CN114097415A - 一种全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种割台始终与地面保持水平，割茬高度一致，油菜割倒后向中央铺放的全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台。它包括割台框架，在割台框架上设置有横割刀、拨禾轮、输送机构、驱动机构、转动架和固定架组成的挂接机构；转动架包括U型槽、前竖梁；固定架包括后横梁、后竖梁；割台框架的主梁设置在U型槽内，前竖梁下端与割台框架后部下方通过可插拔的插销相连；U型槽一侧壁通过销轴与后横梁转动连接；割台框架两侧设有高度传感器；双作用油缸的两端分别与转动架、固定架铰接，高度传感器与控制器电连接，控制器对高度传感器的信号进行处理后控制双作用油缸进行动作，驱动转动架绕销轴相对于固定架转动，使得割台两侧与地面的距离一致。

Description

一种全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台

技术领域

本发明涉及一种全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台，可与高地隙自走式底盘或高地隙拖拉机配套，割台工作参数可无级调节，割台自动与地面保持水平，可满足长江流域植株高大油菜高效割晒需要，尤其是适应我国南方稻油轮作区田面排水沟较多不平整区域的高地隙中央铺放油菜割晒需要，属于农业机械技术领域。

背景技术

油菜是我国最主要的油料作物，提供了50％以上的国产食用油，全国常年种植面积约1亿亩，长江流域是冬油菜主产区，面积占90％，稻油轮作为最主要种植模式。油菜机械化收获难度大、水平低，2019年全国油菜收获机械化率仅为44％，严重制约了油菜产业的发展。油菜常见的收获方式分为联合和分段收获2种方式，联合和分段收获各自优缺点明显，由于地域、气候和种植经营规模等原因制约，我国两种油菜收获方式生产上均有应用且两种方式将长期并存。

油菜割晒机是油菜分段收获作业中的重要机具之一，国内近年来研发的多种结构形式的油菜割晒机，如公开号CN101822149A的油菜割晒机，采用履带式低地隙底盘，侧边铺放方式，但存在的首行开道难以及油菜植株间相互牵扯导致铺放一致性差、输送不畅、作业效率低等问题。CN105028414B的一种油菜双侧后铺放割晒机，采用横纵向相结合的方式，采用双侧后铺方式，一次作业向2侧铺放，单侧铺放量少，增加后期捡拾难度，不利于后续捡拾收获作业。北方现有的高地隙轮式大型中央铺放割晒机以及国外引进的高地隙大型油菜割晒机对高大植株分枝多油菜适应性差、在南方稻油轮作区沟系较多等条件下，轮式底盘在土壤黏重条件下通过性差，割茬2侧高度不一致等问题突出。由于缺乏适用的油菜分段收获装备，长江流域小地块且地面不平整的冬油菜区现有油菜除部分采用联合收获外，主要采用人工割晒，人工喂入联合收割机的分段收获方式，用工多，劳动强大。

发明内容

本发明解决了长江流域稻油轮作区地块小、田面不平整、土壤含水率高机具易下陷，油菜植株高大，分支多等条件制约下的油菜高效割晒难题，提出了一种割台始终与地面保持水平，割茬高度一致，油菜割倒后向中央铺放，油菜集中到割幅中央的全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台。

为解决上述问题，本发明的采用的技术方案：

本发明的一种全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台，包括割台框架，在割台框架上设置有横割刀、拨禾轮、用于输送被横割刀割倒的油菜的输送机构、驱动机构、挂接机构；驱动机构用于驱动横割刀往复移动、驱动拨禾轮转动以及驱动输送机构动作以输送油菜，挂接机构包括转动架和固定架，转动架包括U型槽、固定在U型槽上向下延伸的前竖梁；固定架包括后横梁、固定在后横梁两端向下延伸的后竖梁；割台框架中位于后部上方的主梁设置在U型槽内，前竖梁下端与割台框架后部下方通过可插拔的插销相连；

U型槽一侧壁通过销轴与后横梁转动连接；割台框架两侧设有用于检测割台框架两侧距离地面位置的高度传感器；双作用油缸的两端分别与转动架、固定架铰接，高度传感器与控制器电连接，控制器接双作用油缸的液压控制系统；控制器对高度传感器的信号进行处理后控制双作用油缸进行动作，驱动转动架绕销轴相对于固定架转动，使得割台两侧与地面的距离基本一致。

