CN105230249B - 机电一体化秸草方捆捡拾车 - Google Patents

Abstract

本发明属于农用机械技术领域，为了解决现有拾捡装置存在的体积较大、成本高，不适用于我国丘陵地区的问题，本发明提供了一种机电一体化秸草方捆捡拾车，包括复式车架以及驱动复式车架的电控系统和液压系统，所述的复式车架采用两级翻转机构，一级翻转机构与车架的集料机构连接，二级翻转机构与车架的车厢连接。所述二级翻转机构为窄幅垂直提升翻转结构，利用液压滑轮组，实现了载料平台的垂直定位多级提升及翻转，优化了整体车身结构，能更好的适应山区丘陵地区等小地块的田间捡拾作业，且车厢采用滑道式可伸缩式车厢结构，实现车厢贮料仓的可调整，减少了设备的整体尺寸，车厢长度的自适应功能满足了丘陵地区的生产收获的需要。

Description

机电一体化秸草方捆捡拾车

技术领域

本发明属于农用机械技术领域，具体涉及一种机电一体化秸草方捆捡拾车。

背景技术

秸秆综合利用产业也成为挖掘传统农业潜力，促进农民增产增收，提升现代农业综合生产力的新型技术与手段。近年来，随着国家出台了一些列秸秆综合利用产业的宏观扶持政策，我国秸秆综合利用产业在技术与装备上取得了长足的发展，新型秸秆打捆回收机、方捆秸秆揉丝机、秸秆致密成型机等新型装备的推广应用，使得秸秆综合利用产业无论实在质量上、效益上还是效率上都取得了巨大的突破，在秸秆产业的收割、收集、运输、粉碎及加工等工艺与装备的选型和优化组合也做出了一些突出成绩。但在秸秆打捆收获后的捡拾环节环普遍存在田间捡拾效率低、成本高、劳动强度大等问题，破解秸秆打捆捡拾工艺、研制新型捡拾装备已成为提高该产业整体效益提高的重要举措。

目前国际公开报道的产品有纽荷兰1037草捆搬运车，它采用被动式喂入方式，双级翻转机构，能将散落田间的牧草方捆逐一捡拾，并能够完成草捆的码垛、运输和自卸。但该机对于我国丘陵地区来说，操作、性价比都不适应，只能用于大型牧场。

国内公开报道的有农机院航天蓝速草捆捡拾堆垛机公司，它是在引进纽荷兰1037草捆搬运车基础上生产的（如申请号为201310716860.0的草捆捡拾装置、201420308274.2的方草捆捡拾机），适宜我国区域牧场使用的牧草方捆捡拾机；还有白乙吉乐牌装草机装草机，是在汽车改装基础上实现的（如申请号为201420028814.1的草捆捡拾输送装置），只能完成捡拾和无序堆放，制造成本低，但使用成本和劳动力强度大。

发明内容

本发明为了解决现有拾捡装置存在的体积较大、成本高，不适用于我国丘陵地区的问题，进而提供了一种机电一体化秸草方捆捡拾车。

本发明采用如下技术方案：

一种机电一体化秸草方捆捡拾车，包括复式车架以及驱动复式车架的电控系统和液压系统，所述的复式车架采用两级翻转机构，一级翻转机构与车架的集料机构连接，二级翻转机构与车架的车厢连接；

所述的二级翻转机构包括布料平台和复式门架，复式门架包括底架和升降架，底架固定于车厢架体上，升降架的两侧设有若干滑轮，升降架的槽口内安装有提升滑块，提升滑块由提升油缸驱动实现上下移动，提升滑块上连接有水平的支架，支架和布料平台之间设有二级翻转伸缩油缸；

所述的一级翻转机构包括集料平台，集料平台底部通过连接板Ⅱ设有两组平行四边形连杆机构，一组平行四边形连杆机构通过连接板Ⅰ与车厢架体连接，一组平行四边形连杆机构与集料机构的拾捡抓斗连接。

