CN112956331B - 甘蓝收获机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种甘蓝收获机，包括行走机构、收割机构和传输机构；行走机构包括底盘组件和两个履带组件，底盘组件包括底盘框架、滑块和液压缸，滑块和液压缸均安装在底盘框架的底部，履带组件上设置有与履带垂直的滑轨，滑块位于滑轨内，液压缸的数量为两个并且两个液压缸的伸缩杆分别连接两个履带组件，液压缸与滑轨平行；收割机构和传输机构均安装在行走机构上，收割机构用于收割甘蓝，传输机构用于传输收割下来的甘蓝；本发明的甘蓝收获机在底盘框架和履带组件之间设置滑块和滑轨，利用液压缸实现履带组件的侧向移动，进而改变两个履带组件的间距，使得履带组件能够适应不同栽培农艺标准的甘蓝。

Description

甘蓝收获机

技术领域

本发明涉及农用机械领域，尤其涉及一种用于收获甘蓝等结球类蔬菜的收获机。

背景技术

甘蓝是一种主茎粗壮、叶片互相卷抱成叶球状的蔬菜，属于营养价值较高的常见食用蔬菜，在世界范围内广泛种植。在当前，种植在田地中的甘蓝整齐排列成行，可以采用收获机进行机械化采收。现有技术的甘蓝收获机主要包括行走机构和收割机构，行走机构负载着收割机构沿着甘蓝排布方向直线行走，收割机构上设置有拔取辊和刀盘，拔取辊能够拔出甘蓝，刀盘随后切割甘蓝的根部。现有技术甘蓝收获机的主要缺陷是：1.行走机构的两组负载轮或者负载履带的间距固定，无法与所有的甘蓝种植模式匹配(不同的甘蓝种植模式中甘蓝行的行距有差异)；另一方面，行走机构的用途单一，正常情况下，行走机构还可以负载其他的农用设备，但是固定间距的负载轮或者负载履带导致行走机构难以在其他农作物的种植区域行走；2.收割机构的拔取辊表面具有螺旋纹，这种螺旋纹虽然能够增加甘蓝向上的拔取力，但是对甘蓝的损伤同样很大；3.收割机构的刀盘单一，容易导致对甘蓝切根时甘蓝发生偏移，形成无效切割；4.行走机构在遇到甘蓝行歪斜的情况下需要人工介入操作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有技术甘蓝收获机的行走机构适用性差并且收割机构容易伤害甘蓝。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种甘蓝收获机，包括行走机构、收割机构和传输机构；

所述行走机构包括底盘组件和两个履带组件，所述底盘组件包括底盘框架、滑块和液压缸，底盘框架用于承载驾驶室、动力系统和控制系统等设备，滑块和液压缸均安装在底盘框架的底部，履带组件上设置有与履带垂直的滑轨，滑块位于滑轨内，液压缸的数量为两个并且两个液压缸的伸缩杆分别连接两个履带组件，液压缸与滑轨平行；液压缸能够驱动履带组件在底盘框架的宽度方向移动，进而改变两个履带组件的间距，使得履带组件能够适应各种行距的甘蓝；

所述收割机构和传输机构均安装在行走机构上，收割机构用于收割甘蓝，传输机构用于传输收割下来的甘蓝。

进一步的，所述行走机构还包括内燃机、第一液压泵、电机和第二液压泵，内燃机连接第一液压泵，电机连接第二液压泵，第一液压泵和第二液压泵均用于驱动履带组件，也可以用于用作底盘框架底部的液压缸、收割机构和传输机构的动力源，一般情况下第一液压泵和第二液压泵与履带组件之间还应配置负载敏感控制阀；在现有技术中虽然也存在双动力的行走机构，但是现有技术将内燃机和电机连接至同一个齿轮传动箱，再由同一个齿轮传动箱驱动同一个液压泵，内燃机和电机通过电磁离合器实现动力切换，这种安装在齿轮传动箱上的电磁离合器非常容易受到齿轮传动箱的振动影响，失效率很高；本发明通过两个液压泵直连的方式规避了传动效率低下的齿轮传动箱；另一方面，内燃机和电机之间互不干扰，油电切换时不会有明显的动力损耗。