作为对上述的全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台的进一步改进，后竖梁与前竖梁平行；在后竖梁和前竖梁中的一个部件上开有以销轴为中心的弧形槽，在另一个部件上固定伸入到弧形槽内旋转限位滑块；当转动架绕销轴相对于固定架逆时针或者顺时针转动，旋转限位滑块与弧形槽的两端接触时，即是转动架逆时针或者顺时针转动的最大角度。

作为对上述的全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台的进一步改进，输送机构为位于横割刀后方的、设置在割台框架底部两侧的两个相对的输送带输送机构，两个输送带输送机构之间有落料口。

作为对上述的全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台的进一步改进，输送带靠近落料口的一端低，远离落料口的另一端高。

作为对上述的全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台的进一步改进，输送带外表面带有凸起的辐条。

作为对上述的全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台的进一步改进，后横梁的两端铰接有连杆，后竖梁与单作用油缸铰接。

作为对上述的全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台的进一步改进，连杆与后竖梁之间铰接有长度可以调节的调节拉杆。

作为对上述的全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台的进一步改进，它包含位于拨禾轮一侧、设置在割台框架上的、在驱动机构的带动下往复移动的竖割刀。

作为对上述的全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台的进一步改进，所述驱动机构为液压驱动机构，包括驱动横割刀和竖割刀的割刀驱动机构、驱动拨禾轮的拨禾轮驱动机构、驱动输送机构的输送驱动机构。

作为对上述的全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台的进一步改进，割刀驱动机构包括割刀驱动马达、过渡轮、曲柄、摆动叉、摆环装置；在割台框架的两个侧板前部之间固定有定横割刀，并设置相对于定横割刀往复移动的动横割刀；一个侧板上固定有割刀驱动马达、摆环装置和定竖割刀，并设置相对于定竖割刀往复移动的动竖割刀，还设置相对于该侧板转动的过渡轮和三角摆动叉；曲柄一端与过渡轮偏心铰接，另一端与三角摆动叉的一角铰接；固定在动竖割刀上的滑销伸入三角摆动叉另一角上所开的滑槽内；割刀驱动马达通过带传动与过渡轮相连，过渡轮通过带传动与摆环装置的输入轴相连，摆环装置的输出轴通过摆杆与动横割刀相连；割刀驱动马达动作，过渡轮转动，通过曲柄带动摆动叉摆动，再通过滑销驱动动竖割刀相对于定竖割刀往复移动，同时通过摆环装置带动动横割刀相对于定横割刀往复移动。

本发明的有益效果：

高地隙中央铺放油菜割晒台的挂接机构由固定架和转动架2个部分组成。使用时，主梁放置在转动架上的U型槽内，实现转动架和割晒台的主梁快速挂接，然后把割台框架后部下方与转动架的前竖梁以插销相连，割台框架即在转动架上可靠定位，安装或拆卸方便。

安装在割晒台左右两侧的高度传感器检测割晒台两侧距离地面高度，控制器通过信号处理后比较割晒台左右高度差异，通过换向阀控制双作用油缸动作，带动转动架和固定在转动架上的割台框架等相对于固定架绕销轴转动，实现横割刀与地面水平始终保持水平，解决田间下陷、不平等导致割晒台倾斜的问题。

为了防止转动架转动角度过大发生扭曲变形，设置在弧形槽内滑动的旋转限位滑块。弧形槽的圆心角就是转动架能够相对于固定架转动的角度范围。

固定架与高地隙自走式底盘或高地隙拖拉机等相连，属于现有技术。当然，最好后横梁的两端铰接有连杆，后竖梁与单作用油缸铰接。使用时，连杆、单作用油缸的另一端均与高地隙自走式底盘或高地隙拖拉机铰接，通过单作用油缸动作可以带动固定架、转动架、割台框架等整体前倾或后仰。最好连杆与后竖梁之间铰接有长度可以调节的调节拉杆。通过调节拉杆可以固定架、转动架、割台框架相对于连杆的前倾或后仰微调。

左右两个输送带输送机构对称设置，适于将植株高大、分支多的油菜向中心输送铺放。

由定横割刀、动横割刀组成的横割刀、由定竖割刀、动竖割刀组成竖割刀等属于现有技术，但是之前常采用齿轮传动机构等分别驱动横割刀、竖割刀，传动机构复杂，体积大，重量重。本发明采用一个割刀驱动马达，通过曲柄机构、摆环装置分别驱动竖割刀、横割刀，且整个割刀驱动机构布置在割台框架的一侧侧板上，结构简单，降低了割晒台整体重量。