所述的平行四边形连杆机构包括两个连杆和两个翻转油缸，两个连杆水平布置对称设于两个翻转油缸正上方，两个连杆由高度调节油缸同步驱动。

所述的车厢采用滑道式伸缩结构，包括车厢平台，车厢平台尾端通过滑块连接有挡板，滑块底部装有滑轮，车厢平台通过伸缩油缸连接有若干级车厢滑道。

所述的车厢平台底部还设有姿态油缸。

所述的拾捡抓斗的底板上装有与地面垂直的传动链，传动链由液压马达通过齿轮组驱动。

所述拾捡抓斗的外侧壁设有弧形的草捆导向装置。

所述拾捡抓斗的底部设有接近传感器。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明所述拾捡车采用两级翻转机构，其二级翻转机构为窄幅垂直提升翻转结构，利用液压滑轮组（图4所示的二级翻转伸缩油缸、提升油缸和滑轮组），实现了载料平台的垂直定位多级提升及翻转，优化了整体车身结构，更好的适应山区丘陵地区等小地块的田间捡拾作业；

2、所述车厢采用滑道式可伸缩式车厢结构，实现车厢贮料仓的可调整，减少了设备的整体尺寸，车厢长度的自适应功能满足了丘陵地区的生产收获的需要；

3、采用倾斜度可调整车厢升降结构，通过车厢平台底部的姿态油缸实现，实现了车厢贮料仓的可调整，在电子控制系统的作用下，车厢倾斜度随着作业地形的改变而改变，防止在上坡或下坡过程中发生草捆的倾斜坍塌，车厢倾斜度的自适应功能很好的满足了丘陵地区的生产收获的需要；

4、本发明通过平行四边形连杆仿形机构，实现了一级、二级翻转机构的运动高度可调，在电子控制系统的作用下，车厢高度随着作业地形的改变而改变时，一级、二级翻转机构的运动随着车厢高度的改变而改变，突破了纽荷兰1037型捡拾机工作角度10度（本申请可根据实际地形实现0~20度翻转）的极限限制，两级翻转机构的高度自适应功能使该机型适应丘陵地区地形特点的需要；

5、采用先进的数控设备：该机型采用微型计算机控制系统，利用人机界面控制装置，实现整机控制的一键控制，简化了操作方式，降低了劳动强度，实现了装备的电气化控制。

附图说明

图1为本发明的整车图；

图2、3为车厢的结构示意图；

图4为二级翻转机构的结构示意图；

图5为一级翻转机构的结构示意图；

图6为集料机构的结构示意图；

图7为本发明的工作流程图；

图8为本发明的电路控制原理图；

图9为本发明的液压控制原理图；

图中：1-车厢、2-二级翻转机构、3-一级翻转机构、4-集料机构；

11-车厢滑道、12-挡板、13-滑块、14-滑轮、15-车厢平台、16-伸缩油缸、17-姿态油缸；

21-布料平台（二级翻转平台）、22-支架、23-二级翻转伸缩油缸、24-底架、25-提升滑块、26-升降架、27-提升油缸、28-滑轮；

31-连接板Ⅰ、32-高度调节油缸、33-翻转油缸、34-连杆、35-连接板Ⅱ、36-集料平台；

41-草捆导向装置、42-液压马达、43-拾捡抓斗、44-传动链。

具体实施方式

结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示的机电一体化秸草方捆捡拾车，包括复式车架以及驱动复式车架的电控系统和液压系统，所述的复式车架采用两级翻转机构，一级翻转机构3与车架的集料机构4连接，二级翻转机构2与车架的车厢1连接。

所述的二级翻转机构2如图4所示，包括布料平台21和复式门架，复式门架包括底架24和升降架26，底架24固定于车厢1的架体上，升降架26的两侧设有若干滑轮28，使升降架26能在底架24的槽口内上下移动，升降架26的槽口内安装有提升滑块25，提升滑块25由提升油缸27驱动实现上下移动，提升滑块25上连接有水平的支架22，支架22和布料平台21之间设有二级翻转伸缩油缸23。工作时，当草捆经一级翻转机构（集料平台36）翻转到二级翻转平台（布料平台21）后，二级翻转伸缩油缸23在计算机控制下开始工作，二级翻转平台21可以随升降架26的上下运动而运动，到达预定位置后，二级翻转伸缩油缸23推出布料平台21，实现草捆的翻转以及在车厢内的堆垛。提升油缸27在机载计算机的控制下，可实现布料平台21在不同高度位置的翻转，从而满足车厢整体装载草捆高度可调暨运输量的可调，提高了该机的运输效率。

