CN113875400A - 一种适用于垄作植物秸秆的捡拾装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种适用于垄作植物秸秆的捡拾装置，包括捡拾机构，捡拾机构包括捡拾支架、捡拾轴、捡拾驱动器、捡拾轴承、安装梁、环形护圈以及弹齿；捡拾轴固套有第一转盘和第二转盘，第二转盘的外径大于第一转盘的外径，相邻第一转盘或相邻第二转盘或相邻第一转盘与第二转盘之间分别设有多个安装梁，每个安装梁上均装设有多个弹齿，部分弹齿形成凹陷地捡拾齿，部分弹齿形成凸起地捡拾齿，其余部分弹齿形成坡面捡拾齿。该捡拾装置中的凹陷地捡拾齿对应垄沟或者平地，凸起地捡拾齿对应平地或垄台，坡面捡拾齿对应垄沟与平地或平地与凸起形成的坡面，可增加秸秆捡拾率和捡拾覆盖率，减少捡拾秸秆中的含土或其他杂质量。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械设备技术领域，具体涉及一种适用于垄作植物秸秆的捡拾装置。
背景技术
目前，打包机和搂耙机用的秸秆捡拾装置通常呈圆柱体，捡拾装置中每一个弹齿的运动轨迹均为环形，在捡拾过程中，遇到垄沟时，弹齿的末端很难深入垄沟内，无法将垄沟内的秸秆弹起，而遇到垄台时，弹齿的末端伸入垄台的土壤较深，导致弹起的秸秆含土量较高，捡拾的秸秆品质低且成本高，另外，现有大部分搂耙机的捡拾装置旋转方向与前进方向有一定的角度，使得部分弹齿将会深入土壤内，捡拾秸秆的同时会将携带土沫，使得弹起的秸秆含土量较高，也会降低捡拾秸秆的品质，同时增加动力消耗。
发明内容
本发明旨在提供一种适用于垄作植物秸秆的捡拾装置，能够提高垄沟和垄台地形秸秆的拾取率和品质，降低拾取成本。
为实现上述目的，本发明提供的一种适用于垄作植物秸秆的捡拾装置，包括捡拾机构，所述捡拾机构包括捡拾支架、捡拾轴、捡拾驱动器、捡拾轴承、安装梁、环形护圈以及弹齿；
所述捡拾支架包括相对设置的两个侧板，两个侧板下部相背的侧壁均装设有一捡拾轴承，所述捡拾轴的两端分别与一捡拾轴承可转动配合，所述捡拾驱动器设于捡拾支架的外侧，且捡拾驱动器的输出端与捡拾轴的输入端驱动连接；
所述捡拾轴的轴向上间隔固套有多个第一转盘和第二转盘，所述第二转盘的外径大于第一转盘的外径，相邻两个第一转盘或相邻两个第二转盘或相邻第一转盘与第二转盘之间分别设有多个沿第一转盘周向布置的安装梁，每个安装梁的轴向上间隔装设有多个弹齿，多个弹齿具有不同的离轴长度，相邻两个弹齿之间或弹齿与安装梁端部之间均设有与安装梁固定套接的环形护圈，其中部分弹齿形成凹陷地捡拾齿，部分弹齿形成凸起地捡拾齿，其余部分弹齿形成坡面捡拾齿。
该捡拾装置捡拾秸秆时，该捡拾装置中的凹陷地捡拾齿对应垄沟或者平地，凸起地捡拾齿对应平地或垄台，坡面捡拾齿对应垄沟与平地或平地与凸起形成的坡面，捡拾装置的转速能够与秸秆量尽可能匹配，可增加秸秆捡拾率和捡拾质量，减少捡拾秸秆中的杂质含量，同时，降低能耗，达到经济、实用、高效的目的。
在上述技术方案中，本发明还可以做如下改进：
优选地，所述凹陷地捡拾齿、凸起地捡拾齿以及坡面捡拾齿构成圆柱状变径结构体。
优选地，每个所述弹齿均与捡拾轴垂直。
优选地，所述弹齿包括短弹齿和长弹齿，所述短弹齿对应安装在两个第一转盘之间的安装梁上，所述长弹齿对应安装在两个第二转盘之间的安装梁上。
优选地，所述捡拾机构还包括弧形护圈，沿第一转盘周向相邻的两个弹齿之间设置有弧形护圈，所述弧形护圈固定在安装梁上。
优选地，两个所述侧板之间固设有位于弹齿上方的承压板。