进一步的，所述收割机构包括收割台架、拔取装置、切割组件、柔性夹持输送机构和拨禾组件，拔取装置包括第一转轴和拔取辊，第一转轴安装在收割台架的底部，拔取辊呈圆锥形，拔取辊安装在第一转轴的端头；切割组件包括第二转轴和刀盘，第二转轴安装在收割台架上，刀盘安装在第二转轴的端头，刀盘位于第一转轴上方；柔性夹持输送机构包括主动辊、从动辊和柔性带，柔性带缠绕在主动辊和从动辊上，柔性带可以选用20mm厚的高密度CR海绵贴面，具有弹性大、耐磨及表面摩擦力大的优点；

拔取辊和柔性带均成对出现，当拔取辊随着整个收获机前进时，一对拔取辊从甘蓝根部的两侧插入然后向上拔出甘蓝，被拔出的甘蓝随后被刀盘切断根部再进入一对柔性带之间的区域，由柔性带从两侧夹住去根的甘蓝并向后输送；

拨禾组件包括第三转轴和拨禾板，第三转轴安装在收割台架上，拨禾板安装在第三转轴上，拨禾板位于一对拔取辊的上方，即拨禾板位于被拔出的甘蓝的正上方；当甘蓝被拔取辊抬高并拔出之后，拨禾板旋转并从甘蓝的后方抵住甘蓝，防止甘蓝倒伏并帮助甘蓝以直立的状态进入柔性带之间，以确保刀盘垂直作用于甘蓝根茎、形成有效切割。

进一步的，所述切割组件中第二转轴和刀盘均成对出现，每对第二转轴彼此平行，每对刀盘的刃部有重合区域，重合区域为1-2mm，保障甘蓝切根的完整性，所述每对刀盘中一个刀盘为圆刃刀盘另一个刀盘为圆锯刀盘，圆锯刀盘具有钳持特性，能够辅助圆刃刀盘高效切割且避免甘蓝歪斜。

进一步的，所述拔取辊的表面光滑，减少对甘蓝的磨损，确保收获的甘蓝完整。

进一步的，所述收割机构还包括角度传感器和拨杆，甘蓝收获机还包括控制器；所述角度传感器和拨杆成对出现，拨杆可旋转的安装在收割台架上，一对拨杆位于一对拔取辊的上方，角度传感器测量拨杆的旋转角度并将测量结果传递至控制器；

当一对拨杆的旋转角度差值大于设定值时，控制器修改两个履带组件的速度进而改变行走机构的前进方向；

甘蓝进入拔取辊之前会同步触发两个拨杆旋转，如果甘蓝不是位于两个拨杆正中间的位置(这意味着甘蓝行与行走机构的行走方向产生了角度偏差，这种情况往往是种植的甘蓝行不够整齐，中途发生了歪斜导致的)，那么甘蓝对两个拨杆的旋转角度不同，此时行走机构自动修正两个履带组件的速度，进而调整行走机构的前进方向与甘蓝行一致；实现了甘蓝收获机的自动对行功能。

进一步的，所述收割机构还包括速度传感器，速度传感器测量主动辊或者从动辊的转速并将测量结果传递至控制器，当主动辊或者从动辊的转速低于设定值时，控制器控制主动辊反转；

收割机构中的主动辊或者从动辊速度降低意味着柔性夹持输送机构出现了堵菜问题，控制器控制主动辊反转可以让柔性夹持输送机构尝试吐出拥堵的甘蓝；如果吐菜成功则可以继续甘蓝收获，如果尝试吐菜之后主动辊或者从动辊依然不能恢复正常转速，则需要人工介入检查。

进一步的，所述传输机构包括第一传送带，第一传送带衔接在柔性带之后，第一传送带用于承接收割机构收割下来的甘蓝。

进一步的，所述传输机构还包括第二传送带和剥叶辊，第二传送带与第一传送带垂直，剥叶辊位于第二传送带与第一传送带衔接处，剥叶辊与第一传送带具有夹角，剥叶辊表面的线速度与第一传送带的速度不同；剥叶辊与第一传送带的速度差能够迫使甘蓝的外包叶分离，达到剥叶效果；第二传送带用于将剥叶后的甘蓝输送至存储箱中。

