CN106358605B - 高效能履带式捡拾打捆机及其草捆自动堆垛系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高效能履带式捡拾打捆机及其草捆自动堆垛系统，主要包括秸秆捡拾留茬收获装置、连续输送预压装置、下喂入式压缩打捆装置、草捆输送排列装置、草捆堆垛装置、行走装置和计数控制系统。秸秆捡拾留茬收获装置除具有地面仿形、高留茬收获的能力外，还能自动实现捡拾轨迹、切割轨迹与机器前进速度的自动匹配，具有良好的捡拾和留茬切割性能；连续输送预压装置除具有负压吸气提升秸秆输送性能外，还能实现秸秆的连续输送与初步压缩，避免了秸秆喂入压缩室的堵塞；计数控制系统统计压缩室排出草捆的数量，用于控制草捆输送排列装置和草捆堆垛装置，实现草捆的自动输送、推送、堆垛，避免了人工的二次搬运，显著提高了机器的作业效率。

Description

高效能履带式捡拾打捆机及其草捆自动堆垛系统

技术领域

本发明属于农业机械设计技术领域，具体讲的是一种高效能履带式捡拾打捆机及其草捆自动堆垛系统，可用于“深泥脚”田块秸秆的捡拾压缩打捆堆垛联合作业。

背景技术

我国现有稻麦联合收获机在收获水稻、小麦后通常都是利用粉碎机将茎杆进行粉碎抛洒到田间进行秸秆还田。由于在田间秸秆不易腐烂，再加上多年长期的秸秆还田和土壤无法得到有效的深耕，我国部分地区表层土壤含有大量的有机腐殖质，使土壤过分疏松和松散，严重破坏了土壤的团粒结构和物理特性，除了影响作物正常生长以外还极易导致作物发生倒伏减产，造成丰产不丰收的情况。由于多方面原因，农户希望将散落在田间的秸秆能够运出田间或在田间焚烧掉，这就造成秸秆焚烧的情况屡禁不止，严重影响空气质量,政府的指令也很难解决。稻麦秸秆是一种易获得的生物质资源，在外国发达国家把秸秆用作新型的替代燃料特别是生物燃料，有的从秸秆所含纤维素中提取酒精燃料，也有的用作粗饲料喂养家畜。对此秸秆捡拾打捆机开始出现，它将脱粒分离后未经粉碎的稻麦秸秆进行压缩打捆,整齐有序的摆放在田间。农民将压缩打捆后的稻麦秸秆卖给发电厂或用于其他用途,即有效减少了田间秸秆对下季作物的影响,也可以为电厂提供燃料,充分缓解能源危机。

国际著名的John Deere、CLAAS等欧美农机跨国公司近年来设计的打捆机大多为轮式牵引式大型打捆机，具有喂入量大、作业效率高、智能化程度高等特点，但这些牵引轮式机型主要用于牧草收获打捆，产生的是大方捆，很难适应中国深泥脚田块和中小型尺寸田块的需求。对此，急需一种能适应我国南方超级稻主产区深泥脚和小田块工作环境的高效能履带式捡拾打捆机，并配有大草箱和草捆自动堆垛系统，提高性能和作业效率。

中国专利201510673973.6公开的一种自走轮式捡拾打捆装置能够对散落在田间的秸秆物料捡拾打捆，并能对高留茬秸秆进行切割回收。中国专利201120247653.1公开的一种稻麦收获秸秆打捆机,设计了一种能将清选筛分离后的粮食糠皮连同秸秆进行压缩打捆的装置，捡拾打捆效果较彻底。中国专利201420216014.2公开了一种稻麦联合收获打捆一体化复式作业机，能同时实现水稻和小麦的籽粒收获和脱粒后秸秆的压缩打捆，避免了打捆机的再次进地。

但是以上专利设计的打捆机中轮式行走系统无法在我国南方水稻主产区深泥脚和小田块工作环境中顺利作业，且均是直接将打好的草捆排放在田间，草捆易湿水受潮，腐烂变质，不利于草捆的储存；此外，其捡拾和留茬切割系统无法实现与行走速度的自动匹配等功能。由于草捆需人工或机械运出，增大农户劳动强度和机器进地次数，不利于打捆的集成化和提高加工处理效率；在现有的捡拾打捆机的捡拾装置中，一般没有设计仿形装置，对地面适应较差，不能根据地面起伏对捡拾高度进行调整，这使得当地面较大起伏时弹齿捡拾器中的弹齿会撞击地面，不仅影响对秸秆的捡拾作业性能甚至会损坏弹齿。另外，由于水稻收获时其秸秆含水率较高，秸秆摩擦力大，易缠草，捡拾打捆机在捡拾输送秸秆时易发生秸秆输送不畅、堵塞故障频发等问题，导致了打捆机在实际工作过程中易发生故障，机器作业性能不稳定，作业效率依赖机手的熟练程度等问题，这严重影响了作业效率的提高。由于各种问题的存在，使得现有的捡拾打捆机难以适应我国深泥脚水稻田中小规模化生产和轮作区抢收抢种等作业要求。

发明内容

针对现有捡拾打捆机等技术中存在的捡拾、切割与机器作业速度无法同步，且对地面适应性差、捡拾不干净，秸秆输送装置与打捆装置喂入口处易堵塞，草捆直接摆放在田间需人工再次搬运，费时费力等问题，本发明设计了一种高效能履带式捡拾打捆机及其草捆自动堆垛系统，能够对散落在田间的稻麦秸秆进行高速捡拾和留茬收获，同时对起伏地面具有一定仿形能力，且能实现捡拾和留茬收获与机器作业速度的自动匹配，还能对打好的草捆进行自动堆垛存放，能够将草捆运输至便于储存草捆的地方，具有作业性能好、作业效率高，集成化程度高、故障少等优点。

