CN111296037B - 一种牵引式根茎类作物收获装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种牵引式根茎类作物收获装置，包括机架、传动系统、切割系统、挖掘系统、辊式升运系统、键式筛分系统、聚拢尾筛、限深轮；所述机架包括牵引架、限深轮安装架、切割圆盘安装梁、主机架、右侧板、左侧板、地轮；所述辊式升运系统位于挖掘系统的后方并安装在左侧板与右侧板之间，键式筛分系统位于所述辊式升运系统的后方并安装在左侧板与右侧板之间；本发明具有较强物料分散能力，实现了挖掘后的根茎与土壤混合物的快速升运与有效分离，能够满足根茎类作物特别是深根茎类作物的低阻高效收获需求，可适用于多种根茎类作物的收获作业，具有良好的推广应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械中根茎类作物收获技术领域，特别是一种牵引式根茎类作物收获装置。
背景技术
根茎类作物收获是农业机械化收获技术领域的重要内容，主要包括土壤挖掘、作物根茎与土壤分离、作物根茎的收集整理等作业过程。典型的根茎类作物收获装备主要有铲栅一体式、铲筛组合式、铲链组合式、铲辊组合式等几种类型，多种作业原理组合式的收获装备应用越来越广泛。目前，浅根茎类作物收获装备得到有效的推广应用，如马铃薯、花生等作物收获通常作业深度为15～30cm，多采用链条式、往复振动筛等筛分结构进行作物根茎与土壤的分离作业。当根茎类作物收获深度超过30cm时，随着土壤分离量的增大，链条式及往复振动筛式筛分结构存在筛分效率下降、功率消耗增加、工作可靠性降低等问题，迫切需要研发新型的根茎类作物高效收获技术装备。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种牵引式根茎类作物收获装置。为实现上述目的，本发明基于辊式连续升运与键式逐稿筛分原理，采用筛分组间平衡技术和模块化结构设计，解决根茎类作物收获作业阻力大、物料土壤分离效率低等问题。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种牵引式根茎类作物收获装置，包括机架1、传动系统2、切割系统3、挖掘系统4、辊式升运系统5、键式筛分系统6、聚拢尾筛7、限深轮8；
所述机架1包括牵引架101、限深轮安装架102、切割圆盘安装梁103、主机架104、右侧板105、左侧板106、地轮107，牵引架101、限深轮安装架102、切割圆盘安装梁103均位于主机架104的前方；左侧板106与右侧板105对称焊接在主机架104上；地轮107安装在主机架104的后端下方；
所述传动系统2固定安装在机架1上，切割系统3安装在机架1切割圆盘安装梁103下端，挖掘系统4安装在左侧板106与右侧板105的前端下部，辊式升运系统5位于挖掘系统4的后方并安装在左侧板106与右侧板105之间，键式筛分系统6位于辊式升运系统5的后方并安装在左侧板106与右侧板105之间，聚拢尾筛7位于键式筛分系统6的后方并安装在左侧板106与右侧板105之间，限深轮8安装在限深轮安装架102下端；
所述辊式升运系统5包括第一升运辊501、第二升运辊502、第三升运辊503、第四升运辊504、第五升运辊505、刮泥板509、辊驱动链轮513、辊驱动齿轮514，辊体安装座506、辊驱动齿轮514、刮泥板509的左右两端分别固定在左侧板106与右侧板105的相应位置；
所述键式筛分系统6包括曲轴601、连杆组件602、曲轴安装座603、曲轴驱动链轮604、左一筛605、左二筛606、右二筛607、右一筛608；所述左一筛605、左二筛606、右二筛607、右一筛608均由安装底板二609、筛网610、后拨板611组成，每组筛网610由两组安装底板二609螺栓固定在相应的连杆组件602上，后拨板611焊接在筛网610上；两组曲轴601通过曲轴安装座603固定在机架1中左侧板106与右侧板105的相应位置，左一筛605、左二筛606、右二筛607、右一筛608的安装底板二609与连杆组件602连接，形成双曲柄连杆摆杆结构；曲轴驱动链轮604安装在后侧曲轴601上，在筛分传动链条209带动下驱动曲轴601转动。