所述的一级翻转机构3如图5、6所示，包括集料平台36，集料平台36底部通过连接板Ⅱ35设有两组平行四边形连杆机构，一组平行四边形连杆机构通过连接板Ⅰ31与车厢1架体连接，一组平行四边形连杆机构与集料机构4的拾捡抓斗43连接。所述的平行四边形连杆机构包括两个连杆34和两个翻转油缸33，两个连杆34水平布置对称设于两个翻转油缸33正上方，两个连杆34由高度调节油缸32同步驱动。

捡拾抓斗43捡拾起草捆后，在垂直传动链44的带动下草捆通过草捆导向装置41水平摆放在集料平台36上，当集料平台36上摆满草捆后，集料平台的高度调节油缸32通过平行四边形连杆机构使集料平台36的高度与布料平台21的高度水平，然后使翻转油缸33开始工作，将草捆水平摆放在布料平台21上，然后使高度调节油缸32和翻转油缸33回位等待下次翻转信号。

所述的捡拾机构成斗状，开口朝前，便于草捆的进入，拾捡抓斗43的底板上装有与地面垂直的传动链44，传动链44由液压马达42通过齿轮组驱动，液压传动机构与链条传动机构垂直构成一体置于抓斗底部，捡拾机构43上连接有平行四边形连杆机构，运输过程中，通过平行四边形连杆机构使抓斗机构整机提起复位。

工作状态中，抓斗机构下降，与地面保持3mm距离（通过接近传感器实现），液压马达42通过齿轮带动垂直传动链44运动，利用传动链44的传动力及草捆与地面的摩擦力将草捆从地面提起，并送入一级翻转机构，此时平行四边形连杆机构的高度调节油缸32开始工作，随着油缸的伸长带动平行四边形连杆机构向上运动，到达草捆提升高度后经草捆导向装置41转移至集料平台36，从而完成草捆的捡拾，接着高度调节油缸32回位，抓斗接触地面继续进行捡拾。

为了实现车厢贮料仓的可调整，减少了设备的整体尺寸，满足了丘陵地区的生产收获的需要。所述的车厢1采用图2所示的滑道式伸缩结构，包括车厢平台15，车厢平台15尾端通过滑块13连接有挡板12，滑块13底部装有滑轮14，车厢平台15通过伸缩油缸16连接有若干级车厢滑道11。

捡拾的草捆将布料平台21布满后，布料平台的二级翻转伸缩油缸23开始工作，布料平台21实现90度翻转后草捆正好垂直落在车厢平台15上，并由挡板12挡住，防止草捆的坍塌，挡板12固定在滑块13上，滑块13上装有轮子，可以在轨道内前后滑动从而实现后挡板12随着草捆层数的增多而向后运动及卸料后的归位。当车厢平台15上的草捆堆满后，随着草捆的进一步增多，伸缩油缸16开始工作，将车厢滑道11推出，增加车厢物料堆放面积，当滑道全部堆满后，集料平台36及布料平台21全部停止工作，布料平台的二级翻转伸缩油缸23调节布料平台21与车厢平台15水平后，伸缩油缸16开始回位，使得车厢滑道11及草捆全部向前运动，分布在车厢平台15及布料平台21上，从而有效利用了布料平台21，并在同等载重条件下大大缩短了车身长度。

针对丘陵地带坡度不同的地形，在所述的车厢平台15底部还设置了姿态油缸17。通过车厢辅助距离传感器采集地形的高低程度，通过将采集到的数据传回车内微型计算机控制系统，根据采集到的地形高低程度的数据从而控制车厢平台姿态油缸17、布料平台的二级翻转伸缩油缸23及集料平台翻转油缸33的伸缩来适调节车厢平台15、布料平台21及集料平台36的倾斜程度，突破了传统草捆捡拾车车厢不可调且倾斜角为10度的极限，从而能够很好的适应当前的地形，防止草捆的坍塌及侧翻。

