CN110024546A - 一种浙贝母收获机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浙贝母收机，由装载部、振动筛机构、动力驱动机构和接料斗四部分组成。其中，装载部由挖掘铲、碎土机构和链式输送机组成；振动筛由主要由振动筛体、筛网和偏心块组成；动力机构又分为液压驱动和装载部链传动两个部分，分别控制收获机的行走和各机构的动力输入。其工作过程为挖掘铲将贝母和土（以下简称贝土）铲起，碎土机构对贝土进行破碎，并将贝土传递给链式输送机，然后由输送链对贝母和土壤进行提升。振动筛通过偏心块转动带动筛体循环往复的振动，实现对贝母和土壤的分离。最终，分离好的贝母落入到接料斗中。本发明可以实现贝母的快速收获，减小人的劳动强度，为贝母种植户带来经济效益。

Description

一种浙贝母收获机

技术领域

本发明涉及一种浙贝母收获机。

背景技术

浙贝母是一种常用的中药材，其主产地分布于浙江、江苏，福建、江西也有少量种植。浙贝母作在临床医学是一种常用的中药材，近些年用量在逐渐增大。由于正品野生资源逐渐减少，导致浙贝母货源奇缺，供不应求，虽然价格会波动起伏，但是每公斤的价格还是达到了上千元。人工种植浙贝母近年来才刚起步，而且其种植和收获方法历来采用人工收获。对浙贝母进行收获时，12个人一天只能收获约一亩地，劳动强度大而且效率极低。加上浙贝母成熟季节为 10 月份，南方多雨极易影响收获，导致药农不能按时完成收获，造成经济损失。

目前，贝母收获机在国内的设计还不算成熟。通过资料查阅，现在的贝母收获机多为平贝母收获机，但由于平贝母与浙贝母生长环境和果实大小的差异，平贝母收获机并不能很好的用于浙贝母的收获；并且现在的贝母收获机不能实现自主行走，需要提供额外的动力牵引。参考其他比较成熟的作物收割机，如半夏，马铃薯等这些收获机也并不能完全适用于浙贝母的收获，其主要原因是贝母种植时的特点，以及收获要求都不相同，因此参考价值不大。因此针对浙贝母的产量低，收获时劳动强度大，采摘时间短等特点，研究设计出一种自主行走式浙贝母收割机意义重大，能够解决当地种植户的紧急需求，增加种植效益。

发明内容

本发明的目的是，克服现有技术存在的缺陷，提出了一种浙贝母收获机，实现浙贝母的机械化收获。

本发明实现发明目的的技术方案是：一种浙贝母收获机，包括车架、装载机构、振动筛机构和接料斗。其中，装载机构由挖掘铲，碎土机构和链式输送机组成。振动筛机构由振动筛体、筛网和偏心块组成。挖掘铲位于车架最前端，碎土机位于挖掘铲之后，碎土机的进口端与挖掘铲相连，链式输送机设置在砕土机之后，链式输送机进口接碎土机出口端，链式输送机与水平面成一定角度倾斜设置在主框架上，振动筛水平置于车架上，位于链式输送机出口下方，接料斗位于车架尾部，与振动筛出口相连接。所述浙贝母收获机还包括各结构的动力传动装置、驾驶室等通用部件。

所述车架上设有动力机构和液压驱动系统、装载部链传动系统。

所述的挖掘铲，铲体为钢板，其前半部分弯曲设定的弧度，并在前端弯曲的部分开三角形的槽，钢板背部使用加强筋增加挖掘铲的强度；挖掘铲后半部分有均匀分布的螺纹孔，用于与砕土机连接。

所述碎土机，由机架、碎土爪子、筛网、连杆、两个齿轮箱、四个偏心轮和锥齿轮组成。其中两个齿轮箱使用螺栓固定在机架两侧，左侧齿轮箱有两根齿轮轴，横向的齿轮轴作为动力输入轴，一端安装链轮，另一端安装锥齿轮；纵向的轴中间安装锥齿轮，两端安装偏心轮。该齿轮箱实现了传动方向的改变。右侧齿轮箱只有一根从动轴，两端装有偏心轮，跟随主动轮转动。碎土爪按照一定间距安装在两个杆上，两个杆分别安装左右两个偏心轮同一侧的两端，当偏心轮运动时，带动爪子往复运动，其运动方向与贝土的进入运动方向垂直。筛网位于机架底部，其作用是初步将贝土分离，同时筛网通过四个连杆组成平行四边形机构，同时跟随碎土爪运动，能够将贝土传送到链式输送机上。机架前部分有一根角钢，上面有螺纹孔，用来固定挖掘铲。还包括支撑杆，用来增加砕土机机架整体强度。

