CN107801471B - 自适应甜菜切顶机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业机械，尤其是一种自适应甜菜切顶机。包括机架和主动轴，主动轴设置在机架的前端，其中，还包括触须扶正机构、挤切机构、秧叶夹送机构和仿形切顶机构，所述触须扶正机构固定在机架的前端下部，挤切机构位于主动轴的后方，主动轴与挤切机构之间传动连接，秧叶夹送机构位于触须扶正机构的后方，主动轴与秧叶夹送机构之间传动连接，仿形切顶机构位于挤切机构的后方，挤切机构和仿形切顶机构之间通过链条传动连接。其结构简单，操作方便，在甜菜切顶过程中实现了对甜菜块根大小的仿形，切顶厚度根据甜菜块根大小随时进行调整，大大提高了甜菜的收获效率。

Description

自适应甜菜切顶机

技术领域

本发明涉及农业机械，尤其是一种自适应甜菜切顶机。

背景技术

甜菜是一种经济价值较高的制糖原料,在我国黑龙江和新疆等北方地区大面积种植。甜菜的青顶中含有不利于制糖的物质，所以要对甜菜进行切顶。甜菜切顶作业可以在挖掘之前，也可以在挖掘之后。目前，机械化收获甜菜一般是先把甜菜切顶，然后将切完青顶的甜菜块根挖掘出来的流程。

目前,我国甜菜收获过程中,人工切顶劳动强度大，机械化切顶受气候影响较大。现有的甜菜切顶作业主要采用先杀秧后切顶的流程，多采用铁刀和橡胶辊的高速转动敲打秧体，平刀的随地起伏切头。切顶机为多根辊轴的高速回转，功率消耗较大，结构尺寸较大，机具笨重；切顶刀随地起伏工作受到杀秧效果的影响，往往因为杀秧不净而切顶不净，甚至堵塞切刀，影响切青头的效果，需要人工二次切割，浪费大量劳动力。同时，切顶刀多直接固定连接在机架上，不能实现有效仿形，切顶过程中不能有效区分甜菜大小，这就导致一些尺寸较大的甜菜切顶不够，尺寸很小的甜菜切顶过度，易发生漏切、多切等情况，使甜菜的利用率下降，提高了劳动成本，造成很多不必要的浪费。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种自适应甜菜切顶机，其结构简单，操作方便，在甜菜切顶过程中实现了对甜菜块根大小的仿形，切顶厚度根据甜菜块根大小随时进行调整，大大提高了甜菜的收获效率。

本发明的技术方案是：一种自适应甜菜切顶机，包括机架和主动轴，主动轴设置在机架的前端，其中，还包括触须扶正机构、挤切机构、秧叶夹送机构和仿形切顶机构，所述触须扶正机构固定在机架的前端下部，挤切机构位于主动轴的后方，主动轴与挤切机构之间传动连接，秧叶夹送机构位于触须扶正机构的后方，主动轴与秧叶夹送机构之间传动连接，仿形切顶机构位于挤切机构的后方，挤切机构和仿形切顶机构之间通过链条传动连接；

所受仿形顶切机构包括转轴Ⅲ、倒锥形底盘、四棱切刀、锥形花瓣凸轮和减震弹簧片，转轴Ⅲ设置在机架上，倒锥形底盘固定在中心轴的底部，中心轴的顶部通过带销球铰装置与转轴Ⅲ连接，倒锥形底盘固定在转轴Ⅲ的底部，在靠近倒锥形底盘的底部沿其圆周方向间隔设置数个长方形孔，在设有长方形孔处的倒锥形底盘内侧设有四棱切刀，四棱切刀(603)的中心固定有转轴，四棱切刀的转轴与倒锥形底盘的内侧转动连接，四棱切刀的刀片穿过长方形孔，且与倒锥形底盘的外表面相平齐，在倒锥形底盘的内侧且靠近四棱切刀的中心轴上固定有锥形花瓣凸轮，四棱切刀的刀片插在锥形花瓣凸轮的沟槽内；