有益效果：(1)本发明的甘蓝收获机在底盘框架和履带组件之间设置滑块和滑轨，利用液压缸实现履带组件的侧向移动，进而改变两个履带组件的间距，使得履带组件能够适应各种行距的甘蓝。(2)本发明的甘蓝收获机配置了两个液压泵分别与内燃机和电机直连，规避了传动效率低下的齿轮传动箱；并且内燃机和电机之间互不干扰，油电切换时不会有明显的动力损耗。(3)本发明的甘蓝收获机将拔取辊的表面设定为光滑表面，减少对甘蓝的磨损，确保收获的甘蓝完整。(4)本发明的甘蓝收获机设置了圆刃刀盘配合圆锯刀盘对甘蓝切根，圆锯刀盘具有钳持特性，能够辅助圆刃刀盘高效切割且避免甘蓝歪斜。(5)本发明的甘蓝收获机在收割机构中设置了拨杆和角度传感器，判断收获机的前进方向是否与甘蓝行对齐，实时进行方向修正，无需驾驶人员过多关注收获机前进方向。(6)本发明的甘蓝收获机配置速度传感器测量柔性夹持输送机构的速度，在发生堵菜时自动操作柔性夹持输送机构执行反转吐菜操作，提高了收获机的效率。(7)本发明的甘蓝收获机设置了带有剥叶辊的传输机构，实现了对甘蓝采摘、切根和剥叶的一体化操作。

附图说明

图1是实施例1甘蓝收获机的立体图。

图2是实施例1中行走机构的立体图。

图3是实施例1中底盘组件和履带组件的立体图(隐藏底盘框架)。

图4是实施例1中收割组件的结构图。

图5是实施例1中拔取装置、切割组件和柔性夹持输送机构的结构图。

图6是实施例1中传输机构的立体图。

图7是实施例2中收割机构的俯视图。

其中：100、行走机构；110、底盘组件；111、底盘框架；112、滑块；113、液压缸；120、履带组件；121、滑轨；200、收割机构；210、收割台架；220、拔取装置；221、第一转轴；222、拔取辊；230、切割组件；231、第二转轴；232、刀盘；240、柔性夹持输送机构；241、主动辊；242、从动辊；243、柔性带；250、拨禾组件；251、第三转轴；252、拨禾板；260、角度传感器；270、拨杆；300、传输机构；310、第一传送带；320、第二传送带；330、剥叶辊；400、甘蓝。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，本实施例的甘蓝收获机包括行走机构100、收割机构200、传输机构300和控制器；

如图2所示，行走机构100包括底盘组件110、两个履带组件120、内燃机、第一液压泵、电机和第二液压泵，底盘组件110包括底盘框架111、滑块112和液压缸113，底盘框架111用于承载驾驶室、内燃机、第一液压泵、电机、第二液压泵、控制系统、收割机构200和传输机构300等设备，滑块112和液压缸113均安装在底盘框架111的底部，如图3所示，履带组件120上设置有与履带垂直的滑轨121，滑块112位于滑轨121内，液压缸113的数量为两个并且两个液压缸113的伸缩杆分别连接两个履带组件120，液压缸113与滑轨121平行；液压缸113能够驱动履带组件120在底盘框架111的宽度方向移动，进而改变两个履带组件120的间距，使得履带组件120能够适应各种行距的甘蓝；

内燃机、电机、第一液压泵和第二液压泵均为本实施例的动力设备，内燃机连接第一液压泵，电机连接第二液压泵，第一液压泵和第二液压泵均通过同一个负载敏感控制阀与履带组件120内的液压马达连接，内燃机和电机都可以单独驱动履带组件120正常运行，用户可以根据油量、电量和时间工作环境自由切换动力源；