优选地，还包括用于调节捡拾机构水平位置的第一调节机构，所述第一调节机构包括双向油缸、花键轴、花键孔板以及油缸支座，所述花键孔板为相对设置的两块，且两块花键孔板具有同心的轴孔，所述花键轴的两端固定穿设于两块花键孔板的轴孔，所述油缸支座铰接在捡拾机构前侧的载体上，所述双向油缸固设于油缸支座上，该双向油缸的输出端连接有与花键轴平行且与任一花键孔板前部连接的推移轴，两个所述侧板的前部分别与一花键孔板后部连接。
优选地，还包括用于调节捡拾机构高度的第二调节机构，所述第二调节机构包括调节马达、调节主轴和调节轴承，所述调节轴承为相对设置的两个，所述调节马达设于两个轴承的外侧，且调节马达的输出端连接有可转动穿设两个调节轴承的调节主轴，两块花键孔板位于两块调节轴承之间，所述花键轴与调节主轴以可相对水平移动且不可周向转动的方式配合。
优选地，还包括监控系统，所述监控系统包括摄像头、显示器、CPU、GPU以及Operational control；
所述摄像头用于获取弹齿的入地图像，所述GPU包括图像采集端口、控制信号采集端口和图像输出端口，所述摄像头的输出端口与图像采集端口连接，所述显示器的输入端口与图像的输出端口连接，所述CPU具有第一控制信号输出端和第二控制信号输出端，所述第一控制信号输出端与控制信号采集端口连接，所述第二控制信号输出端与Operationalcontrol的输入端口连接。
优选地，所述Operational control包括双向油缸控制器和调节马达控制器，所述双向油缸控制器的输入端和调节马达控制器的输入端分别与CPU的第二控制信号输出端连接。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明实施例的一种适用于垄作植物秸秆的捡拾装置的外观结构示意图；
图2是本发明实施例的一种适用于垄作植物秸秆的捡拾装置的具体结构示意图；
图3是本发明实施例的部分结构示意图；
图4是本发明实施例一种适用于垄作植物秸秆的捡拾装置的监控系统示意图。
附图中，
捡拾支架10、捡拾轴11、捡拾驱动器12、捡拾轴承13、安装梁14、环形护圈151、弧形护圈152、短弹齿161、长弹齿162、第一转盘17、第二转盘18、承压板19；
双向油缸20、花键轴21、花键孔板22、油缸支座23、推移轴24；
调节马达30、调节主轴31、调节轴承32。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1至图4，一种适用于垄作植物秸秆的捡拾装置，包括捡拾机构，所述捡拾机构包括捡拾支架10、捡拾轴11、捡拾驱动器12、捡拾轴承13、安装梁14、环形护圈151以及弹齿；
如图1所示，捡拾支架10包括相对设置的两个侧板，两个侧板下部相背的侧壁均装设有一捡拾轴承13，捡拾轴承13优选带座外球面球轴承，该捡拾轴承13固定在侧板的下部，捡拾轴11的两端分别与一捡拾轴承13可转动配合，捡拾驱动器12设于捡拾支架10的外侧，且捡拾驱动器12的输出端与捡拾轴11的输入端驱动连接，所述捡拾驱动器12优选驱动马达，驱动马达驱动捡拾轴11高速转动。
