CN108401641B - 一种驱动轮式宽幅水田挖藕机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种驱动轮式宽幅水田挖藕机，包括喷流装置结构、导向轮结构、转向舵结构、蓄水室、机体结构、汽油机水泵、分水器结构、水管、蓄电池。采用遥控的方式对导向轮、滑块、舵叶进行控制，在工作前，调节喷流装置中滑块位置，使折板与固定板平行，为最大工作幅宽，后启动汽油机，在水泵与水管作用下，将水从田间经过蓄水室过滤后，送至喷嘴喷出，在中间三个斜置喷嘴以及人的作用下，并在导向轮的作用下挖藕机保持在田间直线作业，在一个行程后，转向时通过调节导向轮与舵叶的角度改变喷嘴的出水状况，使挖藕机两边受力不平衡，达成方便转向，实现挖藕机在田间的功能。

Description

一种驱动轮式宽幅水田挖藕机

技术领域

本发明涉及农业机械中的挖藕机技术领域，具体涉及一种驱动轮式宽幅水田挖藕机，主要用于莲藕的采收。

背景技术

莲藕作为一种人们最熟悉的水生蔬菜，由于它的口感清脆、营养价值高，受到了人们的喜爱。莲藕具有很好的药用和食用价值，但是莲藕采挖的难度很大，采收问题一直困扰着广大的藕农，并制约了莲藕产业的发展。目前莲藕的采挖方式为人工采挖或是用水枪冲开淤泥，机械化程度还是很低，人工挖藕劳动强度大并且生产效率低，国内外莲藕采挖机械化技术严重滞后。一般情况下，一个人一天只能挖100-150斤左右的莲藕，供应量时常跟不上市场需求量。而莲藕不及时收获就会烂在淤泥中，我国莲藕种植越来越向着大面积种植发展，完全依靠人工挖掘不能满足目前的市场需求，发展机械化采挖才符合当前的潮流。

目前已有部分地区研制出挖藕机，但由于我国不同的地域种植环境不同，水的深浅不同，机器作业的环境不同，地区差异使得挖藕机无法得到推广。藕农们仍然急需一种价格相对低廉，设备小巧，适用性广，便于操作的机械设备代替人工，这样既能增加种植面积，提高收获效率，又能减少收获成本。

因此，本领域技术人员致力于设计出一种，工作幅宽大，控制方便的浮筒挖藕机，以提高挖藕过程中的工作效率。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种机体小工作幅宽大，能实现直线作业，转向方便，通过遥控控制简化操作的驱动轮式宽幅挖藕机。

为实现上述目的，本发明所采取的技术手段是：一种驱动轮式宽幅水田挖藕机，由喷流装置结构、导向轮结构、转向舵结构、蓄水室、机体结构、汽油机水泵、分水器结构、水管、蓄电池组成；

机体结构，包括两个浮体及架设在浮体间的若干根固定板,浮体用于产生浮力使挖藕机浮在藕田水面；

蓄水室,用于过滤藕田内的水，还通过水管依次连通汽油机水泵、分水器结构，将水输送至喷流装置结构；

汽油机水泵和分水器结构均安装在第一固定板和第二固定板上。

喷流装置结构，安装于机体结构尾部的第三固定板上，包括布置于第四固定板上连接有喷嘴的喷嘴连接器，喷嘴连接器还通过水管连通分水器，喷嘴与水面呈45°朝向机体结构尾部，用于对土壤表面进行冲刷，实现挖藕功能，同时给挖藕机提供推进力；

转向舵结构，安装于机体结构尾部的第六固定板上，位于喷嘴喷射方向侧，包括：多个舵叶和转向执行器,通过转向执行器调整舵叶与第四固定板处的喷嘴喷射方向的夹角，使挖藕机两侧受力不均，用于辅助实现挖藕机转向；

