CN112400477A - 一种铲齿-齿滚组合式花生捡拾装置 - Google Patents
一种铲齿-齿滚组合式花生捡拾装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112400477A CN112400477A CN202011082105.8A CN202011082105A CN112400477A CN 112400477 A CN112400477 A CN 112400477A CN 202011082105 A CN202011082105 A CN 202011082105A CN 112400477 A CN112400477 A CN 112400477A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cattail
- teeth
- wheel
- picking
- peanut
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 235000020232 peanut Nutrition 0.000 title claims abstract description 68
- 235000017060 Arachis glabrata Nutrition 0.000 title claims abstract description 55
- 235000010777 Arachis hypogaea Nutrition 0.000 title claims abstract description 55
- 235000018262 Arachis monticola Nutrition 0.000 title claims abstract description 55
- 241001553178 Arachis glabrata Species 0.000 title 1
- 241000233948 Typha Species 0.000 claims abstract description 140
- 244000105624 Arachis hypogaea Species 0.000 claims abstract description 115
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 4
- 229910000639 Spring steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 1
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 1
- 241001124569 Lycaenidae Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000008157 edible vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01D—HARVESTING; MOWING
- A01D51/00—Apparatus for gathering together crops spread on the soil, e.g. apples, beets, nuts, potatoes, cotton, cane sugar
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/14—Measures for saving energy, e.g. in green houses
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Guiding Agricultural Machines (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
一种铲齿‑齿滚组合式花生捡拾装置，属于农业机械技术领域。包括捡拾铲齿、滚筒护板、捡拾滚筒及侧板，所述捡拾滚筒两侧设置侧板，捡拾滚筒的中心轴穿过两侧的侧板分别安装在轴承座上，所述捡拾滚筒的蒲轮均匀间隔设置于中心轴上，相邻蒲轮间设置有滚筒护板，在捡拾装置行进前端，每个所述滚筒护板上同一位置均安装有结构相同的弧形捡拾铲齿，形成一排捡拾铲齿；工作时所述弧形捡拾铲齿向前运动，铲齿工作前端深入地表，将花生植株铲起，实现捡拾动作；通过捡拾滚筒的蒲轮随中心轴转动，实现蒲轮举升、推送和空回工位的动作。本发明由铲齿将花生植株铲起；由蒲轮滚筒完成后续的举升、推送等捡拾动作。具有体积小，捡拾率高，损失率低等特点。
Description
技术领域
本发明属于农业机械技术领域，特别是涉及一种铲齿-齿滚组合式花生捡拾装置。
背景技术