所述链式输送机主要由侧板、底板、主动轴、从动轴、刮板、链条及链轮组成。底板与两个侧板通过螺纹连接构成输送机的机架，侧板一侧与液压缸相连，控制整个装载机构的上下移动，进而控制挖掘深度。其中变速轴位于两侧板中上位置，轴端装有安装有两个齿轮，一个齿轮与振动筛动力部分相连接作为链式输送机的动力输入，另一齿轮与主动轴连接，作为动力输入。主动轴位于两侧板上部，安装有三个齿轮：其轴端装有一个齿轮，与变速轴连接，作为动力输入；其余两个位于两侧板之间，带动链条传动。从动轴位于两侧板下部，其上有两个齿轮，与主动轴相对应，并且其位置可以适当微调，用来调节传送链的松紧。刮板位于链条之上，通过螺栓连接，刮板与刮板紧密相接，刮板宽度其间距由链条的节距和输送要求相关。

所述振动筛主要由偏心块（摇杆）、振动筛体、摆杆组成。其设计原理仿照人用簸箕分离物体的原理。振动筛体的主要组成为：振动筛体四周采用角钢焊接而成，中间设置两个打磨过棱角的支撑板，支撑板中开有等间距的小孔，选用直径较小的圆形钢管组成筛网，筛网间隙取决于浙贝母的体积大小。筛网四周具有一定高度的挡板，防止贝母掉落。各零件的连接：筛体的进料端通过轴承与一根轴相连，然后这根轴的两端分别与一个偏心块相连接，偏心块的轴心与振动筛的动力输入轴相连接，动力输入轴安装在两个支架上，支架与机架通过螺栓固定连接。筛网的后端有两个摆杆，摆杆一端与振动筛相连，另一端与机架相连接，其转动副采用滑动轴承。

所述接料斗主体采用薄钢板焊接而成，位于振动筛下方。其开口较大，便于接收落下的贝母，向下逐渐收缩，便于装袋；其内壁包裹一层皮带，防止落下的贝母划伤。当贝母装满麻袋时，出口处设有挡板，能够短暂的储存贝母，及时更换麻袋。

所述动力机构，以柴油机为主动力输入，柴油机的动力输出分为两个部分，一部分通过带传动与液压泵相连接，构成液压驱动系统动力机构，为行走机构和提升机构提供动力；另一部分通过带传动与离合器相连接，构成装载部链传动系统动力机构，通过链传动带动振动筛、链式输送机和碎土机工作。

所述液压驱动系统：主要由橡胶履带、液压马达、液压离合器和装载部液压缸组成。液压马达的控制系统采用三位六通控制阀，控制收获机的前进后退；液压缸采用三位四通阀进行控制，通过调整阀的位置来实现液压缸的伸缩，控制装载部的升降；液压离合器的工作压力远小于其它系统的正常工作压力，因此其采用减压阀， 以达到离合器的工作压力，进而控制动力的输入输出。

所述装载部链传动系统：主要由变速轴，齿轮，链条，轴承座组成。离合器一端与柴油机相连接，另一端与高速变速轴相连，轴的另一端配有齿轮，通过链条与振动筛的动力输入轴相连，带动振动筛振动。振动筛的动力输入轴轴端装有两个齿轮，其中一个与高速轴相连，另一个齿轮与链式输送机的变速轴相连，为链式输送机提供动力。砕土机的动力来源于链式输送机的从动轴，其从动轴外端配有齿轮，与碎土机的动力输入轴相连。其中，其各轴的速度大小有各变速轴上的齿轮参数决定，简化了变速机构的设计。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

本发明解决了浙贝母收获时工人工作量大，收获效率低，不能及时完成收割等问题。实现了贝母从挖掘，筛选，装袋等一系列步骤的自动化过程，降低了收获时的成本投入；另一方面实现的贝母收获机的自主行走，无需其他车辆的牵引，自动化程度更高。