本发明是通过以下技术手段实现以上技术目的的：

高效能履带式捡拾打捆机及其草捆自动堆垛系统，其特征在于，主要包括秸秆捡拾留茬收获装置、连续输送预压装置、下喂入式压缩打捆装置、行走装置和控制系统，连续输送预压装置、下喂入式压缩打捆装置、草捆输送排列装置和草捆堆垛装置均安装在行走装置的机架上；秸秆捡拾留茬收获装置装在连续输送预压装置中的排草轮的第三轴上，秸秆捡拾留茬收获装置的后端开口与连续输送预压装置的喂入口相连，连续输送预压装置和下喂入式压缩打捆装置的喂入口通过机罩相连；

所述的秸秆捡拾留茬收获装置由仿形捡拾机构、切割输送机构、第一液压马达、液压升降机构组成，

所述切割输送机构主要包括割台机架、割台输送搅龙、割刀、割台延伸支架，所述割台机架的一端固定在排草轮的第三轴上，割刀安装在割台机架前沿，所述割刀也由第一液压马达驱动作往复切割运动，用于收获田间留茬；割台延伸支架固定在割台机架上并通过轴承与排草机构的轴相连；割台输送搅龙通过轴承安装在割台机架上并可在第一液压马达的驱动下转动；

所述仿形捡拾机构主要包括仿形滑板、仿形轮、仿形机架、弹齿滚筒，所述仿形机架通过第一轴挂接在割台机架上，仿形机架下后方焊有机架支撑，机架支撑在割台机架抬起时能够支撑在割台机架上，支撑仿形捡拾机构的重量；仿形滑板和仿形轮通过轴承安装在仿形机架上、并位于仿形机架的下方，仿形机架的后端通过第一拉簧、第一连接螺栓连接在割台机架上端的下侧，使仿形机架形成以第一轴为支点的杠杆结构，第一拉簧处于拉伸状态，将仿形捡拾机构压向地面，使仿形滑板、仿形轮紧贴地面；第二轴装在仿形机架上，弹齿滚筒安装在第二轴上并可由第一液压马达驱动绕第二轴转动；

所述液压升降机构中的第一液压油缸缸体后端通过第二销与行走装置的机架相连并能绕第二销转动，第一液压油缸的液压杆前端通过第二销与割台机架上的尾部端耳相连并能绕第二销转动；

所述行走装置机架上的测速雷达，所述测速雷达与控制系统连接，

控制系统还与所述第一液压马达连接，根据测速雷达测得的打捆机相对于地面的前进速度，通过调节第一液压马达的输出转速对弹齿滚筒的转速和割刀的切割速度联动调节。

优选地，所述连续输送预压装置由排草机构和纵向放置的负压式螺旋输送机构组成；

所述的排草机构主要包括排草轮、第一弧板、第二弧板，所述排草轮装在第三轴上，第一弧板和第二弧板位于排草轮下方，第一弧板前端与割台机架相连、且第一弧板可随割台机架绕第三轴转动，第二弧板后端连接在螺旋输送罩壳的喂入口处；当割台降至最低点时第一弧板和第二弧板之间存在角度为40°-60°的重叠区域，重叠区域是以第三轴为圆心的同心弧板，第一弧板和第二弧板左右两端均焊接有侧板与第三轴相连；

所述负压式螺旋输送机构主要包括第三弧板、螺旋输送罩壳和位于螺旋输送罩壳内部的喂入搅龙、输送搅龙，螺旋输送罩壳为密封结构、且其后部与下喂入式压缩打捆装置的喂入口相连，第三弧板位于喂入搅龙、螺旋输送罩壳前端的喂入口处、且与第一弧板和喂入搅龙的螺旋线相切、与第二弧板及两侧的侧板紧密相连，仅留有弦高为150mm-300mm的喂入口为开口。

优选地，还包括草捆输送排列装置、草捆堆垛装置，草捆输送排列装置与下喂入式压缩打捆装置的出料口相接；草捆堆垛装置位于下喂入式压缩打捆装置的对侧，草捆输送排列装置位于下喂入式压缩打捆装置的草捆排出侧和草捆堆垛装置之间，完成草捆的输送和计数；

所述草捆输送排列装置包括输送滑道、输送计数系统、液压推草装置，所述输送滑道包括倾斜设置的输送板，输送板较高的一端与下喂入式压缩打捆装置的出草口相连，输送板上均匀分布有多个滚动轴承，输送板的两侧安装有导向杆；输送板、导向杆均安装在机架上；

所述输送计数系统主要包括带有钉齿的长方体拨草辊和计数器，所述长方体拨草辊装在传动轴上、且位于倾斜输送板位置较低的一端，传动轴通过轴承安装在机架上、且通过第一联轴器与第二液压马达相连，第二液压马达装在机架上；所述计数器位于拨草辊上方、且与控制系统相连；

所述液压推草装置主要包括推送装置底板、两个第二液压油缸、连接杆、推送板，推送装置底板上具有槽，所述第二液压油缸位于槽内，第二液压油缸缸体与机架相连、液压杆与连接杆相连，所述连接杆与液压杆垂直，推送板通过螺栓固定在两个连接杆上，第二液压油缸与控制系统相连。