花生是世界、更是中国重要的油料作物和经济作物。中国作为世界花生产量第一大国，2018年花生种植面积6912万亩、约占世界花生种植面积的18％而位居第二位，花生荚果产量17000kt，占世界的40.70％而位居第一位，花生及制品出口量为685kt，占世界20.22％而位居第三位。在国内油料作物生产中，花生不仅产量位居之首，含油量高(约50％)、品质好，是我国重要的食用油之一，而且花生粕是优质的饲料资源。特别在我国大豆主要依赖进口的形势下，花生生产具有十分重要的战略意义。
然而，由于花生是一种“地上开花、地下结果”的独特作物，花生收获即收获花生荚果过程环节多而复杂且难度大，需经起挖、去土、放铺、晾晒、捡拾、摘果和清选等多个工序。若靠人工收获花生，其用工量约占整个生产过程用工量1/3、作业成本则占整个生产成本的50％以上，不但人工成本高且收获效率低，难以在最佳收获期收获，造成花生荚果损失增加、品质降低，最终导致花生种植效益下降，严重制约花生生产与出口。目前，我国已普遍实行了花生收获机械化。
花生机械化收获有分段、两段和联合收获3种方式，分段收获即采用不同的机械相继完成花生收获的每个环节，所用的各种机械统称为分段收获机械；联合收获即用一种机械一次性完成花生收获的全过程，这样的机械称为花生联合收获机；两段收获是指将花生收获过程分为前、后两个阶段，前段即花生起挖、去土和放铺晾晒，后段即花生植株的地面捡拾、摘果和清选等，完成前段和后段收获环节的两种机械分别称为花生起收机和花生捡拾收获机，统称为两段式花生收获。美国一直采用两段式收获方式，我国也从过去的分段收获发展为目前的两段收获。联合收获在我国虽然有应用，但因受植株性状、收获环境和种植方式等农艺影响，推广面积不大。
捡拾装置作为花生捡拾收获机的关键部件之一，其性能和工作质量不仅直接影响花生植株的地面捡拾率和花生荚果掉果损失率，同时影响花生捡拾速度进而影响收获机的整机收获效率。花生捡拾装置的类型和结构参数影响因素很多，其中花生植株类型、起收后放铺与晾晒状况时主要因素。美国种植的花生均为分枝多的“匍匐式”株形，起收花生条铺不但荚果均齐向上，而且花生条铺有很好的连续性和一体性，花生条铺捡拾过程中不断条而容易捡拾，因此，花生捡拾装置已从20世纪50年代普遍应用的齿带式发展为弹齿滚筒式。
相反，我国花生主要为分枝较少、株形较小的直立型株形，起收、晾晒后的花生条铺连续性和一体性较差，铺捡拾过程容易断条而不易捡拾，造成花生捡拾损失和作业速度低等问题。我国应用的花生捡拾装置类型分为齿带式、弹齿滚筒式、搂齿组合式，其中弹齿滚筒式又分为滑道式和无滑道式捡拾装置。齿带式捡拾装置由于捡拾幅宽和转速的限制，只应用于收获作业幅宽小、机组前进速度低的小型花生捡拾收获机。目前，中型花生捡拾收获机仍然多采用弹齿滚筒式与搂齿组合式捡拾装置。对于滑道式弹齿滚筒捡拾装置，滚轮在凸轮滑道内对凸轮盘反复冲击，使凸轮盘疲劳破坏，捡拾装置周期性振动，降低捡拾装置适用性与稳定性。而无滑道式弹齿滚筒捡拾装置，弹齿与滚筒无相对摆动，依靠上护板弧度的曲率变化解决弹齿对花生植株的牵制作用，但增加了捡拾高度，使花生植株形成“壅堆”。搂齿组合式捡拾装置，采用搂齿辊与弹齿滚筒捡拾装置配合使用，可有效防止花生植株“壅堆”，但对花生植株形成了二次击打，增加花生掉果率和损失率。
发明内容
针对上述存在的技术问题，提供一种铲齿-齿滚组合式花生捡拾装置。它是将捡拾分解成两步完成。采用无滑道式滚筒捡拾机构，并在相邻蒲轮间的护板上增设捡拾铲齿，既利于铲起花生植株，同时捡拾滚筒绕中心轴转动，完成对花生植株的捡拾动作，其具有体积小，捡拾率高，损失率低等特点，相对于传动滑道式捡拾装置，捡拾幅宽大大增加。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明一种铲齿-齿滚组合式花生捡拾装置，包括捡拾铲齿、滚筒护板、捡拾滚筒及侧板，所述捡拾滚筒两侧设置侧板，捡拾滚筒的中心轴穿过两侧的侧板分别安装在轴承座上，所述捡拾滚筒的蒲轮均匀间隔设置于中心轴上，相邻蒲轮间设置有滚筒护板，在捡拾装置行进前端，每个所述滚筒护板上同一位置均安装有结构相同的弧形捡拾铲齿，形成一排捡拾铲齿；工作时所述弧形捡拾铲齿向前运动，铲齿工作前端深入地表，将花生植株铲起，实现捡拾动作；通过捡拾滚筒的蒲轮随中心轴转动，实现蒲轮举升、推送和空回工位的动作。
优选地，在同一截面上，所述捡拾铲齿通过弹性装置与护板铰接，捡拾铲齿的安装切点与捡拾滚筒中心轴的回转中心连线同中心轴X轴间的夹角θ为0～45°，捡拾铲齿的侧面形状为渐开线曲线，基圆半径R2为20～90mm，对应中心角α2为25～180°，α0＝0～90°，αn＝0～180°。
优选地，所述捡拾滚筒包括中心轴及均匀设置在中心轴上的蒲轮，所述蒲轮是沿蒲轮座圆周均匀设置5个同向的蒲轮齿构成，蒲轮齿通过弹性摆动机构铰接在蒲轮座上，相邻蒲轮座上的蒲轮齿相错角度α2为36°设置，相间蒲轮座上的蒲轮齿安装角度相同。
