CN111328533A - 作物茎秆喂入夹持装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种挂接调整方便、适应范围广泛、结构紧凑、成本较低、工作可靠的作物茎秆喂入夹持装置。其包括茎秆喂入机构和茎秆夹持机构,其中:茎秆喂入机构,包括左喂入机构和右喂入机构;左被动链轮总成和右被动链轮总成上均设置有拨禾弹簧总成,左拨禾链总成和右拨禾链总成对称分布且二者之间形成夹角β;茎秆夹持机构,设置在茎秆喂入机构后面,包括夹持变速箱总成、左茎秆夹持机构和右茎秆夹持机构;左主动链轮总成和右主动链轮总成同时连接夹持变速箱总成;左夹持链总成和右夹持链总成内侧均设置涨紧轮总成和预紧力调整杆总成。
Description
技术领域
本发明涉及一种农业收获机械装置,具体涉及一种作物茎秆喂入夹持装置,属于农业机械技术领域。
背景技术
作物茎秆喂入夹持是联合收获机在田间作业的重要工序,其性能直接影响收获效率、除净率和损伤率。茎秆喂入装置的拨禾轮将待割茎秆引向切割装置,在引导过程中扶正倒伏茎秆,在切割时扶持茎秆保证顺利切割,同时把割断的茎秆推向茎秆夹持装置。夹持装置的夹持链在抓取茎秆的同时,切割器开始切割茎秆,保证夹持点不能偏前也不能偏后,避免产生向上拉拔茎秆和茎秆倾倒堵塞夹持通道的情况。
近几年,国内对作物茎秆喂入夹持装置也有一定的研究。中国实用新型专利CN205196308U公布了一种大姜收获机,其夹持装置安装在松土刀上方,呈前低后高设置,其主动轮装在喂入辊的下端,随喂入辊一起旋转,从而带动夹持装置夹住姜苗向后运动 ,夹持装置的线速度与机具前进速度相反,并且比工作速度稍快,这样就保证了拔出时姜苗基本保持直立。中国实用新型专利CN202005148U公布了一种甘蔗剥叶机,其所述喂入夹持装置由拉力弹簧、导向压板和一个夹持辊组成,所述导向压板的上端由拉力弹簧向箱体拉紧,并可通过调节拉力弹簧的拉力大小来调节导向压板的压力大小,下端开有两条以上分力槽并压在夹持辊上;导向压板的支点位于喂入口的上方并与箱体连接,所述夹持辊由夹持辊辊筒和多列横向波浪形绕装在夹持辊辊筒上面的橡胶防滑体组成。中国实用新型专利CN2826956Y公布了一种脱粒机低喂入夹持装置,它由上夹持传送带和下夹持传送带构成,其上夹持传送带的上骨架和下夹持传送带的下骨架的喂入端分别呈向下弯折状。它具有籽粒飞溅轻,劳动强度小的优点。
以上几种茎秆喂入夹持装置,能够完成相应作物的喂入夹持工作,但结构复杂,生产成本较高,其适应能力较弱,只是针对特定的作物提出了喂入夹持方案,没有考虑设备的通用性,无法适应作物茎秆生理特性和种植模式复杂的问题,尤其是针对对于作物生长茂盛,匍匐缠绕严重的的茎秆没有很好的解决方案。
综观作物茎秆喂入夹持装置现状,急需一种结构简单,调整方便、适应范围广泛的切茎秆喂入夹持装置。
发明内容
为了克服现有作物茎秆喂入夹持装置的不足,本发明提供一种挂接调整方便、适应范围广泛、结构紧凑、成本较低、工作可靠的作物茎秆喂入夹持装置。
本发明为实现上述目的,通过以下技术方案实现:
一种作物茎秆喂入夹持装置,包括茎秆喂入机构和茎秆夹持机构,其中:
茎秆喂入机构,包括左喂入机构和右喂入机构;
左喂入机构包括左被动链轮总成、左中间链轮总成和用于连接左被动链轮总成与左中间链轮总成的左拨禾链总成;
右喂入机构包括右被动链轮总成、右中间链轮总成和用于连接右被动链轮总成与右中间链轮总成的右拨禾链总成;
左被动链轮总成和右被动链轮总成上均设置有拨禾弹簧总成,左拨禾链总成和右拨禾链总成对称分布且二者之间形成夹角β;
茎秆夹持机构,设置在茎秆喂入机构后面,包括夹持变速箱总成、左茎秆夹持机构和右茎秆夹持机构;
左茎秆夹持机构包括左主动链轮总成和左夹持链总成,左夹持链总成连接左主动链轮总成与左中间链轮总成;
右茎秆夹持机构包括右主动链轮总成和右夹持链总成,右夹持链总成连接右主动链轮总成与右中间链轮总成;
