CN115380694B - 一种收获机用紧凑型多输出驱动系统及农作物根果收获机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种收获机用紧凑型多输出驱动系统及农作物根果收获机，其中驱动系统围绕收获机的核心支架布局，通过设置分动装置，将动力分成了机械传动驱动部分与液压传动驱动部分两部分，机械传动驱动部分通过设置第一轴组、第二轴组以及横向传动组件将动力输出端充分分散开，避免了动力输出端太过集中导致局部结构体积庞大；液压传动部分通过连接液压泵的液压马达驱动离分动装置较远或建立机械传动输送动力较复杂的主动运动部件。可见，通过上述两项措施，使得驱动系统由同一动力源驱动，且系统非常精简，结构紧凑，占用的安装空间少，基本不增加收获机的体积。

Description

一种收获机用紧凑型多输出驱动系统及农作物根果收获机

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，特别是涉及一种收获机用紧凑型多输出驱动系统及农作物根果收获机。

背景技术

根果类农作物是农产品中的一个重要品类，其特点是成熟后的果实生长在地下而其茎叶生长在地表，由于其收获难度大，因此针对根果类作物的收获机一般主动运转的部件较多，收获机需要完成地表茎叶处理、地下根果的挖掘、果实运输、将果实输送至果实箱等操作，对于众多的主动运转部件，驱动系统的设计难度大，往往需要很多电机等原动件，或者需要设计复杂的传动结构将动力传递至每一个主动运转部件，前一种方案成本高且控制复杂，后一种方案往往结构复杂且传递系统的体积庞大，会显著增加收获机的体积。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种结构精简紧凑、占用空间小、成本低的收获机用紧凑型多输出驱动系统及农作物根果收获机。

技术方案：为实现上述目的，本发明的收获机用紧凑型多输出驱动系统，其包括框架，所述框架同时作为收获机的核心支架；所述框架为方形框体，其左、右两侧中，其中一侧安装有前后延伸的第一轴组，另一侧安装有前后延伸的第二轴组；所述第一轴组与所述第二轴组通过横跨所述框架的横向传动组件建立传动关系；所述第一轴组的前方连接分动装置，所述分动装置包括连接拖拉机输出轴的第一输入轴，还包括与所述第一输入轴动力连接的第一输出轴与多个液压泵；所述第一输出轴与所述第一轴组连接；

所述第一轴组的后端连接分流装置，所述分流装置具有多个动力输出端；

所述第二轴组的前、后两端分别具有动力输出端；

每个所述液压泵均连接有液压马达。

进一步地，所述分动装置包括两个液压泵，分别为第一液压泵与第二液压泵，两个所述液压泵的轴端均固定有链轮；所述第一输入轴分别通过链条组件建立与所述第一输出轴及所述第一液压泵之间的驱动关系；所述第一输出轴与所述第二液压泵之间连接有传递动力的链条组件。

通过上述结构，可将第一输入轴接入的动力分为三股，传动结构布局合理，使得分动装置整体结构紧凑，体积小。

进一步地，所述分流装置包括分流齿轮箱，所述分流齿轮箱上安装有延伸方向相互垂直的第一轴与第二轴，两者通过所述分流齿轮箱内的伞齿轮组建立传动关系；所述第一轴为双出轴，其具有输入端与输出端，所述输入端连接所述第一轴组的后端；所述第二轴上固定安装有双排链轮，所述双排链轮将所述第二轴输出的动力分流为两股动力输出。

通过分流装置可再次将第一轴组后端输出的动力分为三股并分别传送至三种主动运行部件。

进一步地，所述第二轴组的前端连接换向机构，所述换向机构具有第二输入轴与第二输出轴；所述第二轴组的前端通过链条组件连接所述第二输入轴。

进一步地，所述横向传动组件包括横跨所述框架的组件架以及安装在所述组件架上的链传动组件以及链条张紧组件。

进一步地，所述框架上还安装有多个套管，所述第一轴组与所述第二轴组包含的部分传动轴的主轴体置于所述套管内。

套管的两端分别通过套管支架进行固定安装，所述套管支架包括C形部以及安装部，所述套管的端部穿过C形部。套管的内径大于对应的传动轴的外径，两者不接触，套管对传动轴起到保护作用，防止异物缠绕到传动轴上导致整个驱动系统故障。

一种农作物根果收获机，其包括上述的收获机用紧凑型多输出驱动系统；

所述框架的上侧安装有果实箱，所述方形框架的下侧安装有切顶机构、挖掘升运机构、第一抽打机构以及第二抽打机构；所述方形框架的后侧安装有运输机构；所述运输机构具有一级运输机构、二级运输机构以及三级运输机构；所述二级运输机构具有圆笼形提升件，所述圆笼形提升件由左右两个驱动轮驱动运转；

