CN107873238A - 一种牵引式鲜食玉米仿生摘穗收获台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种牵引式鲜食玉米仿生摘穗收获台，包括机架，分为中间留有一段空隙的左右两侧部分，相对于喂入中心线对称分布；一对平行且有一段间隙的摘穗辊，其与所述机架的水平段倾斜并且高度可调地设置在机架的水平段上方；一对环状夹持链条，可各自传动地沿垂直喂入中心线方向可调节地设置在所述摘穗辊上方机架上，与地面成一定角度。本发明提供的摘穗收获台的所述夹持链条的压紧力分布不均匀，对玉米植株的夹持部位作用力始终最大，能够有效保护玉米植株，降低损伤。

Description

一种牵引式鲜食玉米仿生摘穗收获台

技术领域

本发明涉及本农业机械领域，尤其是一种基于仿生牵引式玉米摘穗收获台。

背景技术

玉米作为我国第二大粮食作物，其产量逐年增加。在过去，玉米作为饲料与重要的化工原料来源之一，一直居于我国粮食重要地位。近年来，随着人民生活水平的提高与社会消费结构的变化，鲜食玉米以其独特的口味与丰富的营养得到越来越多人的青睐。

传统玉米收获机械摘穗方式主要是采用使用拉茎辊或者摘穗辊抓取玉米茎秆以进行正向拉伸，进而将玉米果穗根部与茎秆连接的穗柄拉断，实现果穗与茎秆分离，达到摘穗这一过程。采用这种摘穗方式虽然简单有效，但是在摘穗过程中机具需要施加相当大的力于玉米茎秆和果穗根部，容易造成茎秆断裂与果穗啃伤。

传统玉米收获机械主要用于成熟的含水率相对较低的玉米的收获，通过传统玉米收获机械对高含水率鲜食玉米的收获实验发现，在收获过程中机械对玉米果穗啃伤严重，籽粒破碎率、果穗含杂率较高，效果不理想；因此设计一种适用于高含水率鲜食玉米的摘穗收获机械势在必行。

中国专利公开号(CN 102523828 A)模仿人工采摘玉米方式提出了果穗反向弯折拉伸摘穗方式，并经过研究发现玉米果柄使用反向弯折拉伸断裂力远小于正向拉伸断裂力，可有效降低玉米果穗的损伤率。但是无法有效调节玉米植株的位置以方便摘穗，中国专利公开号(CN 102640619 A)提供一种利用不同速度的夹持链来实现玉米果穗的位置调节，但是其仅能在沿喂入中心线方向平动，链条运动时链条与夹紧板的摩擦力作用于夹紧板，会造成夹紧板卡死，且在垂直喂入中心线方向对夹持链的压紧力处处相同，容易造成玉米茎秆的损伤，不利于回收。

发明内容

本发明为解决目前技术的不足之处，提供一种牵引式鲜玉米仿生摘穗收获台，可以通过实现夹紧力的不均匀分布，保证对玉米茎秆处压力始终最大，保证玉米茎秆的低损伤。

本发明提供的技术方案为：提供一种牵引式鲜食玉米仿生摘穗收获台，包括

机架，分为具有空隙的左右两侧部分，相对于喂入中心线对称分布；

一对平行且具有间隙的摘穗辊，其与所述机架的水平段倾斜并且高度可调地设置在机架的水平段上方；

夹持装置，与地面成一定夹角地设置在所述摘穗辊上方的所述机架上；

所述夹持装置包括：

长条状定夹紧板，其相对于机架间距可调节地设置在机架的一侧；

动夹紧板，平行于所述定夹紧板，所述动夹紧板中心距离机架距离可调节地设置在机架间隙另一侧；

安装座，带有垂直喂入中心线方向的长孔套设在所述机架上，所述安装座通过弹簧固设在所述动夹紧板的两端；

四个张紧链轮，固设在机架的上端四个角上，且处于同一平面；

一对环状夹持链条，其可各自传动地环绕在所述张紧链轮、定夹紧板或动夹紧板上。

优选的是，包括：

所述机架固定在升降平台的顶座上；

所述升降平台，固设在牵引拖车上，所述升降平台包括上下平行的顶座和底座，中间通过两个交叉铰接的支撑梁的一端连接，所述底座通过U型螺栓固定在所述牵引拖车上，所述顶座和底座分别设有滑槽，所述支撑梁的另一端分别设有滑轮，所述滑轮可滑动地安装在所述滑槽中。