左主动链轮总成和右主动链轮总成同时连接夹持变速箱总成;左夹持链总成和右夹持链总成内侧均设置涨紧轮总成和预紧力调整杆总成。
所述作物茎秆喂入夹持装置优选方案,左被动链轮总成和右被动链轮总成结构相同,均包括连接板总成、被动链轮轴、被动链轮和拨禾弹簧总成,连接板总成包括可拆卸连接为一体的垫板和压板,被动链轮轴一端设置在连接板总成上,另一端经轴承设置被动链轮,轴承外侧设有压盖,拨禾弹簧总成包括拨禾弹簧和螺杆,拨禾弹簧经弹簧座套装在螺杆,螺杆设置在垫板上,螺杆轴线与被动链轮轴轴线相互垂直。
所述作物茎秆喂入夹持装置优选方案,左中间链轮总成和右中间链轮总成结构相同,均包括中间链轮轴、拨禾链轮和夹持链轮,中间链轮轴上部设置拨禾链轮、中间链轮轴中部设置夹持链轮,中间链轮轴下端设置中间轴承,中间轴承外设置中间链轮轴承座。
所述作物茎秆喂入夹持装置优选方案,预紧力调整杆总成包括夹持链弹簧、夹持链张紧焊合件和压紧力调节板,夹持链张紧焊合件上间隔设置弹簧柱,弹簧柱上套装夹持链弹簧,夹持链弹簧上方设置一片以上的压紧力调节板。
所述作物茎秆喂入夹持装置优选方案,夹持变速箱总成包括输入轴、输入链轮、两根夹持链轮轴和两组啮合齿轮组,输入轴与两根夹持链轮轴中心线垂直,啮合齿轮组包括锥齿轮Ⅰ和锥齿轮Ⅱ,锥齿轮Ⅱ和输入链轮安装在输入轴上,左主动链轮总成和右主动链轮总成结构相同均包括主动链轮,主动链轮和锥齿轮Ⅰ安装在夹持链轮轴上,动力由输入链轮输入,锥齿轮Ⅰ和锥齿轮Ⅱ相互啮合,传递给主动链轮。
所述作物茎秆喂入夹持装置优选方案,左拨禾链总成包括左拨禾链和多个呈放射状设置左拨禾链上的左拨指,右拨禾链总成包括右拨禾链和和多个呈放射状设置右拨禾链上的右拨指,左拨指和右拨指上下交错布置,设k为相邻两拨指依次接近地面时收割机前进的一段距离,即是拨指起不到扶秧作用的一段距离,则,式中,v m 为机器前进速度(m/s),v b 为拨禾轮的运动速度(m/s),C为相邻两拨指的间距(mm)。设计得k=95mm。
所述作物茎秆喂入夹持装置优选方案,左拨禾链总成与地面及右拨禾链总成与地面的夹角α为30°。
所述作物茎秆喂入夹持装置优选方案, 左拨禾链总成和右拨禾链总成之间夹角β由以下具体方法得到:
(1)茎秆处于不会推到状态时,应满足以下受力关系式:
式中:f s 为挑秧机构与茎秆的摩擦系数,范围0.2~0.6,φ为茎秆与挑秧机构之间的摩擦角;
所述作物茎秆喂入夹持装置优选方案,左中间链轮总成和右中间链轮总成中夹持链轮处于同一平面,左中间链轮总成和右中间链轮总成中拨禾链轮安装高度相差45mm。
本发明的优点在于:
本发明可以针对茎秆生理特性和种植模式,引导并扶正倒伏及匍匐缠绕严重的的茎秆,使其准确地进入夹持机构并进行切割。本装置可以安装在农业机械上进行花生、马铃薯、甘薯和大蒜等多种作物茎秆田间收获,解决了现有茎秆喂入夹持装置功能单一、调整困难和适应范围不足等问题。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。
图1为本发明实施例中作物茎秆喂入夹持装置结构示意图;
图2为本发明实施例中作物茎秆喂入夹持装置主视图;
图3为本发明实施例中作物茎秆喂入夹持装置俯视图;
图4为本发明实施例中左被动链轮总成、右被动链轮总成结构示意图;
图5为本发明实施例中左中间链轮总成、右中间链轮总成结构示意图;
图6为本发明实施例中夹持变速箱总成结构示意图;
图7为本发明实施例中预紧力调整杆总成结构示意图;
其中,10. 右被动链轮总成,11. 右拨禾链总成,12. 右中间链轮总成,13. 预紧力调整杆总成,14. 涨紧轮总成,15. 夹持变速箱总成,16. 左夹持链总成,17. 左中间链轮总成,18. 左拨禾链总成,19. 左被动链轮总成,20. 左主动链轮总成,21. 右夹持链总成,22. 右主动链轮总成, 101. 被动链轮轴焊合,102. 被动链轮,103. 压盖,104. 拨禾链弹簧,105. 小弹簧座,106. 长螺杆,107. 压板,108. 垫板,111. 右拨指,112. 拨禾链,121.中间链轮轴承座,122. 中间链轮轴,123. 夹持链轮,124. 拨禾链轮,125. 中间轴承,131.夹持链弹簧,132. 夹持链张紧焊合,133. 压紧力调节板,151. 夹持主动链轮,152. 夹持链轮轴,153. 锥齿轮Ⅰ,154. 锥齿轮Ⅱ,155. 输入轴,156. 夹持箱盖,157. 输入链轮,158. 夹持箱箱体,181. 左拨指。
