CN110036750A - 一种长根茎类作物振动挖掘铲 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种由凸轮机构带动的适宜长根茎类作物收获的振动挖掘铲。其包括机架，所述机架上有振动挖掘铲与之铰接，所述机架上装有增速箱，增速箱动力由拖拉机变速箱动力输出轴输入之后，由动力输出曲轴输出，动力输出曲轴同时将动力传递给振动筛摆杆和链传动机构，所述链传动机构将动力传递给凸轮传动机构，所述凸轮传动机构将动力传递给振动挖掘铲，使之产生往复运动。本发明集振动减阻、振动破碎、作物分离、松土、筛土、翻土等多道工序于一体，利用与前进方向呈45°且行程为10毫米的二维振动，有效降低了收获机牵引阻力并提高了其作业深度以及效率。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种由凸轮机构带动的适宜长根茎类作物收获的振动挖掘铲。
背景技术
长根茎类作物的收获一直是农业机械领域的难题，这类根茎类中草药根的生长深度大多在土壤20cm以下，有的甚至能达到50cm左右。这对此类作物的机械化收割提出了极高的要求。
中国专利CN207443467U公开了一种挖掘机，该专利在挖掘机前部设有固定的挖掘铲，作业时利用该挖掘铲将作物和土壤喂入收获机后部的抖动筛。通过抖动筛的抖动将作物与土壤、杂草等分离开来。由于该发明的挖掘铲为固定结构，这种收获机在作业深度加深至30～50cm时，拖拉机牵引阻力很大，从而造成作业效率降低，甚至不能达到预期的作业深度。在公开的另一个中国专利CN207491531U中，其挖掘铲用激振油缸驱动，在作业时，由挖掘铲产生前后方向的振动来减少土壤对机器前进的阻力，但由于该机构只能产生前后方向的往复运动，属于一维振动，所以减阻效果有限。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种可以降低作业牵引阻力并提高作业深度和效率的长根茎类作物振动挖掘铲。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种长根茎类作物振动挖掘铲，包括机架，所述机架上有振动挖掘铲与之铰接，所述机架上装有增速箱，增速箱动力由拖拉机变速箱动力输出轴输入之后，由动力输出曲轴输出，动力输出曲轴同时将动力传递给振动筛摆杆和链传动机构，所述链传动机构将动力传递给凸轮传动机构，所述凸轮传动机构将动力传递给振动挖掘铲，使之产生往复运动。
所述机架两侧各有一连杆与机架铰接，所述连杆另一端与振动筛铰接，所述机架与上述振动筛摆杆铰接，所述振动筛摆杆下端与振动筛铰接。
本发明集振动减阻、振动破碎、作物分离、松土、筛土、翻土等多道工序于一体，利用与前进方向呈45°且行程为10毫米的二维振动，有效降低了收获机牵引阻力并提高了其作业深度以及效率。作业时，振动挖掘铲因凸轮机构的推动产生二维振动，该二维振动在有效降低收获机的牵引阻力的同时，对喂入挖掘铲的土壤也产生了破碎的作用，对后续的药土分离提供了便利。喂入的土壤和作物在机器后部的振动筛中，通过振动将两者分离，土壤通过振动筛上的孔洞筛下，作物则被振动筛抛向后方。另外，筛下的土壤经过振动挖掘铲和振动筛的两次破碎，对土地也起到了松土和翻土的作用。
附图说明
图1为整机前部轴测图。
图2为整机后部轴测图。
图3为链传动机构4轴测图。
图4为凸轮传动机构9轴测图。
图5为“π”形传动杆8轴测图。
图6为连杆5轴测图。
图7为振动筛摆杆11轴测图。
1、机架；2、输入轴；3、动力输出曲轴；4、链传动机构；5、连杆；6、振动挖掘铲；7、增速箱；8、“π”形传动杆；9、凸轮传动机构；10、振动筛；11、振动筛摆杆。
具体实施方式
为明确说明本发明的相关结构与功能，下面结合附图对本发明进行详述：
如图1所示是一种长根茎类作物振动挖掘机，其主要特征包括：机架1、输入轴2、动力输出曲轴3、链传动机构4、连杆5、振动挖掘铲6、增速箱7、“π”形传动杆8、凸轮传动机构9、振动筛10、振动筛摆杆11。
机架1包括两侧横杆和中间平台。
机架1两侧横杆顶端与连杆5上端铰接，连杆5下端与振动筛10前端铰接。
机架1两侧横杆前端与振动挖掘铲6铰接；振动挖掘铲6可绕铰接点相对机架1做往复摆动。
机架1两侧横杆中部与振动筛摆杆11中部铰接；振动筛摆杆11下端与振动筛10中部铰接。
振动筛摆杆11上端分别与“π”形传动杆8的横杆两端铰接(图5中A、B端)。
振动筛10通过连杆5、振动筛摆杆11与机架1进行连接，且振动筛10可相对机架1做往复晃动。
振动挖掘铲6铲刃位于振动筛10前端上方，两者互不接触。
机架1的中间平台上设有增速箱7，增速箱7由动力输入轴2进行动力输入，由增速箱7的动力输出曲轴3进行动力输出。