所述传动系统2包括传动输入轴201、输入轴安装座202、传动万向节203、变速箱204、联轴器205、传动半轴206、半轴安装座207、传动链轮208、筛分传动链条209、升运传动链条210，输入轴安装座202固定在机架的前端，传动输入轴201的前端安装在输入轴安装座202上；两个半轴安装座207固定在主机架104的左右两端，两个传动半轴206分别安装在两个半轴安装座207上，两个传动半轴206分别通过联轴器205与变速箱204的左右两端连接；传动万向节203的前端与传动输入轴201的后端连接，传动万向节203的后端与变速箱204的前端连接；两个传动链轮208分别安装在两个传动半轴206上，升运传动链条210和筛分传动链条209分别与左右两端的传动链轮208啮合。拖拉机动力采用万向节接入传动输入轴201，经传动万向节203传递至变速箱204，动力转向后分配至两侧传动半轴206，并通过传动链轮208及筛分传动链条209、升运传动链条210分配至辊驱动链轮513和曲轴驱动链轮604。
所述切割系统3包括切割圆盘301、切深调节架302、切割系统安装架303，切割系统安装架303采用异形螺栓固定在机架上，切深调节架302一端铰接在切割系统安装架303，通过销钉安装在不同的限位孔上以调节切割深度，切割圆盘301安装在切深调节架302上。
所述挖掘系统4包括挖掘齿401、安装底板一402、导流齿403、安装侧板404，挖掘齿401、导流齿403等间距安装在安装底板一402上，安装底板一402通过焊接或螺栓连接在安装侧板404上，安装侧板404通过螺栓连接安装在机架1中左侧板106与右侧板105相应位置。
所述第一升运辊501、第二升运辊502、第三升运辊503分别包括升运转盘507、升运光辊508和左右两端的辊体安装座506，升运转盘507等间距排列并焊接在升运光辊508上，各升运光辊的左右两端均安装在各自的辊体安装座506上；所述第四升运辊504、第五升运辊505包括升运驱动辊510、升运拨齿511、拨齿调整套512和左右两端的辊体安装座506，升运拨齿511等间距排列固定在升运驱动辊510上，并由拨齿调整套512限位，各升运驱动辊均安装在各自的辊体安装座506上；升运传动链条210与辊驱动链轮513啮合将动力传递至辊驱动齿轮514，驱动第四升运辊504、第五升运辊505将土壤向后与拖拉机前进方向相反抛掷；
所述辊驱动齿轮514包括第四升运辊齿轮、第五升运辊齿轮、辊驱动链轮齿轮和两个中间齿轮，第四升运辊齿轮、第五升运辊齿轮分别安装在第四升运辊504、第五升运辊505的左端，第四升运辊齿轮、第五升运辊齿轮之间有一个中间齿轮；辊驱动链轮齿轮与辊驱动链轮513同轴，辊驱动链轮齿轮与第五升运辊齿轮之间有一个中间齿轮。
所述聚拢尾筛7有两组，每组聚拢尾筛7均包括尾筛安装板701和尾筛栅条702，尾筛栅条702等间距排列于尾筛安装板701上；两组对称布置的聚拢尾筛7通过尾筛安装板701固定在左侧板106与右侧板105的后端。
所述限深轮8包括限深滚筒801、限深轮支架802，限深滚筒(801)安装在限深轮支架802下端，限深轮支架802销接在限深轮安装架102上，通过调整安装孔位调节限深深度。
各曲轴601的曲柄具有不同的相位角，同一曲轴上曲柄的四个相位角分别为0°、180°、180°、0°，前侧与后侧曲轴601对应的曲柄相位角相同；左一筛605、右一筛608与左二筛606、右二筛607的筛面交替升降，形成键式筛分系统。
