CN108271554A - 一种基于带式切割的跨池行走式剪叶机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于带式切割的跨池行走式剪叶机，行走机构，包括机架、后两驱动轮和前两行走轮。剪叶收集装置，包括剪叶收集装置机架、主动轮、从动轮、带锯、驱动电机、通风管道、收集网和离心风机。升降装置，包括步进电机、联轴器和丝杆。行走机构和剪叶收集装置通过升降装置连接。本发明主要应用于漂浮育种技术中烟草幼苗剪叶阶段，整机横跨于烟草育苗池上方，行走机架悬挂剪叶收集装置进行行走剪叶。相对于现有烟草剪叶机，本发明使用带式切割与离心风机吹风收集，能有效解决“漏剪、掉浆、飞叶”等剪叶过程中容易发生的问题。同时，本发明的剪叶机使用了基于轮毂电机的行走机构，不需人力推动或者提携剪叶，大大降低了人工劳动强度。

Description

一种基于带式切割的跨池行走式剪叶机

技术领域

本发明涉及烟苗剪叶农业机械领域，特别涉及一种基于带式切割的跨池行走式剪叶机。

背景技术

现有技术中，漂浮育种是实现现代烟草农业的重要环节，即将烟草种子直接播种到填满基质的育苗盘的每个格子当中，将育苗盘放入盛有营养液的的育苗池内，营养液能够为种子的发芽、生长、出苗等提供营养与水分。剪叶是烟叶漂浮育种过程中非常重要的步骤，科学合理地剪叶不仅能去除烟叶的顶端优势，抑制较大叶片的生长、促进较小叶片的发育，使各叶片大致发育情况基本相同，而且能让烟苗的根、茎更加健壮。同时，将剪下的碎叶收集、不让其落在幼苗和培养盘上，能防止烟叶感染黑腐病等病害。

现有技术中，市面上的烟草幼苗剪叶机有悬臂式剪叶机、背负式剪叶机、轨道式剪叶机等。对于市面上普遍的桥式剪叶机，机架将剪叶机构悬挂在苗床上方，通过人力推动进行直线行走，同时进行横向移动将每排育苗盘上的烟苗剪切到位，大多使用无支撑旋转刀片切割。在切割过程中，由于剪叶装置要进行横向位移，容易发生漏剪烟苗的情况，影响往后育种过程叶片的发育，同时在剪切过程中叶片切口处飞溅的叶浆、碎叶往往很难收集，难以最大程度地避免黑腐病等病害的发生。同时，两名劳动人员既要推动机器保证其直线行走的同时还要在剪叶装置剪切每行烟苗时控制其横向移动，劳动强度大。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种结构简单、安全可靠的基于带式切割与轮毂电机的跨池行走式剪叶机，旨在解决现有技术中烟苗剪叶机所存在的飞叶、掉浆、漏剪等问题，降低劳动强度、提高工作效率。

本发明所采用的技术方案：一种基于带式切割的跨池行走式剪叶机，包括行走机构(6)、剪叶收集装置(9)以及升降装置(5)；所述行走机构(6)包括机架(6-1)、所述机架(6-1)下端四角设有两驱动轮(4)和两行走轮(12)，所述机架(6-1)上设有螺纹套孔(6-2)；

所述剪叶收集装置(9)包括剪叶收集装置机架(9-1)，所述剪叶收集装置机架(9-1)的两端分别设有主动轮(11)和从动轮(3)，所述主动轮(11)通过带锯(14)与所述从动轮(3)传动连接，所述主动轮(11)与驱动电机(10)连接，所述剪叶收集装置机架(9-1)的一侧设有通风管道(1)，所述通风管道(1)一端连接离心风机(2)；所述剪叶收集装置机架(9-1)的两端还设有横臂梁(9-2)，所述横臂梁(9-2)上设有升降装置(5)；

所述升降装置(5)包括所述步进电机(5-1)，所述步进电机(5-1)旋转轴通过联轴器(5-2)与丝杆(5-3)上端连接并进行传动，所述丝杆(5-3)下端与所述剪叶收集装置机架(9-1)上定位套孔(9-4)连接；行走机构(6)上螺纹套孔(6-2)与剪叶收集装置机架上定位套孔(9-4)嵌套。

