CN105165251B - 一种甘蔗收割机专用液压全自动仿地形系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种简单、可靠的甘蔗收割机专用液压全自动仿地形收割系统，包括有收割机主体和前端收割系统，还包括有油缸，在前端收割系统底部设有地形探测轮，油缸的活塞杆负载前端收割机构，机构中的缸体固定安装在收割机主体上，缸体内活塞的两侧油腔室分别连接两组不同的压力油路，每组压力油路与油缸腔室之间都设有调节节流阀和溢流阀。

Description

一种甘蔗收割机专用液压全自动仿地形系统

技术领域：

本发明涉及一种甘蔗收割机专用液压全自动仿地形系统。

背景技术：

我国甘蔗种植面积较大，基本都集中在南方进行种植，每年的十月份至来年一月份是甘蔗的收割季节，甘蔗成熟后必须要在一两个月内收割完毕，否则甘蔗会产生回糖和霉变，即其糖分会流失，为此为了能在有限的时间内收割完甘蔗，各式各样的甘蔗收割机应运而生。

现有技术甘蔗收割机的前端收割装置都是安装在收割机主体的前端，而甘蔗地都带有坑坑洼洼的地表特征，在收割机行驶收割甘蔗的过程中，均靠机手目测操控，常常出现因地表不平整，蔗地蔗杆杂乱及甘蔗倒伏等因素，使机手收割操作时无法正确进行判断，经常造成扶倒器和切割台与地面及蔗杆切割高度的相互工作比例失调，导致宿根破坏现像严重，收割质量和工作效率下降，同时又加大机手的劳动强度，这是严重阻碍甘蔗收割机发展的一重要技术因素。

发明内容：

本发明的目的是为了克服上述现有技术的缺点，提供一种简单、可靠的甘蔗收割机专用液压全自动仿地形系统。

本发明的目的可以通过以下的技术方案来实现：一种甘蔗收割机专用液压全自动仿地形系统，包括有收割机主体和前端收割系统，还包括有油缸，在前端收割系统底部设有地形探测轮，油缸的活塞杆负载前端收割机构，机构中的缸体固定安装在收割机主体上，缸体内活塞的两侧油腔室分别连接两组不同的压力油路，每组压力油路与油缸腔室之间都设有调节节流阀和溢流阀。

本液压自动仿地形收割系统可以有两种结构实现：

第一种：前端收割系统包括有扶倒器和割台，扶倒器和割台都各自独立设有油缸和地形探测轮，扶倒器负载在第一油缸的第一活塞杆上，第一油缸的第一缸体设于收割机主体上，割台负载在第二油缸的第二活塞杆上，第二油缸的第二缸体设于收割机的主体上，第一油泵同时连接第一油缸和第二油缸的下腔室，第二油泵同时连接第一油缸和第二油缸的上腔室，两油泵的主油路上都分别设有调节节流阀和第一溢流阀，两油泵对所述油缸的上下腔室进行分别调整压力与流量。

第二种：前端收割系统包括有扶倒器和割台，扶倒器和割台都各自独立设有油缸和地形探测轮，扶倒器负载在第一油缸的第一活塞杆上，第一油缸的第一缸体设于收割机主体上，割台负载在第二油缸的第二活塞杆上，第二油缸的第二缸体设于收割机的主体上，一油泵引出两路，第一路供油给第一油缸的两腔室，第二路供油给第二油缸的两腔室，在两油缸的上腔室油路上设有第一单向节流阀，下腔室油路上设有减压阀和第二单向节流阀。