优选的是，还包括：

拨禾链条，可传动地平行设置在所述夹持链条的尾端上方；

两组拨禾轮，表面带有多个拨齿，分别可转动地设置在所述拨禾链条的后端和所述夹持链条的后端。

优选的是，还包括：

输送平带，其可传动地平行设置在所述机架水平段，位于所述摘穗辊下方；

前后带轮，其安装在所述输送平带内两端，所述前后带轮通过轴承座安装在所述机架上。

优选的是，还包括：

螺旋推送桶，其内部螺旋轴通过两个轴承座以单端支撑的悬臂梁的状态安装在所述输送平带后方的机架上，且所述螺旋推送桶正对所述输送平带处设有开口。

优选的是，还包括：

集穗箱，设置在所述牵引拖车的侧前方，所述集穗箱的下方通过可旋转的合页安装有集穗门，所述集穗门的上方安装有插销。

优选的是，还包括：

果穗升运器，一端固定在所述螺旋推送桶一端旁的所述牵引拖车上，另一端支撑在集穗箱上，所述果穗升运器与所述升降平台平行。

优选的是，还包括：

一对表面带有拨齿喂入拨禾链条，可传动地设置在所述夹持链条前端，且向两侧扩展。

优选的是，还包括：

两圆盘茎秆割刀上下平行且平面部分重合设置在所述机架前端的主动轴上的两对锥齿轮上，所述茎秆割刀可相对旋转。

10、根据权利要求2所述的牵引式鲜食玉米仿生摘穗收获台，其特征在于，还包括：

液压缸，可伸缩设置在所述支撑梁和所述升降平台的底座之间。

本发明所述的有益效果：1)夹持链条在两个方向都可运动，保证其压紧力的不均匀分布，对玉米植株的作用力最大，其余地方小，有效降低损伤；2)本发明整机采用模块化设计，各个模块通过U型螺栓相连接，安装和位置调节更加方便；3)本发明使用水平升降平台，摘穗装置与水平地面倾角不发生改变，实现水平升降；4)本发明摘穗收获台整个摘穗过程与茎秆接触面积较小，对玉米茎秆损伤极小；再者，摘穗过程中机具对茎秆和果穗不产生挤压和拖拽作用，所以对果穗和茎秆损伤较小；5)本发明摘穗后可以实现玉米茎秆低损伤，而且整齐向后铺放，便于后续回收；6)本发明各部分使用液压马达作为动力源，传动结构更简单，安装方式更加灵活；

附图说明

图1为本发明所述牵引式鲜食玉米仿生摘穗收获台的整机构成简图。

图2为本发明所述摘穗收获台在拖拉机牵引下工作方式示意图

图3为本发明所述鲜食玉米仿生摘穗收获台的集穗箱结构示意图。

图4为本发明牵引拖车结构示意图。

图5为本发明升降平台整体示意简图。

图6为本发明摘穗装置整体结构示意图。

图7为本发明链条夹持输送装置结构组成示意简图。

图8为本发明摘穗装置割刀及果穗收集输送装置布置示意图。

图9为本发明割刀结构安装简图。

图10为本发明圆盘锯片割刀配合位置及工作示意图。

图11为本发明链条夹持提升输送装置的俯视图。

图12为本发明定夹紧板结构图。

图13为本发明动夹紧板结构图。

图14为本发明动夹紧板部件安装爆炸图。

图15为本发明动夹紧板支撑结构。

图16为本发明夹紧板的动态工作示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本鲜食玉米摘穗收获台配置成牵引形式工作，由拖拉机进行侧方牵引，每次收获一行；本摘穗收获台使用了两个液压马达和一个液压缸，各部分执行机构动力是由液压装置传递来的一部分拖拉机的动力，工作时先有拖拉机的动力经过液压泵等转化为液压能，然后通过管道传递给液压马达和液压缸，以驱动各执行部分运动。