导向轮结构，安装在机体结构前端的第五固定板上，包括：安装在轴承座上的转轴、焊接在转轴上的前叉套筒、套接在前叉套筒内的前叉立管、安装于前叉腿间的导向轮,所述前叉套筒垂直连接于转轴表面，转轴还被升降执行器驱动在轴承座内转动，用于使导向轮上下移动；所述前叉立管伸出前叉套筒，还与摆动执行器连接，用于使导向轮绕前叉立管旋转，辅助实现挖藕机转向；所述前叉腿上还安装驱动导向轮滚动的步进电机，用于驱动挖藕机前进后退；

蓄电池用于为步进电机、升降执行器、摆动执行器、转向执行器提供动力。

优选地，所述喷流装置结构还包括:折板、调距导轨、步进执行器、滑块、拉杆,所述折板的一端铰接在第四固定板端部，折板的另一端通过拉杆与套接在调距导轨上的滑块活动连接，滑块还与固定在第四固定板上的步进执行器连接，步进执行器用于移动滑块，使拉杆拖拽折板绕铰接点转动，使折板展开和收拢，折板上还布置有喷嘴和喷嘴连接器，形成一组折叠式喷水机构，一个第四固定板两端对称设置有两组折叠式喷水机构。

优选地，所述蓄水室上部延伸出的调节杆,调节杆套接在L型槽钢内，通过螺栓和布置于L型槽钢上的调距孔固定,使蓄水室沿槽钢上下移动调整蓄水室距水面的高度,L型槽钢另一端安装于第一固定板上。

优选地，所述转向舵结构还包括：舵叶固定杆、舵叶活动杆，多个互相平行的舵叶通过转轴铰接在舵叶固定杆和舵叶活动杆间，舵叶固定杆安装在第六固定板上形成固定侧，舵叶固定杆固定连接在第六固定板上，使多个舵叶位于第四固定板处的喷嘴出口方向侧，舵叶活动杆还与转向执行器通过转轴活动连接与互相平行的舵叶一起形成同步移动侧，通过转向执行器改变舵叶固定杆和舵叶活动杆的间距，调整舵叶与第四固定板处的喷嘴喷射方向的夹角，使挖藕机两侧受力不均，用于辅助实现挖藕机转向。

优选地，所述转轴为六角形柱体，与所述升降执行器连接的压杆套接在转轴上，通过升降执行器上下移动使压杆位移，带动转轴转动。

优选地，所述前叉立管伸出前叉套筒，通过搬把与摆动执行器连接,摆动执行器通过伸缩运动驱动搬把摆动，带动前叉套筒内的前叉立管转动。

优选地，所述步进电机通过锥齿轮与前叉腿间的导向轮啮合。

优选地，所述步进执行器与蓄电池电性连接。

优选地，所述升降执行器、摆动执行器、转向执行器、步进执行器均为电动推杆。

优选地，所述蓄水室呈空心方形，在方形各个面上都开有小孔，且在小孔的内部也布置有滤网。

本发明的工作原理可为：将挖藕机移动至田间或湖中，由于浮筒装置产生浮力，使机器悬浮在水面上，将蓄水室调节至水面以下或大部分浸没在水中，调节喷流装置中滑块的高度，将原先折叠的折板展开放至与固定板平行的位置，增加幅宽。调节导向轮结构中升降执行器驱动压杆调节导向轮的高度使其能接触水下的土壤，调节舵叶使两端受力平衡。启动汽油机后，汽油机带动水泵开始工作，在进水口处接有水管，水管的另一头置于蓄水室内。设置在蓄水室上的小孔与滤网对田间的水进行过滤，将水田中的杂草、泥块挡在蓄水室外，由进水管将水送至分水器，再由分水器的出水口，接水管至各个喷嘴连接柱，将水从分水器输送至喷嘴处喷出，对土壤表面进行冲刷，实现挖藕功能，在固定板上设置的喷嘴与水平面呈45°方向，随着喷嘴水流的喷出，同时启动步进电机，带动导向轮开始滚动，对挖藕机产生前进动力，使挖藕机能在田间向前运动，挖藕机在田间作业过程中，还需一人下水操作，通过控制扶手对挖藕机的前进、转向起一个辅助作用。导向轮保证机器能直线作业，在需要转向时，由摆动执行器驱动搬把摆动调节导向轮的转向，同时调节转向舵中转向执行器，改变舵叶与喷嘴之间的相对夹角，以实现挖藕机快速转向。

