CN107333521B - 一种摆动板式玉米摘穗装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摆动板式玉米摘穗装置，机架，以及两个摘穗板，其前高后低地与所述机架水平段斜交地设置在机架上方，所述双摘穗板可往复摆动，所述摘穗板上设有多个能与果穗根部穗柄贴合的槽口；双拉茎辊，其可旋转设置在所述摘穗板上方，且平行于所述机架水平段，所述拉茎辊表面设有凹槽。本发明提供的摘穗装置可有效控制玉米果穗和茎秆位置，防止断茎堵塞；同时摘穗板对玉米果穗作用力小，不会损伤玉米。

Description

一种摆动板式玉米摘穗装置

技术领域

本发明涉及一种农用玉米收割机，尤其涉及一种玉米收割机上使用的摆动板式玉米摘穗装置。

背景技术

目前玉米收割机的关键工作部件是玉米摘穗装置，其主要存在两种不同工作原理的装置，一种是辊式摘穗装置，通过对玉米茎秆和果穗拉伸与挤压实现摘穗目的，排杂能力强，但极易啃伤玉米，损失率高；一种是板式摘穗装置，通过板卡玉米根强拉玉米茎杆完成摘穗工作，速度快，损失低，但是杂质高，易堵塞。因此，设计一种高效、低损伤的玉米摘穗装置意义重大。

中国发明专利申请201210052268.0提供一种利用仿生学的原理模仿人手摘穗，将反向弯曲拉伸的原理应用到摘穗装置，实现省力、降低损伤的目的，但由于输送带直立向上传输玉米植株，输送带和摘穗辊传输速度难保持一致，且处于两摘穗辊空隙平面的玉米会不利摘穗，也还会有损伤、断茎堵塞等问题。

发明内容

本发明所要解决的问题是克服现有技术的不足，提供一种振动摘穗装置可有效控制玉米果穗和茎秆位置，茎秆同步传输，防止断茎堵塞；

本发明解决的另一个技术问题是带有槽口的摘穗板对玉米果穗作用力小，不会损伤玉米。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：利用反向弯曲拉伸原理，设计一种摆动式玉米摘穗板，包括机架，以及两个摘穗板，其前高后低地与所述机架水平段斜交地设置在机架上方，所述双摘穗板可往复摆动；双拉茎辊，其可旋转设置在所述摘穗板上方，且平行于所述机架水平段，所述拉茎辊表面设有凹槽。

所述机架固设三个轴承座，所述机架后端上方第一轴承座，其可旋转固定两拉茎辊后端；分别设置在机架前端上方第二轴承座和水平段上的第四轴承座，其分别可旋转固定在所述摘穗板前端与后端的中心轴；设置在机架前端下方第三轴承座，其旋转固定与所述茎秆割刀的支撑杆垂直固连的中心轴。

所述拉茎辊前段设有螺旋圆弧凹槽，拉茎时外缘弧线能紧密贴合玉米茎秆，使茎秆受力均匀，避免茎秆在拉茎过程中因局部点受力而结构被破坏产生断裂。

四个偏心圆盘状曲柄，分别通过旋转副与所述摘穗板两端连接，且所述两组曲柄的中心轴安装在所述第二、第四轴承座内；所述两偏心圆盘、摘穗板和机架构成四杆机构中的双曲柄机构；在工作中偏心圆盘做连续回转，交错运动的两摘穗板上任一点做圆周运动，对玉米产生向下的反向作用力的同时，还有向后的作用力，矫正玉米位置，起到辅助摘穗作用。

所述摘穗板上设有多个槽口，所述槽口由圆弧和直线相切构成，摘穗时圆弧段与果穗贴合施力摘穗，果穗及时脱离槽口，进行下一步工作，减少茎叶等杂质，降低损伤。

所述的两拉茎辊上的螺旋凹槽螺旋线旋向相反配置，同时转动时，所述拉茎辊边缘间隙最小，使茎秆处于较小间隙里，随所述拉茎辊旋转向后向上运动，不会发生横向窜动，避免断茎堵塞等问题。