本鲜食玉米收获台整机分为6大部分组成(如图1中所示)，分别是：集穗箱1，牵引拖车2，升降平台3，摘穗装置4，果穗升运器5；上述各部分以牵引拖车为基础，通过U型螺栓安装在一定位置上，便于拆卸和位置调整。如图1所示，各个部件安装在牵引拖车2的不同位置，集穗箱1沿着行走方向设置在牵引拖车2一侧，与升降平台3平行设置，摘穗装置4通过机架安装在升降平台3上，牵引拖车2通过前方的牵引销孔以侧牵引的方式安装在拖拉机的后方(如图2所示意)，拖拉机行走牵引摘穗机构行走工作。

如图1和图4牵引拖车2结构所示，在牵引拖车2上的侧前方安装有集穗箱1，集穗箱1结构如图2所示，集穗箱下方有出穗门120，集穗门120通过合页110安装在箱体140上，集穗门120可以通过合页实现开和关，集穗门120上方安装有插销130，用以控制门的开和闭。集穗箱直接安装在牵引拖车1上，集穗箱1底部横梁通过U型螺栓安装在拖车横梁上。

如图5所示，升降平台3分为上下两层，下层直接与拖车车架接触，两者通过U型螺栓连接，上层直接与摘穗装置4的机架接触，两者通过U型螺栓连接；通过升降平台3的升高下降可以实现摘穗装置4的升降。其中上层为顶座340，下层为底座310，上下两层通过两个支撑梁330支撑连接，其中上下层上分别设置有滑槽350和360，其中一个支撑梁330的一端通过铰链连接在底座上，另一端通过滑轮安装在滑槽350中，分别构成了转动副和移动副；另外一个支撑梁330一端铰链连接在上座340上，另一端通过滑轮安装在滑槽360中，也分别构成了转动副和移动副；两个支撑梁330在中心位置通过旋转副安装在一块，可以相对转动；在底座310和支撑梁330之间安装有液压缸320，通过控制液压缸320的伸缩可以实现升降平台的升降。

如图6所示为本发明的摘穗装置部分的结构简图，其由四大部分组成，分别是圆盘茎秆割刀410，一对摘穗辊420，链条夹持提升输送装置430和果穗输送排出机构440。

割刀装置410如图9所示，其主要工作部件为两片带齿锯片割刀412和413组成，割刀的动力由安装在主动轴414上的两对锥齿轮传递；两割刀412和413的具体结构如图10中所示，两割刀相对旋转，安装后两个割刀有重叠部分，割刀采用带齿圆盘锯片，齿形为非对称结构；在工作时齿可以在切割的同时辅助喂入。其中图9割刀模块中411为割刀机架横梁，其可以通过U型螺栓安装在摘穗装置4的机架上，其位置可以根据采摘要求进行调节。

其中摘穗装置4中的摘穗辊420安装方式如图6中420所示，其由一对带有螺旋凹槽的摘穗辊420组成，两个摘穗辊420同步转动，旋转时摘穗辊420的螺旋凹槽可以对与之相接触的玉米果穗产生输送作用。两个摘穗辊420中的每一个与其安装的机架构成了一个摘穗辊420模块单体，其通过上下两端的安装梁使用U型螺栓安装在夹持输送装置的机架横梁上，故其在夹持装置横梁上的位置可以根据摘穗工作情况进行调节，以提高其使用范围。

夹持输送装置430在摘穗装置4上的安装位置如图6中所示，其倾斜安装，其工作动力来源于安装在其上的液压马达，液压马达的一部分动力给夹持装置用于夹持输送，另外与部分动力通过万向轴传递给两个摘穗辊420。下面参照图7对夹持输送装置430进行详细说明；在夹持输送装置的前方安装有强制喂入装置431，其由两条带拨齿的拨禾链条组成拨禾链转动，将玉米茎秆强制拨送进后方的一对接触的夹持链条432内，夹持链条由定和动夹紧板434、438压紧，用以提供夹住喂入其中的玉米茎秆的足够的夹持力，随着夹持链条432运动，玉米茎秆被向后输送。其中液压马达435为夹持装置提供运动的动力，张紧轮433用以张紧链条。茎秆排出辅助装置437和排出装置436用以将前方夹持链条432加持松松过程中摘穗完成后的茎秆排出摘穗装置；其中辅助排出装置437使用拨禾链条进行拨送茎秆，排出装置436以拨禾轮的形式拨送排出茎秆。