优选地，所述捡拾滚筒沿圆周对应的举升、推送和空回三个工位的相位角分别为β1～β3，其中捡拾过程中举升工位的举升初始角θ1为10°～50°，所述举升初始角θ1为捡拾蒲轮齿齿端与中心轴回转中心连线同滚筒Y轴间沿捡拾装置前进方向的夹角，三个相位角沿顺时针依次为β1＝100°～140°，β2＝60°～100°，β1+β2+β3＝360°。
优选地，所述蒲轮齿与花生植株接触侧为直线，顶端为前倾圆弧形结构，蒲轮齿后倾角θ3为-5°～35°，θ3为蒲轮齿与蒲轮齿和蒲轮座的安装铰接点同中心轴回转中心O的连线在顺时针方向所夹的锐角，蒲轮齿和蒲轮座间设置弹性摆动机构，通过摆动机构实现蒲轮齿相对蒲轮座摆动范围-20°<ψ<20°，ψ为蒲轮齿工作时防止其与护板夹持花生植株而相对摆动的角度。
优选地，所述弹性摆动机构包括两连接端成180°的扭簧和铰接轴，铰接轴联接在蒲轮座上，扭簧和蒲轮齿根部均套置在铰接轴上，扭簧两端分别联接蒲轮座和蒲轮齿根部。
优选地，所述侧板由左、右侧板连接有后侧板构成，相邻蒲轮间设置的弧形护板安装在后侧板上，相邻护板间留有的间隙为15-25mm，大于蒲轮厚度，确保捡拾蒲轮齿在护板间伸出与缩回。
优选地，所述弧形护板由若干段直线段与圆弧线段组成，分别对应举升、推送和空回三个工位：
(1)所述举升工位弧线段
由
组成；其中，
为以同截面中心轴回转中心O为圆心，R为半径的圆弧，在此阶段蒲轮齿随着中心轴转动由向下倾斜逐渐趋于水平，蒲轮齿伸出护板获得最大长度L2，C点为铲齿和蒲轮齿相接触时，蒲轮齿与护板相交的点；
为以同截面O1为圆心，R1为基圆半径的渐开线，D点为弧形护板曲率半径逐渐增加起始点，蒲轮齿伸出护板长度逐渐减小，并随着中心轴转动使花生植株向后上方运动，E点为蒲轮齿从举升运动转至推送运动的临界点，在
转动过程中，蒲轮齿伸出护板距离逐渐减小，在蒲轮齿接近竖直时，举升工位结束；所述圆心O1(X1,Y1)，其中X1＝-20～20mm，Y1＝-20～-80mm，R1＝20～100mm；
(2)所述推送工位所对应弧线段
其中，
以同截面O1为圆心，R1为基圆半径的渐开线，在此阶段蒲轮齿随着中心轴转动使花生植株向后下方运动，蒲轮齿伸出护板距离逐渐变小，同时蒲轮齿相对于蒲轮座反复摆动，使蒲轮齿与护板夹角α始终大于花生植株的钳制角，当蒲轮齿齿端运动到F点时，推送工位结束，蒲轮齿完全缩入护板内，蒲轮齿与护板夹角α1为过蒲轮齿顶点切线与护板间的夹角，为推送截止角α1为60～90°；
(3)所述空回工位由
由直线段GA、AB和弧线段
组成；其中，
为以同截面O1为圆心，R1为基圆半径的渐开线，其G点为渐开线
与后侧板交点，使蒲轮在空回工位具有足够的回转空间，GA为捡拾装置后侧板宽度；AB为倾斜的直线段并切于
为以同截面O为圆心，R为半径的圆弧，B点靠近中心轴的Y轴，位于第四象限，使蒲轮在空回工位后期能够充分放齿，在举升工位开始时蒲轮齿获得最大的举升长度L2。
优选地，所述蒲轮齿齿根到齿顶直线长度L1≥45，蒲轮齿伸出护板的最大长度L2为35～65mm，L1＞L2。
优选地，所述蒲轮齿运动轨迹最低点与铲齿最低点高度差h为10～20mm。
本发明的有益效果为：
1.本发明结合我国直立型花生植株条铺特点与捡拾特性，采用无滑道式滚筒捡拾机构，将捡拾分解成两步完成。第一步，配合收获机向前运动，由铲齿将花生植株铲起，类似于将筢子向前铲起的动作；铲齿托起的花生植株更加容易捡拾。第二步，蒲轮滚筒机构完成后续的举升，推送等捡拾动作。区别于传统典型弹齿滚筒捡拾机构，去掉了滑道，使捡拾幅宽大大增加。在相邻蒲轮齿间的护板上增设捡拾铲齿，既利于铲起花生植株，同时捡拾滚筒沿滚中心轴转动，完成对花生植株的捡拾动作，其具有体积小，捡拾率高，损失率低等特点。
2.本发明根据花生植株捡拾特性要求，所述的铲齿采用渐开线曲线过渡，其参数的设定，使铲齿具有良好的力学特性，同时，具有更好的入土性能，由下至上平缓的曲率过渡使花生捡拾更加柔顺，蒲轮齿接触花生植株获得更好的举升倾角。
3.本发明采用片状蒲轮式捡拾齿代替传统捡拾弹齿，相邻蒲轮座上的蒲轮齿相错36°设置，相隔的蒲轮座上的蒲轮齿安装角度相同。在单位时间内捡拾量一定时，可以实现相对较慢的速度作业，捡拾后的花生植株不易掉果，达到转速低，效率高的目的。蒲轮齿和蒲轮座间设置摆动机构，蒲轮齿通过弹性装置与蒲轮座铰接，通过蒲轮齿根部两侧设有限位块限定摆动角度，可避免由于在推送工位蒲轮齿与护板夹角过小，而对花生植株产生钳制作用，及在推送工位后期因遇到石块受力过大而损坏。
4.本发明根据蒲轮齿形状，通过改变护板在不同工位时结构及各工位角的限定，解决在推送工位蒲轮齿与护板对花生植株的钳制问题，并保证在捡拾工位开始时蒲轮齿获得最大的举升长度，在推送工位时使蒲轮齿与护板夹角α始终大于花生植株的钳制角；在空回工位，保证蒲轮具有足够的回转空间，并使蒲轮在空回工位后期能够充分放齿，在举升工位开始时蒲轮齿获得最大的举升长度。