所述分流装置的三个动力输出端分别将动力分给三个驱动对象，分别为所述挖掘升运机构、所述一级运输机构、以及所述二级运输机构的一个驱动轮；

所述第二轴组的前、后两端的动力输出端分别将动力输送给所述切顶机构以及所述二级运输机构的另一个驱动轮；

所述第一抽打机构、第二抽打机构以及所述三级运输机构分别由独立的液压马达驱动运转。

上述结构中，切顶机构与挖掘升运机构左右并列设置，挖掘升运机构包括挖掘铲、升运链以及辅助装置；两个第一抽打机构置于所述挖掘升运机构的正前方，且其也位于所述切顶机构的前方，第一抽打机构包括第一抽打轮，两个所述第一抽打机构的第一抽打轮的转动方向相反；所述第二抽打机构置于所述切顶机构的正后方，且其也位于挖掘铲的后方。

进一步地，所述分动装置包括两个液压泵，分别为第一液压泵与第二液压泵；所述第一抽打机构与所述第二抽打机构分别包括第一液压马达以及第二液压马达，所述第一液压马达与所述第二液压马达均由所述第二液压泵驱动运转；所述三级运输机构包括连接所述第一液压泵的第三液压马达。

由于第一抽打机构的数量为两组，因此，第一液压马达的数量也为两个，两个第一液压马达与一个第二液压马达三者串联设置，并均由第二液压泵供油。第三液压马达由第一液压泵独立供油。

进一步地，所述分流装置包括分流齿轮箱，所述分流齿轮箱上安装有延伸方向相互垂直的第一轴与第二轴，两者通过所述分流齿轮箱内的伞齿轮组建立传动关系；所述第一轴为双出轴，其具有输入端与输出端，所述输入端连接所述第一轴组的后端，所述输出端与所述驱动轮驱动连接；所述第二轴上固定安装有双排链轮，所述双排链轮将所述第二轴输出的动力分流为两股动力输出，分别输送给所述挖掘升运机构与所述一级运输机构。

进一步地，所述第二轴组的前端连接换向机构，所述换向机构具有第二输入轴与第二输出轴；所述第二轴组的前端通过链条组件连接所述第二输入轴，所述第二输出轴通过万向节与所述切顶机构驱动连接。

有益效果：本发明之收获机用紧凑型多输出驱动系统及农作物根果收获机，通过设置分动装置，将动力分成了机械传动驱动部分与液压传动驱动部分两部分，机械传动驱动部分通过设置第一轴组、第二轴组以及横向传动组件将动力输出端充分分散开，避免了动力输出端太过集中导致局部结构体积庞大；液压传动部分通过连接液压泵的液压马达驱动离分动装置较远或建立机械传动输送动力较复杂的主动运动部件。可见，通过上述两项措施，使得驱动系统由同一动力源驱动，且系统非常精简，结构紧凑，占用的安装空间少，基本不增加收获机的体积。

附图说明

图1为收获机用紧凑型多输出驱动系统的第一视角结构图；

图2为收获机用紧凑型多输出驱动系统的第二视角结构图；

图3为收获机用紧凑型多输出驱动系统的俯视图；

图4为分动装置的内部结构图；

图5为图1中A部分的放大结构图；

图6为农作物根果收获机的侧视结构图；

图7为农作物根果收获机的后视图；

图8为农作物根果收获机中下半部分的俯视图；

图9为农作物根果收获机中下半部分的立体图；

图10为挖掘升运机构的结构图；

图11为农作物根果收获机的作业示意图。

图中：1-框架；2-果实箱；3-切顶机构；4-挖掘升运机构；41-挖掘铲；42-升运链；43-辅助装置；5-运输机构；51-一级运输机构；52-二级运输机构；521-驱动轮；522-圆笼形提升件；53-三级运输机构；531-第三液压马达；61-第一轴组；62-第二轴组；63-横向传动组件；631-组件架；632-链传动组件；633-链条张紧组件；64-分动装置；641-第一输入轴；642-第一输出轴；643-第一液压泵；644-第二液压泵；65-分流装置；651-分流齿轮箱；652-第一轴；653-第二轴；66-换向机构；661-第二输入轴；662-第二输出轴；67-万向节；7-第一抽打机构；71-第一抽打轮；72-第一液压马达；8-第二抽打机构；82-第二液压马达；9-套管；91-套管支架；911-C形部；912-安装部。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1-3所示的收获机用紧凑型多输出驱动系统，其包括框架1，所述框架1同时作为收获机的核心支架；所述框架1为方形框体，其左、右两侧中，其中一侧安装有前后延伸的第一轴组61，另一侧安装有前后延伸的第二轴组62，第一轴组61与第二轴组62均由多根轴构成；所述第一轴组61与所述第二轴组62通过横跨所述框架1的横向传动组件63建立传动关系；所述第一轴组61的前方连接分动装置64，所述分动装置64包括连接拖拉机输出轴的第一输入轴641，还包括与所述第一输入轴641动力连接的第一输出轴642与多个液压泵；所述第一输出轴642与所述第一轴组61连接；所述第一轴组61的后端连接分流装置65，所述分流装置65具有多个动力输出端；所述第二轴组62的前、后两端分别具有动力输出端；每个所述液压泵均连接有液压马达。