本发明的有益效果：本发明基于辊式连续升运与键式逐稿筛分原理，充分利用辊式升运器具有较强物料后输送能力及键式逐稿器具有较强物料分散能力的特性，通过采用筛分组间平衡技术和模块化结构设计，实现了挖掘后的根茎与土壤混合物的快速升运与有效分离，为解决根茎类作物收获作业阻力大、物料土壤分离效率低等问题，提供了新型解决方案。本发明能够满足根茎类作物特别是深根茎类作物的低阻高效收获需求，可适用于多种根茎类作物的收获作业，具有良好的推广应用前景。
附图说明
本发明有如下附图：
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的机架、传动系统、切割系统、聚拢尾筛及限深轮结构示意图；
图3是本发明的挖掘系统结构示意图；
图4是本发明的辊式升运系统结构示意图；
图5是本发明的键式筛分系统结构示意图；
图6是本发明各主要组成部分位置关系示意图。
图中：1.机架，101.牵引架，102.限深轮安装架，103.切割圆盘安装梁，104.主机架，105.右侧板，106.左侧板，107.地轮，2.传动系统，201.传动输入轴，202.输入轴安装座，203.传动万向节，204.变速箱，205.联轴器，206.传动半轴，207.半轴安装座，208.传动链轮，209.筛分传动链条，210.升运传动链条，3.切割系统，301.切割圆盘，302.切深调节架，303.切割系统安装架，4.挖掘系统，401.挖掘齿，402.安装底板一，403.导流齿，404.安装侧板，5.辊式升运系统，501.第一升运辊，502.第二升运辊，503.第三升运辊，504.第四升运辊，505.第五升运辊，506.辊体安装座，507.升运转盘，508.升运光辊，509.刮泥板，510.升运驱动辊，511.升运拨齿，512.拨齿调整套，513.辊驱动链轮，514.辊驱动齿轮，6.键式筛分系统，601.曲轴，602.连杆组件，603.曲轴安装座，604.曲轴驱动链轮，605.左一筛，606.左二筛，607.右二筛，608.右一筛，609.安装底板二，610.筛网，611.后拨板，7.聚拢尾筛，701.尾筛安装板，702.尾筛栅条，8.限深轮，801.限深滚筒，802.限深轮支架。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明涉及的牵引式根茎类作物收获装置，包括机架1、传动系统2、切割系统3、挖掘系统4、辊式升运系统5、键式筛分系统6、聚拢尾筛7、限深轮8；
如图2所示，所述机架1包括牵引架101、限深轮安装架102、切割圆盘安装梁103、主机架104、右侧板105、左侧板106、地轮107，牵引架101、限深轮安装架102、切割圆盘安装梁103均位于主机架104的前方；左侧板106与右侧板105对称焊接在主机架104上；地轮107安装在主机架104的后端下方；
所述传动系统2固定安装在机架1上，切割系统3安装在机架1切割圆盘安装梁103下端，挖掘系统4安装在左侧板106与右侧板105的前端下部，辊式升运系统5位于挖掘系统4的后方并安装在左侧板106与右侧板105之间，键式筛分系统6位于辊式升运系统5的后方并安装在左侧板106与右侧板105之间，聚拢尾筛7位于键式筛分系统6的后方并安装在左侧板106与右侧板105之间，限深轮8安装在限深轮安装架102下端；
如图2所示，所述传动系统2包括传动输入轴201、输入轴安装座202、传动万向节203、变速箱204、联轴器205、传动半轴206、半轴安装座207、传动链轮208、筛分传动链条209、升运传动链条210，输入轴安装座202固定在机架的前端，传动输入轴201的前端安装在输入轴安装座202上；两个半轴安装座207分别固定在主机架104的左右两端，两个传动半轴206分别安装在两个半轴安装座207上，两个传动半轴206分别通过联轴器205与变速箱204的左右两端连接；传动万向节203的前端与传动输入轴201的后端连接，传动万向节203的后端与变速箱204的前端连接；两个传动链轮208分别安装在两个传动半轴206上，升运传动链条210和筛分传动链条209分别与左右两端的传动链轮208啮合。拖拉机动力采用万向节接入传动输入轴201，经传动万向节203传递至变速箱204，动力转向后分配至两侧传动半轴206，并通过传动链轮208及筛分传动链条209、升运传动链条210分配至相应的驱动链轮辊驱动链轮513，曲轴驱动链轮604。