所述倒锥形底盘的顶部和转轴Ⅲ之间连接有减震弹簧片，减震弹簧片呈对称设置，减震弹簧片可以带动倒锥形底盘左右上下摆动并自动复位，以保证倒锥形底盘切刀时刻与甜菜接触，适应不同高度的甜菜，从而实现了对不同高度的甜菜进行仿形切顶；

所述带销球铰装置包括球座和销，倒锥形底盘的中心轴与转轴Ⅲ之间通过球座连接，其中球座与转轴Ⅲ的底部固定连接，球座与倒锥形底盘的中心轴顶部之间通过销连接。通过设置带销球铰装置，使倒锥形底盘具有一定的自由度，当倒锥形底盘与甜菜接触时，倒锥形底盘能够始终悬浮在甜菜轮廓上，并借助甜菜轮廓的限制，使得切顶机构具有确定的运动轨迹。

本发明中，所述触须扶正机构包括两个平行设置的扶正杆，扶正杆固定在机架的前端下部。扶正杆具有扶持秧叶的功能，保证秧叶能够顺利被牵引进挤切机构及秧叶夹送机构中。

所述挤切机构包括相互啮合的齿轮式滚刀Ⅰ和齿轮式滚刀Ⅱ，齿轮式滚刀Ⅰ固定在齿轮式滚刀轴Ⅰ的底端，齿轮式滚刀Ⅱ固定在齿轮式滚刀轴Ⅱ的底端，齿轮式滚刀轴Ⅰ和齿轮式滚刀轴Ⅱ均设置在机架上，齿轮式滚刀轴Ⅰ与主动轴传动连接。通过两滚刀的相对转动实现了对甜菜秧叶的碾压破碎。

所述秧叶夹送机构包括夹持皮带Ⅰ、夹持皮带Ⅱ、转轴Ⅰ和转轴Ⅱ，转轴Ⅰ和转轴Ⅱ设置在机架上，夹持皮带Ⅰ依次缠绕在主动轴、转轴Ⅰ和转轴Ⅱ上，夹持皮带Ⅱ固定在机架上，分两段设置，其一段与夹持皮带Ⅰ平行设置，且与夹持皮带Ⅰ之间存在一定的间隙，该间隙位于两齿轮式滚刀之间的正上方，另一段呈折边，用于将使碾碎的残叶甩抛至机架的一侧。

所述锥形花瓣凸轮呈倒锥形，其锥度与倒锥形圆盘的锥度相同。

本发明的有益效果：

(1)实现了甜菜切秧和切顶的机械化操作，结构简单，便于操作，可以完全代替人工除秧和切顶；

(2)仿形切顶机构利用倒锥形底盘上的四棱切刀对甜菜进行切顶，倒锥形底盘通过带销球铰装置与转轴连接，使倒锥形底盘具有两个自由度，当倒锥形底盘与甜菜接触时，倒锥形底盘的运动轨迹完全有甜菜的外轮廓确定，从而实现了对甜菜的仿形切顶；

(3)在切顶过程中，通过设置减震弹簧片，使仿形切顶机构在遇到大小不同的甜菜块根时能够自动的前后左右摆动和复位，可减少仿形切顶机构在切顶过程中的跳动以及对甜菜的冲击，同时保证了切顶厚度根据甜菜块根的大小随时调整，避免因为甜菜高度差异而引起的漏切、推倒甜菜等情况的发生，大大提高了甜菜的收获效率；

(4)在除秧过程中，利用挤切机构将甜菜秧叶碾碎，同时通过秧叶夹送机构对甜菜秧叶进行夹持、甩抛的同时，通过皮带之间的相对夹持，将秧叶夹断撕裂，提高了甜菜的除秧效果。