“π”形传动杆8的两根竖杆前端(图5中C、D端)则与动力输出曲轴3上的偏心轴铰接(如图4所示)；则动力输出曲轴3的转动能够通过“π”形传动杆8引起振动筛摆杆11的往复运动，从而带动振动筛10往复振动。
动力输出曲轴3同时将动力传递给链传动机构4，链传动机构4再将动力传递给凸轮机构9，凸轮机构9再推动振动挖掘铲6进行往复振动。
链传动机构4包括大链轮4-3、链条4-2和小链轮4-1。动力输出曲轴3与大链轮4-3同轴固定安装，由支架支承在机架1的两侧横杆上，动力输出曲轴3带动大链轮4-3转动，再由链条4-2带动小链轮4-1转动，小链轮4-1也由支架支承在机架1的中间平台上。
凸轮机构9包括凸轮9-1、挺杆9-3和复位弹簧9-2；凸轮9-1与小链轮4-1同轴安装，挺杆9-3位于凸轮9-1下方并穿过机架横杆上的安装孔，且可在孔内轴向运动，挺杆9-3和复位弹簧9-2同轴安装，凸轮9-1的转动不断推动挺杆上下往复运动，挺杆9-3下端与振动挖掘铲6的后部上端面滑动接触，挺杆9-3从而推动下方的振动挖掘铲6往复振动，而挺杆9-3在复位弹簧9-2的作用下进行复位。
收获机的整体运作过程如下：振动挖掘铲6铲尖位于土壤表层之下，收获机整体向前行驶的同时，土壤表层以下的作物以及周围土壤被振动挖掘铲6铲入，振动挖掘铲6在工作时会产生30Hz的高频振动，通过自身的振动，对前方接触的土壤进行破碎，从而减少收获机作业时的阻力，作物和周围土壤从振动挖掘铲6喂入后，进入位于振动挖掘铲6下方的振动筛10，振动筛10在工作时会产生复合晃动，喂入的土壤在经过振动挖掘铲6的初步破碎后，在振动筛10经历更剧烈的破碎，从而分解为小块从振动筛10的孔洞中落回地面，本来处在较深深度的土壤因此来到了土地表面，这样同时起到了松土和翻土的目的。此时，作物和一些较大的石块因为无法从振动筛10的孔洞中落下，所以被抛到机器后方的土地上，完成了作物与土壤分离的同时，也完成了筛土的工作。本挖掘铲的耕作宽度为1.2米，耕作深度可达50厘米。拖拉机变速箱动力输出轴输出的转速通过增速箱和链轮传动机构的传递增加至1800转/分钟，使得挖掘铲的振动频率为30Hz，可以达到最佳的耕作效果。凸轮使用40Cr作为材料，表面淬火至60HRC，挺杆的滚子采用20Cr，表面淬火至60HRC。以此提高机械的耐磨性。
Claims (6)
1.一种长根茎类作物振动挖掘机，其特征在于，所述振动挖掘机包括机架、输入轴、动力输出曲轴、链传动机构、连杆、振动挖掘铲、增速箱、“π”形传动杆、凸轮传动机构、振动筛、振动筛摆杆；
机架包括两侧横杆和中间平台；
机架两侧横杆顶端与连杆上端铰接，连杆下端与振动筛前端铰接；
机架两侧横杆前端与振动挖掘铲铰接；振动挖掘铲可绕铰接点相对机架做往复摆动；
机架两侧横杆中部与振动筛摆杆中部铰接；振动筛摆杆下端与振动筛中部铰接；
振动筛摆杆上端分别与“π”形传动杆的横杆两端铰接；
振动筛通过连杆、振动筛摆杆与机架进行连接，且振动筛可相对机架做往复晃动；
振动挖掘铲铲刃位于振动筛前端上方，两者互不接触；
机架的中间平台上设有增速箱，增速箱由动力输入轴进行动力输入，由增速箱7的动力输出曲轴进行动力输出；
“π”形传动杆的两根竖杆前端则与动力输出曲轴上的偏心轴铰接；则动力输出曲轴的转动能够通过“π”形传动杆引起振动筛摆杆的往复运动，从而带动振动筛往复振动；
动力输出曲轴同时将动力传递给链传动机构，链传动机构再将动力传递给凸轮机构，凸轮机构再推动振动挖掘铲进行往复振动。
2.如权利要求1所述的一种长根茎类作物振动挖掘机，其特征在于，链传动机构包括大链轮、链条和小链轮；动力输出曲轴与大链轮同轴固定安装，由支架支承在机架的两侧横杆上，动力输出曲轴带动大链轮转动，再由链条带动小链轮转动，小链轮也由支架支承在机架1的中间平台上。
3.如权利要求1所述的一种长根茎类作物振动挖掘机，其特征在于，凸轮机构包括凸轮、挺杆和复位弹簧；凸轮与小链轮同轴安装，挺杆位于凸轮下方并穿过机架横杆上的安装孔，且可在孔内轴向运动，挺杆和复位弹簧同轴安装，凸轮的转动不断推动挺杆上下往复运动，挺杆下端与振动挖掘铲的后部上端面滑动接触，挺杆从而推动下方的振动挖掘铲往复振动，而挺杆在复位弹簧的作用下进行复位。
4.如权利要求1所述的一种长根茎类作物振动挖掘机，其特征在于，振动挖掘铲的耕作宽度为1.2米，耕作深度可达50厘米。
5.如权利要求1所述的一种长根茎类作物振动挖掘机，其特征在于，拖拉机变速箱动力输出轴输出的转速通过增速箱和链轮传动机构的传递增加至1800转/分钟，使得挖掘铲的振动频率为30Hz，可以达到最佳的耕作效果。
6.如权利要求1所述的一种长根茎类作物振动挖掘机，其特征在于，凸轮使用40Cr作为材料，表面淬火至60HRC；挺杆的滚子采用20Cr，表面淬火至60HRC，以此提高机械的耐磨性。
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