如图2所示，所述切割系统3包括切割圆盘301、切深调节架302、切割系统安装架303，切割系统安装架303采用异形螺栓固定在机架上，切深调节架302一端铰接在切割系统安装架303，通过销钉安装在不同的限位孔上以调节切割深度，切割圆盘301安装在切深调节架302上。
如图3所示，所述挖掘系统4包括挖掘齿401、安装底板一402、导流齿403、安装侧板404，挖掘齿401、导流齿403等间距安装在安装底板一402上，安装底板一402通过焊接或螺栓连接在安装侧板404上，安装侧板404通过螺栓连接安装在机架1中左侧板106与右侧板105相应位置。
如图4所示，所述辊式升运系统5包括第一升运辊501、第二升运辊502、第三升运辊503、第四升运辊504、第五升运辊505、刮泥板509、辊驱动链轮513、辊驱动齿轮514，辊体安装座506、辊驱动齿轮514、刮泥板509的左右两端分别固定在左侧板106与右侧板105的相应位置；所述第一升运辊501、第二升运辊502、第三升运辊503分别包括升运转盘507、升运光辊508和左右两端的辊体安装座506，升运转盘507等间距排列并焊接在升运光辊508上，各升运光辊的左右两端均安装在各自的辊体安装座506上；所述第四升运辊504、第五升运辊505包括升运驱动辊510、升运拨齿511、拨齿调整套512和左右两端的辊体安装座506，升运拨齿511等间距排列固定在升运驱动辊510上，并由拨齿调整套512限位，各升运驱动辊均安装在各自的辊体安装座506上；升运传动链条210与辊驱动链轮513啮合将动力传递至辊驱动齿轮514，驱动第四升运辊504、第五升运辊505将土壤向后与拖拉机前进方向相反抛掷；所述辊驱动齿轮514包括第四升运辊齿轮、第五升运辊齿轮、辊驱动链轮齿轮和两个中间齿轮，第四升运辊齿轮、第五升运辊齿轮分别安装在第四升运辊504、第五升运辊505的左端，第四升运辊齿轮、第五升运辊齿轮之间有一个中间齿轮；所述辊驱动链轮齿轮与辊驱动链轮513同轴，辊驱动链轮齿轮与第五升运辊齿轮之间有一个中间齿轮。
如图5所示，所述键式筛分系统6包括曲轴601、连杆组件602、曲轴安装座603、曲轴驱动链轮604、左一筛605、左二筛606、右二筛607、右一筛608；所述左一筛605、左二筛606、右二筛607、右一筛608均由安装底板二609、筛网610、后拨板611组成，每组筛网610由两组安装底板二609螺栓固定在相应的连杆组件602上，后拨板611焊接在筛网610上；两组曲轴601通过曲轴安装座603固定在机架1中左侧板106与右侧板105相应位置，左一筛605、左二筛606、右二筛607、右一筛608的安装底板二609与连杆组件602连接，形成双曲柄连杆摆杆结构；曲轴驱动链轮604安装在后侧曲轴601上，在筛分传动链条209带动下驱动曲轴601转动；
如图2所示，所述聚拢尾筛7有两组，每组聚拢尾筛7均包括尾筛安装板701、尾筛栅条702，尾筛栅条702等间距排列于尾筛安装板701上；两组对称布置的聚拢尾筛7通过尾筛安装板701固定在机架1中左侧板106与右侧板105的后端；
如图2所示，所述限深轮8包括限深滚筒801、限深轮支架802，限深滚筒801安装在限深轮支架802下端，限深轮支架802销接在限深轮安装架102上，通过调整安装孔位调节限深深度。