茎秆粉碎装置，由设置在所述拉茎辊上方的两个粉碎割刀和所述机架右下方的茎秆割刀部分构成。

所述两茎秆割刀上下平行且平面部分重合设置在支撑杆上，所述茎秆割刀上设有锯齿，单个所述锯齿不对称，保证完全切割。

所述的驱动连接摘穗装置的传动机构包括：分别固设在所述第一轴承座后端和拉茎辊后轴上的两个相互啮合的第一、二锥齿轮，所述支撑杆及其中心轴上的两个互相齿合的第三、四锥齿，拉茎辊后轴两侧的侧链轮，所述摘穗板后端中心轴上的两个从动链轮，第三轴承座上的动力链轮，通过轴穿过轴承座环绕所述后轴上锥齿轮与对应拉茎辊侧链轮的动力链条，环绕在侧链轮与从动链轮上的两条平行的侧链条，环绕在一个所述从动链轮与动力链轮的从动链条。

两组扶禾，其分别设置在所述拉茎辊前端和所述茎秆割刀前端，且向两侧扩展，扶正迎面而来的玉米植株。

本发明所述的有益效果是：1)本发明基于反向弯曲拉伸摘穗原理设计玉米摘穗装置，减少对果穗的损伤，降低动力损耗；2)本发明的摘穗板采用往复振动形式的，摘穗板向后下方运动时下拉冲击穗柄部位辅助摘穗，同时向后拉，与拉茎辊同步后输，避免断茎堵塞；3)同时摘穗板上设计有与果穗贴合的凹槽口，使玉米果穗受力均匀，避免损伤；4)拉茎辊的仿玉米秸秆形状设计的螺旋凹槽，减小茎秆应力集中，避免茎秆断裂，使秸秆旋转后输而不横向窜动，避免拉茎辊堵塞。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明仿生拉茎辊结构示意图。

图3为本发明拉茎辊对玉米茎秆作用方式与传统拉茎辊对玉米茎秆作用方式对比效果图。

图4为本发明成对配置的拉茎辊工作位置示意图。

图5为本发明拉茎辊及其传动结构示意图。

图6为本发明往复摆动摘穗板及其附属传动实现结构图。

图7为本发明在往复摆动摘穗板一个工作周期其上任意一点的运动轨迹示意简图。

图8为本发明摘穗板对玉米果穗穗柄作用方式示意简图。

图9为本发明使用的一对摘穗板工作位置及工作示意简图。

图10为本发明茎秆割刀及其传动结构简图。

图11为本发明茎秆割刀具体外形结构示意简图。

图12为本发明整体传动方式及动力分配示意简图。

图13为本发明工作原理示意简图。

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

具体实施方式

如图1，机架2，以及传输装置，包括水平设置在所述机架2上方的双拉茎辊3和所述拉茎辊3前端的一对向两侧扩展的分禾4构成，所述拉茎辊3表面设有凹槽；摘穗装置，由设置于所述机架2上方、拉茎辊3下方且与机架2斜交的前高后低的一对摆动式摘穗板1构成；茎秆粉碎装置，由设置在所述拉茎辊3上方的两个粉碎割刀5和机架右下方的茎秆割刀部分6构成；

机架2固定设有三个轴承座，所述机架后端机架上第一轴承座320，其可旋转固定两拉茎辊3后端；分别设置在机架2前端上方第二轴承座120和水平段上的第四轴承座130，其分别可旋转固定所述摘穗板1前端与后端的中心轴；其设置在机架前端下方第三轴承座660，其旋转固定与所述茎秆割刀6的支撑杆垂直固连的中心轴。

如图2，拉茎辊3前段310上设有螺旋圆弧凹槽，其螺旋凹槽在拉茎辊轴切面截面曲线是模仿玉米茎秆截面外形设计制作的，每一个螺距上的螺旋槽截面为圆弧线，与玉米茎秆的截面形状相似，玉米茎秆在受到一定挤压力产生微小变形的情况下紧密贴合弧线，避免茎秆在拉茎过程中点受力(如图3(a)所示)因局部集中受力而结构被破坏产生断裂。拉茎辊3末段设有间距较小的强拉段，快速拉茎。