附图说明

图1. 本发明浙贝母收获机主视图。

图2. 本发明浙贝母收获机俯视图。

图3. 挖掘铲的三视图。其中：a是主视图，b是左视图，c是俯视图。

图4. 碎土机结构图。其中：a是主视图，b是仰视图。

图5. 链式输送机三视图。其中：a是主视图，b是左视图，c是俯视图。

图6. 振动筛结构三视图。其中：a是主视图，b是左视图，c是俯视图。

图7. 接料斗主视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

如图1所示，本发明提出的浙贝母收获机，它主要车架11、装载机构、振动筛6、动力机构和接料斗7组成。其中，装载机构又由挖掘铲1，碎土机2和链式输送机3组成；动力机构又由柴油机8、液压泵9、液压控制阀4橡胶履带10和液压缸13组成。挖掘铲1位于车架11最前端，碎土机2位于挖掘铲1与链式输送机3中间，进口端与挖掘铲1相连，出口端与链式输送机3相连，链式输送机3设置在砕土机后端2，并与水平面成60°安装在车架11上，振动筛6位于车身平台右侧，位于链式输送机3出口下方，接料口7位于车架11尾部，与振动筛7出口相连接。所述的浙贝母收获机还包括车座12，油箱5等一些农用机械通用配件。

挖掘铲1能将浙贝母和土挖起，然后送到破碎机2中。挖掘铲的设计如图3所示，其主体为一块钢板14，前半部分弯曲一定的弧度θ，并在前端弯曲的部分开三角形的齿槽15。根据经验接合作业情况，收获机每次收获一垄。因此挖掘铲1的设计宽度D ≥ 900 mm，根据株距的大小，挖掘铲1上的的齿宽d为100 mm。为了使崛起物不回翻下落且结合挖掘深度等因素，挖掘铲1的水平倾角θ设计范围在26°～35°之间，这里选取倾角θ为34°。为了保证钢板强度钢板背部使用加强筋16增加挖掘铲的强度。挖掘铲后半部分有均匀分布的螺纹孔17与砕土机连接。

所述碎土机构如图4所示，主要由机架18、碎土爪19、筛网30、连杆21、两个齿轮箱25、29，四个偏心轮27和锥齿轮组成。其中两个齿轮箱使用螺栓固定在机架两侧，左侧齿轮箱25有两根齿轮轴，横向的齿轮轴24作为动力输入轴，外端安装链轮，内端安装锥齿轮；纵向的轴26中间安装锥齿轮，两端安装偏心轮27。该齿轮箱实现了传动方向的改变。右侧齿轮箱29只有一根从动轴28，两端装有偏心轮27，跟随主动轮转动。碎土爪19按照一定间距安装在杆20上，两个杆分别安装左右两个偏心轮27同一侧的两端，当偏心轮运动时，带动爪子往复运动，其运动方向与贝土的进入运动方向垂直，有利于将土块分解开。筛网30位于机架18底部，其作用是初步将贝土分离，同时筛网通过四个连杆21组成平行四边形机构，同时跟随碎土爪运动，能够将贝土传送到链式输送机上。机架前部分有一根角钢31，上面有螺纹孔，用来固定挖掘铲。还包括支撑杆22，用来增加砕土机机架整体强度。其中碎土爪19之间的间距取决于贝母最大直径大小，防止贝母被划伤。

所述链式输送机如图5所示主要由侧板32、底板40、主动轴35、从动轴39、刮板34、链条及链轮组成。底板40与两个侧板32通过螺纹连接构成输送机的机架，侧板两侧通过轴41与液压缸13相连，控制整个装载机构的上下移动，进而控制挖掘深度。其中变速轴35位于两侧板中上位置，轴端装有安装有两个齿轮，齿轮36与振动筛6动力部分相连接作为链式输送机的动力输入，齿轮37与主动轴39的齿轮37连接，作为链式输送机的动力输入。主动轴39位于两侧板上部，安装有三个齿轮：其轴端装有一个齿轮37，与变速轴35的齿轮36连接，作为动力输入；其余两个齿轮38位于两侧板之间，带动链条传动。从动轴43位于两侧板下部，其上有两个齿轮42，与主动轴齿轮38相对应，并且其位置可以适当微调，用来调节传送链的松紧。齿轮44与碎土机构2的主动轴24相连接。刮板34位于链条之上，通过螺栓连接，刮板与刮板紧密相接，刮板宽度其间距由链条的节距和输送要求相关。链式输送机多用于此类作物提升，本身设计已经较为完善，这里只对其改进的机械结构进行介绍。其他相同参数不在赘述。