本发明的有益效果是：本设备尺寸与目前市场上现有挖藕机相近，但工作幅宽可以达到现有挖藕机的的2倍，作业过程中的工作效率高，尤其在现阶段的莲藕产地，藕田面积大，采用大幅宽的挖藕机能节省更多的劳动力，提高莲藕机械化收获水平。在挖藕机的前端增加了导向轮结构，使导向轮在机器作业过程中，起导向的作用，同时提供一定的驱动力，带动机器沿直线作业，防止机器在作业过程中，偏移预期位置，造成冲刷不完全、反复冲刷，能提高作业的完整性以及效率，防止因田间情况复杂，单依靠斜置喷嘴无法带动挖藕机的情况。在挖藕机上设置了导向轮与转向舵结构，在一次工作行程后，机器需要转向，可运用摆动执行器改变导向轮的方向，运用转向执行器改变舵叶的位置，使挖藕机迅速转向。对所有电动推杆的控制采用遥控控制，简化了操作。相比目前现有挖藕机，增加了直线导向、转向机构、电机驱动以及遥控控制，减轻挖藕机在作业过程中的劳动力，实现挖藕机直线作业，快速转向。本设备能够提高现有挖藕机的工作效率，避免了重复冲刷，且能实现挖藕机的快速、准确转向。

附图说明

下面结合视图和实施对本发明做详细的描述。

图1为本发明的导向轮结构示意图；

图2为本发明的机体结构示意图；

图3为本发明的机体结构后视图

图4为本发明的浮筒结构示意图；

图5本发明的汽油机水泵结构示意图；

图6为本发明的分水器结构示意图；

图7为本发明的转向舵结构示意图；

图8为本发明的喷流装置结构示意图；

图9为本发明的蓄水室结构示意图；

图10为本发明的挖藕机的前视图；

图11为本发明的挖藕机的侧视图；

图12为本发明的挖藕机的俯视图；

图13为挖藕机的总体结构图。

图中：1-导向轮结构、101-导向轮、102-前叉腿、103-轴承座、104-转轴、105-压杆、106-升降执行器、107-前叉立管、108-摆动执行器、109-搬把、110-前叉套筒、111-步进电机、112-锥齿轮、2-机体结构、201-浮体、202-浮筒框架、203-第五固定板、204-第二固定板、205-第一固定板、206-扶手、207-伸出杆、208-第三固定板、209-加强连杆、210-第六固定板、3-汽油机水泵、301-汽油机、302-汽油机水泵外框架、303-水泵、4-分水器结构、401-分水器固定板、402-分水器、403-固定侧板、5-水管、6-转向舵结构、601-舵叶、602-舵叶固定杆、603-转向执行器、604-舵叶活动杆、7-喷流装置结构、701-折板、702-拉杆、704-调距导轨、705-出水上板、706-滑块、707-喷嘴直连接器、708-喷嘴、709-步进执行器、710-喷嘴连接器、711-第四固定板、8-蓄电池、9-蓄水室、902-L型槽钢、903-调节杆、904-调距孔