如图2和图3所示，捡拾轴11的轴向上间隔固套有多个第一转盘17和第二转盘18，第二转盘18的外径大于第一转盘17的外径，相邻两个第一转盘17或相邻两个第二转盘18或相邻第一转盘17与第二转盘18之间分别设有多个沿第一转盘17周向布置的安装梁14，其中，两个第一转盘17之间、两个第二转盘18之间的安装梁14的长度方向与捡拾轴11的轴向平行，第一转盘17与第二转盘18之间的安装梁14的长度方向与捡拾轴11的轴向形成锐角夹角，该锐角夹角介于5°-60°之间。每个安装梁14的轴向上间隔装设有多个弹齿，多个弹齿具有不同的离轴长度，相邻两个弹齿之间或弹齿与安装梁14端部之间均设有与安装梁14固定套接的环形护圈151，其中部分弹齿形成凹陷地捡拾齿，部分弹齿形成凸起地捡拾齿，其余部分弹齿形成坡面捡拾齿。
基于上述，该捡拾装置捡拾秸秆时，凹陷地捡拾齿对应垄沟或者平地，凸起地捡拾齿对应平地或垄台，坡面捡拾齿对应垄沟与平地或平地与凸起形成的坡面，捡拾装置的转速能够与秸秆量尽可能匹配，可增加秸秆捡拾率和捡拾质量，减少捡拾秸秆中的杂质量，同时，降低能耗，达到经济、实用、高效的目的。
在本实施例中，凹陷地捡拾齿、凸起地捡拾齿以及坡面捡拾齿构成圆柱状变径结构体，凹陷地捡拾齿、凸起地捡拾齿以及坡面捡拾齿的长度根据地形和秸秆品种决定，因此，凹陷地捡拾齿、凸起地捡拾齿以及坡面捡拾齿为一对一设计。
在本实施例中，每个弹齿均与捡拾轴11垂直，即两个第一转盘17和两个第一转盘17之间的弹齿与相连接的安装梁14垂直，第一转盘17与第二转盘18之间的弹齿与相连接的安装梁14斜交但与捡拾轴11垂直。通过该设计后，弹齿转动方向与前进方向为同一方向，可使弹齿入地深度不会上下波动，有助于减少秸秆含土率，节省动力耗能。
在实际捡拾过程中，因平底与垄沟、平底与垄台垂直高度相差太大，因此，在本实施例中，弹齿包括短弹齿161和长弹齿162，所述短弹齿161对应安装在两个第一转盘17之间的安装梁14上，长弹齿162对应安装在两个第二转盘18之间的安装梁14上。通过长弹齿162与两个第二转盘18之间的安装梁14对应，短弹齿161与两个第一转盘17之间的安装梁14对应，能够使弹齿与超深、超高的地形相适配，同时提高安装梁14与弹齿连接的稳定性，延长捡拾装置的使用寿命。
在本实施例中，捡拾机构还包括弧形护圈152，沿第一转盘17周向相邻的两个弹齿之间设置有弧形护圈152，所述弧形护圈152固定在安装梁14上，弧形护圈152的边缘与弹齿的最短距离介于5cm-8mm,以限定弹齿的最大旋转角度，利于延长弹齿162的使用寿命，同时避免同一周面上相邻两个弹齿交叉。
如图1所示，两个侧板之间固设有位于弹齿上方的承压板19，所述承压板19的两端与侧板焊接连接，承压板19与环形护圈151相配合利于秸秆进入喂入机构，减少秸秆外漏。
在本申请中，还包括第一调节机构、第二调节机构和监控系统，其中，第一调节机构用于调节捡拾机构的水平位置，第二调节机构用于调节捡拾机构的高度，监控系统通过获取弹齿的入地深度后计算，并调节捡拾机构的水平位置和高度。
如图3所示，第一调节机构包括双向油缸20、花键轴21、花键孔板22以及马达支座23，所述花键孔板22为相对设置的两块，且两块花键孔板22具有同心的轴孔，所述花键轴21的两端固定穿设于两块花键孔板22的轴孔，所述油缸支座23铰接在捡拾机构前侧的载体上，所述双向油缸20固设于油缸支座23上，该双向油缸20的输出端连接有与花键轴21平行且与任一花键孔板22前部连接的推移轴24，两个侧板的前部分别与一花键孔板22后部连接。
在本实施例中，双向油缸20推动花键孔板22左右移动，由于花键孔板22与侧板的前部固定连接，花键孔板22左右移动的同时带动捡拾机构同步移动，这样可根据地形适度调整捡拾机构的水平位置，进而提高捡拾质量。