所述振动筛如图6所示，其主要由偏心块（摇杆）51、振动筛体46、摆杆47组成。其中振动筛体46的主要组成为：振动筛体四周采用角钢焊接而成，中间设置两个打磨过棱角的支撑板52，支撑板中开有等间距的小孔，选用直径较小的圆形钢管组成筛网56，筛网间隙取决于浙贝母的体积大小。筛网四周具有一定高度的挡板53，防止贝母掉落。筛体的进料端设有轴承座57，轴50安装在轴承座57上，然后轴57的两端分别与一个偏心块51相连接，偏心块57的轴心与振动筛的动力输入轴58相连接，动力输入轴安装在固定支架45上，支架45与机架11通过螺栓固定连接。筛网的后端有两个摆杆47，摆杆47一端与振动筛体46相连，另一端通过铰链55机架相连接，其转动副采用滑动轴承54。其中振动筛筛网56选用 36 根∅5的盘圆，间隙为17 mm。同时为了提高筛分面的筛净滤，需要尽可能的加长筛面的长度和宽度。因此，振动筛的长度选870 mm， 宽度选取650 mm，筛面倾角为3.5°。偏心轮51转到一定角度时，土壤从筛面上抛弃，此角称为抛弃角。当抛弃角为60°时， 振动筛的转速需满足189 r/min ≤n _s ≤491r/min。且振动筛的振动频率为440 r/min， 振幅为0.0025 m。

振动筛6工作时，当浙贝和土被提升机提升进入振动筛后，通过振动筛的偏心块51转动带动筛体46振动。 当偏心块51向上转动时筛体46升起， 筛面上的贝母和土被抛弃并松散； 当偏心块51向下转动时， 贝母和土依靠自重下落。 如此反复振动， 贝母和土在筛面上多次被抛起和回落， 从而达到分离贝母和土的目的。

所述接料斗7如图7所示，主体采用薄钢板焊接而成，位于振动筛6下方。其开口较大，便于接收落下的浙贝母，向下逐渐收缩，便于装袋；其内壁59包裹一层皮带，防止落下的贝母划伤。当贝母装满麻袋时，出口处设有挡板60，能够短暂的储存贝母，及时更换麻袋。料斗主体与角钢61焊接，然后角钢61又与底板62焊接在一起。底板62上开有螺纹孔与机架11连接。

如图2所示，所述动力机构又分为：液压驱动和装载部链传动两个部分。柴油机8为主动力输入，其通过螺栓与机架11连接，位于机架尾部右侧。其动力输出分为两个部分，一部分通过带传动63与液压泵9相连接，构成液压驱动系统，为行走机构和提升机构13提供动力；另一部分通过带传动63与离合器64相连接，离合器64另一端与高速轴65连接，通过轴65上的链轮66带动振动筛6、链式输送机3和碎土机2工作。其中液压驱动机构系统已经存在比较成熟的方案，不在具体描述，只描述动力的分配问题，具体的控制技术本发明不在讨论。装载部链传动系统已在各个机构介绍时进行分析，故不在进行分析。

利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种浙贝母收获机，包括车架、装载机构、振动筛机构和接料斗；其特征是：

所述装载机构由挖掘铲、碎土机构和链式输送机组成；所述振动筛机构由振动筛体、筛网和偏心块组成；挖掘铲位于车架最前端，碎土机位于挖掘铲之后，碎土机的进口端与挖掘铲相连，链式输送机设置在砕土机之后，链式输送机进口接碎土机出口端，链式输送机与水平面成一定角度倾斜设置在主框架上，振动筛水平置于车架上，位于链式输送机出口下方，接料斗位于车架尾部，与振动筛出口相连接。