具体实施方式

如图13，一种驱动轮式宽幅水田挖藕机，由喷流装置结构7、导向轮结构1、转向舵结构6、蓄水室9、机体结构2、汽油机水泵3、分水器结构4、蓄电池8组成。

如图2-4，机体结构，包括两个浮体201及架设在浮体201间的若干根固定板,浮体用于产生浮力使挖藕机浮在藕田水面，具体的，作为一种方案，机体结构包括两个浮筒框架202、浮体201安置在框架内提供浮力，在浮筒框架202由条状不锈钢板以及前后两个圆板焊接形成，在其上通过焊接固定第三固定板208，通过螺栓连接第五固定板203、第二固定板204、第一固定板205。通过螺栓连接将蓄水室9固定在伸出杆207上。扶手206焊接在浮筒框架202的后板上，同时在后板不同位置焊接第三固定板208，用于螺栓连接固定喷流装置结构7，第六固定板210用于螺栓连接固定转向舵结构6，加强连杆209连接浮筒框架202侧面加强机体的强度。

如图9，蓄水室9，用于过滤藕田内的水，还通过水管5依次连通汽油机水泵3、分水器结构4，将水输送至喷流装置结构7，蓄水室呈空心方形，在方形各个面上都开有小孔，且在小孔的内部也布置有滤网，蓄水室上部延伸出的调节杆903,调节杆套接在L型槽钢902内，通过螺栓和布置于L型槽钢上的调距孔904固定,使蓄水室沿槽钢上下移动调整蓄水室距水面的高度,L型槽钢另一端安装于第一固定板205上。

如图5-6，汽油机水泵3和分水器结构4均安装在第一固定板205和第二固定板204上。

如图8，喷流装置结构7，通过螺栓连接安装于机体结构2尾部的第三固定板208上，包括布置于第四固定板711上连接有喷嘴708的喷嘴连接器710，喷嘴连接器有直喷嘴连接器和斜喷嘴连接器两种，喷嘴连接器还通过水管5连通分水器结构4，喷嘴与水面呈45°朝向机体结构2尾部，用于对土壤表面进行冲刷，实现挖藕功能，喷流装置结构还包括:折板701、调距导轨704、步进执行器709、滑块706、拉杆702,所述折板的一端铰接在第四固定板711端部，折板的另一端通过拉杆与套接在调距导轨704上的滑块活动连接，滑块还与固定在第四固定板711上的步进执行器709连接，步进执行器用于移动滑块，使拉杆拖拽折板绕铰接点转动，使折板展开和收拢，折板上还布置有喷嘴和喷嘴连接器，形成一组折叠式喷水机构，一个第四固定板711两端对称设置有两组折叠式喷水机构。

如图7和图3，转向舵结构6，安装于机体结构2尾部的第六固定板210上，位于喷嘴708喷射方向侧，包括：多个舵叶601和转向执行器603，通过转向执行器603调整舵叶601与第四固定板711处的喷嘴708喷射方向的夹角，使挖藕机两侧受力不均，用于辅助实现挖藕机转向，具体的，作为一种方案，还包括舵叶固定杆602、舵叶活动杆604，多个互相平行的舵叶通过转轴铰接在舵叶固定杆和舵叶活动杆间，舵叶固定杆安装在第六固定板210上形成固定侧，使多个舵叶601位于第四固定板711处的喷嘴708出口方向侧，舵叶活动杆还与转向执行器通过转轴活动连接与互相平行的舵叶一起形成同步移动侧，通过转向执行器改变舵叶固定杆和舵叶活动杆的间距，调整舵叶与第四固定板处的喷嘴喷射方向的夹角，使挖藕机两侧受力不均，用于辅助实现挖藕机转向。

如图1，导向轮结构1，安装在机体结构2中浮筒框架202前端的第五固定板203上，包括：安装在轴承座103上的转轴104、焊接在转轴上的前叉套筒110、套接在前叉套筒内的前叉立管107、安装于前叉腿102间的导向轮101,所述前叉套筒110垂直连接于转轴104表面，转轴还被升降执行器106驱动在轴承座内转动，用于使导向轮101上下移动；所述前叉立管107伸出前叉套筒110，还与摆动执行器108连接，用于使导向轮101绕前叉立管107旋转，辅助实现挖藕机转向；所述前叉腿102上还安装驱动导向轮滚动的步进电机111，用于驱动挖藕机前进后退；转轴为六角形柱体，与所述升降执行器连接的压杆套接在转轴上，通过升降执行器上下移动使压杆105位移，带动转轴转动；所述前叉立管伸出前叉套筒，通过搬把109与摆动执行器连接,摆动执行器通过伸缩运动驱动搬把摆动，带动前叉套筒内的前叉立管转动；所述步进电机通过锥齿轮112与前叉腿间的导向轮啮合。

如图1-13，升降执行器106、摆动执行器108、转向执行器603、步进执行器709均为电动推杆。

蓄电池用于为步进电机111、升降执行器106、摆动执行器108、转向执行器603、步进执行器709提供动力。

挖藕机作业时，借助机体结构浮在藕田上，由汽油机水泵提供动力，通过蓄水室将田间水吸入机器，传递至喷流装置，从喷嘴喷出实现挖藕，通过调节喷流装置中步进执行器伸出长度，调节左右折板的位置，增加挖藕机的工作幅宽，在不作业时，通过移动滑块，收起折板并通过插销锁紧。在机器前端设置导向轮结构，实现作业过程中的直线远动，通过步进电机与锥齿轮传动给导向轮传递动力，使导向轮能给挖藕机提供一定驱动力，运用转向执行器控制叶轮的升降与转向，配合在挖藕机末端设置的转向舵结构，控制舵叶的位置改变两边喷嘴的出水状况，共同实现挖藕机工作过程中的转向。

Claims (9)

1.一种驱动轮式宽幅水田挖藕机，其特征在于,由喷流装置结构(7)、导向轮结构(1)、转向舵结构(6)、蓄水室(9)、机体结构(2)、汽油机水泵(3)、分水器结构(4)、水管(5)、蓄电池(8)组成；

机体结构(2)，包括两个浮筒框架(202),浮体(201)安置在浮筒框架(202)内，浮筒框架(202)由条状不锈钢板以及前后两个圆板焊接形成，在其上通过焊接固定第三固定板(208)，通过螺栓连接第五固定板(203)、第二固定板(204)、第一固定板(205);通过螺栓连接将蓄水室(9)固定在伸出杆(207)上,扶手（206)焊接在浮筒框架(202）的后板上，同时在后板不同位置焊接第三固定板(208)，用于螺栓连接固定喷流装置结构(7)，第六固定板(210)用于螺栓连接固定转向舵结构(6)，加强连杆(209)连接浮筒框架(202)侧面加强机体的强度，浮体(201)用于产生浮力使挖藕机浮在藕田水面；

蓄水室(9),用于过滤藕田内的水，还通过水管(5)依次连通汽油机水泵(3)、分水器结构(4)，将水输送至喷流装置结构(7)；

汽油机水泵(3)和分水器结构(4)均安装在第一固定板(205)、和第二固定板(204)上；

喷流装置结构(7)，包括折板(701)、调距导轨(704)、步进执行器(709)、滑块(706)、拉杆(702)，喷流装置结构(7)安装于机体结构(2)尾部的第三固定板(208)上，喷流装置结构(7)还包括布置于第四固定板(711)上连接有喷嘴(708)的喷嘴连接器(710)，所述折板(701)的一端铰接在第四固定板(711)端部，折板(701)的另一端通过拉杆(702)与套接在调距导轨(704)上的滑块(706)活动连接，滑块(706)还与固定在第四固定板(711)上的步进执行器(709)连接，步进执行器(709)用于移动滑块(706)，使拉杆(702)拖拽折板(701)绕铰接点转动，使折板(701)展开和收拢，折板(701)上还布置有喷嘴(708)和喷嘴连接器(710)，形成一组折叠式喷水机构，一个第四固定板(711)两端对称设置有两组折叠式喷水机构，喷嘴连接器(710)还通过水管(5)连通分水器结构(4)，喷嘴(708)与水面呈45^o朝向机体结构(2)尾部，用于对土壤表面进行冲刷，实现挖藕功能，同时给挖藕机提供推进力；

转向舵结构(6)，安装于机体结构(2)尾部的第六固定板(210)上，位于喷嘴(708)喷射方向侧，包括：多个舵叶(601)和转向执行器(603),通过转向执行器(603)调整舵叶(601)与第四固定板(711)处的喷嘴(708)喷射方向的夹角，使挖藕机两侧受力不均，用于辅助实现挖藕机转向；

导向轮结构(1)，安装在机体结构(2)前端的第五固定板(203)上，包括：安装在轴承座(103)上的转轴(104)、焊接在转轴上的前叉套筒(110)、套接在前叉套筒(110)内的前叉立管(107)、安装于前叉腿(102)间的导向轮(101),所述前叉套筒(110)垂直连接于转轴(104)表面，转轴(104)还被升降执行器(106)驱动在轴承座(103)内转动，用于使导向轮(101)上下移动；所述前叉立管(107)伸出前叉套筒(110)，还与摆动执行器(108)连接，用于使导向轮(101)绕前叉立管(107)旋转，辅助实现挖藕机转向；所述前叉腿(102)上还安装驱动导向轮(101)滚动的步进电机(111)，用于驱动挖藕机前进后退；

蓄电池(8)用于为步进电机(111)、升降执行器(106)、摆动执行器(108)、转向执行器(603)提供动力。

2.根据权利要求1所述的挖藕机，其特征在于,所述蓄水室(9)上部延伸出的调节杆(903),调节杆(903)套接在L型槽钢(902)内，通过螺栓和布置于L型槽钢(902)上的调距孔(904)固定,使蓄水室(9)沿槽钢(902)上下移动调整蓄水室(9)距水面的高度,L型槽钢(902)另一端安装于第一固定板(205)上。

3.根据权利要求1所述的挖藕机，其特征在于,所述转向舵结构(6)还包括：舵叶固定杆(602)、舵叶活动杆(604)，多个互相平行的舵叶(601)通过转轴铰接在舵叶固定杆(602)和舵叶活动杆(604)间，舵叶固定杆(602)安装在第六固定板(210)上形成固定侧，舵叶固定杆(602)固定连接在第六固定板(210)上，使多个舵叶(601)位于第四固定板(711)处的喷嘴(708)出口方向侧，舵叶活动杆(604)还与转向执行器(603)通过转轴活动连接与互相平行的舵叶(601)一起形成同步移动侧，通过转向执行器(603)改变舵叶固定杆(602)和舵叶活动杆(604)的间距，调整舵叶(601)与第四固定板(711)处的喷嘴(708)喷射方向的夹角，使挖藕机两侧受力不均，用于辅助实现挖藕机转向。

4.根据权利要求1所述的挖藕机，其特征在于,所述转轴(104)为六角形柱体，与所述升降执行器(106)连接的压杆(105)套接在转轴(104)上，通过升降执行器(106)上下移动使压杆(105)位移，带动转轴(104)转动。

5.根据权利要求1所述的挖藕机，其特征在于,所述前叉立管(107)伸出前叉套筒(110)，通过搬把(109)与摆动执行器(108)连接,摆动执行器(108)通过伸缩运动驱动搬把(109)摆动，带动前叉套筒(110)内的前叉立管(107)转动。

6.根据权利要求1所述的挖藕机，其特征在于,所述步进电机(111)通过锥齿轮(112)与前叉腿(102)间的导向轮(101)啮合。

7.根据权利要求1所述的挖藕机，其特征在于,所述步进执行器(709)与蓄电池电性连接。

8.根据权利要求1所述的挖藕机，其特征在于,所述升降执行器(106)、摆动执行器(108)、转向执行器(603)、步进执行器(709)均为电动推杆。

9.根据权利要求1所述的挖藕机，其特征在于,所述蓄水室(9)呈空心方形，在方形各个面上都开有小孔，且在小孔的内部也布置有滤网。