优选的，所述剪叶收集装置(9)下方靠近烟苗的端面两端装有激光传感器，所述传感器与单片机连接，所述单片机还与所述驱动电机(10)相连，当剪叶高度过高或过低时，所述单片机控制驱动电机(10)转动，所述驱动电机(10)通过联轴器(5-2)对丝杆(5-3)进行传动，所述丝杆(5-3)与剪叶收集装置(9)上螺纹套孔(6-2)配合，实现所述剪叶收集装置(9)升降。

优选的，所述剪叶收集装置机架(9-1)的下端和后端设有收集网(7)。

优选的，所述收集网(7)以可拆卸的方式设在所述剪叶收集装置机架(9-1)的下端和后端。

优选的，所述剪叶收集装置机架(9-1)的侧端通过前板与所述通风管道(1)连接。

优选的，所述横臂梁(9-2)的侧端与所述通风管道(1)连接。

优选的，所述驱动轮(4)为通过轮毂电机驱动，所述轮毂电机设有陀螺仪。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明技术方案通过使用直流稳压电源以及单片机对后轮轮毂电机的控制，实现剪叶机的跨池直线行走。通过激光传感器，可实时测出剪叶收集装置下端与叶片的高度差，通过反馈给与步进电机相连的单片机，实现剪叶收集装置的高度调节。通过在主动轮和从动轮的外周缘表面设置可进行单向直线运动的带锯，并且通过驱动电机对主动轮进行驱动旋转，主动轮通过带锯带动从动轮进行旋转，从而实现对烟草苗的切割。同时，位于带锯下锯段前方的离心风机风道将所述离心风机产生的风送到带锯下锯段前方，可将被切割下的烟草残叶吹入收集网当中。相对于现有烟草剪叶机，本发明的跨池行走式剪叶机通过带锯对烟叶进行切割并使用前置风道吹风收集，能避免现有技术中运用无支撑旋转切割烟叶所导致的飞叶、掉浆等问题，大大降低了黑腐病等病害的发生几率。不仅如此，带锯切割震动幅度小，切割效率高，能将烟叶剪切得更为规则。本发明所述的跨池行走式剪叶机残叶收集效率非常高，不需要劳动人员再次将落在育苗池里的残叶捡拾起来，避免重复劳动。同时，整机带锯刚好设计为育苗池宽度，不需像桥式剪叶机剪叶过程中还需人工对剪叶装置进行横向移动，降低了劳动强度同时防止了漏剪烟叶的现象。不同于大多数烟草剪叶机的收集网垂拖在剪叶机后方压倒烟叶，本发明的跨池行走式剪叶机合理利用设计框架上的空间布局，将长方体收集网安装于剪叶收集装置内部，一次剪叶过程能收集大量烟草残叶，不需要人工多次装换收集网，降低了劳动强度。本发明采用基于轮毂电机的后轮驱动，在结构上大大简化，改变了以往剪叶机繁琐复杂的结构，进一步降低了劳动强度。

附图说明

图1为本发明一种基于带式切割的跨池行走式剪叶机的结构示意图；

图2为本发明剪叶收集装置结构示意图；

图3为本发明行走机构结构示意图。

附图标号说明：

通风管道(1)；离心风机(2)；从动轮(3)；驱动轮(4)；升降装置(5)；行走机构(6)；收集网(7)；轴承座(8)；剪叶收集装置(9)；驱动电机(10)；主动轮(11)；行走轮(12)；悬臂梁(13)；带锯(14)；剪叶收集装置机架(9-1)；横臂梁(9-2)；带锯收紧器(9-3)；定位套孔(9-4)；步进电机(5-1)；联轴器(5-2)；丝杆(5-3)；机架(6-1)；螺纹套孔(6-2)。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至3所示，一种基于带式切割的跨池行走式剪叶机，包括行走机构(6)、剪叶收集装置(9)以及升降装置(5)；所述行走机构(6)包括机架(6-1)、所述机架(6-1)下端四角设有两驱动轮(4)和两行走轮(12)，所述机架(6-1)上设有螺纹套孔(6-2)。