2.根据权利要求1所述的浙贝母收获机，其特征是：所述车架上设有动力机构和液压驱动系统、装载部链传动系统。

3.根据权利要求1所述的浙贝母收获机，其特征是：所述的挖掘铲，铲体为钢板，铲体前半部分弯曲设定的弧度，并在弯曲的部分开三角形的槽，钢板背部设加强筋。

4.根据权利要求1所述的浙贝母收获机，其特征是：所述碎土机，由机架、碎土爪子、筛网、连杆、两个齿轮箱、四个偏心轮和锥齿轮组成；其中，两个齿轮箱固定在机架两侧，左侧齿轮箱有两根齿轮轴，横向的齿轮轴作为动力输入轴，一端安装链轮，另一端安装锥齿轮；纵向的轴中间安装锥齿轮，两端安装偏心轮；右侧齿轮箱只有一根从动轴，两端装有偏心轮，跟随主动轮转动；所述碎土爪按照设定的间距安装在两个杆上，两个杆分别安装左右两个偏心轮同一侧的两端，当偏心轮运动时，带动爪子往复运动，其运动方向与贝土的进入运动方向垂直；筛网位于机架底部，其作用是初步将贝土分离，同时筛网通过四个连杆组成平行四边形机构，同时跟随碎土爪运动，将贝土传送到链式输送机上。

5.根据权利要求1所述的浙贝母收获机，其特征是：所述链式输送机，,由侧板、底板、主动轴、从动轴、刮板、链条及链轮组成；底板与两个侧板通过螺纹连接构成输送机的机架，侧板一侧与液压缸相连，控制整个装载机构的上下移动；其中，变速轴位于两侧板中上位置，轴端装有安装有两个齿轮，一个齿轮与振动筛动力部分相连接作为链式输送机的动力输入，另一齿轮与主动轴连接，作为动力输入；主动轴位于两侧板上部，安装有三个齿轮：其轴端装有一个齿轮，与变速轴连接，作为动力输入；其余两个齿轮位于两侧板之间，带动链条传动；从动轴位于两侧板下部，其上有两个齿轮，与主动轴相对应；刮板位于链条之上，通过螺栓连接，刮板与刮板紧密相接。

6.根据权利要求1所述的浙贝母收获机，其特征是：所述振动筛主要由偏心块、振动筛体、摆杆组成；振动筛体四周采用角钢焊接而成，中间设置两个打磨过棱角的支撑板，支撑板中开有等间距的小孔，由圆形钢管组成筛网；筛网四周具有挡板；振动筛体的进料端通过轴承与一根轴相连，然后这根轴的两端分别与一个偏心块相连接，偏心块的轴心与振动筛的动力输入轴相连接，动力输入轴安装在两个支架上，支架与机架固定连接；筛网的后端有两个摆杆，摆杆一端与振动筛相连，另一端与机架相连接，其转动副采用滑动轴承。

7.根据权利要求1所述的浙贝母收获机，其特征是：所述接料斗，其内壁包裹一层皮带，接料斗出口处设有挡板。

8.根据权利要求2所述的浙贝母收获机，其特征是：所述动力机构，以柴油机为主动力输入，柴油机的动力输出分为两个部分，一部分通过带传动与液压泵相连接，构成液压驱动系统动力机构，为行走机构和提升机构提供动力；另一部分通过带传动与离合器相连接，构成装载部链传动系统动力机构，通过链传动带动振动筛、链式输送机和碎土机工作。

9.根据权利要求2所述的浙贝母收获机，其特征是：所述液压驱动系统，由橡胶履带、液压马达、液压离合器和装载部液压缸组成；液压马达的控制系统采用三位六通控制阀，控制收获机的前进后退；液压缸采用三位四通阀进行控制，通过调整阀的位置来实现液压缸的伸缩，控制装载部的升降。

10.根据权利要求2所述的浙贝母收获机，其特征是：所述装载部链传动系统，由变速轴，齿轮，链条，轴承座组成；离合器一端与柴油机相连接，另一端与高速变速轴相连，轴的另一端配有齿轮，通过链条与振动筛的动力输入轴相连，带动振动筛振动；振动筛的动力输入轴轴端装有两个齿轮，其中一个与高速轴相连，另一个齿轮与链式输送机的变速轴相连，为链式输送机提供动力；砕土机的动力来源于链式输送机的从动轴，其从动轴外端配有齿轮，与碎土机的动力输入轴相连。