如图11-14所示，机架439，换向链轮机构4310，张紧链轮机构4311，定夹紧板434通过安装座434-2安装在机架439上，在安装座434-2上垂直于喂入线方向的长孔可以使得其在机架439上便于调节位置以达到调节压紧力作用，434-1为长螺栓安装在安装座434-2两侧，固定定夹紧板434，其通过与机架439上的安装座434-2配合，保证调节到合适位置的定夹紧板434的位置不动。图13和14为动夹紧板的结构图，438-1为夹紧板主体部分，两个安装座438-3通过弹簧438-2连接在动夹紧板主体部分438-1的两端，用以提供夹紧力，安装座438-3上的长孔可以安装在机架上并可以调节位置以达到调节弹簧力的作用；438-4为夹紧板支撑结构，两个夹紧板支撑结构438-4固设在两个安装座438-3内侧，详细结构如图15所示，它由三个牛眼轮位于等腰三角形的顶点上，用于固定在机架439上，保证动夹紧板主体部分438-1的垂直方向的高度位置。与动夹紧板438接触面中设有一个匹配的凹槽，其保证了夹紧板在垂直方向上的位置，但是夹紧板438在其中可以左右滑动。438-5为动夹紧板的横向限位装置，固定安装在动夹紧板438的中心，其包括带有长孔的安装座，一个固定螺钉穿过长孔下端固定在带有圆孔的长方体座的圆孔内，可旋转的固定螺钉可以在圆孔内旋转，下方长方体座固设在机架439上。动夹紧板在纵向上可以活动，可以转动，但是不能横向移动。图16为动夹紧板的动态工作示意图；在链条中进入玉米茎秆时候，受到定夹紧板434侧的压力力F，栋夹紧板平衡力F的力来源于两个F_弹簧；夹紧板受力可以围绕中心o转动并且可以前后滑动。

如图6中440为果穗输送排出装置和摘穗装置的机架部分。下面参照图8详细说明，其中摘穗装置的机架即夹持输送装置的安装架，其上端顶部位置的孔为夹持装置的安装位置；前、后带轮441和446通过轴承座安装在机架上，前后带轮之间安装有输送平带442，输送平带需要张紧装置，所以在前后带轮的中间以同样的方式安装有起到张紧带轮447，张紧带轮张紧输送带的同时也为输送带提供动力。在输送带后方安装有螺旋推送装置445，其外壳直接焊接在机架上，在正对输送带输送方向有开口，其为了方便由输送带送来的玉米果穗进入螺旋推送装置内；螺旋推送装置445的螺旋轴通过两个轴承座以单端支撑的悬臂梁的状态安装在机架上。在螺旋推进装置的上方安装有玉米茎秆排出装置444，其主要由主、从链轮、两个张紧换向轮和一根拨禾链条组成，拨禾链条作用是将摘穗后的玉米茎秆及时排出摘穗装置，保持摘穗通道通畅。上述果穗输送装置、茎秆排出装置和茎秆割刀410动力都来源于液压马达448，液压马达将大部分动力通过链条传递给割刀，另一部分动力经过链条传递给减速装置然后到输送带的张紧驱动带轮，驱动平带运动，平带将一部分动力传递给后带轮446，后带轮轴上安装有链轮和锥齿轮，将动力传递给茎秆排出装置444和螺旋输送器445。

果穗升运器5如图1中所示，其安装在牵引拖车车架上，上端由果穗收集箱支撑，下端由拖车车架支撑；其工作时在下方开口处接收来自摘穗装置的果穗，然后提升到一定高度送入集穗箱1中。

结合图1和图6说明工作过程；工作时，拖拉机1牵引机具向前行走，迎面而来的玉米植株6有摘穗装置4的夹持装置430前方的拨禾强制喂入装置431将茎秆扶正喂入夹持装置430中，与此同时，玉米植株6下方接触割刀410并被切断，茎秆植株根部分离；茎秆上方进入夹持装置中，茎秆果穗上方某一位置被夹持链条432夹住随着夹持链条432运动，在运动过程中，茎秆被逐渐提升，茎秆上的果穗与摘穗辊420的距离越来越近，然后果穗与摘穗辊420接触，旋转的摘穗辊420拨动果穗同时向后输送；随着进一步的提升，果穗逐渐下弯最终被摘下；被脱落的果穗掉落到下方的输送带442上，由输送带送到螺旋推送器445中并有推送器送到果穗提升装置5中，最终由果穗提升装置输送带集穗箱1中；再者，被摘穗后的玉米茎秆6继续由夹持链条432向后输送到达夹持链条432末端，然后由茎秆上方排出装置436和下方排出装置444将茎秆送出机具，完成了摘穗、收集以及茎秆无损送出。