由图7所示的工作流程图以及图8、9所示的电控图和液压控制图可知，本发明所述捡拾车进入田间开始工作时，操作手通过车载微型计算机控制系统的触摸屏打开系统，捡拾车各部件进入工作状态，随着草捆的捡拾，触发装在一级翻转机构上的计数感应器工作，感应器将数据传回计算机控制系统，当收集到计数器累计数值为3时，控制一级翻转机构中翻转油缸的电磁阀自动打开，一级翻转油缸开始工作，将一级翻转平台上的草捆翻转到二级垂直提升翻转平台上，翻转完成后，系统控制翻转油缸迅速复位，二级翻转平台收到草捆后在系统指令作用下开始提升到车厢载料平台的高度进行翻转，将草捆翻转到车厢完成一次的堆垛过程。以此类推，使草垛由前至后逐级堆放，并通过伸缩油缸逐级加长车厢，直到草捆将车厢堆满即完成捡拾过程。此时液压系统各部件在计算机控制系统的作用下回归初始位置，整个过程不需要人为的重复按键操作， 实现了整机的一键控制。与传统的机械触发式控制及手动式逐个控制系统相比，提高了操作精度，简化了操作方式，降低了人工劳动强度，实现了装备的电气化控制。

Claims (7)

1.一种机电一体化秸草方捆捡拾车，包括复式车架以及驱动复式车架的电控系统和液压系统，所述的复式车架采用两级翻转机构，一级翻转机构（3）与车架的集料机构（4）连接，二级翻转机构（2）与车架的车厢（1）连接，其特征在于：所述的二级翻转机构（2）包括布料平台（21）和复式门架，复式门架包括底架（24）和升降架（26），底架（24）固定于车厢（1）架体上，升降架（26）的两侧设有若干滑轮（28），升降架（26）的槽口内安装有提升滑块（25），提升滑块（25）由提升油缸（27）驱动实现上下移动，提升滑块（25）上连接有水平的支架（22），支架（22）和布料平台（21）之间设有二级翻转伸缩油缸（23）；

所述的一级翻转机构（3）包括集料平台（36），集料平台（36）底部通过连接板Ⅱ（35）设有两组平行四边形连杆机构，一组平行四边形连杆机构通过连接板Ⅰ（31）与车厢（1）架体连接，一组平行四边形连杆机构与集料机构（4）的拾捡抓斗（43）连接。

2.根据权利要求1所述的机电一体化秸草方捆捡拾车，其特征在于：所述的平行四边形连杆机构包括两个连杆（34）和两个翻转油缸（33），两个连杆（34）水平布置对称设于两个翻转油缸（33）正上方，两个连杆（34）由高度调节油缸（32）同步驱动。

3.根据权利要求1所述的机电一体化秸草方捆捡拾车，其特征在于：所述的车厢（1）采用滑道式伸缩结构，包括车厢平台（15），车厢平台（15）尾端通过滑块（13）连接有挡板（12），滑块（13）底部装有滑轮（14），车厢平台（15）通过伸缩油缸（16）连接有若干级车厢滑道（11）。

4.根据权利要求3所述的机电一体化秸草方捆捡拾车，其特征在于：所述的车厢平台（15）底部还设有姿态油缸（17）。

5.根据权利要求1所述的机电一体化秸草方捆捡拾车，其特征在于：所述的拾捡抓斗（43）的底板上装有与地面垂直的传动链（44），传动链（44）由液压马达（42）通过齿轮组驱动。

6.根据权利要求5所述的机电一体化秸草方捆捡拾车，其特征在于：所述拾捡抓斗（43）的外侧壁设有弧形的草捆导向装置（41）。

7.根据权利要求6所述的机电一体化秸草方捆捡拾车，其特征在于：所述拾捡抓斗（43）的底部设有接近传感器。