如图4所示，收割机构200包括收割台架210、拔取装置220、切割组件230、柔性夹持输送机构240和拨禾组件250，拔取装置220包括第一转轴221和拔取辊222，第一转轴221安装在收割台架210的底部，拔取辊222呈圆锥形并且表明光滑，拔取辊222安装在第一转轴221的端头；本实施例中共设置了四根拔取辊222，每两根拔取辊222作为一个工作组，四根拔取辊222可以同时收获两行甘蓝；

拨禾组件250包括第三转轴251和拨禾板252，第三转轴251安装在收割台架210上，拨禾板252安装在第三转轴251上，拨禾板252位于一对拔取辊222的上方，即拨禾板252位于被拔出的甘蓝的正上方；

如图5所示，切割组件230包括第二转轴231和刀盘232，第二转轴231安装在收割台架210上，刀盘232安装在第二转轴231的端头，每两根第二转轴231和两个刀盘232为一个工作组，两根第二转轴231竖直悬在两根拔取辊222的上方，刀盘232位于拔取辊222的正上方，两个刀盘232分别为圆刃刀盘232和圆锯刀盘232，两个刀盘232的刃部具有1-2mm的重合区域；

如图5所示，柔性夹持输送机构240包括主动辊241、从动辊242、柔性带243和速度传感器，柔性带243缠绕在主动辊241和从动辊242上，速度传感器测量从动辊242的速度；每两个主动辊241、从动辊242和柔性带243为一个工作组，两个柔性带243相对并且位于两根拔取辊222的上方，两个柔性带243之间形成供甘蓝通过的运输通道；为了方便观察，图5中隐藏了右边的一条柔性带；

如图6所示，传输机构300包括第一传送带310、第二传送带320和剥叶辊330，第一传送带310衔接在柔性带243之后，第一传送带310用于承接收割机构200收割下来的甘蓝，第二传送带320与第一传送带310垂直，剥叶辊330位于第二传送带320与第一传送带310衔接处，剥叶辊330与第一传送带310具有夹角，剥叶辊330表面的线速度与第一传送带310的速度不同；剥叶辊330与第一传送带310的速度差能够迫使甘蓝的外包叶分离，达到剥叶效果。

本实施例的甘蓝收获机在工作时主要由行走机构100负载收割机构200和传输机构300沿着甘蓝行向前行走，在正式进行甘蓝收获作业之前，如图3所示的液压缸113能够驱动履带组件120在底盘框架111的宽度方向移动，进而改变两个履带组件120的间距，确保两个履带组件120均位于甘蓝行之间的空地；如图4所示的收割机构200能够同时收获两行甘蓝，随着行走机构100前进的拔取辊222从甘蓝根部的两侧插入然后向上拔出甘蓝，当甘蓝被拔取辊222抬高并拔出之后，拨禾板252旋转并从甘蓝的后方抵住甘蓝，防止甘蓝倒伏；被拔出的甘蓝随后被刀盘232切断根部再进入两个柔性带243之间的区域，由柔性带243从两侧夹住去根的甘蓝并向后输送至如图6所示的第一传送带310，甘蓝随着第一传送带310经过剥叶辊330处转弯进入第二传送带320，与第一传送带310具有速度差的剥叶辊330还能剥离甘蓝的外包叶，剥叶后的甘蓝有第二传送带320输送至后方的储存箱内。

本实施例的甘蓝收获机还具有防堵塞功能，甘蓝收获机在工作过程中控制器通过速度传感器时刻监测柔性夹持输送机构240中从动辊242的速度，一旦从动辊242的速度低于设定值，则意味着发生了堵菜；控制器暂停行走机构100，然后控制主动辊241反转尝试吐出拥堵的甘蓝；如果吐菜成功则可以继续甘蓝收获，如果尝试吐菜之后从动辊242依然不能恢复正常转速，则需要人工介入检查。

实施例2

如图7所示，本实施例的甘蓝收获机与实施例1基本一致，不同之处仅仅在于本实施例甘蓝收获机在收割台架210上设置了角度传感器260和拨杆270，拨杆270可旋转的安装在收割台架210上，一对拨杆270位于一对拔取辊222的上方，角度传感器260测量拨杆270的旋转角度并将测量结果传递至控制器；当一对拨杆270的旋转角度差值大于设定值时，控制器修改两个履带组件120的速度进而改变行走机构100的前进方向；