两拉茎辊3上的螺旋凹槽螺旋线旋向相反配置，作为本实施例，如图4初步安装使得一个拉茎辊的螺旋凹槽与另外一个拉茎辊的螺旋凸弧相对，保证两个拉茎辊同步转动时两个拉茎辊的边缘线之间的间隙最小且保证两个拉茎辊不发生干涉(如图4所示d₁和d₂最小)，进入拉茎辊3之间的玉米茎秆始终处于间隙d₁内(d₁＞d₂)，不会发生横向窜动，只能随着拉茎辊3转动向上向后运动，避免堵塞等问题。

如图5所示，两拉茎辊3后轴可旋转设在第四轴承座320内，其后轴上安装锥齿轮360，拉茎辊3后轴两侧有固定在机架2上的两轴承座340，其中心轴上设有与340啮合的锥齿轮350，锥齿轮350通过轴穿过轴承座340与链轮330连接.这对锥齿轮可将拉茎辊3的一部分动力改变传递方向通过链轮传递给摘穗板传动机构。

如图6，摘穗板110的两曲柄160的中心轴分别安装在轴承座120和130内，与机架2之间构成旋转副，在曲柄160上偏离中心轴一定距离的位置与摘穗板1铰接构成旋转副，由此，构成一个四杆机构中的双曲柄结构，工作中两曲柄160连续回转。

曲柄160每旋转一周摘穗板1上任意一点的轨迹为一个圆，如图7所示，这个整圆从摘穗板1的工作性质方面来说可以分为两段(回程段和工作段)，每段上任意一点又可以分解为两个运动。成顺时针圆形轨迹线摘穗板1对玉米植株产生如箭头所示后下方的运动方向；下方工作段任一点运动速度方向的水平方向分解作用力V_X1对茎秆起到向后输送的作用，竖直方向分解作用力V_y1作用于玉米果穗穗柄，起到辅助摘穗的作用。回程段通过摘穗板1上槽口设计实现玉米植株脱离与摘穗板1的回位。如图8，每个槽口正视投影由圆弧线δ和直线θ两段线段相切连接组成，如图8(a)工作段对玉米果穗处施力摘穗并推动输送到直线段处，接着如图8(b)摘穗板1向上前方运动，果穗脱离槽口，玉米茎秆继续向后上方运动，与拉茎辊3同速传输。作为本实施例，如图9初始状态下，曲柄160和摘穗板1相差角度为φ180°，工作中，两摘穗板1交错运动的作用，对处于两个摘穗板1间隙的玉米果穗有矫正作用，调整到与摘穗板1垂直的位置以便于摘穗。

如图10所示两茎秆割刀610上下平行且平面部分重合设置在支撑杆上，如图11茎秆割刀610上设有锯齿，单个所述锯齿不对称，保证完全切割。第三轴承座660内有旋转轴，其外侧轴上安装有动力链轮670，内侧轴上安装有第四锥齿轮650。轴承座630固定在机架2上，茎秆割刀610安装在轴承座630内的旋转轴上，其同轴下方安装有第三锥齿轮640，第三锥齿轮640与第四锥齿轮650啮合，将链轮670传递来的动力换向然后传递给茎秆割刀610。

两组扶禾4，其分别设置在拉茎辊3前端和所述茎秆割刀6前端，且向两侧扩展，扶正迎面而来的玉米植株，送入拉茎区和切割区。

本摘穗装置的动力传递路线如图12所示，环绕在侧链轮330与从动链轮150上的两条平行的侧链条710，环绕在一个所述从动链轮150与一个动力链轮670的从动链条，拉茎辊3的动力通过后端相互啮合的锥齿轮传递给侧链轮330，再通过侧链条710传递给摘穗板1，摘穗板1上的从动链轮150再通过动力链轮670将动力传递给第四锥齿轮650，第四锥齿轮650啮合第三锥齿轮带动前方茎秆割刀610旋转。