5.由于花生植株条铺紧贴地面，本发明捡拾收获时铲齿划入地表20～30mm，蒲轮划入地表10～20mm，因此铲齿材料选用65Mn弹簧钢，具备高的弹性极限和屈强比，在高载荷下不易产生永久变形，表面具有良好的耐磨性，从而减少铲齿的更换频率，蒲轮采用耐磨复合材料，具有韧性好、耐磨性高、价格低等特点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为图1的B-B剖视图。
图4为图1的C-C剖视图。
图5为本发明的铲齿局部示意图。
图6为本发明铲齿结构示意简图。
图7为本发明的单个护板侧面示意图。
图8为本发明的单个护板渐开线部分示意简图。
图9为本发明的参数关系示意图。
图10为本发明的蒲轮结构示意图。
图中：1.铲齿，2.蒲轮齿，3.蒲轮座，4.护板，5.中心轴，6.后侧板，7.链轮，8.左轴承座，9.左侧板，10.右侧板，11.右轴承座，12.弹性装置Ⅰ，13弹性装置Ⅱ；
R为保证蒲轮齿伸出护板最大长度L2的相对于中心轴回转中心的半径；
R1为
和
渐开线的基圆半径；
θ为捡拾铲齿安装切点与捡拾滚筒中心轴的回转中心连线同中心轴X轴间的夹角；
θ1为举升工位的举升初始角；
θ2为
渐开线对应的圆心角；100<θ2<120°；
θ3为蒲轮齿的后背倾角；
ψ为蒲轮齿相对蒲轮座的摆动角度；
L1为蒲轮齿齿根到齿顶直线长度；
L2为推送工位蒲轮齿伸出护板的最大举升长度；
α1为蒲轮齿转至推送工位和空回工位交界点时与护板间的夹角；
α2为捡拾铲齿对应中心角；R2为捡拾铲齿基圆半径；
α3为相邻蒲轮座上的蒲轮齿相错角度；
α0为铲齿渐开线的起始角；αn为铲齿渐开线的截止角。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
实施例1：如图1-图4所示，本发明一种铲齿-齿滚组合式花生捡拾装置，包括捡拾铲齿1、滚筒护板4、捡拾滚筒及侧板，所述捡拾滚筒两侧设置侧板，捡拾滚筒的中心轴5穿过两侧的左、右侧板9、10分别安装在左、右轴承座8、11上，所述捡拾滚筒的蒲轮均匀间隔设置于中心轴5上，相邻蒲轮间设置有滚筒护板4，在捡拾装置行进前端，每个所述滚筒护板4上同一位置均安装有结构相同的弧形捡拾铲齿1，形成一排捡拾铲齿；工作时所述弧形捡拾铲齿1向前运动，铲齿1工作前端深入地表，将花生植株铲起，实现捡拾动作；通过捡拾滚筒的蒲轮随中心轴5转动，实现蒲轮举升、推送和空回工位的动作。
如图9所示，在同一截面上，本例所述捡拾铲齿1安装切点与捡拾滚筒中心轴5的回转中心连线同中心轴X轴间的夹角θ为0～45°，本例捡拾铲齿1的侧面形状为渐开线曲线，基圆半径R2为20～90mm，对应中心角α2为25～180°。如图6所示，本例θ为15°时,铲齿基圆半径R2为39mm，对应中心角α2是以第四象限为起始端，相对于起点中心角α2＝78°的渐开线，α0＝75，αn＝154°；α0为铲齿渐开线的起始角，αn为铲齿渐开线的截止角。
如图4、图5所示，在工作时，蒲轮划入地表10～20mm，铲齿1划入地表20～30mm，为避免铲齿1因遇到石块等受到较大外力而发生永久变形，弧形铲齿由两部分弧形齿通过弹性装置12铰接构成，所述弹性装置12为扭簧，扭簧两端分别连接两弧形部分，使铲齿1整体形成渐开线曲线形状，可使铲齿1在使用过程中遇到较大外力时避免损坏。
所述捡拾弹齿具有避障功能的结构：铲齿在工作时需深入地表20～30mm,为避免铲齿因遇到石块等收到较大外力而发生永久变形，将铲齿设计为两部分组成，采用弹性装置与护板铰接，可使铲齿在使用过程中遇到较大外力时避免损坏。所设计的弹性装置12采用弹簧。
如图1所示，所述捡拾滚筒包括中心轴5及均匀设置在中心轴5上的蒲轮，所述蒲轮是沿蒲轮座3圆周均匀设置5个同向的蒲轮齿2构成，蒲轮齿2通过弹性装置Ⅱ铰接在蒲轮座3上，相邻蒲轮座3上的蒲轮齿2相错36°设置，即α3＝36°，相隔的蒲轮座3上的蒲轮齿2安装角度相同。这样在单位时间内，捡拾量一定时，可以实现相对较低的转动速度作业，捡拾后的花生植株不易掉果，达到转速低，效率高的目的。
如图3、图9、图10所示，所述蒲轮齿2与花生植株接触侧为直边，本例所述蒲轮齿2的顶部为前倾圆弧形结构(以捡拾方向为前方)，蒲轮齿2安装角θ3为30°，θ3为蒲轮齿2与蒲轮齿2和蒲轮座3的安装铰接点同中心轴回转中心O的连线在顺时针方向所夹的锐角，蒲轮齿2和蒲轮座3间设置摆动机构，通过摆动机构实现蒲轮齿2相对蒲轮座3圆周摆动范围-20°<ψ<20°。
所述蒲轮齿2通过弹性摆动机构13与蒲轮座3铰接，在蒲轮齿2与蒲轮座3间可实现蒲轮齿与蒲轮座的相对摆动。所述弹性摆动机构13包括两连接端成180度的扭簧和铰接轴，铰接轴连接在蒲轮座3上，扭簧和蒲轮齿2根部均套置在铰接轴上，扭簧两端分别连接蒲轮座3和蒲轮齿2根部。相对于蒲轮座3转动的蒲轮齿2可在举升阶段获得更大的举升初始角θ1，同时可避免由于在推送工位蒲轮齿2与护板4夹角过小，而对花生植株产生钳制作用。