附图说明

图1是全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台立体图；

图2是割晒台另一立体图；

图3是割晒台又一立体图；

图4是割台框架、输送带输送机构等立体图；

图5是割台框架、输送带输送机构等另一立体图；

图6是割台框架、输送带输送机构等又一立体图；

图7是输送带示意图；

图8是割刀驱动机构等立体图；

图9是割刀驱动机构等另一立体图；

图10是挂接机构、主梁等立体图；

图11是主梁、前横梁、后横梁等立体图；

图12是主梁、前横梁、后横梁等另一立体图；

图13是挂接机构立体图；

图14是挂接机构另一立体图；

图15是割晒台传动原理图；

图16是割晒台总体液压原理图。

图中，割台框架1，主梁11，左侧板12，右侧板13，竖梁14，纵梁15；

拨禾轮支架21，拨禾轮22，拨禾轮支架调节油缸23，拨禾轮驱动马达24；

定横割刀31，动横割刀33，定竖割刀35，动竖割刀37，滑销38；

割刀驱动机构4，割刀驱动马达41，过渡轮42，曲柄43，摆动叉44，摆环装置45，摆杆46；

输送带输送机构5，输送带51，辐条52，输送带驱动马达53；

转动架6，U型槽61，前横梁62，前销接杆63，前竖梁64，插销65；

固定架7，后横梁72，后销接杆73，后竖梁74，固定横支架75，单作用油缸76，调节拉杆77；

销轴81，高度传感器82，弧形槽83，旋转限位滑块84，折板85，双作用油缸86。

具体实施方式

参见图1-3所示的全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台，主要包括割台框架，拨禾轮，横割刀，竖割刀，左右倾斜的输送带输送机构，快速挂接机构，液压驱动机构，传动机构，高度传感器和控制器等主要部分组成。

割台框架1主要包括主梁11、固定在主梁两侧的左侧板12、右侧板13、连接主梁上向下延伸的两个竖梁14，在竖梁下端连接有向两侧延伸的底梁，在底梁下部有前后延伸的纵梁15，左侧板12、右侧板13前部之间固定横割刀架，左侧板12前部通过左撑杆固定连接竖割刀架。

两个拨禾轮支架21铰接在主梁11上，拨禾轮22转动设置在两个拨禾轮支架21上，拨禾轮驱动马达24设置一个拨禾轮支架21上以驱动拨禾轮22转动。拨禾轮支架调节油缸23铰接在拨禾轮支架21与左侧板12和右侧板13之间。

横割刀架上固定定横割刀31，并设置相对于定横割刀往复移动的动横割刀板，动横割刀33固定在动横割刀板上；竖割刀架上固定定竖割刀35，并设置相对于定竖割刀往复移动的动竖割刀板，动竖割刀37固定在动竖割刀板上；动竖割刀板固定有垂直于动竖割刀板的滑销38。

割刀驱动机构4包括割刀驱动马达41、过渡轮42、曲柄43、摆动叉44、摆环装置45，摆杆46。左侧板12上固定有割刀驱动马达41、摆环装置45，还设置相对于左侧板转动的过渡轮42和三角摆动叉44。曲柄43一端与过渡轮偏心铰接，另一端与三角摆动叉的一角铰接；滑销38伸入三角摆动叉另一角上所开的滑槽内。割刀驱动马达通过带传动与过渡轮相连，过渡轮通过带传动与摆环装置的输入轴相连，摆环装置的输出轴通过摆杆46、中间连接件等与动横割刀板相连。割刀驱动马达动作，过渡轮转动，通过曲柄带动摆动叉摆动，滑销38在滑槽内滑动，并驱动动竖割刀板、动竖割刀相对于定竖割刀往复移动，同时通过摆环装置通过摆杆46带动动横割刀板、动横割刀相对于定横割刀往复移动。

输送带输送机构5中的输送带51外表面带有凸起的辐条52，输送带51支撑在两个输送带辊上，输送带辊转动设置在输送机构框架上，输送机构框架连接在横割刀架和竖梁上，每个输送带输送机构5中的一个输送带辊与输送带驱动马达53相连。输送带51靠近落料口的一端低，远离落料口的另一端高，与水平面成20-23°夹角。