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做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。
本发明的描述中,需要说明的是,术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系,仅是为了便于描述本实用和简化描述,而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位,以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的,而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
参考图1、图2及图3一种作物茎秆喂入夹持装置,包括茎秆喂入机构和茎秆夹持机构,其中:茎秆喂入机构,包括左喂入机构和右喂入机构;
左喂入机构包括左被动链轮总成19、左中间链轮总成17和用于连接左被动链轮总成19与左中间链轮总成17的左拨禾链总成18;
右喂入机构包括右被动链轮总成10、右中间链轮总成12和用于连接右被动链轮总成10与右中间链轮总成12的右拨禾链总成11;
左被动链轮总成19和右被动链轮总成10上均设置有拨禾弹簧总成,左拨禾链总成18和右拨禾链总成11对称分布且二者之间形成夹角β;
茎秆夹持机构,设置在茎秆喂入机构后面,包括夹持变速箱总成15、左茎秆夹持机构和右茎秆夹持机构;
左茎秆夹持机构包括左主动链轮总成20和左夹持链总成16,左夹持链总成16连接左主动链轮总成20与左中间链轮总成17;
右茎秆夹持机构包括右主动链轮总成22和右夹持链总成21,右夹持链总成21连接右主动链轮总成22与右中间链轮总成12;
左主动链轮总成20和右主动链轮总成22同时连接夹持变速箱总成15;左夹持链总成16和右夹持链总成内侧均设置涨紧轮总成14和预紧力调整杆总成(13),涨紧轮总成14可以对左夹持链总成16和右夹持链总成进行预紧,预紧力调整杆总成13可以根据需要自动调整作物茎秆夹紧力。
参考图2,本发明作物茎秆喂入夹持装置,可安装在作物茎秆收获机械上,其安装倾角即是拨禾链与地面的夹角α。夹角α增大,则喂入夹持机构短而紧凑,但拨禾链的水平速度降低,影响收获效率,同时易于推倒秧蔓;夹角α减小,则喂入夹持机构会向前伸出太长,因此会增加机器长度和重量。α最大一般不超过茎秆与拨禾机构间的摩擦角,考虑到茎秆与拨禾轮的摩擦系数在0.2~0.6之间,设计取α=30°。
参考图4,左被动链轮总成19和右被动链轮总成10结构相同,均包括连接板总成、被动链轮轴101、被动链轮102和拨禾弹簧总成,连接板总成包括可拆卸连接为一体的垫板108和压板107,被动链轮轴101一端设置在连接板总成上,另一端经轴承设置被动链轮102,轴承外侧设有压盖103,拨禾弹簧总成包括拨禾弹簧104和螺杆106,拨禾弹簧104经弹簧座105套装在螺杆106,螺杆106设置在垫板上,螺杆106轴线与被动链轮轴101轴线相互垂直,拨禾弹簧总成调整拨禾弹簧104预紧力可以实现。左被动链轮总成19和右被动链轮总成10可在收获机机架底座上前后滑动,装配时,给安装在螺杆106上的拨禾弹簧104一定大小的预紧力,保证拨禾链的张紧不松脱。根据茎秆生长状况,通过压缩和伸长拨禾弹簧104,实现作物茎秆的柔性收获。当茎秆植株密度较大,容易引起堵塞时,被动链轮轴101可以通过压缩拨禾链弹簧104,使拨禾链装置头部往回缩,减轻茎秆堵塞。当茎秆密度不大时,拨禾链装置头部在预紧力的作用下又可前伸,保证合适的收获高度。同时,拨禾链装置头部遇坚硬物时,也可以在拨禾链弹簧104作用下缩回,保证机器不被损坏。