所述草捆堆垛装置位于推送装置底板的尾部；所述控制系统根据计数器记录经过的草捆数、以及推送底板能容纳草捆的数量，控制第二液压油缸的工作，将推送装置底板上方的草捆同时推向草捆堆垛装置，然后自动复位。

优选地，所述的草捆堆垛装置由多个提升板、滑轮系统、步进电机、集草箱组成，集草箱相对的两个侧壁上均有向箱体外部凹陷的凹槽，集草箱顶部的四个角处分别设置固定在顶端机架上的定滑轮；顶端机架上固定有步进电机，所述步进电机与轴与通过第二联轴器相连，轴通过轴承与集草箱的顶端机架相连，转筒连接在轴上； 所述提升板四角上具有突出部，提升板的形状与集草箱的截面形状相同，所述突出部均开有孔；多个提升板之间层叠设置、由软绳相连、且位于集草箱内，相邻的两个提升板之间的间距能够容纳草捆；位于最上层的提升板突出部的孔内系有软绳，软绳向上绕过定滑轮且上端与转筒相连；

所述步进电机与控制系统相连，根据计数器记录经过的草捆数、以及提升板能容纳草捆的数量，控制步进电机调整提升板的数量，以及发出警报提示集草箱已满需要卸草。

优选地，导向杆上固定有空心的下支撑杆，所述上支撑杆的一端插入下支撑杆中，所述下支撑杆上设有侧耳，上支撑杆上设有在其轴向可移动的挡块，所述计数支撑轴固定在上支撑杆上，所述计数支撑轴的端部与侧耳之间连接有第二拉簧，所述计数器装在计数支撑轴上，至少一个滚轮通过轴承安装在计数支撑轴上，所述滚轮位于拨草辊正上方，计数器根据计数支撑轴的抬起动作进行计数。

优选地，所述喂入搅龙、输送搅龙与螺旋输送罩壳之间的间隙为10 mm-40mm。

优选地，输送搅龙的螺距大于喂入搅龙。

优选地，所述第一弧板、第二弧板均为光滑的实心板，且两者之间留有0.5-3mm的间隙。

优选地，所述仿形滑板的宽度为50 mm -80mm，离地间隙为20 mm -40mm，仿形轮直径为250mm-350mm。

优选地，在割刀尾部与割台输送搅龙形成的死角区中安装有具有毛刷的留茬清理辊。

本发明所述的高效能履带式捡拾打捆机及其草捆自动堆垛系统，所述的弹齿滚筒的转速和割刀的切割速度均由第一液压马达通过皮带驱动，是联动调节的；而第一液压马达的输出转速是根据安装在行走装置机架上的测速雷达测得的打捆机相对于地面的前进速度确定的，用以保证不同作业速度下，弹齿的运动轨迹和割刀的切割轨迹均能满足良好的捡拾、切割性能与效率要求。机器田间转移时，第一液压油缸的前端液压杆伸长，整个切割输送机构和第一弧板共同绕第三轴转动，提高离地间隙，增强通过性。

所述的输送计数系统中的计数器记录经过的草捆数，当草捆数为推送底板能容纳草捆的整数倍时，若推送底板能容纳的草捆数为n，则当计数器记录的草捆数为n、2n、3n、4n…时第二液压油缸均拉动推送板将推送装置底板上方的草捆同时推向草捆堆垛装置，然后自动复位。所述的输送计数系统中的计数器记录经过的草捆数，若提升板能容纳的草捆数为n×m，则当计数器记录的草捆数为n×m时，控制步进电机带动转筒转动牵引第二软绳将第一提升板向上提升一个草捆高度。当草捆数为2n×m时，控制步进电机转动牵引第二软绳将第一提升板再次向上提升一个草捆高度，同时第一提升板拉动第一软绳也将第二提升板向上提升一个草捆高度，直到集草箱中堆满草捆,打捆机通过喇叭发出报警声，告诉机手进行卸草。停止第一液压马达和第二液压马达，抬起割台，当卸草完成后，控制步进电机，让提升板在重力作用下，自行降落至集草箱底板，计数器归零重新开始计数。所述的推送底板能容纳的草捆数为n，提升板能容纳的草捆数为n×m，需要依据草捆的几何尺寸和机器的整体尺寸进行计算得到，同时根据机器的整体尺寸，可以增加提升板的数量，满足一次作业能容纳更多草捆的要求。

本发明针对我国水稻（小麦）主产区规模化生产对于自走式高速捡拾打捆机的需求，设计了一种高效能履带式捡拾打捆机及其草捆自动堆垛系统。对深泥脚或小田块稻（麦）田中散落的作物秸秆进行捡拾、高留茬切割、预压、压缩、打捆、自动堆垛作业，解决了以下问题：

（1）草捆直接排放在田间，易湿水受潮腐烂变质，需人工二次捡拾、搬运，费时费力的问题；

（2）捡拾装置对地面适应性较差，弹齿易损坏，且捡拾装置和切割装置无法实现与作业速度的自动匹配，影响捡拾和留茬切割性能；

（3）输送装置与打捆装置喂入口处堵塞故障频发，生产效率不高等问题。本发明非常适应我国深泥脚稻田和稻油（麦）轮作区秸秆高效能捡拾收获要求，将显著提高秸秆的捡拾打捆性能和作业效率，具有较高的自动化水平和广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明所述高效能履带式捡拾打捆机及其草捆自动堆垛系统主视图。

图2是行走装置主视图。

图3是秸秆捡拾留茬收获装置主视图。

图4是连续输送预压装置主视图和A方向的视图。

图5是排草轮的俯视图和左视图。

图6是草捆输送排列装置俯视图，其中，箭头表示草捆输送方向。

图7是草捆输送排列装置主视图。

图8是草捆输送排列装置左视图，其中，箭头表示草捆输送方向。

图9是液压推草装置主视图。

图10是草捆堆垛装置主视图。

图11是草捆堆垛装置俯视图。

图12是草捆堆垛装置局部视图。

图13是测速雷达控制流程图。

图14是草捆计数堆垛控制系统流程图。

图15是计数器控制流程图。

图16是高效能履带式捡拾打捆机及其草捆自动堆垛系统工作流程图。

图中：

1-秸秆捡拾留茬收获装置，2-连续输送预压装置，3-下喂入式压缩打捆装置，4-草捆输送排列装置，5-草捆堆垛装置，6-行走装置，7-草捆；103-第一液压马达，101-1-仿形滑板，101-2-仿形轮，101-3-仿形机架，101-4-第一轴，101-5-第一拉簧，101-6-第一连接螺栓，101-7-机架支撑，101-8-弹齿滚筒，101-9-第二轴；102-1-割台机架，102-2-割台输送搅龙，102-3-割刀，102-4-留茬清理辊，102-5-割台延伸支架，102-6-尾部端耳；201-1-排草轮，201-2-第一弧板，201-3-第二弧板，201-4-第三轴；202-1-喂入搅龙，202-2-输送搅龙，202-3-螺旋输送罩壳，202-4-第三弧板；402-输送计数系统，401-1-输送板，401-2-滚动轴承，401-3导向杆；402-1-长方体拨草辊，402-2-第一联轴器，402-3-第二液压马达，402-4-传动轴，402-5-滚轮，402-6-计数支撑轴，402-7-计数器，402-8-上支撑杆，402-9-挡块，402-10-下支撑杆，402-11-第二拉簧，402-12-侧耳；403-1-第二液压油缸，403-2-连接杆，403-3-推送板，403-4-螺栓，403-5-槽，403-6-推送底板；503-步进电机，504-集草箱；501-1-孔，501-2-第一提升板，501-3-第二提升板；502-1-第一软绳，502-2-第二软绳，502-3-定滑轮；503-1-转筒，503-2-轴，503-3-第二联轴器，503-4-机座；504-集草箱，504-1-凹槽。601-机架，602-测速雷达，603-行走底盘。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

图1所示为本发明所述的高效能履带式捡拾打捆机及其草捆自动堆垛系统的一个具体实施例，包括秸秆捡拾留茬收获装置1、连续输送预压装置2、下喂入式压缩打捆装置3、草捆输送排列装置4、草捆堆垛装置5、行走装置6和控制系统。行走装置6主要由机架601和行走底盘603组成，连续输送预压装置2、下喂入式压缩打捆装置3、草捆输送排列装置4和草捆堆垛装置5均安装在行走装置6的机架601上。秸秆捡拾留茬收获装置1位于整个机器的最前部，后部通过机架与连续输送预压装置2中的排草轮201-1的第三轴201-4相连，秸秆捡拾留茬收获装置1的后端开口与连续输送预压装置2的喂入口相连，连续输送预压装置2的出草口与下喂入式压缩打捆装置3的喂入口通过密封的机罩相连，下喂入式压缩打捆装置3的出料口与草捆输送排列装置4的滑道相接，在草捆输送排列装置4的右前侧为草捆堆垛装置5。

如图2所示，在机架601的下面安装有朝向地面的测速雷达602，能实时测量打捆机的前进速度，测速雷达602与控制系统相连，将机器的前进速度反映给控制系统，控制系统通过控制液压马达输出的转速确定弹齿滚筒的转速和割刀的往复速度，以顺利实现秸秆的捡拾和留茬的切割。

如图3所示，秸秆捡拾留茬收获装置1由仿形捡拾机构、切割输送机构、第一液压马达103、液压升降机构组成。其中仿形捡拾机构101由仿形滑板101-1、仿形轮101-2、仿形机架101-3、第一轴101-4、第一拉簧101-5、第一连接螺栓101-6、机架支撑101-7、弹齿滚筒101-8、第二轴101-9组成。仿形机架101-3的后部通过第一轴101-4挂接在割台机架102-1上，使仿形捡拾机构101与地面接触。仿形机架101-3下后方焊有机架支撑101-7，该支撑在割台机架102-1抬起时可支撑在割台机架102-1上，支撑仿形捡拾机构的重量。仿形滑板101-1和仿形轮101-2通过轴承安装在仿形机架101-3上、并位于仿形机架的101-3下方，仿形机架101-3的后端通过第一拉簧101-5、第一连接螺栓101-6连接在割台机架102-1上端的下侧，使仿形机架101-3形成以第一轴101-4为支点的杠杆结构，第一拉簧101-5处于拉伸状态，将仿形捡拾机构101压向地面，使仿形滑板101-1、仿形轮101-2紧贴地面。仿形滑板101-1中滑板的宽度为50~80mm，离地间隙为20~40mm。仿形轮101-2直径为250mm左右。第二轴101-9装在仿形机架101-3前端偏上位置。弹齿滚筒101-8安装在第二轴101-9上并可由第一液压马达103驱动绕第二轴101-9转动；弹齿滚筒101-8与地面的间隙由仿形机构确定。

所述切割输送机构102由割台机架102-1、割台输送搅龙102-2、割刀102-3、留茬清理辊102-4组成。所述割台机架102-1的一端固定在排草轮201-1的第三轴201-4上，割刀102-3安装在割台机架102-1前沿，所述割刀102-3也由第一液压马达103驱动作往复切割运动，用于收获田间留茬；第一液压马达通过螺栓固定在割台机架102-1的上方。割台延伸支架102-5固定在割台机架102-1上并通过轴承与排草机构201的轴相连，使整个割台可以绕轴转动。割台输送搅龙102-2通过轴承安装在割台机架102-1上并可在第一液压马达103的驱动下转动，用于收集弹齿滚筒101-8捡拾起来的作物秸秆。在割刀102-3尾部与割台输送搅龙102-2形成的死角区中安装有具有毛刷的留茬清理辊102-4，留茬清理辊在第一液压马达103的驱动下可绕自身转动，用于清理割刀102-3切割留茬后的短秸秆。控制系统还与所述第一液压马达103连接。如图13所示，所述控制系统根据测速雷达602测得的打捆机相对于地面的前进速度，通过调节第一液压马达103的输出转速对弹齿滚筒101-8的转速和割刀102-3的切割速度联动调节。

所述的液压升降机构中的第一液压油缸104-2缸体后端通过第二销104-1与行走装置6的机架601相连并能绕第二销104-1转动，液压杆前端通过第三销104-3与割台机架102-1上的尾部端耳102-6相连并能绕第三销104-3转动。

当高速捡拾收获打捆机工作时，前部割台在第一液压油缸104-2的支持下放落到地面，仿形轮101-2在第一拉簧101-5作用下压在地面上。弹齿滚筒101-8在第一液压马达103带动下转动，将散落在田间的作物秸秆捡拾进入秸秆捡拾留茬收获装置1，同时残留在田间的高留茬被割台上的割刀切断也进入割台，并在留茬清理辊102-4的作用下与作物秸秆一起经割台输送搅龙102-2向后输送。

所述的弹齿滚筒101-8的转速和割刀102-3的切割速度均由第一液压马达103通过皮带驱动，是联动调节的；而第一液压马达103的输出转速是根据安装在行走装置6机架601上的测速雷达602测得的打捆机相对于地面的前进速度确定的，用以保证不同作业速度下，弹齿的运动轨迹和割刀的切割轨迹均能满足良好的捡拾、切割性能与效率要求。当高速捡拾收获打捆机在田间转移时，第一液压油缸104-2的液压杆伸长，整个切割输送机构102和秸秆捡拾留茬收获装置1共同绕第三轴201-4转动，提高离地间隙，增强通过性。

如图4、图5所示，连续输送预压装置2由排草机构和纵向放置的负压式螺旋输送机构202组成。所述的排草机构主要包括排草轮201-1、第一弧板201-2、第二弧板201-3，第一弧板201-2、第二弧板201-3均为光滑的实心板。所述排草轮201-1装在第三轴201-4上，第一弧板201-2和第二弧板201-3位于排草轮201-1下方，第一弧板201-2前端与割台机架102-1相连、且第一弧板201-2可随割台机架102-1绕第三轴201-4转动，第二弧板201-3后端连接在螺旋输送罩壳202-3的喂入口处。第一弧板201-2和第二弧板201-3之间留有0.5-3mm的间隙。

当割台降至最低点时第一弧板201-2和第二弧板201-3之间存在角度为40°-60°的重叠区域，重叠区域是以第三轴201-4为圆心的同心弧板，第一弧板201-2和第二弧板201-3左右两端均焊接有侧板与第三轴201-4相连。机器田间转移时，第一液压油缸104-2的前端液压杆伸长，整个切割输送机构102和第一弧板201-2共同绕第三轴201-4转动，提高离地间隙，增强通过性。

负压式螺旋输送机构主要包括第三弧板202-4、螺旋输送罩壳202-3和位于螺旋输送罩壳202-3内部的喂入搅龙202-1、输送搅龙202-2。螺旋输送罩壳202-3为密封结构、且其后部与下喂入式压缩打捆装置3的喂入口相连，第三弧板202-4位于喂入搅龙202-1、螺旋输送罩壳202-3前端的喂入口处、且与第一弧板201-2和喂入搅龙202-1的螺旋线相切、与第二弧板201-3及两侧的侧板紧密相连，仅留有弦高为150mm-300mm的喂入口为开口。喂入搅龙202-1、输送搅龙202-2与螺旋输送罩壳202-3之间的间隙为10 mm-40mm，螺旋输送搅龙的高速旋转能形成较强的轴向输送气流，提高了秸秆从前向后的移动效果。输送搅龙202-2的螺距大于喂入搅龙202-1，保证螺旋输送搅龙的输送能力从前向后逐渐增大。在连续输送预压装置中，使用排草频率较高的排草轮，割台输送过来秸秆能够迅速的将往后输送避免了在割台出草口处堵草，秸秆在具有较大输送量和喂入量的喂入搅龙的作用下向后输送，进入输送搅龙，由于输送搅龙的后部螺距不断变大秸秆被输送的速度也不断变大，同时由于罩壳是封闭的空气被搅龙作用形成负压区，空气从罩壳喂入口吸入，前端的排草机构的碎草、灰尘等被吸入螺旋输送机构保持了驾驶员工作环境的干净整洁。另外，向后输送的作物秸秆堆积在下喂入式压缩打捆装置的喂入拨叉前端，又由于采用螺旋式输送机构秸秆不断地从前往后输送，而下喂入式压缩打捆装置采用拨叉间断喂入，秸秆在拨叉前端进行堆积压缩。

