CN114365619B - 一种割台双升降调节的油菜薹自走式收获机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种割台双升降调节的油菜薹自走式收获机，包括自走式履带底盘及通过输送底架铰接在自走式履带底盘上的割台双升降装置；割台双升降装置包括倾斜升降机架、安装在倾斜升降机架两侧的一对直线滑轨、通过滑块与倾斜升降机架滑动连接的输送带侧板连接架、铰接在倾斜升降机架和输送带侧板连接架之间的电动推杆、安装在倾斜升降机架底端下表面的回转升降机架及安装在倾斜升降机架顶端下表面的回转升降转轴，铰接在履带机架和倾斜升降机架之间的回转升降推杆。通过设置割台双升降系统，增加了割台调节高度，可针对不同生长状态的油菜薹进行收获作业，收获效率高，可减轻人工劳动强度与成本。

Description

一种割台双升降调节的油菜薹自走式收获机
技术领域
本发明属于农业机械收获技术领域，具体涉及一种割台双升降调节的油菜薹自走式收获机。
背景技术
油菜是我国主要的油料作物，油菜籽产量占我国油料作物总产油量的50％以上。近年来由于油菜籽价格下滑，种植油菜收益减少，导致农民种植油菜的积极性下降。实现油菜全价值链全产业链机械化生产是实现油菜可持续发展的必然途径。研究表明，油菜适当摘薹每亩可增收600元，是增加油菜种植效益的有效途径，加快开发油菜薹产业对于提高油菜附加价值具有重要现实意义。
油菜薹因其味道鲜美，市场需求量日益增大。但油菜薹的采摘作业劳动强度大、劳动效率低，且人工采摘成本高。为实现农户节本增收，油菜薹机械化采收是形势发展的必然趋势，同时也对促进优化劳动生产结构和保证油菜薹品质产量具有十分重要的意义。
油菜薹为多茬收获，收获时要求少碾压；随着油菜的不断生长其收获高度和幅宽不断变化，机械化收获难度较大。传统茎叶类蔬菜收获机多用于温室大棚，大田作业适应性不足，油菜薹专用机械化收获装备匮乏导致现阶段收获方式仍以人工收获为主，亟需发展油菜薹机械化收获技术与装备。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种机械化、高效收获的割台双升降调节的油菜薹自走式收获机。
为实现上述目的，本发明所设计的割台双升降调节的油菜薹自走式收获机，包括自走式履带底盘、通过输送底架铰接在自走式履带底盘上的割台双升降装置及布置在割台双升降装置上的输送装置；
所述割台双升降装置包括倾斜升降机架、安装在倾斜升降机架两侧的一对直线滑轨、通过滑块与倾斜升降机架滑动连接的输送带侧板连接架、铰接在倾斜升降机架和输送带侧板连接架之间的电动推杆、安装在倾斜升降机架底端下表面的回转升降机架及安装在倾斜升降机架顶端下表面的回转升降转轴，铰接在履带机架和倾斜升降机架之间的回转升降推杆。
进一步地，所述输送装置包括一对侧板、连接一对侧板的多根定居杆、主动辊、从动辊及输送带，以及驱动主动辊的主动辊驱动电机；主动辊和从动辊的两端均通过菱形立式轴承与一对侧板连接，且主动辊位于顶部，从动辊位于底部；多根定居杆的两端均通过菱形立式轴承与一对侧板连接且位于主动辊和从动辊之间的位置处。
进一步地，所述输送底架包括输送底架主框架、固定在输送底架主框架底面的固定连接板及两组限位块；固定连接板用于将输送底架与自走式履带底盘固定；两组限位块固定在自走式履带行走底盘上方，且两组限位块分别位于固定连接板的两侧；输送底架主框架的背板上布置有两个轴承座，回转升降转轴的两端分别与两个轴承座相连。
进一步地，所述自走式履带行走底盘包括履带总成、履带机架、安装在履带机架上的齿轮箱、与齿轮箱左轴相连的左传动轴及与齿轮箱右轴相连的右传动轴，履带机架通过焊接的方式横跨在履带总成的上方左传动轴和右传动轴均通过轴承座安装在履带机架上，且左传动轴和右传动轴的外端均与限位轴承座相连，限位轴承座与履带机架通过螺钉连接。
进一步地，所述电动推杆的顶部通过电动推杆顶部支座铰接在输送带侧板连接架的下表面，电动推杆的底部通过电动推杆底部支座铰接在倾斜升降机架的上表面；回转升降推杆的顶部通过上铰链支座与倾斜升降机架铰接，回转升降推杆的底部通过下铰链支座与履带机架铰接。
进一步地，每个所述侧板包括一个加强板及安装在每个加强板外侧面的输送带侧板，输送带侧板焊接在输送带侧板连接架的两侧。
