CN105284280A - 一种具有急回特性模仿人工的玉米掰穗装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有急回特性模仿人工的玉米掰穗装置，属于农业机械领域，包括机架（1）、链传动机构（8）、偏置的曲柄滑块掰穗机构（6）；其特征是：外部动力通过输入链轮（14）传递到链传动机构（8），掰穗手（17）可沿掰穗滑道（3）做往复直线运动，曲柄（7）、连杆（5）和滑块（4）为偏置曲柄滑块机构；具有急回特性，掰穗机构工作过程中，两组掰穗手向下的掰穗，而向上回升的过程速度快、耗时短；掰穗手向下掰穗冲击力大，回升过程中掰穗手可向下旋转降低对玉米植株运动的影响，到达最高限位时，复位弹簧（16）可保证掰穗手（17）以工作状态进入下一个运动周期；该掰穗机构为轻便、低耗能的玉米收获创造了条件。

Description

一种具有急回特性模仿人工的玉米掰穗装置

技术领域

本发明涉及一种玉米掰穗原理及其适用于安装在玉米收获机上的玉米掰穗装置，尤其是一种具有急回特性模仿人工的玉米掰穗装置，属于农业机械技术领域。

背景技术

摘穗装置是玉米收获机的主要工作部件，目前主要的摘穗装置主要是辊式摘穗装置，该类装置与人工掰穗原理不同的是，通过一对带有螺旋凸筋的摘穗辊对玉米茎秆进行拉伸，并对玉米果穗进行强制挤压，实现秆穗分离，该摘穗方式十分不合理。这类辊式摘穗装置的缺点一是结构复杂、笨重、动力消耗大，工作效率低，因此造成玉米收获成本居高不下；二是容易啃伤玉米果穗根部，造成落粒损失，虽然与摘穗板式相比具有摘穗效果较好，消耗动力相对较小等优点，获得政府大力支持，在国家和地方政府的大力补贴政策推动下，获得大量推广，但其存在的问题一直没有得到解决，而受到各界的诟病。因此需要研制一种高效低耗节能的新型玉米摘穗装置。

研究发现对玉米果穗根部挤压的摘穗方式所需的力要比人工掰穗所需的力大的多，因此模仿人工往复掰穗的方式成为研究低能耗玉米掰穗机构的基础。

发明内容

本发明克服了传统辊式摘穗装置结构复杂、能耗高、实用性不强等缺点，提供了一种具有急回特性模仿人工的玉米掰穗装置，能够往复快速掰穗，具有仿生效果好、低能耗，高效率等优点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种具有急回特性模仿人工的玉米掰穗装置，包括：机架（1）、链轮传动机构（8）、偏置的曲柄滑块掰穗机构（6）。链轮传动机构（8）包括主动链轮（15）、输入链轮（14）、从动链轮（11）、张紧链轮1（10）和张紧链轮2（12）。曲柄滑块掰穗机构（6）包括曲柄（7）、连杆（5）、滑块（4）、掰穗滑道（3）、掰穗手（17）、销轴（13）和复位弹簧（16），两组偏置的曲柄滑块掰穗机构（6）分别对称布置在固定板（2）和活动板（9）上。由链条的转动，掰穗手（17）随偏置的曲柄滑块机构（6）的滑块（4）做快速急回往复运动，将不同高度的玉米果摘下，从而适应不同的结穗高度。掰穗手（17）的外形是模仿人工掰穗时的动作设计的。中间折弯是为了满足掰穗手（17）掰穗过程中玉米植株不受销轴（13）的影响，其前面弯曲部分模仿弯曲的手指，弯曲部分由一段斜直线和一段圆弧构成，斜直线的倾斜角大于该部分材料的摩擦角，玉米果穗从此处通过时不会被绊住而直接滑到弧顶，玉米果穗从掰穗手(17)前边圆弧部分进入时也会直接滑到弧顶，再靠弧顶的夹持作用将玉米果穗摘下；使玉米果穗滑到弧顶再摘下，可以缩短悬臂的长度，从而更加省力。收获机在行进过程中，玉米植株连续喂入掰穗装置，快速转动的链条带动曲柄滑块掰穗机构（6）的掰穗手（17）沿铅垂方向做向下的急回往复运动，遇到玉米果穗即可模仿人工掰穗的动作，通过向下用力将玉米果摘下，玉米果穗向下落入输送机构，掰穗手（17）快速回位，进行下一次的掰穗；玉米茎秆从固定板（2）与活动板（9）之间的间隙通过。可以通过调节活动板（9）的位置来控制两组曲柄滑块掰穗机构（6）之间的宽度，保证不同类型的玉米都能通过。

附图说明

图1为掰穗机构的主视图；

图2为掰穗机构I处局部放大图；

图3为掰穗机构的左视图；

图4为掰穗机构的复位弹簧与掰穗手处局部放大图；

图5为掰穗手的主视图；

图6为掰穗手的仰视图。

图中：1.机架，2.固定板，3.掰穗滑道，4.滑块，5.连杆，6.曲柄滑块掰穗机构，7.曲柄，8.链传动机构，9.活动板，10.张紧链轮1，11.从动链轮，12.张紧链轮2，13.销轴，14.输入链轮，15.主动链轮，16.复位弹簧，17.掰穗手。