参照图13，本发明摘穗装置摘穗的方法如下：1)茎秆割刀610将由分禾4扶正的玉米植株的根部切断，分禾4将玉米茎秆引入两拉茎辊7之间；2)表面设有螺旋结构凹槽的拉茎辊3旋转向上拉茎的同时将茎秆向后输送；3)上方粉碎割刀5将茎秆切碎并且甩出；4)拉茎辊3不断拉茎过程中，摘穗板1槽口捕捉到玉米果穗，下拉摘穗的同时以同步拉茎辊3的速度向后输送茎秆。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种摆动板式玉米摘穗装置，包括

机架，以及

两个相互平行并且之间具有一定间隙的摘穗板，其与所述机架的水平段倾斜并且设置在机架的水平段上方，所述摘穗板上设有多个槽口，每个槽口形状相同，所述槽口由圆弧和直线相切构成，摘穗时圆弧段与果穗根部穗柄贴合；

双拉茎辊，其相互平行并各自可旋转，其设置在所述摘穗板上方，且平行于所述机架水平段，所述拉茎辊表面设有凹槽；

其中，一个拉茎辊的螺旋凹槽与另外一个拉茎辊的螺旋凸弧相对，保证两个拉茎辊同步转动时两个拉茎辊的边缘线之间的间隙最小且保证两个拉茎辊不发生干涉；

曲柄，其可旋转的支撑在所述机架上；

其中，所述摘穗板的两端铰接在所述曲柄的偏心位置上，当所述曲柄旋转时，所述摘穗板的端点能够绕着所述曲柄的中心旋转。

2.根据权利要求1所述摆动板式玉米摘穗装置，其特征在于，

所述曲柄为四个，分别设置在成对使用的所述两个摘穗板的两端；

其中两个曲柄设置在所述机架的侧边，另外两个曲柄设置在所述机架的水平段，所述曲柄分别通过轴承与所述摘穗板两端连接；所述曲柄、摘穗板和机架构成四杆机构中的双曲柄机构。

3.根据权利要求1所述摆动板式玉米摘穗装置，其特征在于，

所述拉茎辊一端可旋转，其设置在所述机架上部，所述拉茎辊表面设有螺旋圆弧凹槽，拉茎时能紧密贴合玉米茎秆，使茎秆受力均匀；

所述双拉茎辊上的螺旋凹槽螺旋线旋向相反配置，同时转动时，两所述拉茎辊边缘间隙最小，使茎秆随所述拉茎辊旋转向上的同时向远离分禾方向运动。

4.根据权利要求1所述摆动板式玉米摘穗装置，其特征在于，

所述机架上分别固设有多个轴承座，其内部设有旋转轴。

5.根据权利要求1所述摆动板式玉米摘穗装置，其特征在于，还包括：

粉碎割刀，其设置在靠近所述拉茎辊正上方。

6.根据权利要求1所述摆动板式玉米摘穗装置，其特征在于，还包括：

两茎秆割刀上下平行且平面部分重合设置在支撑杆上，所述支撑杆与所述机架前端下方的第二轴承座内的中心轴固连；

所述茎秆割刀上设有锯齿，单个所述锯齿不对称。

7.根据权利要求6所述摆动板式玉米摘穗装置，其特征在于，还包括：

第一、二锥齿轮，其分别固设在第一轴承座后端和拉茎辊后轴上，且相互啮合；第三、四锥齿，其分别固设在所述支撑杆及其中心轴上，且互相啮合；

侧链轮，其固设在两拉茎辊后轴两侧；两个从动链轮，其固设在所述摘穗板后端中心轴上；动力链轮，固设在第三轴承座上；

动力链条，其轴穿过所述第一轴承座环绕第二锥齿轮与对应拉茎辊侧链轮；两条侧链条，环绕在侧链轮与从动链轮上，且相互平行；从动链条，其环绕在一个所述从动链轮与割刀上动力链轮。

8.根据权利要求3所述摆动板式玉米摘穗装置，其特征在于，还包括：

两组扶禾，其分别设置在所述拉茎辊前端和茎秆割刀前端，且向两侧扩展。

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