如图7、图8所示，所述滚筒护板4由三部分偏心不规则环形曲线构成，每一部分偏心不规则曲线分别对应蒲轮举升、推送和空回三个工位，捡拾滚筒随着中心轴5转动的同时还随着拖拉机向前平动，因此，捡拾滚筒由平动和转动共同作用的复合运动进行捡拾作业。
如图9所示，所述捡拾滚筒沿圆周对应的举升、推送和空回三个工位的相位角分别为β1～β3，其中捡拾过程中举升工位的举升初始角θ1为10°～50°，本例θ1为28°，所述举升初始角θ1为捡拾蒲轮齿齿端与中心轴回转中心连线同滚筒Y轴间沿捡拾装置前进方向的夹角，三个相位角沿顺时针依次为顺时针依次为β1＝100°～140°，β2＝60°～100°，β1+β2+β3＝360°，本例β1＝122°，β2＝78°，β3＝160°。
如图1、图2所示，所述侧板由左、右侧板9、10连接有后侧板6构成，相邻蒲轮间设置的弧形护板4安装在后侧板6上，相邻护板4间留有的间隙15-25mm，大于蒲轮厚度，本例间隙为20mm，确保捡拾蒲轮齿2在护板4间伸出与缩回。
所述弧形护板4由若干段直线段与圆弧线段组成，分别对应举升、推送和空回三个工位，如图9所示：
(1)所述举升工位弧线段
由
组成；其中，
为以同截面中心轴回转中心O为圆心，其坐标系为(X，Y)值为(0，0)；R为半径的圆弧，C点为铲齿1和蒲轮齿2相接触时，蒲轮齿2与护板4相交的点；在此阶段蒲轮齿2随着中心轴转动由向下倾斜逐渐趋于水平，本例R为55mm，R保证蒲轮齿2伸出护板4获得最大长度L2，蒲轮齿2端回转半径达到最大值，有利于提高蒲轮齿2对花生植株的举升效率；如图6、图7所示，在中心轴5坐标系下，
为以同截面O1(X1，Y1)为圆心，其中-20～20mm，Y1＝-20～-80mm，本例点O1(X1，Y1)坐标为O1(8,-30)，R1为基圆半径的渐开线，R1＝20～100，本例R1为30mm，D点为弧形护板曲率半径逐渐增加起始点，蒲轮齿2伸出护板4长度逐渐减小，并随着中心轴5转动使花生植株向后上方运动，E点为蒲轮齿从举升运动转至推送运动的临界点；在
转动过程中，蒲轮齿2伸出护板4距离逐渐变小，避免在推送工位结束时对花生植株产生钳制作用，在蒲轮齿2接近竖直时，举升工位结束；
(2)所述推送工位所对应弧线段
其中，
以同截面O1(8,-30)为圆心，R1为基圆半径的渐开线，本例所述R1为30mm；在此阶段蒲轮齿2随着中心轴5转动使花生植株向后下方运动，蒲轮齿2伸出护板距离逐渐变小，同时蒲轮齿2相对于蒲轮座3反复摆动，使蒲轮齿2与护板4夹角α始终大于花生植株的钳制角，当蒲轮齿2齿端运动到F点时，推送工位结束，蒲轮齿2完全缩入护板内，蒲轮齿2与护板4夹角α1为过蒲轮齿顶点切线与护板4间的夹角，为推送截止角α1为60～90°；本例α1为77°；
(3)所述空回工位由
由直线段GA、AB和弧线段
组成；其中，
为以同截面O1为圆心，R1为基圆半径的渐开线，其G点为渐开线
与后侧板6交点，使蒲轮在空回工位具有足够的回转空间，GA为捡拾装置后侧板宽度；AB为倾斜的直线段并切于
为以同截面O为圆心，R为半径的圆弧，B点靠近中心轴的Y轴，位于第四象限，使蒲轮在空回工位后期能够充分放齿，在举升工位开始时蒲轮齿2获得最大的举升长度L2。本例所述蒲轮齿2伸出护板4的最大举升长度L2为35～65mm，L1＞L2，且L1≥45mm，本例L2为42mm，L1＝53mm。
本例所述捡拾铲齿1材料均为65Mn弹簧钢，蒲轮采用耐磨复合材料，具有韧性好、耐磨性高、价格低、便于维护等特点。
本例在作业时为避免蒲轮划图过深，严重打土，蒲轮齿运动轨迹最低点与铲齿最低点高度差h满足10-20mm范围。
实施例2：本例与实施例1不同的是：本例所述的捡拾铲齿安装切点与捡拾滚筒中心轴的回转中心连线同中心轴Y轴间的夹角θ为0°，捡拾铲齿的渐开线曲线的基圆半径为60mm，对应中心角α2为62°，α0＝90°，αn＝152°。
所述举升工位的举升初始角θ1为42°，三个相位角沿顺时针依次为β1＝118°，β2＝72°，β3＝170°。
所述蒲轮齿2与花生植株接触侧为直线段，蒲轮齿2安装角θ3为20°。本例相邻护板间留有的间隙21mm，大于蒲轮厚度，确保捡拾蒲轮齿在护板间伸出与缩回。
所述举升工位：
的基圆圆心为O1(-9，-33)，基圆半径R1为33mm。所述蒲轮齿2伸出护板4的最大长度L2为44mm，蒲轮齿齿根到齿顶直线长度L1为56mm。所述推送工位：蒲轮齿与护板夹角α1为73°。本例所述蒲轮齿运动轨迹最低点与铲齿最低点高度差h满足10-20mm范围。
实施例3：本例与实施例1不同的是：本例所述的捡拾铲齿安装切点与捡拾滚筒中心轴的回转中心连线同中心轴Y轴间的夹角θ为45°，捡拾铲齿的渐开线曲线的基圆半径为52mm，对应中心角α2＝116°，α0＝45°，αn＝161°。
所述举升工位的举升初始角θ1为10°，三个相位角沿顺时针依次为β1＝153°，β2＝70°，β3＝137°。
所述蒲轮齿2与花生植株接触侧为直线段，蒲轮齿安装角θ3为15°。相邻护板间留有的间隙23mm，大于蒲轮厚度。