附图说明

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明的仰视图；

图4是秧叶皮带夹持甩抛机构的结构示意图；

图5是仿形切顶机构的结构示意图。

图中：1机架；2触须扶正机构；201扶正杆；3主动轴；4挤切机构；401齿轮式滚刀Ⅰ；402齿轮式滚刀轴Ⅰ；403齿轮式滚刀Ⅱ；404齿轮式滚刀轴Ⅱ；5秧叶夹送机构；501夹持皮带Ⅰ；502夹持皮带Ⅱ；503转轴Ⅰ；504转轴Ⅱ；6仿形切顶机构；601转轴Ⅲ；602倒锥形底盘；603四棱切刀；604锥形花瓣凸轮；605减震弹簧片；606球座；607销。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明所述的自适应甜菜切顶机包括机架1、主动轴3、触须扶正机构2、挤切机构4、秧叶夹送机构5和仿形切顶机构6。其中触须扶正机构2包括两个平行设置的扶正杆201，扶正杆201固定在机架1的前端下部，扶正杆201在打秧过程中具有扶持秧叶的功能，保证秧叶能够顺利被牵引进挤切机构4和秧叶夹送机构5中，通过挤切机构4与秧叶夹送机构5的配合实现秧叶与甜菜根的撕裂拉扯分离。主动轴3设置在机架1的前端，主动轴3通过锥齿轮实现从拖拉机等动力机械获取动力。挤切机构4位于主动轴3的后方，主动轴3与挤切机构4之间通过链条传动连接；秧叶夹送机构5位于主动轴3的后方，主动轴3与秧叶夹送机构5之间通过皮带传动连接；仿形切顶机构6位于挤切机构4的后方，挤切机构4和仿形切顶机构6之间通过链条传动连接。主动轴3转动的同时，通过链条或皮带传动连接，实现整个机体动作。

如图1所示，挤切机构4包括相互啮合的齿轮式滚刀Ⅰ401和齿轮式滚刀Ⅱ403，齿轮式滚刀Ⅰ401固定在齿轮式滚刀轴Ⅰ402的底端，齿轮式滚刀Ⅱ403固定在齿轮式滚刀轴Ⅱ404的底端，齿轮式滚刀轴Ⅰ402和齿轮式滚刀轴Ⅱ404均设置在机架上。齿轮式滚刀轴Ⅰ402通过链条与主动轴3传动连接，主动轴3转动的同时，通过链条带动齿轮式滚刀轴Ⅰ402和齿轮式滚刀Ⅰ401转动，通过齿轮式滚刀Ⅰ401和齿轮式滚刀Ⅱ403之间的啮合，齿轮式滚刀Ⅰ401带动齿轮式滚刀Ⅱ403反向转动。挤切机构4位于双刀触须机构2的后方，在两扶正杆201和秧叶夹送机构的夹持导向作用下，甜菜秧叶直接进入两齿轮式滚刀之间，通过两滚刀的相对转动实现了对甜菜秧叶的碾压破碎。

如图1和图4所示，秧叶夹送机构5包括夹持皮带Ⅰ501、夹持皮带Ⅱ502、转轴Ⅰ503和转轴Ⅱ504，转轴Ⅰ503和转轴Ⅱ504设置在机架1上，其中夹持皮带Ⅰ501依次缠绕在主动轴3、转轴Ⅰ503和转轴Ⅱ504上，通过主动轴3的转动，实现了夹持皮带Ⅰ501的传动。夹持皮带Ⅱ502固定在机架1上，分两段设置，其一段与夹持皮带Ⅰ501平行设置，且与夹持皮带Ⅰ501之间存在一定的间隙，该间隙位于两齿轮式滚刀之间的正上方，从而将甜菜秧叶导入两齿轮式滚刀之间；另一段呈折边，用于将使碾碎的残叶甩抛至机架1的一侧。同时，皮带在夹持秧叶的过程中，还对秧叶进行撕裂，进一步实现对残叶的清理功能。