在割台上设有后地形探测轮高度调节机构。

后地形探测轮高度调节机构由滑块、丝杠和电机构成，后地形探测轮安装在滑块上，滑块与丝杠成螺纹配合，电机驱动丝杆转动。

在油泵出口主油路上设有第二溢流阀。

采用本技术方案后，与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：收割机割台及扶倒器通过仿地形系统与收割机主体连接后，收割机割台及扶倒器可仿照地形的变化通过液压系统自动调节高度，由于甘蔗收割机的割台及扶倒器通过地形探测轮与地面的接触，地形探测轮与地面接触压力可通过两组独立的液压系统向仿形油缸的上、下腔室输出不同的液压压力及流量，因而实现了收割机割台及扶倒器的接地的工作压力及反应速度得到合理匹配，使收割机割台及扶倒器底部无论地形如何变化都保持设定的离地高度，同时可根据农艺需要和要求调整收割机在收割时对甘蔗宿根的离地面以上切割保留高度，或甘蔗宿根入土下的切割深度，有效地提高收割质量，使甘蔗收割机自动化得到大幅提高。

附图说明：

图1是配置有本发明甘蔗收割机专用仿地形系统的甘蔗切割机立体结构图之一；

图2是图1中A部分的放大图；

图3是配置有本发明甘蔗收割机专用仿地形系统的甘蔗切割机去掉后地形探测轮高度调节机构后的立体结构图；

图4是图3中B部分的放大图；

图5是配置有本发明甘蔗收割机专用仿地形系统的甘蔗切割机立体结构图之二；

图6是图5中C部分的放大图；

图7是本发明甘蔗收割机专用仿地形系统实施例一的液压油路结构图；

图8是本发明甘蔗收割机专用仿地形系统实施例二的液压油路结构图。

具体实施方式：

下面结合附图对本技术作进一步说明。

实施例一：甘蔗收割机专用仿地形系统配置在前端收割装置上，前端收割装置包括有扶倒器I和割台II，在扶倒器I和割台II的底部都分别设有地形探测轮，扶倒器I为前地形探测轮A1，割台II为后地形探测轮B1，扶倒器I和割台II都各自独立设有油缸，扶倒器I配置有两个第一油缸A2，两个第一油缸A2设置在扶倒器I的左右两侧，扶倒器I负载在第一油缸A2的第一活塞杆A3上，第一油缸A2的第一缸体A4设于收割机主体上，收割机主体由传送装置III、剥叶装置IV和接收装置V构成，割台II配置有两个第二油缸B2，两个第二油缸B2设置在割台II的两侧，割台II负载在第二油缸B2的第二活塞杆B3上，第二油缸B2的第二缸体B4与收割机主体成铰链连接，第一油泵A5同时连接第一油缸A2和第二油缸B2的下腔室C2，第二油泵B5同时连接第一油缸A2和第二油缸B2的上腔室C1，两油泵的主油路上都分别设有调节节流阀C3、第一溢流阀C4。设置两腔室压力时，上腔室C1压力为负载加上第二油缸B2压力之和，可控制上腔室C1压力略大于下腔室C2的压力，比如上腔室C1压力比下腔室C2压力大，此时，只要扶倒器I或割台II遇到地形变化时，例如遇到土堆时，前地形探测轮A1或后地形探测轮B1就会被土堆向上顶起，这个顶起灵敏度由上腔室C1与下腔室C2的压力差来控制，如果调节至上腔室C1与下腔室C2压力差极小时，遇到很小的土堆，本仿地形系统也会感应出来，进行仿地形动作，前地形探测轮A1或后地形探测轮A2都会被顶起，遇到较浅的凹坑时，前地形探测轮A1或后地形探测轮A2都会压至凹坑内，反之，若上腔室C1与下腔室C2压力差调节成较大时，需要遇到较大的土堆或凹坑，本系统才会探测出来进行仿地形动作。有了本仿地形系统，扶倒器I的底部以及割台II的砍刀B6就不会嵌入土壤中了，它们都保持按照地形变化而调节高度。为了调节砍刀B6与地面的高度，在割台II上设有后地形探测轮高度调节机构D，后地形探测轮高度调节机构D由滑块D1、丝杠D2和电机D3构成，后地形探测轮A2安装在滑块D1上，滑块D1与丝杠D2成螺纹配合，电机D3驱动丝杆D2转动。有了这个后地形探测轮高度调节机构D后，可以控制砍刀B6砍伐时插进土壤的深度，因为砍刀B6插进土壤过深会损伤宿根，若插进土壤太浅，砍断甘蔗杆后，位于宿根的砍断段会露出土壤，导致宿根从砍断段感染坏死，影响甘蔗来年的正常生长。

