CN105660362B

CN105660362B - 双圆锥玉米抽雄装置

Info

Publication number: CN105660362B
Application number: CN201610023453.5A
Authority: CN
Inventors: 李海涛; 杨杰; 刘平义; 韩鲁佳; 魏文军; 张绍英
Original assignee: China Agricultural University
Current assignee: China Agricultural University
Priority date: 2015-10-09
Filing date: 2016-01-14
Publication date: 2017-11-28
Anticipated expiration: 2036-01-14
Also published as: CN105660362A

Abstract

本发明涉及植保机械技术领域，公开了一种双圆锥玉米抽雄装置，包括：支撑杆、上摆杆、连杆、下摆杆、夹持轮支承、圆锥夹持轮组成，其中：圆锥夹持轮由刚性夹持圆台体、外设弹性体、前置刚性导向圆锥体同轴线固连组成，由前置双导向圆锥体实现导向、扶直和喂入，由等速、反向转动的双夹持圆台体的外缘弹性体实现夹持、抽取；双圆锥玉米抽雄装置，采用双圆锥导向、扶直、喂入，对不同直径的茎秆自适应连续夹持、抽取，实现玉米抽雄作业。同时提供了一种应用该装置的双圆锥玉米抽雄机，双圆锥夹持轮高速转动，同时与底盘一起以作业速度沿v前进，完成抽雄作业；对玉米叶子损伤小，结构简单、适宜高速作业，工作稳定可靠。

Description

双圆锥玉米抽雄装置

技术领域

本发明涉及一种双圆锥玉米抽雄装置，属于农业机械技术领域，特别涉及制种玉米去雄植保机械范围。

背景技术

2013年我国主要农作物种植结构中，玉米己成为第一大种植作物，占总作物种植量的32.86％，种植面积达到36318hm²。玉米去雄作为玉米制种的关键环节，直接关系到种子的质量，制种玉米去雄已经大面积采用机械去雄代替人工去雄，这样可以有效的降低劳动强度，提高去雄效率。

现有玉米去雄机大都采用高地隙自走式底盘，底盘上机器前部对行安装多组去雄装置，可根据玉米的生长情况分别调整每组去雄装置的高度。去雄装置主要有盘刀切雄装置、滚轮抽雄装置和柔性圆盘抽雄装置三种，可以根据制种玉米雄穗的生长情况和对去雄质量的要求选择不同的去雄装置。最常用的滚轮抽雄装置是由相互间具有一定压力的弹性对滚轮强制抽取，但夹带的玉米叶子比较多，对玉米的机械损伤严重，机器结构复杂；切雄装置采用旋转式切割原理，通过切割装置对玉米雄穗高效低伤切割，作业速度快，保证玉米雄穗再生高度的一致性，通常作为抽雄作业预处理；柔性圆盘抽雄装置为两片橡胶圆盘，在高速旋转下，将雄穗夹起抛出，达到去雄效果，其主要工作部件为易损件。探索一种具有导向、扶直、对不同直径的茎秆自适应能力的双圆锥夹持、连续转动抽取装置，实现玉米雄穗高效连续抽取作业，具有显著节本增效功能。

发明内容

本发明的目的是要提供一种双圆锥玉米抽雄装置，采用双圆锥导向、扶直、喂入，对不同直径的茎秆自适应连续夹持、抽取，实现玉米抽雄作业。

为了达到本发明的目的所采取的技术方案如下：

双圆锥玉米抽雄装置包括：支撑杆1、上摆杆2、连杆3、下摆杆4、夹持轮支承5、圆锥夹持轮6组成，支撑杆1、上摆杆2、连杆3、下摆杆4依次顺序转动联接、各转动轴线平行，上摆杆2与下摆杆4等长，支撑杆1、连杆3的联接点分别位于其中部及一端同侧，支撑杆1与连杆3的联接点间距离相等，支撑杆1、上摆杆2、连杆3、下摆杆4组成同一相对运动平面内平行四边形机构，平行四边形机构由连杆位置角a调整、控制或锁定，连杆3的另一端与夹持轮支承5中点垂直固连，两个圆锥夹持轮6以轴交角f和安装距d转动联接于夹持轮支承5上，两个圆锥夹持轮6转动轴线确定的平面垂直于连杆3，设定平面m为过夹持轮支承5中点平行于平行四边形机构相对运动平面，安装距d以平面m为中垂面，轴交角f平分线位于平面m内，构成双圆锥玉米抽雄装置，支撑杆1的另一端提供双圆锥玉米抽雄装置与外界联接；两个圆锥夹持轮6以平面m对称、等速、反向n转动，在两个圆锥夹持轮6转动轴线确定的平面内，两圆锥的内侧母线为夹持线、两条夹持线夹角为夹持喂入角b，由具有夹持喂入角b的双圆锥对行将倒向玉米垄两边的雄穗向中间集聚，实现对行导向、扶直、喂入，由两条夹持线形成的变间隙实现玉米雄穗不同直径茎秆的自适应夹持，由两个圆锥夹持轮等速、反向n转动完成连续夹持、抽取实现玉米抽雄作业。

所述的圆锥夹持轮，由刚性夹持圆台体61、外设弹性体62、前置刚性导向圆锥体63同轴线固连组成，形成一个锥角e、圆锥底面半径r的圆锥体运动部件，由前置双导向圆锥体63实现导向、扶直和喂入，由等速、反向n转动的双夹持圆台体61的外缘弹性体62实现夹持、抽取。

上述的双圆锥玉米抽雄装置中，关键性能参数确定原则为：给定圆锥夹持轮锥角e、圆锥底面半径r，由夹持喂入角b求得两个圆锥夹持轮轴交角f＝e-b≥0，由玉米雄穗茎秆夹持最小直径k确定两圆锥夹持轮的安装距d，安装距d取值范围：2r·cos(f/2)+k>d≥2r·cos(f/2)，安装距d＝2r·cos(f/2)时，两个圆锥夹持轮6的底圆相切，其中参数e、r、d、f是双圆锥玉米抽雄装置设计性能参数。具有夹持喂入角b的双圆锥夹持轮，安装距d＝2r·cos(f/2)时，两条夹持线形成的变间隙，间隙＝0～2r·sin(b/2)/sin(e/2)，实现玉米雄穗不同直径茎秆的自适应夹持、抽取。通过调整连杆位置角a，改变夹持高度g，以适应玉米雄穗相对地面高度的变化。

双圆锥玉米抽雄机，包括：多个双圆锥玉米抽雄装置，按照玉米行距h水平、线性以m平面等距h排列，横向对称布置于底盘7前方，由各个双圆锥玉米抽雄装置中支撑杆1的另一端分别与底盘7垂直固连，各个双圆锥玉米抽雄装置具有独立的连杆位置角a；双圆锥玉米抽雄装置与底盘7相对高度安装位置满足：连杆位置角a调整范围内，改变夹持高度g，覆盖玉米雄穗夹持高度农艺要求；工作过程中，圆锥夹持轮高速转动，同时与底盘7一起以作业速度沿v前进，完成抽雄作业。

本发明的有益效果在于，所提出的一种双圆锥玉米抽雄装置，采用双圆锥导向、扶直、喂入，对不同直径的茎秆自适应连续夹持、抽取，实现玉米抽雄作业；对玉米叶子损伤小，结构简单、适宜高速作业。

附图说明

图1为双圆锥玉米抽雄装置主视原理图；

图2为双圆锥玉米抽雄装置c向原理图；

图3为两圆锥夹持轮轴线平面内布置原理图；

图4为圆锥夹持轮构成效果图；

图5为双圆锥玉米抽雄机工作原理图；

图6为4行双圆锥玉米抽雄机c向布置原理图。

图中，1：支撑杆；2：上摆杆；3：连杆；4：下摆杆；5：夹持轮支承；6：圆锥夹持轮；61：夹持圆台体；62：弹性体；63：导向圆锥体；7：底盘。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

图1所示的双圆锥玉米抽雄装置主视原理图，双圆锥玉米抽雄装置包括：支撑杆1、上摆杆2、连杆3、下摆杆4、夹持轮支承5、圆锥夹持轮6组成，支撑杆1、上摆杆2、连杆3、下摆杆4依次顺序转动联接、各转动轴线平行，上摆杆2与下摆杆4等长，支撑杆1、连杆3的联接点分别位于其中部及一端同侧，支撑杆1与连杆3的联接点间距离相等，支撑杆1、上摆杆2、连杆3、下摆杆4组成同一相对运动平面内平行四边形机构，平行四边形机构由连杆位置角a调整、控制或锁定，连杆3的另一端与夹持轮支承5中点垂直固连，两个圆锥夹持轮6以轴交角f和安装距d转动联接于夹持轮支承5上，两个圆锥夹持轮6转动轴线确定的平面垂直于连杆3，设定平面m为过夹持轮支承5中点平行于平行四边形机构相对运动平面，安装距d以平面m为中垂面，轴交角f平分线位于平面m内，构成双圆锥玉米抽雄装置(如图2所示)，支撑杆1的另一端提供双圆锥玉米抽雄装置与外界联接。

图3所示的两圆锥夹持轮轴线平面内布置原理图中，两个圆锥夹持轮6以平面m对称、等速、反向n转动，在两个圆锥夹持轮6转动轴线确定的平面内，两圆锥的内侧母线为夹持线、两条夹持线夹角为夹持喂入角b，由具有夹持喂入角b的双圆锥对行将倒向玉米垄两边的雄穗向中间集聚，实现对行导向、扶直、喂入，由两条夹持线形成的变间隙实现玉米雄穗不同直径茎秆的自适应夹持，由两个圆锥夹持轮等速、反向n转动完成连续夹持、抽取，实现玉米抽雄作业。取夹持喂入角b＝15～25°，安装距d＝2r·cos(f/2)，即两个圆锥夹持轮6的底圆相切。

图4所示的圆锥夹持轮构成效果图，圆锥夹持轮由刚性夹持圆台体61、外设弹性体62、前置刚性导向圆锥体63同轴线固连组成，形成一个锥角e、圆锥底面半径r的圆锥体运动部件，由前置双导向圆锥体63实现导向、扶直和喂入，由等速、反向n转动的双夹持圆台体61的外缘橡胶弹性体62实现夹持、抽取。圆锥夹持轮由液压马达驱动。

结合图1、图3，双圆锥玉米抽雄装置关键性能参数确定原则为：给定圆锥夹持轮锥角e、圆锥底面半径r，由夹持喂入角b求得两个圆锥夹持轮轴交角f＝e-b≥0，当e＝b时，f＝0，两个圆锥夹持轮轴线平行，由一对外啮合圆柱齿轮提供两个圆锥夹持轮的等速、反向转动；由玉米雄穗茎秆夹持最小直径k确定两圆锥夹持轮的安装距d，安装距d取值范围：2r·cos(f/2)+k>d≥2r·cos(f/2)，安装距d＝2r·cos(f/2)时，两个圆锥夹持轮6的底圆相切，其中参数e、r、d、f是双圆锥玉米抽雄装置设计性能参数。具有夹持喂入角b的双圆锥夹持轮，安装距d＝2r·cos(f/2)时，两条夹持线形成的变间隙，间隙＝0～2r·sin(b/2)/sin(e/2)，实现玉米雄穗不同直径茎秆的自适应夹持、抽取。通过调整连杆位置角a，改变夹持高度g，以适应玉米雄穗相对地面高度的变化。