所述举升工位：
的基圆圆心为O1(9，-36)，基圆半径R1为36mm。所述蒲轮齿伸出护板的最大长度L2为48mm，蒲轮齿齿根到齿顶直线长度L1为61mm。所述推送工位：蒲轮齿2与护板4夹角α1为70°。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种铲齿-齿滚组合式花生捡拾装置，其特征在于：包括捡拾铲齿、滚筒护板、捡拾滚筒及侧板，所述捡拾滚筒两侧设置侧板，捡拾滚筒的中心轴穿过两侧的侧板分别安装在轴承座上，所述捡拾滚筒的蒲轮均匀间隔设置于中心轴上，相邻蒲轮间设置有滚筒护板，在捡拾装置行进前端，每个所述滚筒护板上同一位置均安装有结构相同的弧形捡拾铲齿，形成一排捡拾铲齿；工作时所述弧形捡拾铲齿向前运动，铲齿工作前端深入地表，将花生植株铲起，实现捡拾动作；通过捡拾滚筒的蒲轮随中心轴转动，实现蒲轮举升、推送和空回工位的动作。
2.根据权利要求1所述铲齿-齿滚组合式花生捡拾装置，其特征在于：在同一截面上，所述捡拾铲齿通过弹性装置与护板铰接，捡拾铲齿的安装切点与捡拾滚筒中心轴的回转中心连线同中心轴X轴间的夹角θ为0～45°，捡拾铲齿的侧面形状为渐开线曲线，基圆半径R2为20～90mm，对应中心角α2为25～180°，α0＝0～90°，αn＝0～180°。
3.根据权利要求1所述铲齿-齿滚组合式花生捡拾装置，其特征在于：所述捡拾滚筒包括中心轴及均匀设置在中心轴上的蒲轮，所述蒲轮是沿蒲轮座圆周均匀设置5个同向的蒲轮齿构成，蒲轮齿通过弹性摆动机构铰接在蒲轮座上，相邻蒲轮座上的蒲轮齿相错角度α2为36°设置，相间蒲轮座上的蒲轮齿安装角度相同。
4.根据权利要求1所述铲齿-齿滚组合式花生捡拾装置，其特征在于：所述捡拾滚筒沿圆周对应的举升、推送和空回三个工位的相位角分别为β1～β3，其中捡拾过程中举升工位的举升初始角θ1为10°～50°，所述举升初始角θ1为捡拾蒲轮齿齿端与中心轴回转中心连线同滚筒Y轴间沿捡拾装置前进方向的夹角，三个相位角沿顺时针依次为β1＝100°～140°，β2＝60°～100°，β1+β2+β3＝360°。
5.根据权利要求1所铲齿-齿滚组合式花生捡拾装置，其特征在于：所述蒲轮齿与花生植株接触侧为直线，顶端为前倾圆弧形结构，蒲轮齿后倾角θ3为-5°～35°，θ3为蒲轮齿与蒲轮齿和蒲轮座的安装铰接点同中心轴回转中心O的连线在顺时针方向所夹的锐角，蒲轮齿和蒲轮座间设置弹性摆动机构，通过摆动机构实现蒲轮齿相对蒲轮座摆动范围-20°<ψ<20°，ψ为蒲轮齿工作时防止其与护板夹持花生植株而相对摆动的角度。
6.根据权利要求5所述铲齿-齿滚组合式花生捡拾装置，其特征在于：所述弹性摆动机构包括两连接端成180°的扭簧和铰接轴，铰接轴联接在蒲轮座上，扭簧和蒲轮齿根部均套置在铰接轴上，扭簧两端分别联接蒲轮座和蒲轮齿根部。
7.根据权利要求1所述铲齿-齿滚组合式花生捡拾装置，其特征在于：所述侧板由左、右侧板连接有后侧板构成，相邻蒲轮间设置的弧形护板安装在后侧板上，相邻护板间留有的间隙为15-25mm，大于蒲轮厚度，确保捡拾蒲轮齿在护板间伸出与缩回。
8.根据权利要求1或7所述铲齿-齿滚组合式花生捡拾装置，其特征在于：所述弧形护板由若干段直线段与圆弧线段组成，分别对应举升、推送和空回三个工位：
(1)所述举升工位弧线段
由
组成；其中，
为以同截面中心轴回转中心O为圆心，R为半径的圆弧，在此阶段蒲轮齿随着中心轴转动由向下倾斜逐渐趋于水平，蒲轮齿伸出护板获得最大长度L2，C点为铲齿和蒲轮齿相接触时，蒲轮齿与护板相交的点；
为以同截面O1为圆心，R1为基圆半径的渐开线，D点为弧形护板曲率半径逐渐增加起始点，蒲轮齿伸出护板长度逐渐减小，并随着中心轴转动使花生植株向后上方运动，E点为蒲轮齿从举升运动转至推送运动的临界点，在
转动过程中，蒲轮齿伸出护板距离逐渐减小，在蒲轮齿接近竖直时，举升工位结束；所述圆心O1(X1,Y1)，其中X1＝-20～20mm，Y1＝-20～-80mm，R1＝20～100mm；
(2)所述推送工位所对应弧线段
其中，
以同截面O1为圆心，R1为基圆半径的渐开线，在此阶段蒲轮齿随着中心轴转动使花生植株向后下方运动，蒲轮齿伸出护板距离逐渐变小，同时蒲轮齿相对于蒲轮座反复摆动，使蒲轮齿与护板夹角α始终大于花生植株的钳制角，当蒲轮齿齿端运动到F点时，推送工位结束，蒲轮齿完全缩入护板内，蒲轮齿与护板夹角α1为过蒲轮齿顶点切线与护板间的夹角，为推送截止角α1为60～90°；
(3)所述空回工位由
由直线段GA、AB和弧线段
组成；其中，
为以同截面O1为圆心，R1为基圆半径的渐开线，其G点为渐开线
与后侧板交点，使蒲轮在空回工位具有足够的回转空间，GA为捡拾装置后侧板宽度；AB为倾斜的直线段并切于
为以同截面O为圆心，R为半径的圆弧，B点靠近中心轴的Y轴，位于第四象限，使蒲轮在空回工位后期能够充分放齿，在举升工位开始时蒲轮齿获得最大的举升长度L2。