所述剪叶收集装置(9)包括剪叶收集装置机架(9-1)，所述剪叶收集装置机架(9-1)的两端分别设有主动轮(11)和从动轮(3)，所述主动轮(11)通过带锯(14)与所述从动轮(3)传动连接，所述主动轮(11)与驱动电机(10)连接，在具体使用时，主动轮(11)和从动轮(3)设在所述剪叶收集装置机架(9-1)靠近待剪叶片的一侧，主动轮(11)中心套于驱动电机(10)的驱动轴上并由驱动电机(10)驱动旋转，从动轮(3)绕其中心轴旋转，主动轮(11)通过绕于主动轮(11)和从动轮(3)外圈缘的带锯(14)向从动轮(3)进行传动；所述剪叶收集装置机架(9-1)的一侧设有通风管道(1)，所述通风管道(1)一端连接离心风机(2)，优选的，所述通风管道(1)位于带锯(14)下锯段前方。通风管道(1)右端与离心风机(2)风口相连，离心风机(2)通过固定板与剪叶收集装置机架(9-1)右侧固定；所述剪叶收集装置机架(9-1)的两端还设有横臂梁(9-2)，所述横臂梁(9-2)上设有升降装置(5)。

所述升降装置(5)包括步进电机(5-1)，所述步进电机(5-1)旋转轴通过联轴器(5-2)与丝杆(5-3)上端连接并进行传动并进行传动，所述丝杆(5-3)下端与所述剪叶收集装置机架(9-1)上定位套孔(9-4)连接，行走机构(6)上螺纹套孔(6-2)与剪叶收集装置机架上定位套孔(9-4)嵌套，所述丝杆(5-3)还与所述剪叶收集装置机架(9-1)上螺纹套孔(6-2)处轴承座配合。行走机构和剪叶收集装置通过升降装置连接，行走机构(6)上螺纹套孔(6-2)与剪叶收集装置机架上定位套孔(9-4)嵌套，所述升降装置的丝杆位于两定位套孔所嵌套的中部空间。

所述剪叶收集装置(9)下方靠近烟苗的端面两端装有激光传感器，所述传感器与单片机连接，所述单片机还与所述驱动电机(10)相连，当剪叶高度过高或过低时，所述单片机控制驱动电机(10)转动，所述驱动电机(10)通过联轴器(5-2)对丝杆(5-3)进行传动，所述丝杆(5-3)与剪叶收集装置(9)上螺纹套孔(6-2)配合，实现所述剪叶收集装置(9)升降。

所述剪叶收集装置机架(9-1)的下端和后端设有收集网(7)，所述收集网(7)以可拆卸的方式设在所述剪叶收集装置机架(9-1)的下端和后端，具体为长方体烟苗收集网。所述剪叶收集装置机架(9-1)的侧端通过前板与所述通风管道(1)连接。所述横臂梁(9-2)的侧端与所述通风管道(1)连接。剪叶收集装置机架(9-1)上的横梁与悬臂梁(92)嵌套，悬臂梁(92)通过前板将通风道垂吊在带锯下锯段前方，通风口位于下锯段前下方，将碎叶吹入收集网中。

所述驱动轮(4)为通过轮毂电机驱动，所述轮毂电机设有陀螺仪，当剪叶机偏离直线行走时，能够测定行走时轮胎偏离直线前进方向的角度，反馈于所述轮毂电机的单片机，实现两驱动轮的差速转动，从而调整恢复直线行走。

实施例

参见图1、2，本发明提出一种基于带式切割与轮毂电机的跨池行走剪叶机，包括行走机构(6)、剪叶收集装置(9)以及升降装置(5)。剪叶收集装置(9)，包括剪叶收集装置机架(9-1)，剪叶收集装置机架(9-1)可为框架结构以方便进行制造，并且剪叶收集装置机架(9-1)的框架结构可为多段不锈钢管通过焊接制造，以提供良好的结构强度，或者剪叶收集装置机架(9-1)的框架为铝合金型材焊接制造而成，从而使得剪叶收集装置机架(9-1)的整体重量降低。剪叶收集装置机架靠近叶片的一端设有主动轮(11)和从动轮(3)，主动轮(11)中心套于驱动电机(10)的驱动轴上并由驱动电机(10)驱动旋转，从动轮(3)绕其中心轴旋转，主动轮(11)通过绕于主动轮(11)和从动轮(3)外圈缘的带锯(14)向从动轮(3)进行传动，从动轮(3)也为张紧轮，使得同时绕于主动轮(11)和从动轮(3)外周缘的带锯(14)能够通过从动轮(3)进行调整而被张紧，从而使得主动轮(11)向从动轮(3)进行传动过程中，两者之间的传动效率更高，并且带锯(14)被张紧后，能够在高速旋转过程中不容易从主动轮(11)和从动轮(3)的外周缘上松脱，从而使得本发明剪叶机安全性得以保证。