进一步地，一侧的所述输送带侧板上安装有张紧轴承。
进一步地，每组所述限位块的上方通过螺栓安装有缓冲橡胶块。
进一步地，所述履带机架通过方形钢材相嵌的方式实现底盘宽度的可调性。
进一步地，还包括安装在输送装置底部的偏心式拨禾轮、布置在输送装置底端两侧的分禾器及安装在输送装置底端且位于偏心式拨禾轮下方的切割装置，以及位于输送装置顶端下方的挡菜板。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明割台双升降调节的油菜薹自走式收获机，行走底盘与收获系统分别采用机械传动与电力传动的方式，螺栓连接，拆装方便，底盘幅宽可调，可通过更换不同幅宽的割台实现不同种植方式的油菜薹，互换性较强。利用设置于进料口前端的偏心式拨禾轮将油菜薹扶持、引导至往复式割刀及输送装置，利用输送装置完成油菜薹的输送、收集作业。通过设置割台双升降系统，增加了割台调节高度，可针对不同生长状态的油菜薹进行收获作业，收获效率高，可减轻人工劳动强度与成本。
附图说明
图1为本发明割台双升降调节的油菜薹自走式收获机总体结构示意图；
图2为图1中割台双升降装置结构示意图；
图3为图1中自走式履带底盘结构示意图；
图4为图1中输送装置结构示意图；
图5为图1中输送底架结构示意图；
图6为切割装置的割台双升降系统原理图。
附图中，自走式履带底盘1、切割装置2、分禾器3、偏心式拨禾轮4、输送装置5、割台双升降装置6、输送底架7、挡菜板8、回转升降推杆9、履带总成1.1、履带支架1.2、左传动轴1.3、右传动轴1.4、轴承座1.5、限位轴承座1.6、齿轮箱1.7、加强板5.1、菱形立式轴承5.2、输送带侧板5.3、张紧轴承5.4、输送带5.5、主动辊5.6、主动辊驱动电机5.7、定居杆5.8、从动辊5.9、输送带侧板连接架6.1、滑块6.2、回转升降机架6.3、倾斜升降机架6.4、回转升降转轴6.5、电动推杆顶部支座6.6、电动推杆6.7、电动推杆底部支座6.8、直线滑轨6.9、固定连接板7.1、限位块7.2、输送底架主框架7.3、轴承座7.4、缓冲橡胶块7.5。
具体实施方式
下面结合图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，以便本领域技术人员理解。
如图1所示一种割台双升降调节的油菜薹自走式收获机，包括自走式履带底盘1、通过输送底架7铰接在自走式履带底盘1上的割台双升降装置6、布置在割台双升降装置6上的输送装置5、安装在输送装置5底部的偏心式拨禾轮4、布置在输送装置5底端两侧的分禾器2及安装在输送装置5底端且位于偏心式拨禾轮4下方的切割装置3，以及位于输送装置5顶端下方的挡菜板8。
如图2所示，割台双升降装置6包括倾斜升降机架6.4、安装在倾斜升降机架6.4两侧的一对直线滑轨6.9、通过滑块6.2与倾斜升降机架6.4滑动连接的输送带侧板连接架6.1、铰接在倾斜升降机架6.4和输送带侧板连接架6.1之间的电动推杆6.7、安装在倾斜升降机架6.4底端下表面的回转升降机架6.3及安装在倾斜升降机架6.4顶端下表面的回转升降转轴6.5，铰接在履带机架1.2和倾斜升降机架6.4之间的回转升降推杆9；电动推杆6.7的顶部通过电动推杆顶部支座6.6铰接在输送带侧板连接架6.1的下表面，电动推杆6.7的底部通过电动推杆底部支座6.8铰接在倾斜升降机架6.4的上表面；回转升降推杆9的顶部通过上铰链支座与倾斜升降机架6.4铰接，回转升降推杆9的底部通过下铰链支座与履带机架1.2铰接；倾斜升降机架6.4通过电动推杆6.7倾斜升降、通过回转升降推杆9绕回转升降转轴6.5转动，实现两种升降方式的共同作用。
如图3所示，自走式履带行走底盘1包括履带总成1.1、履带机架1.2、安装在履带机架1.2上的齿轮箱1.7、与齿轮箱1.7左轴相连的左传动轴1.3及与齿轮箱1.7右轴相连的右传动轴1.4，履带机架1.2通过焊接的方式横跨在履带总成1.1的上方，履带机架1.2通过方形钢材相嵌的方式实现底盘宽度的可调性，可调范围为1500～2300mm。左传动轴1.3和右传动轴1.4均通过轴承座1.5安装在履带机架1.2上，且左传动轴1.3和右传动轴1.3的外端均与限位轴承座1.6相连，限位轴承座1.6与履带机架1.2通过螺钉连接，用来限制传动轴的上下位置。