如图5所示，仿形顶切机构6包括转轴Ⅲ601、倒锥形底盘602、四棱切刀603、锥形花瓣凸轮604和减震弹簧片605，转轴Ⅲ601设置在机架上。倒锥形底盘602固定在中心轴的底部，中心轴的顶部通过带销球铰装置与转轴Ⅲ601连接。带销球铰装置包括球座606和销607，倒锥形底盘的中心轴与转轴Ⅲ601之间通过球座606连接，球座606与转轴Ⅲ601的底部固定连接，球座606与倒锥形底盘的中心轴顶部之间通过销607连接。通过设置带销球铰装置，使倒锥形底盘具有一定的自由度，当倒锥形底盘与甜菜接触时，倒锥形底盘能够始终悬浮在甜菜轮廓上，并借助甜菜轮廓的限制，使得切顶机构具有确定的运动轨迹。

四棱切刀603的中心设有转轴，在靠近倒锥形底盘602的底部沿其圆周方向间隔设置多个方形孔，在设有长方形孔处的倒锥形底盘内侧设有四棱切刀，四棱切刀603的中心固定有转轴，四棱切刀603的转轴与倒锥形底盘的内侧转动连接，四棱切刀的刀片穿过长方形孔，且与倒锥形底盘的外表面相平齐，从而起到了切削作用。在倒锥形底盘602的内侧且靠近四棱切刀的中心轴上固定有锥形花瓣凸轮604，锥形花瓣凸轮呈倒锥形，其锥度与倒锥形圆盘的锥度相同，通过设置一定的锥度，便于将锥形滑板凸轮604放置在倒锥形圆盘内，且可以在圆盘内转动。锥形花瓣凸轮604的外表面设有多个沟槽，四棱切刀的底部有略微的伸长，正好延伸至锥形花瓣凸轮的沟槽内，锥形花瓣凸轮用于限制四棱切刀的转动，四棱切刀每转动一次，可拨动锥形花瓣凸轮604转动一个角度。在仿形切顶机构6的前进过程中，当前进阻力较小时，四棱切刀603不转动，通过切刀上的切削刃对甜菜进行切顶。当仿形切顶机构6的四棱切刀产生堵塞或者遇到石头等，导致阻力变大时，阻力使四棱切刀603转动，当四棱切刀切削甜菜时，切刀堵塞受阻或阻力大到一定量，当其中的某一切刀自动转动一个角度时，四棱切刀拨动锥形花瓣凸轮转动一个位置，从而使与锥形花瓣凸轮接触的其他三个切刀的刀片也自动转动一个角度，防止甜菜秧叶等堆积在四棱切刀处造成阻刀，保证切顶的顺畅性，解决刀的堵塞，实现自适应的切顶功能。在倒锥形底盘602的顶部和转轴Ⅲ601之间连接有四个减震弹簧片605，两减震弹簧片605呈对称设置，整个机器在前进过程中，会遇到不同大小和高度的甜菜块根，此时减震弹簧片605可以带动倒锥形底盘602左右上下摆动并自动复位，以保证倒锥形底盘切刀时刻与甜菜接触，适应不同高度的甜菜，从而实现了对不同高度的甜菜进行仿形切顶。

该切顶机的工作过程如下所述：首先，通过双刀触须结构2扶持秧叶，通过夹持皮带Ⅰ501和夹持皮带Ⅱ502的夹持和输送，将秧叶传送至两相对运动的齿轮式滚刀之间，通过齿轮式滚刀将甜菜秧叶碾碎，同时通过夹持皮带，使甜菜秧叶和甜菜块根分离，并夹断秧叶。夹持皮带Ⅰ501和夹持皮带Ⅱ502将破碎后的甜菜秧叶甩抛至机架的一侧。除去秧叶后，倒锥形底盘602转动，带动四棱切刀603对甜菜块根进行切顶，通过减震弹簧片使倒锥形底盘602左右摆动，在切顶过程中，仿形切顶机构6根据甜菜的大小做仿形运动，从而实现了对甜菜块根的均匀切顶。

Claims (5)