9.根据权利要求8所述铲齿-齿滚组合式花生捡拾装置，其特征在于：所述蒲轮齿齿根到齿顶直线长度L1≥45，蒲轮齿伸出护板的最大长度L2为35～65mm，L1＞L2。
10.根据权利要求8所述铲齿-齿滚组合式花生捡拾装置，其特征在于：所述蒲轮齿运动轨迹最低点与铲齿最低点高度差h为10～20mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011082105.8A CN112400477B (zh) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | 一种铲齿-齿滚组合式花生捡拾装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011082105.8A CN112400477B (zh) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | 一种铲齿-齿滚组合式花生捡拾装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112400477A true CN112400477A (zh) | 2021-02-26 |
| CN112400477B CN112400477B (zh) | 2022-06-07 |
Family
ID=74854945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011082105.8A Active CN112400477B (zh) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | 一种铲齿-齿滚组合式花生捡拾装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112400477B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114793595A (zh) * | 2022-04-04 | 2022-07-29 | 辽宁石油化工大学 | 一种螺旋齿辊式花生捡拾装置 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0116514A1 (de) * | 1983-01-18 | 1984-08-22 | Paul E. Dipl.-Ing. Müller | Aufsammelgerät |
| CN101057538A (zh) * | 2007-03-19 | 2007-10-24 | 叶保国 | 曲轴抛动床式花生收获机 |
| CN101569259A (zh) * | 2009-06-04 | 2009-11-04 | 陈书法 | 一种智能自动化的块根茎类作物收获机 |
| CN203289920U (zh) * | 2013-06-07 | 2013-11-20 | 青岛农业大学 | 花生捡拾摘果机用捡拾装置 |
| KR20140122868A (ko) * | 2013-04-11 | 2014-10-21 | 모영환 | 땅속 작물 수확기 |
| CN104584758A (zh) * | 2014-05-12 | 2015-05-06 | 沈阳师范大学 | 一种全自动花生拾取机 |
| CN105638068A (zh) * | 2016-03-09 | 2016-06-08 | 沈阳农业大学 | 一种弹齿滚筒式花生捡拾装置 |
| CN107360780A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-11-21 | 正阳县豫丰机械有限公司 | 一种花生收获机 |
| CN108513786A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-09-11 | 衢州学院 | 集打秧、挖掘、收集储放、去泥、秸秆还田于一体的豆薯收获机 |
| CN211406894U (zh) * | 2019-12-04 | 2020-09-04 | 青岛农业大学 | 一种花生捡拾收获机 |
-
2020
- 2020-10-12 CN CN202011082105.8A patent/CN112400477B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0116514A1 (de) * | 1983-01-18 | 1984-08-22 | Paul E. Dipl.-Ing. Müller | Aufsammelgerät |
| CN101057538A (zh) * | 2007-03-19 | 2007-10-24 | 叶保国 | 曲轴抛动床式花生收获机 |