挂接机构包括转动架6、固定架7、双作用油缸86等。

转动架6包括固定在前横梁62上的U型槽61、固定在前横梁两端向下延伸的前销接杆63，固定在前销接杆63一侧的前竖梁64；

固定架7包括后横梁72、固定在后横梁72两端向下延伸的后销接杆73，固定在后销接杆73一侧的后竖梁74；前销接杆63和前竖梁64与后销接杆73和后竖梁74在同一个平面上前后贴合。

U型槽后侧壁通过销轴81与后横梁72转动连接；割台框架两侧的底梁上设有用于检测割台框架两侧距离地面位置的高度传感器82。在后竖梁74(槽钢)的腹板上开有以销轴为中心的弧形槽83，在前竖梁63(槽钢)的腹板上固定伸入到弧形槽内旋转限位滑块84。

双作用油缸86的两端分别与前竖梁63(槽钢)的腹板、固定在后竖梁74(槽钢)上部并向前延伸的折板85铰接。

割台框架的主梁设置在U型槽内，两个前销接杆63下端分别伸入到纵梁15内，并与纵梁通过可插拔的插销65铰接相连。

两个后销接杆73的上端分别铰接有固定横支架75，两个后销接杆73的下端与单作用油缸76一端铰接。后销接杆73与固定横支架75之间铰接有长度可以调节的调节拉杆77。固定横支架75和单作用油缸76的另一端用于与行走底盘铰接。

两个高度传感器与控制器电连接，控制器接双作用油缸86的液压控制系统；控制器对高度传感器的信号进行处理后通过三位四通电磁换向阀控制双作用油缸进行动作，驱动转动架(包括割台框架、横割刀、竖割刀、拨禾轮等)绕销轴相对于固定架转动，使得割晒台两侧与地面的距离基本一致。

当转动架绕销轴相对于固定架逆时针或者顺时针转动，旋转限位滑块与弧形槽的两端接触时，即是转动架逆时针或者顺时针转动的最大角度。

割晒台通过快速挂接机构可以和高地隙自走式底盘以及高地隙拖拉机等配套，割晒台的拨禾轮，左右输送带，横割刀和分行竖割刀动力分别由液压马达驱动，根据适合的速比关系进行运转。

高地隙中央铺放油菜割晒台的快速挂接机构由固定架和转动架两个部分组成，转动架可以和割晒台的主梁快速挂接，安装在割台左右两侧的高度传感器检测两侧距离地面高度，通过信号处理器比较割晒台左右高度差异，控制挂接机构上的双作用油缸动作，实现横割刀与地面水平，解决田间下陷、不平等导致割晒台倾斜的问题。

割晒台两侧输送带相对运动，输送带外表面带有凸起的辐条，提高油菜接触输送力。

实际组装和挂接过程，割晒台的挂接支架由两部分组成，一部分为转动架，一部分为固定架，两部分通过旋转销轴以及双作用油缸连接。固定架与高地隙自走式底盘或高地隙拖拉机连接，其中固定横支架(相当于连杆)一端铰接在高地隙履带底盘上，单作用油缸一端与固定架连接，一端与高地隙自走底盘前桥梁或高地隙拖拉机连接。通过调节调节拉杆的长度可以实现角度微调，实现割台整体割刀姿态角度的调整，最终实现横割刀与地面平行。为避免割晒台转动架绕一点旋转发生扭曲变形，在固定架和转动架两侧设有旋转限位滑块。

固定架的两个后竖梁的腹板上开有弧形槽，转动架的前竖梁上固定旋转限位滑块。旋转限位滑块伸入弧形槽内，可沿弧形槽滑动。弧形槽在以旋转销轴为中心的圆弧上，两侧的旋转限位滑块限定转动架在弧形槽内摆动。

割台部分的传动原理图如下图所示，左右输送带分别由输送带驱动马达直接单独驱动。横割刀和分行竖割刀由一个割刀驱动马达驱动，通过摆环装置和曲柄机构分别驱动；其中摆环装置驱动横割刀，曲柄机构驱动分行竖割刀。拨禾轮由拨禾轮驱动马达直接驱动。

挂接机构的双作用油缸一端铰接在转动架，一端铰接在固定架件上。两个部分通过销轴连接。在双作用油缸的作用下，转动架可以围绕销轴转动，从而带动割晒台转动。割晒台左右两侧自动调平的原理如下图，宽幅割台的左右两侧分别布置高度传感器(激光雷达或超声距离传感器)。布置的高度传感器实时感知割晒台两端距离地面的高度，信号传送至控制器，由控制器对信号进行处理后对双作用油缸进行控制，实现割台两侧上下偏转。