如图7所示，甘蓝400进入拔取辊222之前会同步触发两个拨杆270旋转，如果甘蓝400不是位于两个拨杆270正中间的位置(这意味着甘蓝行与行走机构100的行走方向产生了角度偏差，这种情况往往是种植的甘蓝行不够整齐，中途发生了歪斜导致的)，那么甘蓝400对两个拨杆270的旋转角度不同，此时行走机构100自动修正两个履带组件120的速度，进而调整行走机构100的前进方向与甘蓝行一致；实现了甘蓝收获机的自动对行功能。

虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种甘蓝收获机，其特征在于：包括行走机构、收割机构、传输机构和控制器；

所述行走机构包括底盘组件、两个履带组件、内燃机、第一液压泵、电机和第二液压泵，所述底盘组件包括底盘框架、滑块和液压缸，滑块和液压缸均安装在底盘框架的底部，履带组件上设置有与履带垂直的滑轨，滑块位于滑轨内，液压缸的数量为两个并且两个液压缸的伸缩杆分别连接两个履带组件，液压缸与滑轨平行；内燃机连接第一液压泵，电机连接第二液压泵，第一液压泵和第二液压泵均用于驱动履带组件；第一液压泵和第二液压泵均通过同一个负载敏感控制阀与履带组件内的液压马达连接，内燃机和电机都能单独驱动履带组件正常运行，用户根据油量、电量和实际工作环境自由切换动力源；

所述收割机构和传输机构均安装在行走机构上；

所述收割机构包括收割台架、拔取装置、切割组件、柔性夹持输送机构、拨禾组件、角度传感器、拨杆和速度传感器，拔取装置包括第一转轴和拔取辊，第一转轴安装在收割台架的底部，拔取辊呈圆锥形，拔取辊安装在第一转轴的端头；切割组件包括第二转轴和刀盘，第二转轴安装在收割台架上，刀盘安装在第二转轴的端头，刀盘位于第一转轴上方；柔性夹持输送机构包括主动辊、从动辊和柔性带，柔性带缠绕在主动辊和从动辊上；

拔取辊和柔性带均成对出现，一对拔取辊拔出的甘蓝进入一对柔性带之间的区域；

拨禾组件包括第三转轴和拨禾板，第三转轴安装在收割台架上，拨禾板安装在第三转轴上，拨禾板位于一对拔取辊的上方；

所述角度传感器和拨杆成对出现，拨杆可旋转的安装在收割台架上，一对拨杆位于一对拔取辊的上方，角度传感器测量拨杆的旋转角度并将测量结果传递至控制器；

当一对拨杆的旋转角度差值大于设定值时，控制器修改两个履带组件的速度进而改变行走机构的前进方向；

速度传感器测量主动辊或者从动辊的转速并将测量结果传递至控制器，当主动辊或者从动辊的转速低于设定值时，控制器控制主动辊反转。

2.根据权利要求1所述的甘蓝收获机，其特征在于：所述切割组件中第二转轴和刀盘均成对出现，每对第二转轴彼此平行，每对刀盘的刃部有重合区域。

3.根据权利要求2所述的甘蓝收获机，其特征在于：所述每对刀盘中一个刀盘为圆刃刀盘另一个刀盘为圆锯刀盘。

4.根据权利要求1所述的甘蓝收获机，其特征在于：所述拔取辊的表面光滑。

5.根据权利要求1所述的甘蓝收获机，其特征在于：所述传输机构包括第一传送带，第一传送带衔接在柔性带之后。

6.根据权利要求5所述的甘蓝收获机，其特征在于：所述传输机构还包括第二传送带和剥叶辊，第二传送带与第一传送带垂直，剥叶辊位于第二传送带与第一传送带衔接处，剥叶辊与第一传送带具有夹角，剥叶辊表面的线速度与第一传送带的速度不同。

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