本发明的各主要组成部分位置关系及作业过程如图6所示，拖拉机牵引机架1前进并通过动力输出轴提供动力，驱动辊式升运系统5中第四升运辊504、第五升运辊505转动，在升运拨齿511作用后向后抛掷土壤；驱动键式筛分系统6中的后侧曲轴601转动，其前侧曲轴601随动，形成双曲柄摇杆机构，带动左一筛605、左二筛606、右二筛607、右一筛608有效的筛分并向后输送物料；各曲轴601的曲柄具有不同的相位角本方案中同一曲轴上曲柄的四个相位角分别为0°、180°、180°、0°，前侧与后侧曲轴601对应的曲柄相位角相同；左一筛605、右一筛608与左二筛606、右二筛607的筛面交替升降，形成键式筛分系统，具有较强的物料分散能力，利于作物根茎与土壤的分散、分离。收获作业时，切割系统3分割土壤形成垡条作物根茎与土壤混合物，挖掘系统4将土壤垡条切削、抬升，经过导流齿403导入辊式升运系统5；第一升运辊501、第二升运辊502、第三升运辊503为被动滚动辊，能够有效减少土壤与辊面的摩擦力和升运阻力，第四升运辊504、第五升运辊505为主动转动辊，在升运拨齿511的作用下强制带动土壤垡条向后输送；向后输送的土壤垡条在键式筛分系统6的分散、筛分、输送作用下，松散后的土壤落到筛面下，作物根茎向后输送，并在聚拢尾筛7的作用下条铺于作物后的地表，完成根茎类作物的收获作业。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的设计精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (7)
1.一种牵引式根茎类作物收获装置，其特征在于，包括机架(1)、传动系统(2)、切割系统(3)、挖掘系统(4)、辊式升运系统(5)、键式筛分系统(6)、聚拢尾筛(7)、限深轮(8)；
所述机架(1)包括牵引架(101)、限深轮安装架(102)、切割圆盘安装梁(103)、主机架(104)、右侧板(105)、左侧板(106)、地轮(107)，牵引架(101)、限深轮安装架(102)、切割圆盘安装梁(103)均位于主机架(104)的前方；左侧板(106)与右侧板(105)对称焊接在主机架(104)上；地轮(107)安装在主机架(104)的后端下方；
所述传动系统(2)固定安装在机架(1)上，切割系统(3)安装在机架(1)切割圆盘安装梁(103)下端，挖掘系统(4)安装在左侧板(106)与右侧板(105)的前端下部，辊式升运系统(5)位于挖掘系统(4)的后方并安装在左侧板(106)与右侧板(105)之间，键式筛分系统(6)位于辊式升运系统(5)的后方并安装在左侧板(106)与右侧板(105)之间，聚拢尾筛(7)位于键式筛分系统(6)的后方并安装在左侧板(106)与右侧板(105)之间，限深轮(8)安装在限深轮安装架(102)下端；
所述键式筛分系统(6)包括曲轴(601)、连杆组件(602)、曲轴安装座(603)、曲轴驱动链轮(604)、左一筛(605)、左二筛(606)、右二筛(607)、右一筛(608)；所述左一筛(605)、左二筛(606)、右二筛(607)、右一筛(608)均由安装底板二(609)、筛网(610)、后拨板(611)组成，每组筛网(610)由两组安装底板二(609)螺栓固定在相应的连杆组件(602)上，后拨板(611)焊接在筛网(610)上；两组曲轴(601)通过曲轴安装座(603)固定在机架(1)中左侧板(106)与右侧板(105)的相应位置，左一筛(605)、左二筛(606)、右二筛(607)和右一筛(608)的安装底板二(609)与连杆组件(602)连接，形成双曲柄连杆摆杆结构；曲轴驱动链轮(604)安装在后侧曲轴(601)上，在筛分传动链条(209)带动下驱动曲轴(601)转动；
所述辊式升运系统(5)包括第一升运辊(501)、第二升运辊(502)、第三升运辊(503)、第四升运辊(504)、第五升运辊(505)、刮泥板(509)、辊驱动链轮(513)和辊驱动齿轮(514)，辊体安装座(506)、辊驱动齿轮(514)和刮泥板(509)的左右两端分别固定在左侧板(106)与右侧板(105)的相应位置；