通风管道1位于带锯(14)下锯段前方，通风管道1右端与离心风机2风口相连，离心风机2通过固定板与剪叶收集装置机架(9-1)右侧固定，剪叶收集装置机架(9-1)上与横臂梁(9-2)嵌套，横臂梁(9-2)将通风管道1垂吊在带锯(14)下前方，通风孔吹出的风能从被剪下的残叶下前方将其吹入收集网7中。升降装置(5)，包括步进电机(5-1)，步进电机(5-1)旋转轴通过联轴器(5-2)与丝杆(5-3)上端联接并进行传动，丝杆(5-3)下端与剪叶收集装置机架(9-1)上螺纹套孔(9-4)连接。行走机构(6)和剪叶收集装置(9)通过升降装置(5)连接，机架(6-1)上定位套孔(6-2)与剪叶收集装置机架上螺纹套孔(9-4)嵌套，所述升降装置(5)的丝杆(5-3)位于两套孔所嵌套的中部空间。剪叶收集装置(9)下方靠近烟苗的端面两端装有激光传感器，所述传感器与单片机连接，所述单片机还与所述步进电机(5-1)相连，当剪叶高度过高或过低时，所述单片机控制步进电机(5-1)转动，步进电机通过联轴器(5-2)对丝杆(5-3)进行传动，所述丝杆(5-3)与剪叶收集装置(9)上螺纹套孔(9-4)配合，实现所述剪叶收集装置(9)的升降。

参见图3，本发明提出一种基于带式切割与轮毂电机的跨池行走剪叶机，对于行走机构(6)，包括机架(6-1)、后两驱动轮(4)和前两行走轮(12)，机架(6-1)可为四角支架结构以方便进行制造，并且机架(6-1)的框架结构可为多段不锈钢管通过焊接制造，以提供良好的结构强度，或者机架(6-1)的框架为铝合金型材焊接制造而成，从而使得机架(6-1)的整体重量降低，以降低剪叶机的整体重量。机架后两脚下方安装有轮毂内装有无刷电机的驱动轮(4)，机架前两脚下方安装有被推动行走的行走轮(12)。两后驱动4轮内无刷电机由单片机控制，实现不同速度的行走，驱动轮(4)处安装有陀螺仪，当剪叶机偏离直线行走时，能够测定行走时轮胎偏离直线前进方向的角度，反馈于所述轮毂电机的单片机，实现两驱动轮(4)的差速转动，从而调整恢复直线行走。

本发明的一种基于带式切割与轮毂电机的跨池行走式剪叶机的工作原理如下：

参见图1至3，本发明的行走式剪叶机在工作前先将机械横跨于烟草育苗池一端之上，主动轮(11)与从动轮(3)之间的距离设计为育苗池宽，使两驱动轮(4)与两从动轮12能够在育苗池两旁的道路上行走。在给驱动轮(4)供电启动之前，先将离心风机2与220v电源接通，确认吹风管道1有离心风机2吹出的风。然后将驱动电机(10)与220v电源接通，开关控制启动转速较低，使主动轮(11)转动并通过带锯(14)向从动轮(3)传动，调节开关至合适剪切速度。将步进电机(5-1)所连的单片机与直流稳压电源接通，开关控制将剪叶收集装置(9)调至合适剪叶高度。最后将两后驱动轮(4)与直流稳压电源接通，使剪叶机向前低速行驶。