如图4所示，输送装置5包括一对侧板、连接一对侧板的多根定居杆5.8、主动辊5.6、从动辊5.9及输送带5.5，以及驱动主动辊5.6的主动辊驱动电机5.7；主动辊5.6和从动辊5.9的两端均通过菱形立式轴承5.2与一对侧板连接，且主动辊5.6位于顶部，从动辊5.9位于底部。同理，多根定居杆5.8的两端均通过菱形立式轴承5.2与一对侧板连接且位于主动辊5.6和从动辊5.9之间的位置处。每个侧板包括一个加强板5.1及安装在每个加强板5.1外侧面的输送带侧板5.3，输送带侧板5.3焊接在输送带侧板连接架6.1的两侧，将割台双升降装置6与输送装置5连接起来。一侧的输送带侧板5.3上安装有张紧轴承5.4，用于输送带5.5的张紧，防止输送带作业时打滑。
如图5所示，输送底架7包括输送底架主框架7.3、固定在输送底架主框架7.3底面的固定连接板7.1及两组限位块7.2。固定连接板7.1用于将输送底架7与自走式履带底盘1通过螺栓连接固定；两组限位块7.2通过焊接的方式固定在自走式履带行走底盘1上方，且两组限位块7.2分别位于固定连接板7.1的两侧，每组限位块7.2的上方通过螺栓安装有缓冲橡胶块7.5，用于回转升降的缓冲和限位；输送底架主框架7.3的背板上布置有两个轴承座7.4，回转升降转轴6.5的两端分别与两个轴承座7.4相连，轴承座7.4用于割台双升降装置6的回转升降。
如图6所示，为割台双升降装置6原理图。可通过油菜薹收获高度要求得出电动推杆6.7的安装位置。图中：
O1为回转升降推杆上铰链中心；
O2为回转升降机架6.3的回转升降主轴心竖直作用线与倾斜升降交点；
O3为回转升降机架6.3的回转升降主轴心；
O4为回转升降机架6.3的回转升降主轴心竖直作用线与割刀最低点水平作用线交点；
O5为切割装置3的割刀最低点；
θ1为回转升降转轴6.5与水平地面间的夹角，°；
θ2为回转升降推杆与水平面间夹角，°；
θ3为回转升降转轴6.5与上铰链支座和下铰链支座之间连线的夹角，°；
θ4为倾斜升降机架6.4与回转升降机架6.3间的夹角，为一定值，°；
L1为上铰链支座和下铰链支座之间的距离，为一固定范围350～450mm；
L2为回转升降转轴到下铰链支座之间的距离，mm；
L3为回转升降转轴到上铰链支座之间的距离，为一定值mm；
m为滑块移动距离，范围为300mm；
n为滑块与切割装置3的割刀之间距离，为一定值，mm；
H为回转升降主轴高度，为一定值，mm；
X为切割装置3的割刀离地高度，范围为150～600mm。
根据下式计算θ1范围：
Xmin＝H+O2O3-(m+n)sin(θ1max+θ4)
Xmax＝H+O2O3-nsin(θ1min+θ4)
Xmin为割刀离地高度的最小值、Xmax为割刀离地高度的最大值、θ1max为回转升降转轴6.5与水平地面间夹角的最大值、θ1min为回转升降转轴6.5与水平地面间夹角的最小值；
为了使电动推杆6.7的推力有效应用，应使推杆在行程范围内，尽可能地与O2O5垂直，即电动推杆6.7在最大推程和最小推程时，θ1+θ2最小值和最大值以90°为中心，有：
当L1取最小值时：
得出：
即电动推杆安装位置。
工作原理：在使用此发明进行油菜薹收获时，分禾器2将油菜薹向中间收拢，偏心式拨禾轮4油菜薹引导至切割装置3，往复式双动割刀实现对油菜薹茎秆的切割，同时偏心式拨禾轮3将切下的油菜薹引导至输送带5.5，经输送带5.5传输后最终油菜薹落入收集箱完成收获；可调节行走底盘1的间距和收获系统的高度使油菜薹收获机完成不同幅宽、不同生长状态下的油菜薹的收获。
本发明所设计的一种可实现割台双升降调节的油菜薹自走式收获机，利用设置于进料口前端的偏心式拨禾轮4将油菜薹扶持、引导至切割装置3及输送装置5，利用输送装置5完成油菜薹的输送、收集作业。通过设置割台双升降系统，增加了割台调节高度，可针对不同生长状态的油菜薹进行收获作业，另外，收获过程中因工况复杂，驾驶员不一定能根据油菜薹高度实时调控，该收获机设置辅助收获系统，即收获系统远程遥控功能，控制系统主要由遥控发射装置、接收单元、单片机、变频器和线路等组成，为无线遥控。可以额外安排人跟车从旁辅助，专门观察油菜薹高度辅助遥控调节割台高度，也可进行往复式割刀、偏心式拨禾轮及输送带的远程控制，包括启停和调速。