收割机剥叶过程是：甘蔗杆经扶倒器I扶直后，被割台II切断，扶倒器I和割台II都是一直进行仿地形动作，割台II为砍伐式切割方式，由砍刀B6负责砍伐，砍刀B6由偏心轮(图中没有显示)带动滑块(图中没有显示)来回运动，滑块带动砍刀B6来回砍伐，可控制砍刀B6插至土壤内进行砍伐，保护宿根，然后甘蔗杆被设置在收割机入口的传送装置III传送至本剥叶装置IV，剥叶单元1中前方的三组剥叶轮对121、122、123对甘蔗杆进行初级剥叶，当甘蔗杆被传送到第四级转速较慢的剥叶轮对124时，由于与前方三组剥叶轮对121、122、123存在速度差，此时甘蔗杆被拖慢了传送速度，前方转速较快的剥叶轮对121、122、123就可以对树杆上的叶片进行更为彻底的剥离工作了，而且橡胶材质的剥叶轮不会刮伤甘蔗杆，传送剥叶的同时，甘蔗杆产生一定偏转，更利于对甘蔗杆进行剥叶工作，剥离的叶片缠绕在转动轴1上，并被一起带动起来转动，叶片转动时会击打到纵向刀片2或横向刀片3的刀锋上，从而被粉碎，另外，转动刀4不停的转动，将叶片的缠绕段砍断，避免叶片因缠绕过多而卡死剥叶轮或堵塞，导致剥叶轮不能转动以及粉碎的叶片不能被排出，同时防止堵塞各个通道，剥叶完成后甘蔗杆最后被传送给接收装置V。

本甘蔗收割机专用仿地形系统可调节收割机进行地下砍伐工作，也可以进行地面上的砍伐工作，可根据农艺要求进行调节。

实施例二：甘蔗收割机专用仿地形系统配置在前端收割装置上，前端收割装置包括有扶倒器I和割台II，在扶倒器I和割台II的底部都分别设有地形探测轮，扶倒器I为前地形探测轮A1，割台II为后地形探测轮B1，扶倒器I和割台II都各自独立设有油缸，扶倒器I配置有两个第一油缸A2，两个第一油缸A2设置在扶倒器I的左右两侧，扶倒器I负载在第一油缸A2的第一活塞杆A3上，第一油缸A2的第一缸体A4设于收割机主体上，收割机主体由传送装置III、剥叶装置IV和接收装置V构成，割台II配置有两个第二油缸B2，两个第二油缸B2设置在割台II的两侧，割台II负载在第二油缸B2的第二活塞杆B3上，第二油缸B2的第二缸体B4与收割机主体成铰链连接，第三油泵E5引出两路，第一路供油给第一油缸A2的两腔室，第二路供油给第二油缸B2的两腔室，在两油缸的上腔室C1的油路上设有第一单向节流阀C5，下腔室C2的油路上设有减压阀E6和第二单向节流阀C6，在第三油泵E5出口主油路上设有第二溢流阀E7。为了调节砍刀B6与地面的高度，在割台II上设有后地形探测轮高度调节机构D，后地形探测轮高度调节机构D由滑块D1、丝杠D2和电机D3构成，后地形探测轮A2安装在滑块D1上，滑块D1与丝杠D2成螺纹配合，电机D3驱动丝杆D2转动。有了这个后地形探测轮高度调节机构D后，可以控制砍刀B6砍伐时插进土壤的深度，因为砍刀B6插进土壤过深会损伤宿根，若插进土壤太浅，砍断甘蔗杆后，位于宿根的砍断段会露出土壤，导致宿根从砍断段感染坏死，影响甘蔗来年的正常生长。