本发明的跨池行走式剪叶机，在前进剪叶的过程中，烟叶幼苗高度不同，此时，安装于剪叶收集装置(9)底部的激光测距传感器，可以实时反馈于与步进电机(5-1)相连的单片机，剪叶收集装置相对于烟叶位置过高或过低时，步进电机对丝杆进行传动，使剪叶收集装置(9)降低或升高至剪叶合适位置，步进电机(5-1)停止转动。在整机前进行驶过程中，当偏离直线行走方向时，位于机架(6-1)上的陀螺仪测定偏离的角度，反馈于与所述轮毂电机连接的单片机，所述单片机控制两后驱动轮(4)实现差速转动，使剪叶机恢复直线行走。

本发明的跨池行走式剪叶机，通过在主动轮(11)和从动轮(3)的外周缘表面设置可进行单向直线运动的带锯(14)，并且通过驱动电机(10)对主动轮(11)进行驱动旋转，主动轮(11)通过带锯(14)带动从动轮(3)进行旋转，从而实现对烟叶幼苗的切割。带锯(14)下锯段长度设计为育苗池宽，能够将一排的烟叶全部剪切到，解决了剪叶过程“漏剪”的问题。同时，离心风机2风道前置吹风收集，能够将带锯(14)切割下的残叶尽数吹入收集网7当中，带锯(14)切割烟叶产生的浆液被风道口吹出的风往上吹进收集网7中，避免了液浆掉落在烟叶上。解决了“飞液、掉浆”等问题。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于带式切割的跨池行走式剪叶机，其特征在于：包括行走机构(6)、剪叶收集装置(9)以及升降装置(5)；所述行走机构(6)包括机架(6-1)、所述机架(6-1)下端四角设有两驱动轮(4)和两行走轮(12)，所述机架(6-1)上设有螺纹套孔(6-2)；

所述剪叶收集装置(9)包括剪叶收集装置机架(9-1)，所述剪叶收集装置机架(9-1)的两端分别设有主动轮(11)和从动轮(3)，所述主动轮(11)通过带锯(14)与所述从动轮(3)传动连接，所述主动轮(11)与驱动电机(10)连接，所述剪叶收集装置机架(9-1)的一侧设有通风管道(1)，所述通风管道(1)一端连接离心风机(2)；所述剪叶收集装置机架(9-1)的两端还设有横臂梁(9-2)，所述横臂梁(9-2)上设有升降装置(5)；

所述升降装置(5)包括所述步进电机(5-1)，所述步进电机(5-1)旋转轴通过联轴器(5-2)与丝杆(5-3)上端连接并进行传动，所述丝杆(5-3)下端与所述剪叶收集装置机架(9-1)上定位套孔(9-4)连接；行走机构(6)上螺纹套孔(6-2)与剪叶收集装置机架上定位套孔(9-4)嵌套。

2.根据权利要求1所述的一种基于带式切割的跨池行走式剪叶机，其特征在于：所述剪叶收集装置(9)下方靠近烟苗的端面两端装有激光传感器，所述传感器与单片机连接，所述单片机还与所述驱动电机(10)相连，当剪叶高度过高或过低时，所述单片机控制驱动电机(10)转动，所述驱动电机(10)通过联轴器(5-2)对丝杆(5-3)进行传动，所述丝杆(5-3)与剪叶收集装置(9)上螺纹套孔(6-2)配合，实现所述剪叶收集装置(9)升降。

3.根据权利要求1所述的一种基于带式切割的跨池行走式剪叶机，其特征在于：所述剪叶收集装置机架(9-1)的下端和后端设有收集网(7)。

4.根据权利要求1所述的一种基于带式切割的跨池行走式剪叶机，其特征在于：所述收集网(7)以可拆卸的方式设在所述剪叶收集装置机架(9-1)的下端和后端。

5.根据权利要求1所述的一种基于带式切割的跨池行走式剪叶机，其特征在于：所述剪叶收集装置机架(9-1)的侧端通过前板与所述通风管道(1)连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于带式切割的跨池行走式剪叶机，其特征在于：所述横臂梁(9-2)的侧端与所述通风管道(1)连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于带式切割的跨池行走式剪叶机，其特征在于：所述驱动轮(4)为通过轮毂电机驱动，所述轮毂电机设有陀螺仪。