| CN101569259A (zh) * | 2009-06-04 | 2009-11-04 | 陈书法 | 一种智能自动化的块根茎类作物收获机 |
| KR20140122868A (ko) * | 2013-04-11 | 2014-10-21 | 모영환 | 땅속 작물 수확기 |
| CN203289920U (zh) * | 2013-06-07 | 2013-11-20 | 青岛农业大学 | 花生捡拾摘果机用捡拾装置 |
| CN104584758A (zh) * | 2014-05-12 | 2015-05-06 | 沈阳师范大学 | 一种全自动花生拾取机 |
| CN105638068A (zh) * | 2016-03-09 | 2016-06-08 | 沈阳农业大学 | 一种弹齿滚筒式花生捡拾装置 |
| CN107360780A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-11-21 | 正阳县豫丰机械有限公司 | 一种花生收获机 |
| CN108513786A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-09-11 | 衢州学院 | 集打秧、挖掘、收集储放、去泥、秸秆还田于一体的豆薯收获机 |
| CN211406894U (zh) * | 2019-12-04 | 2020-09-04 | 青岛农业大学 | 一种花生捡拾收获机 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 许涛 等: "基于两段收获的弹齿式花生捡拾机构研究", 《农业机械学报》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114793595A (zh) * | 2022-04-04 | 2022-07-29 | 辽宁石油化工大学 | 一种螺旋齿辊式花生捡拾装置 |
| CN114793595B (zh) * | 2022-04-04 | 2023-10-31 | 辽宁石油化工大学 | 一种螺旋齿辊式花生捡拾装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112400477B (zh) | 2022-06-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112400478B (zh) | 铲齿-弹齿滚筒组合式花生捡拾装置 | |
| CN210537461U (zh) | 甘薯茎叶收获机 | |
| CN112400477B (zh) | 一种铲齿-齿滚组合式花生捡拾装置 | |
| CN109845472B (zh) | 一种结球类蔬菜收获割台 | |
| CN209861608U (zh) | 一种结球类蔬菜收获割台 | |
| CN108934443A (zh) | 一种适于蓖麻收获的滚刷式采摘台 | |
| CN114342638B (zh) | 一种双滚筒组合式花生捡拾装置 | |
| CN107736120A (zh) | 一种甜菜杀秧机 | |
| CN109819754B (zh) | 一种自走式青菜头联合收获机 | |
| CN104604417A (zh) | 深土层根茎类作物收获机 | |
| CN208908604U (zh) | 一种适于蓖麻收获的滚刷式采摘器 | |
| CN204560228U (zh) | 深土层根茎类作物收获机 | |
| CN115568336B (zh) | 一种立轴式蓖麻收获采摘装置 | |
| CN215380012U (zh) | 一种花生收获机捡拾装置 | |
| CN115769725A (zh) | 一种铲链式花生起收机 | |
| CN112913350B (zh) | 一种地膜回收装置 | |
| CN209861607U (zh) | 一种自走式青菜头联合收获机 | |
| CN209283750U (zh) | 自走式甘蓝收获装置 | |
| CN110679265B (zh) | 一种双行自走式深种植大葱收获机 | |
| CN205071717U (zh) | 一种捡拾收获台、捡拾收获系统和收获机 | |
| CN208836559U (zh) | 一种适于蓖麻收获的滚刷式采摘台 | |
| CN216820716U (zh) | 一种搂齿式花生捡拾摘果装置 | |
| CN209914486U (zh) | 一种青菜头联合剪叶机构 | |
| CN114557185A (zh) | 一种定动齿组合分步式花生捡拾装置 | |
| CN109362322B (zh) | 分切柔碾式甜菜联合收获机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |