CN107172968B - 一种用于收割包菜的农机设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于收割包菜的农机设备，包括收割机构、输送机构、去皮机构和传动机构；本发明通过驱动电机带动输送皮带运动并经由传动系统驱动刀具，在包菜收割过程中，刀具持续工作并根据包菜大小调整两刀具间相对距离，将包菜收割进刀具中并推入皮带上；在输送过程中，由切刀切除包菜根部，切割高度可由切刀螺钉调节；经输送机构输送的包菜由滚轴引导向下滑动并与去皮滚轮接触，通过去皮滚轮将包菜外皮去除，去皮过程结束后落入收集箱内；本发明结构简单、制造加工容易、操作使用方便、工作效率高且能保证被收割包菜品质，通过收割机构、输送机构和去皮机构的配合，满足国内大多数地区的包菜收割要求，并实现包菜的自动化收获过程。
Description
技术领域
本发明属于农业机械领域，具体涉及一种用于收割包菜的农机设备。
背景技术
我国是世界上蔬菜产量最大的国家，但由于快速发展的蔬菜产业，人们对蔬菜的机械化生产越来越重视。近年来，设施蔬菜生产己经遍布全国各地，蔬菜育苗移栽取得重大突破，灌溉和植保技术突飞猛进，然而，相应的收获机械发展依旧缓慢。叶菜在蔬菜中占有很大的比例。由于叶菜的种植、收获等环节用工量大，人工生产效率低下，人力成本高成为影响叶菜生产效益和产业发展的直接障碍。研究开发叶菜生产机械对提高叶菜种植的劳动效率，降低生产成本、减轻劳动强度具有十分重要的意义。
目前，包菜自动收割技术由丹麦ASA-LIFT研制，国内未见相关专利技术，因此，使用成本较为昂贵，且刀具对包菜伤害较大，未实现收割、切根、去皮的全自动化收割过程。为此，设计了一种用于收割包菜的农机设备，使其满足国内大多数地区的包菜收割要求，并实现包菜的自动化收获过程。
发明内容
本发明的目的是为了实现包菜的自动化收获过程，而提供的一种用于收割包菜的农机设备。本设备工作时，驱动电机持续工作带动输送皮带运动并给传动系统提供输出动力，驱动刀具。在包菜收割过程中，刀具持续工作并根据包菜大小调整两刀具间相对距离，将包菜收割进刀具中并推入皮带上。皮带由驱动电机驱动，由滚轴支撑并改变传动方向，将包菜输送到去皮机构。在输送过程中，由切刀切除包菜根部，切割高度可由切刀螺钉调节。经输送机构输送的包菜由滚轴引导向下滑动并与去皮滚轮接触。去皮滚轮经由外部提供的动力持续旋转，将包菜外皮去除。由于去皮滚轮为斜向放置，包菜在去皮过程中统一向一侧去皮架滑动，去皮过程结束后落入收集箱内。本发明结构简单、制造加工容易、操作使用方便、工作效率高且能保证被收割包菜品质。
本发明的技术方案是：一种用于收割包菜的农机设备，包括收割机构、输送机构、去皮机构和传动机构；
所述收割机构包括刀具a和刀具b、刀具摆杆a和刀具摆杆b、刀具摆杆座a和刀具摆杆座b；所述刀具a与刀具摆杆a的一端转动副连接；刀具b与刀具摆杆b的一端转动副连接；所述刀具摆杆a与刀具摆杆座a的上端转动副连接，且通过弹力装置a对刀具摆杆a的转动角度进行限位，所述刀具摆杆座a的下端安装于支撑架a上；刀具摆杆b与刀具摆杆座b的上端转动副连接，且通过弹力装置b对刀具摆杆b的转动角度进行限位，刀具摆杆座b的下端安装于支撑架b上；
所述输送机构包括皮带、若干第一滚轴和切刀；所述皮带安装于第一滚轴上，皮带上开有若干通孔；所述第一滚轴可转动的安装于支撑架a和支撑架b之间，所述切刀的两端分别可拆卸的安装于支撑架a和支撑架b上，且位于皮带的下方；
所述去皮机构包括若干第二滚轴、去皮架a、去皮架b和去皮滚轮；所述第二滚轴可转动的分别安装于去皮架a和去皮架b之间，所述去皮架a的一端安装于支撑架a上，去皮架b的一端安装于支撑架b上，所述去皮滚轮的两端分别与去皮架a和去皮架b的另一端转动副连接；
所述传动机构包括驱动电机、驱动齿轮、传动齿轮轴、传动轴套、链条c、摆杆齿轮a、摆杆齿轮b、链条a、链条b、刀具齿轮a和刀具齿轮b；所述驱动电机安装于支撑架a和支撑架b之间，所述驱动齿轮与传动齿轮轴下端齿轮相啮合，所述传动轴套的一侧固定安装于刀具摆杆座a上，另一侧与传动齿轮轴转动副连接；所述链条c分别与传动齿轮轴上端齿轮、摆杆齿轮a和摆杆齿轮b相啮合，所述摆杆齿轮a安装于刀具摆杆座a的一端，所述摆杆齿轮b安装于刀具摆杆座b的一端，所述链条a分别与摆杆齿轮a和刀具齿轮a相啮合；所述链条b分别与摆杆齿轮b和刀具齿轮b相啮合，所述刀具齿轮a安装于刀具摆杆a上并与刀具a固定相连；刀具齿轮b安装于刀具摆杆b上并与刀具b固定相连。
上述方案中，所述切刀的两端分别通过切刀螺钉a和切刀螺钉b安装于支撑架a和支撑架b上。
上述方案中，所述去皮架a短于去皮架b，去皮滚轮为斜向放置。
上述方案中，所述弹力装置a为刀具弹簧a；所述刀具弹簧a的一端与刀具摆杆座a的上端固定连接，另一端与刀具摆杆a的一端固定连接；
所述弹力装置b为刀具弹簧b，所述刀具弹簧b一端与刀具摆杆座b的上端固定连接，另一端与刀具摆杆b的一端固定连接相连。
上述方案中，所述切刀位于皮带下方的距离为0～5cm。
上述方案中，所述通孔的直径范围为12～15cm。
上述方案中，所述刀具a和刀具b均包括杆和刀片，刀片的背面固定在杆上，杆的上方凸出轴穿过刀具摆杆与刀具齿轮固定相连。所述刀片的正面为椭球形，模仿人手的动作进行包菜收割。
上述方案中，所述刀具a和刀具b均包括3个刀片，刀片均匀分布在杆上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明结构简单、制造加工容易、操作使用方便、工作效率高且能保证被收割包菜品质。
2、本发明使用电力作为动力，环保、节能、无污染，特别适合大棚等密闭空间的收获作业。
3、本发明中刀具的形状及工作过程模仿人手收获包菜时的动作设计，能较好的保证被收割包菜品质。
4、本发明根据包菜大小及切割要求的不同对收割刀具和切割机构进行调节，使得该设备更好地满足实际作业需求并具有更高的通用性。
5、本发明工作时通过收割机构、输送机构和去皮机构的配合，较好地解决了包菜的输送和收集问题。
6、本发明通过使收获包菜时收割过程、切根过程、去皮过程一体化，较好的实现了包菜的自动化收获过程。
附图说明
图1为本发明一实施方式的三维模型轴测图；
图2为本发明一实施方式的隐藏皮带后三维模型轴测图；
图3为本发明本发明一实施方式的工作流程图。
图1中，1、刀具齿轮a；2、刀具a；3、链条a；4、刀具摆杆a；5、传动齿轮轴；6、传动轴套；7、刀具摆杆座a；8、支撑架a；9、皮带；10、支撑架b；11、摆杆齿轮a；12、刀具弹簧a；13、链条c；14、刀具摆杆座b；15、摆杆齿轮b；16、刀具弹簧b；17、刀具摆杆b；18、链条b；19、刀具齿轮b；20、刀具b；21、第一滚轴a；22、第一滚轴b；23、驱动电机；24、驱动齿轮；25、第一滚轴c；26、第二滚轴f；27、第二滚轴g；28、第二滚轴h；29、去皮架a；30、去皮架b；31、去皮滚轮；32、第一滚轴d；33、切刀螺钉a；34、切刀；35、切刀螺钉b；36、第一滚轴e；37、通孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1和图2所示的为本发明所述用于收割包菜的农机设备的一种实施方式，所述用于收割包菜的农机设备包括收割机构、输送机构、去皮机构和传动机构，所述用于收割包菜的农机设备与行走机构相连接进行包菜收割作业。
所述收割机构包括刀具a2和刀具b20、刀具摆杆a4和刀具摆杆b17、刀具弹簧a12和刀具弹簧b16、刀具摆杆座a7和刀具摆杆座b14。所述刀具a2安装于刀具摆杆a4的一端，可相对于刀具摆杆a4作旋转运动；刀具b20安装于刀具摆杆b17的一端，可相对于刀具摆杆b17作旋转运动，用于工作时收割包菜。所述刀具摆杆a4安装于刀具摆杆座a7的上端，可相对于刀具摆杆座a7作横摆运动、且通过弹力装置a对刀具摆杆a4的转动角度进行限位；刀具摆杆b17安装于刀具摆杆座b14的上端，可相对于刀具摆杆座b14作横摆运动、且通过弹力装置b对刀具摆杆b17的转动角度进行限位。所述弹力装置a和弹力装置b用于调节摆臂相对夹角和两刀具间相对距离。所述刀具摆杆座a7的下端安装于支撑架a8上，刀具摆杆座b14的下端安装于支撑架b10上，用于支撑刀具摆杆。优选的，所述弹力装置a为刀具弹簧a12，所述刀具弹簧a12的一端与刀具摆杆座a7的上端固定连接，另一端与刀具摆杆a4的一端固定连接，刀具弹簧b16一端与刀具摆杆座b14的上端固定连接，另一端与刀具摆杆b17的一端固定连接相连；刀具弹簧a12和刀具弹簧b16用于限制刀具摆杆的相对夹角和两刀具间相对距离并使之回位。所述刀具a2和刀具b20均包括杆和刀片，刀片的背面固定在杆上，所述刀片的正面为椭球形。所述刀具a2和刀具b20均包括3个刀片，刀片均匀分布在杆上。
所述收割机构的工作过程如下：在包菜收割过程中，若包菜大小相对于刀具适中或偏小，所述刀具a2和刀具b20经由传动机构提供的动力持续旋转且旋转方向相反，刀具a2逆时针方向旋转且刀具b20顺时针方向旋转，将包菜收割进刀具中并推入皮带9上。若包菜大小相对于刀具偏大，所述刀具a2和刀具b20经由传动机构提供的动力持续旋转且旋转方向相反，刀具a2逆时针方向旋转且刀具b20顺时针方向旋转，将包菜收割进刀具中，同时所述刀具摆杆a4和刀具摆杆b17间相对夹角随包菜相对体积增大而增大，使刀具间相对距离适应包菜大小，同时所述刀具弹簧a12和刀具弹簧b16限制两刀具间相对距离。刀具将包菜推入皮带9后，刀具弹簧a12和刀具弹簧b16使摆臂相对夹角和两刀具间相对距离恢复初始状态。
所述输送机构包括皮带9，支撑架a8和支撑架b10、第一滚轴a21、第一滚轴b22、第一滚轴c25、第一滚轴d32、第一滚轴e36、切刀34、切刀螺钉a33和切刀螺钉b35。所述皮带9安装于第一滚轴上，皮带上开有容纳包菜的通孔37，优选的，所述通孔37的直径范围为12～15cm，用于将刀具收割的包菜经输送到去皮机构。所述第一滚轴a21、第一滚轴b22、第一滚轴c25、第一滚轴d32、第一滚轴e36分别安装于支撑架a8和支撑架b10之间，用于支撑皮带9和改变皮带9传动方向。所述支撑架a8和支撑架b10用于支撑第一滚轴以及刀具摆杆座a7和刀具摆杆座b14、去皮架a29和去皮架b30。所述切刀34安装于支撑架a8和支撑架b10之间、且切刀34位于皮带9下方，用于在包菜输送过程中切除包菜根部。优选的，所述切刀34位于皮带9下方的距离为0～5cm。所述切刀34的两端分别通过切刀螺钉a33和切刀螺钉b35安装于支撑架a8和支撑架b10上，根据包菜去根需求手动调节切刀螺钉，改变切刀切割高度。
所述输送机构的工作过程如下：包菜经刀具收割后推入皮带9上，皮带9由驱动电机23驱动，由第一滚轴a21、第一滚轴b22、第一滚轴c25、第一滚轴d32、第一滚轴e36支撑并改变传动方向，将包菜输送到去皮机构。在输送过程中，由切刀34切除包菜根部，切割高度可由切刀螺钉a33和切刀螺钉b35调节。
所述去皮机构包括第二滚轴f26、第二滚轴g27、第二滚轴h28、去皮架a29和去皮架b30、去皮滚轮31。所述第二滚轴f26、第二滚轴g27、第二滚轴h28分别安装于去皮架a29和去皮架b30之间，用于引导由输送机构输送的包菜，所述去皮架a29的一端安装于支撑架a8上，去皮架b30的一端安装于支撑架b10上，用于支撑第二滚轴和去皮滚轮31，其中去皮架a29短于去皮架b30。所述去皮滚轮31安装于去皮架a29和去皮架b30的另一端之间，可相对去皮架作旋转运动，用于去除包菜外皮。由于去皮架a29短于去皮架b30，因此去皮滚轮31为斜向放置，用于去皮过程中引导包菜运动方向，并有利于包菜收集。
所述去皮机构的工作过程如下：经输送机构输送的包菜由第二滚轴f26、第二滚轴g27、第二滚轴h28引导向下滑动并与去皮滚轮31接触。去皮滚轮31经由外部提供的动力持续旋转，将包菜外皮去除。由于去皮架a29短于去皮架b30，去皮滚轮31为斜向放置，包菜在去皮过程中向去皮架b30侧滑动，去皮过程结束后落入收集箱内。
所述传动机构包括驱动电机23、驱动齿轮24、传动齿轮轴5、传动轴套6、链条c13、摆杆齿轮a11和摆杆齿轮b15、链条a3和链条b18、刀具齿轮a1和刀具齿轮b19。所述驱动电机23安装于支撑架a8和支撑架b10之间，电机输出轴与驱动齿轮24相连，用于给传动系统提供输出动力，同时带动皮带9运动。所述驱动齿轮24与驱动电机23的输出轴相连且为斜齿轮，驱动齿轮24与传动齿轮轴5下端斜齿轮相啮合，用于将驱动电机23提供的输出动力传递给传动齿轮轴5。所述传动齿轮轴5上端齿轮与链条c13相啮合，下端斜齿轮与驱动齿轮24相啮合，用于将驱动齿轮24传递的动力经由链条c13传递给摆杆齿轮a11和摆杆齿轮b15。所述传动轴套6安装于刀具摆杆座a7上，用于支撑传动齿轮轴5运动。所述链条c13与传动齿轮轴5上端齿轮、摆杆齿轮a11和摆杆齿轮b15相啮合，用于将传动齿轮轴5传递的动力传递给摆杆齿轮a11和摆杆齿轮b15。所述摆杆齿轮a11和摆杆齿轮b15分别安装于刀具摆杆座a7和刀具摆杆座b14上，用于将链条c13传递的动力分别经由链条a3和链条b18传递给刀具齿轮a1和刀具齿轮b19。所述链条a3分别与摆杆齿轮a11和刀具齿轮a1相啮合，用于将摆杆齿轮a11的动力传递给刀具齿轮a1；链条b18分别与摆杆齿轮b15和刀具齿轮b19相啮合，用于将摆杆齿轮b15的动力传递给刀具齿轮b19。所述刀具齿轮a1安装于刀具摆杆a4上并与刀具a2的杆上端突出轴固定相连，使用经由链条a3传递的动力驱动刀具a2旋转；刀具齿轮b19安装于刀具摆杆b17上并与刀具b20的杆上端突出轴固定相连，使用经由链条b18传递的动力驱动刀具b20旋转。
所述传动机构的工作过程如下：在包菜收割过程中，驱动电机23持续工作带动皮带9运动并给传动系统提供输出动力，由驱动齿轮24将输出动力传递给传动齿轮轴5，传动齿轮轴5将传递的动力经由链条c13传递给摆杆齿轮a11和摆杆齿轮b15，摆杆齿轮a11和摆杆齿轮b15将传递的动力分别经由链条a3和链条b18传递给刀具齿轮a1和刀具齿轮b19，并由刀具齿轮a1和刀具齿轮b19分别驱动a2和刀具b20旋转。
如图3所示，一种用于收割包菜的农机设备工作的具体流程如下：本设备开始工作后，驱动电机23持续工作带动皮带9运动并给传动系统提供输出动力，驱动a2和刀具b20旋转。在包菜收割过程中，若包菜大小相对于刀具适中或偏小，所述刀具a2和刀具b20将包菜收割进刀具中并推入皮带9上。若包菜大小相对于刀具偏大，两刀具间相对距离随包菜相对体积增大而增大将包菜收割进刀具中并推入皮带9上。刀具将包菜推入皮带9后，刀具弹簧a12和刀具弹簧b16使摆臂相对夹角和两刀具间相对距离恢复初始状态。皮带9由驱动电机23驱动，由第一滚轴a21、第一滚轴b22、第一滚轴c25、第一滚轴d32、滚轴e36支撑并改变传动方向，将包菜输送到去皮机构。在输送过程中，由切刀34切除包菜根部，切割高度可由切刀螺钉a33和切刀螺钉b35根据包菜去根需求手动调节。经输送机构输送的包菜由第二滚轴f26、第二滚轴g27、第二滚轴h28引导向下滑动并与去皮滚轮31接触。去皮滚轮31经由外部提供的动力持续旋转，将包菜外皮去除。由于去皮架a29短于去皮架b30，去皮滚轮31为斜向放置，包菜在去皮过程中向去皮架b30侧滑动，去皮过程结束后落入收集箱内。
本发明通过驱动电机带动输送皮带运动并经由传动系统驱动刀具。在包菜收割过程中，刀具持续工作并根据包菜大小调整两刀具间相对距离，将包菜收割进刀具中并推入皮带上。在输送过程中，由切刀切除包菜根部，切割高度可由切刀螺钉调节。经输送机构输送的包菜由第二滚轴引导向下滑动并与去皮滚轮接触，通过去皮滚轮将包菜外皮去除。由于去皮滚轮为斜向放置，包菜在去皮过程中统一向一侧去皮架滑动，去皮过程结束后落入收集箱内。本发明结构简单、制造加工容易、操作使用方便、工作效率高且能保证被收割包菜品质，通过收割机构、输送机构和去皮机构的配合，满足国内大多数地区的包菜收割要求，并实现包菜的自动化收获过程。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于收割包菜的农机设备，其特征在于，包括收割机构、输送机构、去皮机构和传动机构；
所述收割机构包括刀具a(2)和刀具b(20)、刀具摆杆a(4)和刀具摆杆b(17)、刀具摆杆座a(7)和刀具摆杆座b(14)；所述刀具a(2)与刀具摆杆a(4)的一端转动副连接；刀具b(20)与刀具摆杆b(17)的一端转动副连接；所述刀具摆杆a(4)与刀具摆杆座a(7)的上端转动副连接，且通过弹力装置a对刀具摆杆a(4)的转动角度进行限位，所述刀具摆杆座a(7)的下端安装于支撑架a(8)上；刀具摆杆b(17)与刀具摆杆座b(14)的上端转动副连接，且通过弹力装置b对刀具摆杆b(17)的转动角度进行限位，刀具摆杆座b(14)的下端安装于支撑架b(10)上；
所述输送机构包括皮带(9)、若干第一滚轴和切刀(34)；所述皮带(9)安装于第一滚轴上，皮带(9)上开有若干通孔；所述第一滚轴可转动的安装于支撑架a(8)和支撑架b(10)之间，所述切刀(34)的两端分别可拆卸的安装于支撑架a(8)和支撑架b(10)上，且位于皮带(9)的下方；
所述去皮机构包括若干第二滚轴、去皮架a(29)、去皮架b(30)和去皮滚轮(31)；所述第二滚轴可转动的分别安装于去皮架a(29)和去皮架b(30)之间，所述去皮架a(29)的一端安装于支撑架a(8)上，去皮架b(30)的一端安装于支撑架b(10)上，所述去皮滚轮(31)的两端分别与去皮架a(29)和去皮架b(30)的另一端转动副连接；
所述传动机构包括驱动电机(23)、驱动齿轮(24)、传动齿轮轴(5)、传动轴套(6)、链条c(13)、摆杆齿轮a(11)、摆杆齿轮b(15)、链条a(3)、链条b(18)、刀具齿轮a(1)和刀具齿轮b(19)；所述驱动电机(23)安装于支撑架a(8)和支撑架b(10)之间，所述驱动齿轮(24)与传动齿轮轴(5)下端齿轮相啮合，所述传动轴套(6)的一侧固定安装于刀具摆杆座a(7)上，另一侧与传动齿轮轴(5)转动副连接；所述链条c(13)分别与传动齿轮轴(5)上端齿轮、摆杆齿轮a(11)和摆杆齿轮b(15)相啮合，所述摆杆齿轮a(11)安装于刀具摆杆座a(7)的一端，所述摆杆齿轮b(15)安装于刀具摆杆座b(14)的一端，所述链条a(3)分别与摆杆齿轮a(11)和刀具齿轮a(1)相啮合；所述链条b(18)分别与摆杆齿轮b(15)和刀具齿轮b(19)相啮合，所述刀具齿轮a(1)安装于刀具摆杆a(4)上并与刀具a(2)固定相连；刀具齿轮b(19)安装于刀具摆杆b(17)上并与刀具b(20)固定相连。
2.根据权利要求1所述的用于收割包菜的农机设备，其特征在于，所述切刀(34)的两端分别通过切刀螺钉a(33)和切刀螺钉b(35)安装于支撑架a(8)和支撑架b(10)上。
3.根据权利要求1所述的用于收割包菜的农机设备，其特征在于，所述去皮架a(29)短于去皮架b(30)，去皮滚轮(31)为斜向放置。
4.根据权利要求1所述的用于收割包菜的农机设备，其特征在于，所述弹力装置a为刀具弹簧a(12)；所述刀具弹簧a(12)的一端与刀具摆杆座a(7)的上端固定连接，另一端与刀具摆杆a(4)的一端固定连接；
所述弹力装置b为刀具弹簧b(16)，所述刀具弹簧b(16)一端与刀具摆杆座b(14)的上端固定连接，另一端与刀具摆杆b(17)的一端固定连接相连。
5.根据权利要求1所述的用于收割包菜的农机设备，其特征在于，所述切刀(34)位于皮带(9)下方的距离为0～5cm。
6.根据权利要求1所述的用于收割包菜的农机设备，其特征在于，所述通孔(37)的直径范围为12～15cm。
7.根据权利要求1所述的用于收割包菜的农机设备，其特征在于，所述刀具a(2)和刀具b(20)均包括杆和刀片，刀片的背面固定在杆上，所述刀片的正面为椭球形。
8.根据权利要求7所述的用于收割包菜的农机设备，其特征在于，所述刀具a(2)和刀具b(20)均包括3个刀片，刀片均匀分布在杆上。
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| DE2226187A1 (de) * | 1971-06-09 | 1972-12-21 | General Foods Corp., White Plains, N.y. (V.StA.) | Schälverfahren |
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2017
- 2017-04-18 CN CN201710254135.4A patent/CN107172968B/zh active Active
Patent Citations (4)
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