1.一种自适应甜菜切顶机，包括机架(1)和主动轴(3)，主动轴(3)设置在机架(1)的前端，其特征在于：还包括触须扶正机构(2)、挤切机构(4)、秧叶夹送机构(5)和仿形切顶机构(6)，所述触须扶正机构(2)固定在机架(1)的前端下部，挤切机构(4)位于主动轴(3)的后方，主动轴(3)与挤切机构(4)之间传动连接，秧叶夹送机构(5)位于触须扶正机构(2)的后方，主动轴(3)与秧叶夹送机构(5)之间传动连接，仿形切顶机构(6)位于挤切机构(4)的后方，挤切机构(4)和仿形切顶机构(6)之间通过链条传动连接；

所受仿形顶切机构(6)包括转轴Ⅲ(601)、倒锥形底盘(602)、四棱切刀(603)、锥形花瓣凸轮(604)和减震弹簧片(605)，转轴Ⅲ(601)设置在机架上，倒锥形底盘(602)固定在中心轴的底部，中心轴的顶部通过带销球铰装置与转轴Ⅲ(601)连接，在靠近倒锥形底盘(602)的底部沿其圆周方向间隔设置数个长方形孔，在设有长方形孔处的倒锥形底盘内侧设有四棱切刀，四棱切刀(603)的中心固定有转轴，四棱切刀(603)的转轴与倒锥形底盘的内侧转动连接，四棱切刀的刀片穿过长方形孔，且与倒锥形底盘的外表面相平齐，在倒锥形底盘(602)的内侧且靠近四棱切刀的中心轴上固定有锥形花瓣凸轮(604)，四棱切刀的刀片插在锥形花瓣凸轮的沟槽内；

所述倒锥形底盘(602)的顶部和转轴Ⅲ(601)之间连接有数个减震弹簧片(605)，减震弹簧片(605)呈对称设置；

所述带销球铰装置包括球座(606)和销(607)，倒锥形底盘的中心轴与转轴Ⅲ(601)之间通过球座(606)连接，其中球座(606)与转轴Ⅲ(601)的底部固定连接，球座(606)与倒锥形底盘的中心轴顶部之间通过销(607)连接。

2.根据权利要求1所述的自适应甜菜切顶机，其特征在于：所述触须扶正机构(2)包括两个平行设置的扶正杆(201)，扶正杆(201)固定在机架(1)的前端下部。

3.根据权利要求1所述的自适应甜菜切顶机，其特征在于：所述挤切机构(4)包括相互啮合的齿轮式滚刀Ⅰ(401)和齿轮式滚刀Ⅱ(403)，齿轮式滚刀Ⅰ(401)固定在齿轮式滚刀轴Ⅰ(402)的底端，齿轮式滚刀Ⅱ(403)固定在齿轮式滚刀轴Ⅱ(404)的底端，齿轮式滚刀轴Ⅰ(402)和齿轮式滚刀轴Ⅱ(404)均设置在机架上，齿轮式滚刀轴Ⅰ(402)与主动轴(3)传动连接。

4.根据权利要求1所述的自适应甜菜切顶机，其特征在于：所述秧叶夹送机构(5)包括夹持皮带Ⅰ(501)、夹持皮带Ⅱ(502)、转轴Ⅰ(503)和转轴Ⅱ(504)，转轴Ⅰ(503)和转轴Ⅱ(504)设置在机架(1)上，夹持皮带Ⅰ(501)依次缠绕在主动轴(3)、转轴Ⅰ(503)和转轴Ⅱ(504)上，夹持皮带Ⅱ(502)固定在机架1上，分两段设置，其一段与夹持皮带Ⅰ(501)平行设置，且与夹持皮带Ⅰ(501)之间存在一定的间隙，该间隙位于两齿轮式滚刀之间的正上方，另一段呈折边，朝向机架的侧边。

5.根据权利要求1所述的自适应甜菜切顶机，其特征在于：所述锥形花瓣凸轮呈倒锥形，其锥度与倒锥形圆盘的锥度相同。

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