在本实施例中，第二调节机构包括调节马达30、调节主轴31和调节轴承32，所述调节轴承32为相对设置的两个，所述调节马达30设于两个轴承的外侧，且调节马达30的输出端连接有可转动穿设两个调节轴承32的调节主轴31，两块花键孔板22位于两块调节轴承32之间，所述花键轴21与调节主轴31以可相对水平移动且不可周向转动的方式配合。调节马达30驱动调节主轴31转动，进而带动花键孔板22、花键轴21和捡拾机构旋转，实现捡拾机构向上和向下旋转，进而使弹齿达到最佳的入地深度。
如图4所示，所述监控系统包括摄像头、显示器、CPU、GPU以及Operationalcontrol；所述摄像头用于获取弹齿的入地图像，所述GPU包括图像采集端口、控制信号采集端口和图像输出端口，所述摄像头的输出端口与图像采集端口连接，所述显示器的输入端口与图像的输出端口连接，所述CPU具有第一控制信号输出端和第二控制信号输出端，所述第一控制信号输出端与控制信号采集端口连接，所述第二控制信号输出端与Operationalcontrol的输入端口连接。
所述Operational control包括双向油缸控制器和调节马达控制器，所述双向油缸控制器的输入端和调节马达控制器的输入端分别与CPU的第二控制信号输出端连接。
在其他实施例中，所述GPU还电连接有通讯模组和物联网模组，通讯模组可联网传输，将图像传输至云端运算，减轻前端计算压力，物联网模组，未来装备万物互联，可以联网，编组运行，也可以单机工作。
在本实施例中，摄像头将拍摄到的图像输送给GPU处理，GPU处理后将信号输送给CPU，CPU将控制信号分别传递给显示器和Operational control，Operational control控制双向油缸20和调节马达30调节捡拾装置的水平位置和高度，可以作三维的调整，实现弹齿与垄沟、垄台间最佳的契合，进而确保最大程度的秸秆收净度。
综上所述，本实施例通过对捡拾装置的结构进行改进，实现了捡拾装置能够实时自动调节高度和水平位置，同时能够将垄沟、垄台中不易捡拾的秸秆捡拾干净，提高了捡拾率，同时降低了秸秆中的含土率，该捡拾装置可应用于打包机和搂耙机，能够提高打包机捡拾质量，降低捡拾成本，能够减低搂耙机的含土量。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳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，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (10)
1.一种适用于垄作植物秸秆的捡拾装置，包括捡拾机构，其特征在于：所述捡拾机构包括捡拾支架(10)、捡拾轴(11)、捡拾驱动器(12)、捡拾轴承(13)、安装梁(14)、环形护圈(151)以及弹齿；
所述捡拾支架(10)包括相对设置的两个侧板，两个侧板下部相背的侧壁均装设有一捡拾轴承(13)，所述捡拾轴(11)的两端分别与一捡拾轴承(13)可转动配合，所述捡拾驱动器(12)设于捡拾支架(10)的外侧，且捡拾驱动器(12)的输出端与捡拾轴(11)的输入端驱动连接；
所述捡拾轴(11)的轴向上间隔固套有多个第一转盘(17)和第二转盘(18)，所述第二转盘(18)的外径大于第一转盘(17)的外径，相邻两个第一转盘(17)或相邻两个第二转盘(18)或相邻第一转盘(17)与第二转盘(18)之间分别设有多个沿第一转盘(17)周向布置的安装梁(14)，每个安装梁(14)的轴向上间隔装设有多个弹齿，多个弹齿具有不同的离轴长度，相邻两个弹齿之间或弹齿与安装梁(14)端部之间均设有与安装梁(14)固定套接的环形护圈(151)，其中部分弹齿形成凹陷地捡拾齿，部分弹齿形成凸起地捡拾齿，其余部分弹齿形成坡面捡拾齿。
