并沿接载板向下滑动到传送带上。在拨杆转过后，可动部和接载板回到起始位置，连续进行旋挖收获的工作。传送带上的大根深农作物和土壤被传送带输送到指定位置后，只需人工抖落多余的土壤，并进行整理、包装，即可完成收获过程。

进一步的，为了防止收获过程中土壤、秧苗等杂质意外进入设备中对设备造成损坏，还包括一折叠套筒，折叠套筒的下部固定套在丝杆轴上，可相对蜗杆轴作圆周回转。

优选的，为了节省动力源，双曲柄机构的输入端与传送带的输入端同轴设置。

本发明可以提高自动化程度，实现机械化收获大根深农作物，有效减少了农作物的损坏率，同时土壤挖切量小，功率消耗小，节约了人力和物力资源，大大提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明结构组成示意图；

图2是本发明动力传动系统简图；

图3是本发明自动控制部分的原理图；

图4是本发明中分体式刀具在不同位置时大根深农作物的收获状态，(a)表示分体式刀具在最低位置时的收获状态，(b)表示分体式刀具在上升过程中的收获状态；

图5是本发明中拨杆的结构示意图；

图中，10.丝杆轴，11固定部，12可动部，13蜗杆轴，14.拨杆，14a.拨动体，15.折叠套筒，15a.上部，15b.下部，20.接载板，21.传送带。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1至图5所示，一种全自动大根深农作物收获系统，包括一起获部件，起获部件包括丝杆轴10和分体式刀具，分体式刀具安装在丝杆轴10下端，包括固定部11和可动部12，固定部11和可动部12具有相同的锥度，固定部11通过螺栓连接在丝杆轴10下端，可动部12通过弹簧铰链12b铰接在丝杆轴10下端，固定部11上有切削刃；一传输部件，包括接载板20和传送带21，接载板20一端与传送带21通过铰链和复位弹簧连接。

动力传动系统中，动力经输入轴输入后进入减速器，经锥齿轮组后一路经自动离合器、曲柄摇杆机构带动蜗轮轴作正反双向回转运动，曲柄摇杆机构中的曲柄连接在自动离合器的输出轴端，摇杆则连在蜗轮轴端，蜗轮轴通过蜗轮蜗杆传动将动力传输至蜗杆轴13，使蜗杆轴13作正反双向旋转运动；蜗杆轴13通过螺旋结构与丝杆轴10啮合，在蜗杆轴13作旋转运动时，会驱动与其啮合的丝杆轴10在作回转运动的同时，上下直线运动。动力经锥齿轮组后另一路连接双曲柄机构，双曲柄机构的输出曲柄与拨杆14同轴相连，带动拨杆14作匀速转动，拨杆14两端分别设有一个拨动体14a，可动部12和接载板20上相应的位置设有与拨动体14a相配合的凸起(图中未示出)，拨杆14通过拨动体14a可同时拨动分体式刀具的可动部12和接载板20。

自动控制部分包括压力传感器和微型控制器，压力传感器设置在分体式刀具前端，压力传感器和自动离合器分别与微型控制器通过线路连接。

使用时，将设备运至需要收获的区域。动力经输入轴进入减速器，经减速器后传到一组垂直的锥齿轮组中，分体式刀具前端的压力传感器在碰到大根深农作物茎秧时首先产生相应的电信号，传输至微型控制器后，微型控制器控制自动离合器连通，接通动力；动力以圆周回转运动的形式经过离合器传入曲柄摇杆机构中的曲柄中，带动蜗轮轴端的摇杆作左右摇动，摇杆带动蜗轮轴作正反双向回转运动，通过蜗轮蜗杆传动，动力被传递到蜗杆轴13上，蜗杆轴13也随之实现正反双向回转运动，蜗杆轴13带动与其啮合的丝杆轴10在沿周向回转运动的同时，向下直线运动，分体式刀具旋入土壤。将大根深农作物和周围一部分土壤一起旋切下来后，丝杆轴10反向回转并向上运动，将挖出的大根深农作物带离原土壤，在分体式刀具到达最高点时，微型控制器控制自动离合器断开。此时，拨杆14转动到两端的拨动体14a碰到可动部12和接载板20上的凸起，可动部12会被拨杆14拨动绕着弹簧铰链12b转动向上抬起一定角度，而接载板20同时被拨杆14压到分体式刀具下方，分体式刀具中起获的大根深农作物和周围的土壤会在重力作用下滑入接载板20上，并沿接载板20向下滑动到与接载板20相连的传送带21上。在拨杆14转过后，可动部12和接载板20分别在弹簧铰链12b和复位弹簧的作用下回到起始位置，继续进行旋挖收获的工作。传送带21上的大根深农作物和土壤被传送带21输送到指定位置后，只需人工抖落多余的土壤，并进行整理、包装，即可完成收获过程。

在图4中，表示的是分体式刀具在不同位置时大根深农作物的收获状态。图a表示分体式刀具到达最低位置时，将大根深农作物和周围一部分土壤一起旋切成一个圆柱体。而分体式刀具本身带有一个小的锥度，因而最外层一薄层土壤会在旋切过程中被切碎并排出到地面以上。图b表示刀具旋切完毕，回转上升过程中某一时刻的状态。被旋切而下的圆柱状大根深农作物和土壤会在离心力作用下靠在刀具侧面上，从而被带至最高点。

进一步的，还包括一折叠套筒15，折叠套筒15固定套设在丝杆轴10上，且下部15b可伸缩，折叠套筒15的上部15a和下部15b通过螺栓相连，整体可相对蜗杆轴13作圆周回转。由于折叠套筒15是折叠式的，可伸缩，能够连同丝杆轴10同时作旋转运动和伸缩运动，将丝杆轴10与外界环境隔离开来，可以防止收获过程中土壤、秧苗等杂质意外进入设备中对设备造成损坏。

优选的，为了节省动力源，双曲柄机构的输入端与传送带21的输入端同轴设置，从锥齿轮组上输出的动力可以驱动双曲柄机构和传送带同时转动。

Claims (3)

1.一种全自动大根深农作物收获系统，其特征在于，包括：

一起获部件，所述起获部件包括丝杆轴(10)和分体式刀具，所述分体式刀具安装在丝杆轴(10)下端，包括固定部(11)和可动部(12)，固定部(11)通过螺栓固定在丝杆轴(10)下端，可动部(12)铰接固定在丝杆轴(10)下端，所述固定部(11)上有切削刃；

一传输部件，包括接载板(20)和传送带(21)，接载板(20)一端与传送带(21)铰接；

一动力传动系统，动力经输入轴输入后进入减速器，经锥齿轮组后一路经自动离合器、曲柄摇杆机构带动蜗轮轴作正反双向旋转运动，所述蜗轮轴通过蜗轮蜗杆传动将动力传输至蜗杆轴(13)；另一路通过双曲柄机构带动拨杆(14)匀速转动，拨杆(14)可同时拨动分体式刀具的可动部(12)和接载板(20)，所述蜗杆轴(13)通过螺旋结构与丝杆轴(10)啮合；

一自动控制部分，所述自动控制部分包括压力传感器和微型控制器，压力传感器设置在分体式刀具前端，压力传感器和自动离合器分别与微型控制器连接。

2.根据权利要求1所述的全自动大根深农作物收获系统，其特征在于，还包括折叠套筒(15)，所述折叠套筒(15)的下部(15b)固定套在丝杆轴(10)上，可相对蜗杆轴(13)作圆周回转。

3.根据权利要求1所述的全自动大根深农作物收获系统，其特征在于，所述双曲柄机构的输入端与传送带(21)的输入端同轴设置。