本发明根据长江流域稻油轮作区油菜生产特点以及田间条件，经过反复试验改进，创新提出一种可与高地隙底盘或高地隙拖拉机为基础的中央铺放割台角度多自由度可调，工作参数液压驱动无级可调的高地隙中央铺放油菜割晒台，解决了长江流域田间小、地面排水沟多、割晒时土壤含水率高割晒机易下陷，油菜植株高大、分支多的油菜高效割晒的难题。

Claims (10)

1.一种全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台，包括割台框架，在割台框架上设置有横割刀、拨禾轮、用于输送被横割刀割倒的油菜的输送机构、驱动机构；驱动机构用于驱动横割刀往复移动、驱动拨禾轮转动以及驱动输送机构动作以输送油菜，其特征是：它还包括挂接机构，挂接机构包括转动架和固定架，转动架包括U型槽、固定在U型槽上向下延伸的前竖梁；固定架包括后横梁、固定在后横梁两端向下延伸的后竖梁；割台框架中位于后部上方的主梁设置在U型槽内，前竖梁下端与割台框架后部下方通过可插拔的插销相连；

U型槽一侧壁通过销轴与后横梁转动连接；割台框架两侧设有用于检测割台框架两侧距离地面位置的高度传感器；双作用油缸的两端分别与转动架、固定架铰接，高度传感器与控制器电连接，控制器接双作用油缸的液压控制系统；控制器对高度传感器的信号进行处理后控制双作用油缸进行动作，驱动转动架绕销轴相对于固定架转动，使得割台两侧与地面的距离基本一致。

2.如权利要求1所述的全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台，其特征是：后竖梁与前竖梁平行；在后竖梁和前竖梁中的一个部件上开有以销轴为中心的弧形槽，在另一个部件上固定伸入到弧形槽内旋转限位滑块；当转动架绕销轴相对于固定架逆时针或者顺时针转动，旋转限位滑块与弧形槽的两端接触时，即是转动架逆时针或者顺时针转动的最大角度。

3.如权利要求1所述的全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台，其特征是：输送机构为位于横割刀后方的、设置在割台框架底部两侧的两个相对的输送带输送机构，两个输送带输送机构之间有落料口。

4.如权利要求3所述的全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台，其特征是：输送带靠近落料口的一端低，远离落料口的另一端高。

5.如权利要求3所述的全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台，其特征是：输送带外表面带有凸起的辐条。

6.如权利要求1所述的全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台，其特征是：后横梁的两端铰接有连杆，后竖梁与单作用油缸铰接。

7.如权利要求6所述的全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台，其特征是：连杆与后竖梁之间铰接有长度可以调节的调节拉杆。

8.如权利要求1所述的全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台，其特征是：它包含位于拨禾轮一侧、设置在割台框架上的、在驱动机构的带动下往复移动的竖割刀。

9.如权利要求8所述的全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台，其特征是：所述驱动机构为液压驱动机构，包括驱动横割刀和竖割刀的割刀驱动机构、驱动拨禾轮的拨禾轮驱动机构、驱动输送机构的输送驱动机构。

10.如权利要求9所述的全液压驱动高地隙中央铺放油菜割晒台，其特征是：割刀驱动机构包括割刀驱动马达、过渡轮、曲柄、摆动叉、摆环装置；在割台框架的两个侧板前部之间固定有定横割刀，并设置相对于定横割刀往复移动的动横割刀；一个侧板上固定有割刀驱动马达、摆环装置和定竖割刀，并设置相对于定竖割刀往复移动的动竖割刀，还设置相对于该侧板转动的过渡轮和三角摆动叉；曲柄一端与过渡轮偏心铰接，另一端与三角摆动叉的一角铰接；固定在动竖割刀上的滑销伸入三角摆动叉另一角上所开的滑槽内；割刀驱动马达通过带传动与过渡轮相连，过渡轮通过带传动与摆环装置的输入轴相连，摆环装置的输出轴通过摆杆与动横割刀相连；割刀驱动马达动作，过渡轮转动，通过曲柄带动摆动叉摆动，再通过滑销驱动动竖割刀相对于定竖割刀往复移动，同时通过摆环装置带动动横割刀相对于定横割刀往复移动。

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