Claims (6)

1.一种割台双升降调节的油菜薹自走式收获机，其特征在于：包括自走式履带底盘(1)、通过输送底架(7)铰接在自走式履带底盘(1)上的割台双升降装置(6)及布置在割台双升降装置(6)上的输送装置(5)；
所述割台双升降装置(6)包括倾斜升降机架(6.4)、安装在倾斜升降机架(6.4)两侧的一对直线滑轨(6.9)、通过滑块(6.2)与倾斜升降机架(6.4)滑动连接的输送带侧板连接架(6.1)、铰接在倾斜升降机架(6.4)和输送带侧板连接架(6.1)之间的电动推杆(6.7)、安装在倾斜升降机架(6.4)底端下表面的回转升降机架(6.3)及安装在倾斜升降机架(6.4)顶端下表面的回转升降转轴(6.5)，铰接在履带机架(1.2)和倾斜升降机架(6.4)之间的回转升降推杆(9)；
所述电动推杆(6.7)的顶部通过电动推杆顶部支座(6.6)铰接在输送带侧板连接架(6.1)的下表面，电动推杆(6.7)的底部通过电动推杆底部支座(6.8)铰接在倾斜升降机架(6.4)的上表面；回转升降推杆(9)的顶部通过上铰链支座与倾斜升降机架(6.4)铰接，回转升降推杆(9)的底部通过下铰链支座与履带机架(1.2)铰接；
所述输送装置(5)包括一对侧板、连接一对侧板的多根定居杆(5.8)、主动辊(5.6)、从动辊(5.9)及输送带(5.5)，以及驱动主动辊(5.6)的主动辊驱动电机(5.7)；主动辊(5.6)和从动辊(5.9)的两端均通过菱形立式轴承(5.2)与一对侧板连接，且主动辊(5.6)位于顶部，从动辊(5.9)位于底部；多根定居杆(5.8)的两端均通过菱形立式轴承(5.2)与一对侧板连接且位于主动辊(5.6)和从动辊(5.9)之间的位置处；所述输送底架(7)包括输送底架主框架(7.3)、固定在输送底架主框架(7.3)底面的固定连接板(7.1)及两组限位块(7.2)；固定连接板(7.1)用于将输送底架(7)与自走式履带底盘(1)固定；两组限位块(7.2)固定在自走式履带行走底盘(1)上方，且两组限位块(7.2)分别位于固定连接板(7.1)的两侧；输送底架主框架(7.3)的背板上布置有两个轴承座(7.4)，回转升降转轴(6.5)的两端分别与两个轴承座(7.4)相连；每个所述侧板包括一个加强板(5.1)及安装在每个加强板(5.1)外侧面的输送带侧板(5.3)，输送带侧板(5.3)焊接在输送带侧板连接架(6.1)的两侧。
2.根据权利要求1所述割台双升降调节的油菜薹自走式收获机，其特征在于：所述自走式履带行走底盘(1)包括履带总成(1.1)、履带机架(1.2)、安装在履带机架(1.2)上的齿轮箱(1.7)、与齿轮箱(1.7)左轴相连的左传动轴(1.3)及与齿轮箱(1.7)右轴相连的右传动轴(1.4)，履带机架(1.2)通过焊接的方式横跨在履带总成(1.1)的上方左传动轴(1.3)和右传动轴(1.4)均通过轴承座(1.5)安装在履带机架(1.2)上，且左传动轴(1.3)和右传动轴(1.3)的外端均与限位轴承座(1.6)相连，限位轴承座(1.6)与履带机架(1.2)通过螺钉连接。
3.根据权利要求1所述割台双升降调节的油菜薹自走式收获机，其特征在于：一侧的所述输送带侧板(5.3)上安装有张紧轴承(5.4)。
4.根据权利要求1所述割台双升降调节的油菜薹自走式收获机，其特征在于：每组所述限位块(7.2)的上方通过螺栓安装有缓冲橡胶块(7.5)。
5.根据权利要求1所述割台双升降调节的油菜薹自走式收获机，其特征在于：所述履带机架(1.2)通过方形钢材相嵌的方式实现底盘宽度的可调性。
6.根据权利要求1所述割台双升降调节的油菜薹自走式收获机，其特征在于：还包括安装在输送装置(5)底部的偏心式拨禾轮(4)、布置在输送装置(5)底端两侧的分禾器(2)及安装在输送装置(5)底端且位于偏心式拨禾轮(4)下方的切割装置(3)，以及位于输送装置(5)顶端下方的挡菜板(8)。
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