2.根据权利要求1所述的一种适用于垄作植物秸秆的捡拾装置，其特征在于，所述凹陷地捡拾齿、凸起地捡拾齿以及坡面捡拾齿构成圆柱状变径结构体。
3.根据权利要求2所述的一种适用于垄作植物秸秆的捡拾装置，其特征在于，每个所述弹齿均与捡拾轴(11)垂直。
4.根据权利要求1所述的一种适用于垄作植物秸秆的捡拾装置，其特征在于，所述弹齿包括短弹齿(161)和长弹齿(162)，所述短弹齿(161)对应安装在两个第一转盘(17)之间的安装梁(14)上，所述长弹齿(162)对应安装在两个第二转盘(18)之间的安装梁(14)上。
5.根据权利要求1所述的一种适用于垄作植物秸秆的捡拾装置，其特征在于，所述捡拾机构还包括弧形护圈(152)，沿第一转盘(17)周向相邻的两个弹齿之间设置有弧形护圈(152)，所述弧形护圈(152)固定在安装梁(14)上。
6.根据权利要求5所述的一种适用于垄作植物秸秆的捡拾装置，其特征在于，两个所述侧板之间固设有位于弹齿上方的承压板(19)。
7.根据权利要求1所述的一种适用于垄作植物秸秆的捡拾装置，其特征在于，还包括用于调节捡拾机构水平位置的第一调节机构，所述第一调节机构包括双向油缸(20)、花键轴(21)、花键孔板(22)以及油缸支座(23)，所述花键孔板(22)为相对设置的两块，且两块花键孔板(22)具有同心的轴孔，所述花键轴(21)的两端固定穿设于两块花键孔板(22)的轴孔，所述油缸支座(23)铰接在捡拾机构前侧的载体上，所述双向油缸(20)固设于油缸支座(23)上，该双向油缸(20)的输出端连接有与花键轴(21)平行且与任一花键孔板(22)前部连接的推移轴(24)，两个所述侧板的前部分别与一花键孔板(22)后部连接。
8.根据权利要求7所述的一种适用于垄作植物秸秆的捡拾装置，其特征在于，还包括用于调节捡拾机构高度的第二调节机构，所述第二调节机构包括调节马达(30)、调节主轴(31)和调节轴承(32)，所述调节轴承(32)为相对设置的两个，所述调节马达(30)设于两个轴承的外侧，且调节马达(30)的输出端连接有可转动穿设两个调节轴承(32)的调节主轴(31)，两块花键孔板(22)位于两块调节轴承(32)之间，所述花键轴(21)与调节主轴(31)以可相对水平移动且不可周向转动的方式配合。
9.根据权利要求8所述的一种适用于垄作植物秸秆的捡拾装置，其特征在于，还包括监控系统，所述监控系统包括摄像头、显示器、CPU、GPU以及Operational control；
所述摄像头用于获取弹齿的入地图像，所述GPU包括图像采集端口、控制信号采集端口和图像输出端口，所述摄像头的输出端口与图像采集端口连接，所述显示器的输入端口与图像的输出端口连接，所述CPU具有第一控制信号输出端和第二控制信号输出端，所述第一控制信号输出端与控制信号采集端口连接，所述第二控制信号输出端与Operationalcontrol的输入端口连接。
10.根据权利要求9所述的一种适用于垄作植物秸秆的捡拾装置，其特征在于，所述Operational control包括双向油缸控制器和调节马达控制器，所述双向油缸控制器的输入端和调节马达控制器的输入端分别与CPU的第二控制信号输出端连接。
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