图5所示的双圆锥玉米抽雄机工作原理图，双圆锥玉米抽雄机包括：4个双圆锥玉米抽雄装置，按照玉米行距h水平、线性以m平面等距h排列，横向对称布置于底盘7前方，由各个双圆锥玉米抽雄装置中支撑杆1的另一端分别与底盘7垂直固连，各个双圆锥玉米抽雄装置具有独立的连杆位置角a；双圆锥玉米抽雄装置与底盘7相对高度安装位置满足：连杆位置角a调整范围内，改变夹持高度g，覆盖玉米雄穗夹持高度农艺要求，形成4行双圆锥玉米抽雄机(如图6所示)；工作过程中，圆锥夹持轮高速转动，同时与底盘7一起以作业速度沿v前进，完成抽雄作业。对于同一品种的同一块种田，调整各行连杆位置角a相同、工作过程中保持不变。所选底盘为CN104070958A(一种车辆底盘高度调节装置及应用该装置的车辆)，底盘满足高度范围在1.28m～2.0m的作业要求，玉米抽雄作业时底盘高度调节为2.0m，作业转场或公路运输状态时底盘高度调节为1.28m。

试验样机设计参数为：作业行数＝4，行距h＝0.6m(可调)，给定e＝20°、r＝0.075m、b＝20°、d＝0.15m、f＝0。玉米抽雄作业时底盘高度为2.0m，圆锥夹持轮转速为800r/m，作业速度为10km/h；调整连杆位置角a，改变夹持高度g，覆盖玉米雄穗夹持高度农艺要求。样机试验表明：采用双圆锥导向、扶直、喂入，对不同直径的茎秆自适应连续夹持、抽取，实现玉米抽雄高效作业；所试验的双圆锥玉米抽雄机，对玉米叶子损伤小，结构简单、适宜高速作业，工作稳定可靠。

Claims

1.双圆锥玉米抽雄装置，其特征在于，包括：支撑杆、上摆杆、连杆、下摆杆、夹持轮支承、圆锥夹持轮组成，支撑杆、上摆杆、连杆、下摆杆依次顺序转动联接、各转动轴线平行，上摆杆与下摆杆等长，支撑杆、连杆的联接点分别位于其中部及一端同侧，支撑杆的联接点与连杆的联接点间距离相等，支撑杆、上摆杆、连杆、下摆杆组成同一相对运动平面内平行四边形机构，平行四边形机构由连杆位置角a调整、控制或锁定，连杆的另一端与夹持轮支承中点垂直固连，两个圆锥夹持轮以轴交角f和安装距d转动联接于夹持轮支承上，两个圆锥夹持轮转动轴线确定的平面垂直于连杆，设定平面m为过夹持轮支承中点平行于平行四边形机构相对运动平面，安装距d以平面m为中垂面，轴交角f平分线位于平面m内，支撑杆的另一端提供与外界联接；两个圆锥夹持轮以平面m对称、等速、反向n转动，在两个圆锥夹持轮转动轴线确定的平面内，两圆锥的内侧母线为夹持线、两条夹持线夹角为夹持喂入角b，由具有夹持喂入角b的双圆锥对行将倒向玉米垄两边的雄穗向中间集聚，实现对行导向、扶直、喂入，由两条夹持线形成的变间隙实现玉米雄穗不同直径茎秆的自适应夹持，由两个圆锥夹持轮等速、反向n转动完成连续夹持、抽取实现玉米抽雄作业；

所述的圆锥夹持轮包括：由刚性夹持圆台体、外设弹性体、前置刚性导向圆锥体同轴线固连组成，形成一个锥角e、圆锥底面半径r的圆锥体运动部件。

2.根据权利要求1所述的双圆锥玉米抽雄装置，其特征在于，两个圆锥夹持轮轴交角f＝e-b≥0，安装距d取值范围：2r·cos(f/2)+k>d≥2r·cos(f/2)，通过调整连杆位置角a，改变夹持高度g，以适应玉米雄穗相对地面高度的变化。

3.双圆锥玉米抽雄机，其特征在于，包括：多个如权利要求1所述的双圆锥玉米抽雄装置，按照玉米行距h水平、线性以m平面等距h排列，横向对称布置于底盘前方，由各个双圆锥玉米抽雄装置中支撑杆的另一端分别与底盘垂直固连，各个双圆锥玉米抽雄装置具有独立的连杆位置角a；双圆锥玉米抽雄装置与底盘相对高度安装位置满足：连杆位置角a调整范围内，改变夹持高度g，满足玉米雄穗夹持高度农艺要求。