所述第一升运辊(501)、第二升运辊(502)、第三升运辊(503)分别包括升运转盘(507)、升运光辊(508)和左右两端的辊体安装座(506)，升运转盘(507)等间距排列并焊接在升运光辊(508)上，各升运光辊的左右两端均安装在各自的辊体安装座(506)上；所述第四升运辊(504)、第五升运辊(505)包括升运驱动辊(510)、升运拨齿(511)、拨齿调整套(512)和左右两端的辊体安装座(506)，升运拨齿(511)等间距排列固定在升运驱动辊(510)上，并由拨齿调整套(512)限位，各升运驱动辊均安装在各自的辊体安装座(506)上；升运传动链条(210)与辊驱动链轮(513)啮合将动力传递至辊驱动齿轮(514)，驱动第四升运辊(504)、第五升运辊(505)将土壤向后抛掷；
所述辊驱动齿轮(514)包括第四升运辊齿轮、第五升运辊齿轮、辊驱动链轮齿轮和两个中间齿轮，第四升运辊齿轮、第五升运辊齿轮分别安装在第四升运辊(504)、第五升运辊(505)的左端，第四升运辊齿轮、第五升运辊齿轮之间有一个中间齿轮；所述辊驱动链轮齿轮与辊驱动链轮(513)同轴，辊驱动链轮齿轮与第五升运辊齿轮之间有一个中间齿轮。
2.如权利要求1所述的牵引式根茎类作物收获装置，其特征在于：所述传动系统(2)包括传动输入轴(201)、输入轴安装座(202)、传动万向节(203)、变速箱(204)、联轴器(205)、传动半轴(206)、半轴安装座(207)、传动链轮(208)、筛分传动链条(209)、升运传动链条(210)，输入轴安装座(202)固定在机架的前端，传动输入轴(201)的前端安装在输入轴安装座(202)上；两个半轴安装座(207)分别固定在主机架(104)的左右两端，两个传动半轴(206)分别安装在两个半轴安装座(207)上，两个传动半轴(206)分别通过联轴器(205)与变速箱(204)的左右两端连接；传动万向节(203)的前端与传动输入轴(201)的后端连接，传动万向节(203)的后端与变速箱(204)的前端连接；两个传动链轮(208)分别安装在两个传动半轴(206)上，升运传动链条(210)和筛分传动链条(209)分别与左右两端的传动链轮(208)啮合。
3.如权利要求1所述的牵引式根茎类作物收获装置，其特征在于：所述切割系统(3)包括切割圆盘(301)、切深调节架(302)、切割系统安装架(303)，切割系统安装架(303)采用异形螺栓固定在机架上，切深调节架(302)一端铰接在切割系统安装架(303)，通过销钉安装在不同的限位孔上以调节切割深度，切割圆盘(301)安装在切深调节架(302)上。
4.如权利要求1所述的牵引式根茎类作物收获装置，其特征在于：所述挖掘系统(4)包括挖掘齿(401)、安装底板一(402)、导流齿(403)、安装侧板(404) ，挖掘齿(401)和导流齿(403)等间距安装在安装底板一(402)上，安装底板一(402)通过焊接或螺栓连接在安装侧板(404)上，安装侧板(404)通过螺栓连接安装在左侧板(106)与右侧板(105)相应位置。
5.如权利要求1所述的牵引式根茎类作物收获装置，其特征在于：所述聚拢尾筛(7)有两组，每组聚拢尾筛(7)均包括尾筛安装板(701)和尾筛栅条(702)，尾筛栅条(702)等间距排列于尾筛安装板(701)上；两组对称布置的聚拢尾筛(7)通过尾筛安装板(701)固定在左侧板(106)与右侧板(105)的后端。
6.如权利要求1所述的牵引式根茎类作物收获装置，其特征在于：所述限深轮(8)包括
限深滚筒(801)、限深轮支架(802)，限深滚筒(801)安装在限深轮支架(802)下端，限深轮支架(802)销接在限深轮安装架(102)上，通过调整安装孔位调节限深深度。
7.如权利要求1-6任一所述的牵引式根茎类作物收获装置，其特征在于：各曲轴(601)的曲柄具有不同的相位角，同一曲轴上曲柄的四个相位角分别为0°、180°、180°、0°，前侧与后侧曲轴(601)对应的曲柄相位角相同；左一筛(605)、右一筛(608)与左二筛(606)、右二筛(607)的筛面交替升降，形成键式筛分系统。
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