参考图5,左中间链轮总成17和右中间链轮总成12结构相同,均包括中间链轮轴122、拨禾链轮12和夹持链轮123,中间链轮轴122上部设置拨禾链轮124、中间链轮轴122中部设置夹持链轮123,中间链轮轴122下端设置中间轴承125,中间轴承125外设置中间链轮轴承座121。
参考图1、图3及图7,预紧力调整杆总成13包括夹持链弹簧131、夹持链张紧焊合件132和压紧力调节板133,夹持链张紧焊合件132上间隔设置弹簧柱,弹簧柱上套装夹持链弹簧131,夹持链弹簧131上方设置一片以上的压紧力调节板133。本发明装置工作前,可根据茎秆作物生理状况确定压紧力调节板133数量,用以调整夹持链弹簧131初始夹紧力。同时,本发明装置在工作时,也可以根据输送茎秆密度状况压缩夹持链弹簧131,自动调整茎秆夹紧力和输送通道间隙,保证作物可靠夹持输送。
参考图6,夹持变速箱总成包括输入轴155、输入链轮157、两根夹持链轮轴152和两组啮合齿轮组,输入轴155与两根夹持链轮轴152中心线垂直,啮合齿轮组包括锥齿轮Ⅰ153和锥齿轮Ⅱ154,锥齿轮Ⅱ154和输入链轮157安装在输入轴155上,左主动链轮总成20和右主动链轮总成22结构相同均包括主动链轮151,主动链轮151和锥齿轮Ⅰ153安装在夹持链轮轴152上,动力由输入链轮157输入,锥齿轮Ⅰ153和锥齿轮Ⅱ154相互啮合,传递给主动链轮151。
如图1、2、3所示,左拨禾链总成18包括左拨禾链和多个呈放射状设置左拨禾链上的左拨指181,右拨禾链总成11包括右拨禾链112和和多个呈放射状设置右拨禾链上的右拨指111,左拨禾链和右拨禾链112均采用联合收割机链,链条节距38mm。每隔四个节距分布有一个拨指,拨指间距152mm。
如图1、2、3所示,为了防止工作时左拨指181和右拨指111发生碰撞,左拨指181和右拨指111上下交错布置,拨指间距减小,减少了秧蔓通过的空间,容易引起堵塞;拨指间距增大,起不到聚拢秧蔓的效果。设k为相邻两拨指依次接近地面时收割机前进的一段距离,即是拨指起不到扶秧作用的一段距离,则,式中,v m 为机器前进速度m/s,v b 为拨禾轮的运动速度m/s,C为相邻两拨指的间距mm。设计得k=95mm。
如图3所示,左拨禾链总成18和右拨禾链总成11之间夹角β是本发明的重要参数,在作业过程中,其夹角β对输送茎秆影响较大,如果设计不合理,在收获过程中将造成推倒茎秆的后果。当机器沿速度V m 运动时,以茎秆为研究对象,其受到三个作用力:即茎秆的惯性力F、拨禾链对茎秆的弹力N和拨禾链对茎秆的摩擦力f。如果惯性力F沿挑秧面的分力大于茎秆的最大静摩擦力,则不论速度V m 的大小如何,都不会将茎秆推倒。即β在0°到180°之间的取值范围内,存在一临界角度β 0,当β<β 0 时,茎秆都不会被推倒。
左拨禾链总成18和右拨禾链总成11之间夹角β由以下具体方法得到:
(1)茎秆处于不会推到状态时,应满足以下受力关系式:
式中:f s 为挑秧机构与茎秆的摩擦系数,范围0.2~0.6,φ为茎秆与挑秧机构之间的摩擦角;
参考图5,左中间链轮总成17和右中间链轮总成12中夹持链轮123处于同一平面,左中间链轮总成17和右中间链轮总成12中拨禾链轮124安装高度相差45mm。
利用本发明工作过程如下:动力由夹持变速箱总成15输入,通过夹持链总成16驱动右中间链轮总成12和左中间链轮总成17旋转,完成作物夹持作业。同时预紧力调整杆总成13和涨紧轮总成14可以根据要求调整作物茎秆夹紧力。左中间链轮总成17、右中间链轮总成12,通过左拨禾链总成18、右拨禾链总成18驱动左被动链轮总成19、右被动链轮总成10旋转,完成作物喂入作业。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种作物茎秆喂入夹持装置,其特征在于:包括茎秆喂入机构和茎秆夹持机构,其中:
茎秆喂入机构,包括左喂入机构和右喂入机构;
左喂入机构包括左被动链轮总成(19)、左中间链轮总成(17)和用于连接左被动链轮总成(19)与左中间链轮总成(17)的左拨禾链总成(18);
右喂入机构包括右被动链轮总成(10)、右中间链轮总成(12)和用于连接右被动链轮总成(10)与右中间链轮总成(12)的右拨禾链总成(11);
左被动链轮总成(19)和右被动链轮总成(10)上均设置有拨禾弹簧总成,左拨禾链总成(18)和右拨禾链总成(11)对称分布且二者之间形成夹角β;
茎秆夹持机构,设置在茎秆喂入机构后面,包括夹持变速箱总成(15)、左茎秆夹持机构和右茎秆夹持机构;
左茎秆夹持机构包括左主动链轮总成(20)和左夹持链总成(16),左夹持链总成(16)连接左主动链轮总成与左中间链轮总成(17);
右茎秆夹持机构包括右主动链轮总成(22)和右夹持链总成(21),右夹持链总成(21)连接右主动链轮总成22与右中间链轮总成(12);
左主动链轮总成(20)和右主动链轮总成(22)同时连接夹持变速箱总成(15);左夹持链总成(16)和右夹持链总成内侧均设置涨紧轮总成(14)和预紧力调整杆总成(13)。
2.根据权利要求1所述作物茎秆喂入夹持装置,其特征在于:左被动链轮总成(19)和右被动链轮总成(10)结构相同,均包括连接板总成、被动链轮轴(101)、被动链轮(102)和拨禾弹簧总成,连接板总成包括可拆卸连接为一体的垫板(108)和压板(107),被动链轮轴(101)一端设置在连接板总成上,另一端经轴承设置被动链轮(102),轴承外侧设有压盖(103),拨禾弹簧总成包括拨禾弹簧(104)和螺杆(106),拨禾弹簧(104)经弹簧座(105)套装在螺杆(106),螺杆(106)设置在垫板上,螺杆(106)轴线与被动链轮轴(101)轴线相互垂直。
3.根据权利要求1所述作物茎秆喂入夹持装置,其特征在于:左中间链轮总成(17)和右中间链轮总成(12)结构相同,均包括中间链轮轴(122)、拨禾链轮(124)和夹持链轮(123),中间链轮轴(122)上部设置拨禾链轮(124)、中间链轮轴(122)中部设置夹持链轮(123),中间链轮轴(122)下端设置中间轴承(125),中间轴承(125)外设置中间链轮轴承座(121)。
4.根据权利要求1所述作物茎秆喂入夹持装置,其特征在于:预紧力调整杆总成(13)包括夹持链弹簧(131)、夹持链张紧焊合件(132)和压紧力调节板(133),夹持链张紧焊合件(132)上间隔设置弹簧柱,弹簧柱上套装夹持链弹簧(131),夹持链弹簧(131)上方设置一片以上的压紧力调节板(133)。
5.根据权利要求1所述作物茎秆喂入夹持装置,其特征在于: 夹持变速箱总成包括输入轴(155)、输入链轮(157)、两根夹持链轮轴(152)和两组啮合齿轮组,输入轴(155)与两根夹持链轮轴(152)中心线垂直,啮合齿轮组包括锥齿轮Ⅰ(153)和锥齿轮Ⅱ(154),锥齿轮Ⅱ(154)和输入链轮(157)安装在输入轴(155)上,左主动链轮总成(20)和右主动链轮总成(22)结构相同均包括主动链轮(151),主动链轮(151)和锥齿轮Ⅰ(153)安装在夹持链轮轴(152)上,动力由输入链轮(157)输入,锥齿轮Ⅰ(153)和锥齿轮Ⅱ(154)相互啮合,传递给主动链轮(151)。
7.根据权利要求6所述作物茎秆喂入夹持装置,其特征在于:左拨禾链总成(18)与地面及右拨禾链总成(11)与地面的夹角α为30°。
9.根据权利要求1所述作物茎秆喂入夹持装置,其特征在于: 左中间链轮总成(17)和右中间链轮总成(12)中夹持链轮(123)处于同一平面,左中间链轮总成(17)和右中间链轮总成(12)中拨禾链轮(124)安装高度相差45mm。
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