具体实施方案

该掰穗机构安装在收获机的前方，由收获机带动机构工作。活动板（9）和固定板（2）安装在机架（1）上，输入链轮（14）和主动链轮（15）同轴安装在固定板（2）上方；从动链轮（11）、张紧链轮1（10）和张紧链轮2（12）安装在活动板（9）上；两组偏置的曲柄滑块掰穗机构（6）分别安装在活动板（9）和固定板（2）上，掰穗滑道（3）需保证铅锤，其两组曲柄（7）通过花键分别与从动链轮（10）和主动链轮（15）的同轴连接，曲柄（7）的另一端连接连杆（7），连杆（7）的另一端连接滑块（4），掰穗手（17）通过销轴（13）和复位弹簧（16）安装在滑块（4）的上。

工作时，发动机通过输入链轮（14）带动主动链轮（15）和从动链轮（10），从而带动偏置的曲柄滑块掰穗机构（6）工作，固定板上的曲柄（7）做逆时针运动，从而使连杆（5）摆动，最终使滑块（4）上的掰穗手（17）往下运动，模仿人工掰穗的动作，在碰到玉米果穗前速度极低，碰到之后迅速加速将果穗掰下。由于偏置曲柄滑块机构具有急回特性，当掰穗手（17）运动到下限位时，将快速回升，回升到上限位时，在复位弹簧（16）的拉力下使掰穗手（17）回复到与固定板面垂直的状态，进行下一次的掰穗工作；活动板（9）上的曲柄（7）做顺时针运动，最终也致使掰穗手（17）做往下掰穗运动和快速回升。玉米茎秆从固定板（2）与活动板（9）之间的间隙通过，可以调节活动板（9）的位置来控制两组掰穗机构（6）之间的的宽度，以适应不同类型的玉米。

本发明的优点有：（1）该掰穗装置具有急回特性，掰穗过程速度低，不会碰伤果穗，回位过程迅速，为下一次掰穗过程做准备，具有很好的仿生作用。（2）该掰穗装置结构简单，质量小，很小的功率就可以带动机构工作，降低了掰穗成本。（3）模仿人工掰穗的自然掰穗方式降低了能耗，节约能源，符合绿色环保的要求。（4）该掰穗机构质量小、能耗低、适应性强、仿生效果好、实用性强等优点使的掰穗机构更易于推广。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种具有急回特性模仿人工的玉米掰穗装置，包括机架（1）、链传动机构（8）、偏置的曲柄滑块掰穗机构（6）等；链轮传动机构（8）包括主动链轮（15）、输入链轮（14）、从动链轮（11）、张紧链轮1(10)和张紧链轮2（12）；曲柄滑块掰穗机构（6）包括曲柄（7）、连杆（5）、滑块（4）、掰穗滑道（3）、掰穗手（17）、销轴（13）和复位弹簧（16），该机构分为两组分别对称布置在固定板（2）和活动板（9）上，随链条高速转动，进行玉米掰穗作业；工作时，玉米植株连续喂入掰穗装置，快速转动的链条带动曲柄滑块掰穗机构（6）的摘穗手（17）沿铅垂方向做向下的急回往复运动，遇到玉米果穗即可模仿人工掰穗的动作，玉米果穗直接滑到掰穗手(17)弧顶，再靠弧顶的夹持作用将玉米果穗掰下，通过向下用力将玉米果掰下，玉米果穗向下落入输送机构，掰穗手（17）快速回到上限位，进行下一次的掰穗工作，玉米茎秆从固定板（2）与活动板（9）之间的间隙通过。

2.如权利要求1所述的一种具有急回特性模仿人工的玉米掰穗装置，其特征在于：两组偏置的曲柄滑块掰穗机构（6）的曲柄（7）分别和主动链轮（15）、从动链轮（10）同轴连接，曲柄（7）连接连杆（5），连杆（5）的另一端连接滑块（4），安装有掰穗手（17）、复位弹簧（16）和销轴（13）的滑块（4）安装在掰穗滑道（3）上，随链条的转动，通过偏置的曲柄滑块掰穗机构（6）把链轮的圆周运动转变为掰穗手（17）在铅锤线上向下和向上的快速回升往复直线运动，可以将不同高度的玉米果穗摘下，从而适应不同的结穗高度。

3.如权利要求1所述的一种具有急回特性模仿人工的玉米掰穗装置，其特征在于：工作行程时，掰穗手（17）快速向下运动掰穗过程中遇到果穗时，底座的上方的限片致使掰穗手（17）掰穗过程中一直保持与活动板（9）和固定板（2）垂直，以便于进行掰穗作业；回程时，掰穗手（17）快速回升过程中，遇到玉米果穗阻挡，自由向下旋转，不起掰穗作用，回到上限位后，在复位弹簧的作用下，掰穗手（17）恢复到工作状态，为下一个工作行程做好准备。

4.如权利要求1所述的一种具有急回特性模仿人工的玉米掰穗装置，其特征在于：通过调节活动板（9）来控制两组偏置的曲柄滑块掰穗机构（6）之间距离，以适应不同类型的玉米。