如图6、图7、图8、图9所示，草捆输送排列装置4与下喂入式压缩打捆装置3的出料口相接；草捆堆垛装置5位于下喂入式压缩打捆装置3的对侧，草捆输送排列装置4位于下喂入式压缩打捆装置3的草捆排出侧和草捆堆垛装置5之间，完成草捆的输送和计数。

草捆输送排列装置4由输送滑道、输送计数系统402、液压推草装置403组成。所述输送滑道包括倾斜设置的输送板401-1，输送板401-1 较高的一端与下喂入式压缩打捆装置3的出草口相连，所述的输送滑道401紧接在下喂入式压缩打捆装置3的出草口处，脱离出草口的草捆在重力作用下直接掉落在输送滑道401中的倾斜输送板401-1上，输送板401-1上均匀分布有多个滚动轴承401-2，减小草捆的滑动阻力；输送板401-1的两侧安装有导向杆401-3；保证草捆不偏离输送滑道401进入输送计数系统402；输送板401-1、导向杆401-3均安装在机架601上。

所述的输送计数系统402主要包括带有钉齿的长方体拨草辊402-1和计数器402-7，所述长方体拨草辊402-1装在传动轴402-4上、且位于倾斜输送板401-1位置较低的一端，传动轴402-4通过轴承安装在机架601上、且通过第一联轴器402-2与第二液压马达402-3相连，第二液压马达402-3装在机架601上；在拨草辊402-1两侧的导向杆401-3上固定有空心的下支撑杆402-10，所述上支撑杆402-8的一端插入下支撑杆402-10中，所述下支撑杆402-10上设有侧耳402-12，上支撑杆402-8上设有在其轴向可移动的挡块402-9，所述计数支撑轴402-6固定在上支撑杆402-8上，所述计数支撑轴402-6的端部与侧耳402-12之间连接有第二拉簧402-11，使上支撑杆402-8下部紧压在下支撑杆402-10腔内并可在下支撑杆402-10腔内滑动。所述计数器装在计数支撑轴402-6上，所述计数器位于拨草辊上方、且与控制系统相连。至少一个滚轮402-5通过轴承安装在计数支撑轴402-6上，所述滚轮402-5位于拨草辊402-1正上方，计数器402-7根据计数支撑轴402-6的抬起动作进行计数，保证计数准确防止误计。上支撑杆402-8通过固定在其上的挡块402-9部分的插入到下支撑杆402-10中，插入的深度可由挡块402-9的位置来调节以满足不同尺寸草捆高度的要求。

从出草口掉落在输送滑道401上的草捆，在自身重力的作用下向输送滑道401低的一端滑动，当草捆与拨草辊402-1接触时，草捆被拨草辊抓取并上抬输送至推送板前面，同时草捆将滚轮402-5顶起带动计数器计数402-7。下一个草捆当被拨草辊抓取并上抬输送时，将上一个位于推送板前面的草捆向后推进一个草捆位置，以此类推。

输送计数系统402中的计数器402-7记录经过的草捆数，当草捆数为推送底板403-6能容纳草捆的整数倍时，若推送底板403-6能容纳的草捆数为n，则当计数器402-7记录的草捆数为n、2n、3n、4n…时第二液压油缸402-1均拉动推送板402-3将推送装置底板403-6上方的草捆同时推向草捆堆垛装置5，然后自动复位，如图14、图15、图16所示。

如图10、图11、图12所示，草捆堆垛装置5由提升板、滑轮系统、步进电机503、集草箱504组成。所述的提升板的四角上均有突出板且均开有孔501-1，集草箱504内的两侧壁上均有凹槽504-1使提升板501的突出板可以沿凹槽504-1升降。第一提升板501-2和第二提升板501-3之间通过分别系在两个板孔501-1上的第一软绳502-1相连，其中第一软绳502-1的长度为一个草捆高度，第一提升板501-2的孔系有第二软绳502-2，第二软绳502-2向上绕过定滑轮502-3且上端与转筒503-1相连，位于集草箱504顶部四角上的定滑轮502-3分别安装在集草箱504的顶端机架上，转筒503-1连接在轴503-2上，轴503-2通过轴承与集草箱504的顶端机架相连，并通过第二联轴器503-3与步进电机503相连，步进电机503通过机座503-4安装在集草箱504的顶端机架上。

如图15所示，输送计数系统402中的计数器402-7记录经过的草捆数，若提升板501能容纳的草捆数为n×m，则当计数器402-7记录的草捆数为n×m时，控制步进电机503带动转筒503-1转动牵引第二软绳502-2将第一提升板501-2向上提升一个草捆高度。当草捆数为2n×m时，控制步进电机503转动牵引第二软绳502-2将第一提升板501-2再次向上提升一个草捆高度，同时第一提升板501-2拉动第一软绳502-1也将第二提升板501-3向上提升一个草捆高度，直到集草箱504中堆满草捆，打捆机通过喇叭发出报警声，告诉机手进行卸草。停止第一液压马达103和第二液压马达402-3，抬起割台，当卸草完成后，控制步进电机503，让提升板501在重力作用下，自行降落至集草箱504底板，计数器归零重新开始计数。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有草捆自动堆垛系统的高效能履带式捡拾打捆机，其特征在于，主要包括秸秆捡拾留茬收获装置（1）、连续输送预压装置（2）、下喂入式压缩打捆装置（3）、行走装置（6）和控制系统，