本割台与扶倒器的自动仿形系统中的供油油路中优选双泵供油的的方式，这是由于单泵系统中的阀体、伺服等辅助元件都是高精密度的液压部件，对于液压油的纯净度、粘度、工作温度等要求极高，压力损失过大，其工作程序复杂，若使用在农业机械这种特殊工作环境下，适应性及可靠性下降，极易造成整个液压系统瘫痪，同时把上述高技术要求的液压系统使用在农用设备上，势必造成设备制造成本过高。在收割机的仿地形作业的过程中，前割合及扶倒系统中的工作油缸下端油腔所产生的顶升作用力通过溢流阀压力调整来实现扶倒器及割台本体下垂重量的重力与顶升作用力的相互平衡。收割机的仿地形与地面之间的接触压力由收割机的仿地形系统中工作油缸上油腔油路所提供的压力和流量调节实现前割合及扶倒系统与地表的接触压力大小与响应速度的快慢

本甘蔗收割机构件单元均为模块分拆式的结构，方便甘蔗收割机的拆卸维修。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种甘蔗收割机专用液压全自动仿地形系统，包括有收割机主体和前端收割系统，其特征在于：还包括有油缸，在前端收割系统底部设有地形探测轮，油缸的活塞杆负载前端收割机构，机构中的缸体固定安装在收割机主体上，缸体内活塞的两侧油腔室分别连接两组不同的压力油路，每组压力油路与油缸腔室之间都设有调节节流阀和溢流阀，前端收割系统包括有扶倒器和割台，扶倒器和割台都各自独立设有油缸和地形探测轮，扶倒器负载在第一油缸的第一活塞杆上，第一油缸的第一缸体设于收割机主体上，割台负载在第二油缸的第二活塞杆上，第二油缸的第二缸体设于收割机的主体上，第一油泵同时连接第一油缸和第二油缸的下腔室，第二油泵同时连接第一油缸和第二油缸的上腔室，两油泵的主油路上都分别设有调节节流阀和第一溢流阀，两油泵对所述油缸的上下腔室进行分别调整压力与流量。

2.一种甘蔗收割机专用液压全自动仿地形系统，包括有收割机主体和前端收割系统，其特征在于：还包括有油缸，在前端收割系统底部设有地形探测轮，油缸的活塞杆负载前端收割机构，机构中的缸体固定安装在收割机主体上，缸体内活塞的两侧油腔室分别连接两组不同的压力油路，每组压力油路与油缸腔室之间都设有调节节流阀和溢流阀，前端收割系统包括有扶倒器和割台，扶倒器和割台都各自独立设有油缸和地形探测轮，扶倒器负载在第一油缸的第一活塞杆上，第一油缸的第一缸体设于收割机主体上，割台负载在第二油缸的第二活塞杆上，第二油缸的第二缸体设于收割机的主体上，一油泵引出两路，第一路供油给第一油缸的两腔室，第二路供油给第二油缸的两腔室，在两油缸的上腔室油路上设有第一单向节流阀，下腔室油路上设有减压阀和第二单向节流阀。

3.根据权利要求1或2所述的一种甘蔗收割机专用液压全自动仿地形系统，其特征在于：在割台上设有后地形探测轮高度调节机构。

4.根据权利要求3所述的一种甘蔗收割机专用液压全自动仿地形系统，其特征在于：后地形探测轮高度调节机构由滑块、丝杠和电机构成，后地形探测轮安装在滑块上，滑块与丝杠成螺纹配合，电机驱动丝杆转动。

5.根据权利要求2所述的一种甘蔗收割机专用液压全自动仿地形系统，其特征在于：在油泵出口主油路上设有第二溢流阀。