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 (10)

1.一种牵引式鲜食玉米仿生摘穗收获台，其特征在于，包括：

机架，分为具有空隙的左右两侧部分，相对于喂入中心线对称分布；

一对平行且具有间隙的摘穗辊，其与所述机架的水平段倾斜并且高度可调地设置在机架的水平段上方；

夹持装置，与地面成一定夹角地设置在所述摘穗辊上方的所述机架上；

所述夹持装置包括：

长条状定夹紧板，其相对于机架间距可调节地设置在机架的一侧；

动夹紧板，平行于所述定夹紧板，所述动夹紧板中心距离机架距离可调节地设置在机架间隙另一侧；

安装座，带有垂直喂入中心线方向的长孔套设在所述机架上，所述安装座通过弹簧固设在所述动夹紧板的两端；

四个张紧链轮，固设在机架的上端四个角上，且处于同一平面；

一对环状夹持链条，其可各自传动地环绕在所述张紧链轮、定夹紧板或动夹紧板上。

2.根据权利要求1所述牵引式鲜食玉米仿生摘穗收获台，其特征在于，包括：

所述机架固定在升降平台的顶座上；

所述升降平台，固设在牵引拖车上，所述升降平台包括上下平行的顶座和底座，中间通过两个交叉铰接的支撑梁的一端连接，所述底座通过U型螺栓固定在所述牵引拖车上，所述顶座和底座分别设有滑槽，所述支撑梁的另一端分别设有滑轮，所述滑轮可滑动地安装在所述滑槽中。

3.根据权利要求1所述的牵引式鲜食玉米仿生摘穗收获台，其特征在于，还包括：

拨禾链条，可传动地平行设置在所述夹持链条的尾端上方；

两组拨禾轮，表面带有多个拨齿，分别可转动地设置在所述拨禾链条的后端和所述夹持链条的后端。

4.根据权利要求2所述的牵引式鲜食玉米仿生摘穗收获台，其特征在于，还包括：

输送平带，其可传动地平行设置在所述机架水平段，位于所述摘穗辊下方；

前后带轮，其安装在所述输送平带内两端，所述前后带轮通过轴承座安装在所述机架上。

5.根据权利要求4所述的牵引式鲜食玉米仿生摘穗收获台，其特征在于，还包括：

螺旋推送桶，其内部螺旋轴通过两个轴承座以单端支撑的悬臂梁的状态安装在所述输送平带后方的机架上，且所述螺旋推送桶正对所述输送平带处设有开口。

6.根据权利要求2所述的牵引式鲜食玉米仿生摘穗收获台，其特征在于，还包括：

集穗箱，设置在所述牵引拖车的侧前方，所述集穗箱的下方通过可旋转的合页安装有集穗门，所述集穗门的上方安装有插销。

7.根据权利要求5所述的牵引式鲜食玉米仿生摘穗收获台，其特征在于，还包括：

果穗升运器，一端固定在所述螺旋推送桶一端旁的所述牵引拖车上，另一端支撑在集穗箱上，所述果穗升运器与所述升降平台平行。

8.根据权利要求3所述的牵引式鲜食玉米仿生摘穗收获台，其特征在于，还包括：

一对表面带有拨齿喂入拨禾链条，可传动地设置在所述夹持链条前端，且向两侧扩展。

9.根据权利要求2所述的牵引式鲜食玉米仿生摘穗收获台，其特征在于，还包括：

两圆盘茎秆割刀上下平行且平面部分重合设置在所述机架前端的主动轴上的两对锥齿轮上，所述茎秆割刀可相对旋转。

10.根据权利要求2所述的牵引式鲜食玉米仿生摘穗收获台，其特征在于，还包括：

液压缸，可伸缩设置在所述支撑梁和所述升降平台的底座之间。