连续输送预压装置（2）、下喂入式压缩打捆装置（3）、草捆输送排列装置（4）和草捆堆垛装置（5）均安装在行走装置（6）的机架(601)上；秸秆捡拾留茬收获装置（1）装在连续输送预压装置（2）中的排草轮（201-1）的第三轴（201-4）上，秸秆捡拾留茬收获装置（1）的后端开口与连续输送预压装置（2）的喂入口相连，连续输送预压装置（2）和下喂入式压缩打捆装置（3）的喂入口通过机罩相连；

所述的秸秆捡拾留茬收获装置（1）由仿形捡拾机构、切割输送机构、第一液压马达（103）、液压升降机构组成，所述切割输送机构主要包括割台机架（102-1）、割台输送搅龙（102-2）、割刀（102-3）、割台延伸支架（102-5），所述割台机架（102-1）的一端固定在排草轮（201-1）的第三轴（201-4）上，割刀（102-3）安装在割台机架（102-1）前沿，所述割刀（102-3）也由第一液压马达（103）驱动作往复切割运动，用于收获田间留茬；割台延伸支架（102-5）固定在割台机架（102-1）上并通过轴承与排草机构的轴相连；割台输送搅龙（102-2）通过轴承安装在割台机架（102-1）上并可在第一液压马达（103）的驱动下转动；

所述仿形捡拾机构主要包括仿形滑板（101-1）、仿形轮（101-2）、仿形机架（101-3）、弹齿滚筒（101-8），所述仿形机架（101-3）通过第一轴（101-4）挂接在割台机架（102-1）上，仿形机架（101-3）下后方焊有机架支撑（101-7），机架支撑（101-7）在割台机架（102-1）抬起时能够支撑在割台机架（102-1）上，支撑仿形捡拾机构的重量；仿形滑板（101-1）和仿形轮（101-2）通过轴承安装在仿形机架（101-3）上、并位于仿形机架（101-3）的下方，仿形机架（101-3）的后端通过第一拉簧（101-5）、第一连接螺栓（101-6）连接在割台机架（102-1）上端的下侧，使仿形机架（101-3）形成以第一轴（101-4）为支点的杠杆结构，第一拉簧（101-5）处于拉伸状态，将仿形捡拾机构压向地面，使仿形滑板（101-1）、仿形轮（101-2）紧贴地面；第二轴（101-9）装在仿形机架（101-3）上，弹齿滚筒（101-8）安装在第二轴（101-9）上并可由第一液压马达（103）驱动绕第二轴（101-9）转动；

所述液压升降机构中的第一液压油缸（104-2）缸体后端通过第二销（104-1）与行走装置（6）的机架(601)相连并能绕第二销（104-1）转动，第一液压油缸（104-2）的液压杆前端通过第三销（104-3）与割台机架（102-1）上的尾部端耳（102-6）相连并能绕第三销（104-3）转动；

所述行走装置（6）机架(601)上的测速雷达（602），所述测速雷达（602）与控制系统连接，

控制系统还与所述第一液压马达（103）连接，根据测速雷达（602）测得的打捆机相对于地面的前进速度，通过调节第一液压马达（103）的输出转速对弹齿滚筒（101-8）的转速和割刀（102-3）的切割速度联动调节。

2.根据权利要求1所述的具有草捆自动堆垛系统的高效能履带式捡拾打捆机，其特征在于，所述连续输送预压装置（2）由排草机构和纵向放置的负压式螺旋输送机构组成；

所述的排草机构主要包括排草轮（201-1）、第一弧板（201-2）、第二弧板（201-3），所述排草轮（201-1）装在第三轴（201-4）上，第一弧板（201-2）和第二弧板（201-3）位于排草轮（201-1）下方，第一弧板（201-2）前端与割台机架（102-1）相连、且第一弧板（201-2）可随割台机架（102-1）绕第三轴（201-4）转动，第二弧板（201-3）后端连接在螺旋输送罩壳（202-3）的喂入口处；当割台降至最低点时第一弧板（201-2）和第二弧板（201-3）之间存在角度为40°-60°的重叠区域，重叠区域是以第三轴（201-4）为圆心的同心弧板，第一弧板（201-2）和第二弧板（201-3）左右两端均焊接有侧板与第三轴（201-4）相连；

所述负压式螺旋输送机构主要包括第三弧板（202-4）、螺旋输送罩壳（202-3）和位于螺旋输送罩壳（202-3）内部的喂入搅龙（202-1）、输送搅龙（202-2），螺旋输送罩壳（202-3）为密封结构、且其后部与下喂入式压缩打捆装置（3）的喂入口相连，第三弧板（202-4）位于喂入搅龙（202-1）、螺旋输送罩壳（202-3）前端的喂入口处、且与第一弧板（201-2）和喂入搅龙（202-1）的螺旋线相切、与第二弧板（201-3）及两侧的侧板紧密相连，仅留有弦高为150mm-300mm的喂入口为开口。

3.根据权利要求1所述的具有草捆自动堆垛系统的高效能履带式捡拾打捆机，其特征在于，还包括草捆输送排列装置（4）和草捆堆垛装置（5），草捆输送排列装置（4）与下喂入式压缩打捆装置（3）的出料口相接；草捆堆垛装置（5）位于下喂入式压缩打捆装置（3）的对侧，草捆输送排列装置（4）位于下喂入式压缩打捆装置（3）的草捆排出侧和草捆堆垛装置（5）之间，完成草捆的输送和计数；

所述草捆输送排列装置（4）包括输送滑道、输送计数系统（402）、液压推草装置，所述输送滑道包括倾斜设置的输送板(401-1)，输送板(401-1) 较高的一端与下喂入式压缩打捆装置（3）的出草口相连，输送板(401-1)上均匀分布有多个滚动轴承(401-2)，输送板(401-1)的两侧安装有导向杆(401-3)；输送板(401-1)、导向杆(401-3)均安装在机架（601）上；

所述输送计数系统（402）主要包括带有钉齿的长方体拨草辊（402-1）和计数器（402-7），所述长方体拨草辊（402-1）装在传动轴（402-4）上、且位于倾斜输送板(401-1)位置较低的一端，传动轴（402-4）通过轴承安装在机架（601）上、且通过第一联轴器（402-2）与第二液压马达（402-3）相连，第二液压马达（402-3）装在机架（601）上；所述计数器位于长方体拨草辊（402-1）上方、且与控制系统相连；

所述液压推草装置主要包括推送装置底板（403-6）、两个第二液压油缸（403-1）、连接杆（403-2）、推送板（403-3），推送装置底板（403-6）上具有槽（403-5），所述第二液压油缸（403-1）位于槽（403-5）内，第二液压油缸（403-1）缸体与机架（601）相连、液压杆与连接杆（403-2）相连，所述连接杆（403-2）与液压杆垂直，推送板（403-3）通过螺栓（403-4）固定在两个连接杆（403-2）上，第二液压油缸与控制系统相连；

所述草捆堆垛装置（5）位于推送装置底板（403-6）的尾部；所述控制系统根据计数器记录经过的草捆数、以及推送装置底板（403-6）能容纳草捆的数量，控制第二液压油缸（403-1）的工作，将推送装置底板（403-6）上方的草捆同时推向草捆堆垛装置（5），然后自动复位。

4.根据权利要求3所述的具有草捆自动堆垛系统的高效能履带式捡拾打捆机，其特征在于，所述的草捆堆垛装置（5）由多个提升板、滑轮系统、步进电机（503）、集草箱（504）组成，集草箱（504）相对的两个侧壁上均有向箱体外部凹陷的凹槽（504-1），集草箱（504）顶部的四个角处分别设置固定在顶端机架上的定滑轮（502-3）；顶端机架上固定有步进电机（503），所述步进电机（503）与轴（503-2）通过第二联轴器（503-3）相连，轴（503-2）通过轴承与集草箱（504）的顶端机架相连，转筒（503-1）连接在轴（503-2）上；所述提升板四角上具有突出部，提升板的形状与集草箱（504）的截面形状相同，所述突出部均开有孔（501-1）；多个提升板之间层叠设置、由软绳相连、且位于集草箱（504）内，相邻的两个提升板之间的间距能够容纳草捆；位于最上层的提升板突出部的孔内系有软绳，软绳向上绕过定滑轮（502-3）且上端与转筒（503-1）相连；

所述步进电机（503）与控制系统相连，根据计数器记录经过的草捆数、以及提升板能容纳草捆的数量，控制步进电机（503）调整提升板的数量，以及发出警报提示集草箱（504）已满需要卸草。

5.根据权利要求3或4所述的具有草捆自动堆垛系统的高效能履带式捡拾打捆机，其特征在于，导向杆(401-3)上固定有空心的下支撑杆（402-10），上支撑杆（402-8）的一端插入下支撑杆（402-10）中，所述下支撑杆（402-10）上设有侧耳（402-12），上支撑杆（402-8）上设有在其轴向可移动的挡块（402-9），计数支撑轴（402-6）固定在上支撑杆（402-8）上，所述计数支撑轴（402-6）的端部与侧耳（402-12）之间连接有第二拉簧（402-11），所述计数器装在计数支撑轴（402-6）上，至少一个滚轮（402-5）通过轴承安装在计数支撑轴（402-6）上，所述滚轮（402-5）位于长方体拨草辊（402-1）正上方，计数器（402-7）根据计数支撑轴（402-6）的抬起动作进行计数。

6.根据权利要求2所述的具有草捆自动堆垛系统的高效能履带式捡拾打捆机，其特征在于，所述喂入搅龙（202-1）、输送搅龙（202-2）与螺旋输送罩壳（202-3）之间的间隙为10mm-40mm。

7.根据权利要求2所述的具有草捆自动堆垛系统的高效能履带式捡拾打捆机，其特征在于，输送搅龙（202-2）的螺距大于喂入搅龙（202-1）的螺距。

8.根据权利要求2所述的具有草捆自动堆垛系统的高效能履带式捡拾打捆机，其特征在于，所述第一弧板（201-2）、第二弧板（201-3）均为光滑的实心板，且两者之间留有0.5-3mm的间隙。

9.根据权利要求1所述的具有草捆自动堆垛系统的高效能履带式捡拾打捆机，其特征在于，所述仿形滑板（101-1）的宽度为50 mm -80mm，离地间隙为20 mm -40mm，仿形轮（101-2）直径为250mm-350mm。

10.根据权利要求1所述的具有草捆自动堆垛系统的高效能履带式捡拾打捆机，其特征在于，在割刀（102-3）尾部与割台输送搅龙（102-2）形成的死角区中安装有具有毛刷的留茬清理辊（102-4），留茬清理辊（102-4）由第一液压马达（103）驱动。