通过上述结构，驱动系统围绕收获机的框架1设置，通过设置分动装置64，将动力分成了机械传动驱动部分与液压传动驱动部分两部分，机械传动驱动部分通过设置第一轴组61、第二轴组62以及横向传动组件63，将动力输出端充分分散开，避免了动力输出端太过集中导致局部结构布局复杂且体积庞大的问题；液压传动部分通过连接液压泵的液压马达驱动离分动装置64较远或建立机械传动输送动力较复杂的主动运动部件。可见，通过上述两项措施，使得驱动系统非常精简，结构紧凑，占用的安装空间少，基本不增加收获机的体积。

如图4所示，所述分动装置64包括两个液压泵，分别为第一液压泵643与第二液压泵644，两个所述液压泵的轴端均固定有链轮；所述第一输入轴641分别通过链条组件建立与所述第一输出轴642及所述第一液压泵643之间的驱动关系；所述第一输出轴642与所述第二液压泵644之间连接有传递动力的链条组件。

通过上述结构，可将第一输入轴641接入的动力分为三股，传动结构布局合理，使得分动装置64整体结构紧凑，体积小。

进一步地，所述分流装置65包括分流齿轮箱651，所述分流齿轮箱651上安装有延伸方向相互垂直的第一轴652与第二轴653，两者通过所述分流齿轮箱651内的伞齿轮组建立传动关系；所述第一轴652为双出轴，其具有输入端与输出端，所述输入端连接所述第一轴组61的后端；所述第二轴653上固定安装有双排链轮，所述双排链轮将所述第二轴653输出的动力分流为两股动力输出。

通过分流装置65可再次将第一轴组61后端输出的动力分为三股并分别传送至三种主动运行部件。

进一步地，所述第二轴组62的前端连接换向机构66，所述换向机构66具有第二输入轴661与第二输出轴662；所述第二轴组62的前端通过链条组件连接所述第二输入轴661。

进一步地，所述横向传动组件63包括横跨所述框架1的组件架631以及安装在所述组件架631上的链传动组件632以及链条张紧组件633。

进一步地，所述框架1上还安装有多个套管9，所述第一轴组61与所述第二轴组62包含的部分传动轴的主轴体置于所述套管9内。

如图5所示，套管9的两端分别通过套管支架91进行固定安装，所述套管支架91包括C形部911以及安装部912，所述套管9的端部穿过C形部911。套管9的内径大于对应的传动轴的外径，两者不接触，套管9对传动轴起到保护作用，防止异物缠绕到传动轴上导致整个驱动系统故障。

一种农作物根果收获机，如图6-9所示，其包括上述的收获机用紧凑型多输出驱动系统；所述框架1的上侧安装有果实箱2，所述方形框架1的下侧安装有切顶机构3、挖掘升运机构4、第一抽打机构7以及第二抽打机构8；所述方形框架1的后侧安装有运输机构5；所述运输机构5具有一级运输机构51、二级运输机构52以及三级运输机构53；所述二级运输机构52具有圆笼形提升件522，所述圆笼形提升件522由左右两个驱动轮521驱动运转；所述分流装置65的三个动力输出端分别将动力分给三个驱动对象，分别为所述挖掘升运机构4、所述一级运输机构51、以及所述二级运输机构52的一个驱动轮521；所述第二轴组62的前、后两端的动力输出端分别将动力输送给所述切顶机构3以及所述二级运输机构52的另一个驱动轮521；所述第一抽打机构7、第二抽打机构8以及所述三级运输机构53分别由独立的液压马达驱动运转。

上述结构中，切顶机构3与挖掘升运机构4左右并列设置，如图10所示，挖掘升运机构4包括挖掘铲41、升运链42以及辅助装置43，三者均倾斜设置；升运链42以及辅助装置43之间形成运输通道，辅助装置43可防止升运链42上运送的果实掉落。辅助装置43的前端延伸至挖掘铲41的上方，辅助装置43包两条左右并行设置的侧带以及搭接在两条侧带之间的横杆，挖掘升运机构4运行过程中，横杆由侧带的前端转弯位置由上而下运转介入至挖掘铲41上的果实之间，并推动果实离开挖掘铲41进入升运链42，进入升运链42的果实沿着运输通道前进，过程中横杆持续作用于果实使得果实不会滚落。此外，优选地，侧带的运转线速度大于升运链42的运转线速度，如此辅助装置43可使果实在升运链42上产生一定的翻滚以及移动，使得果实上的泥土充分掉落。

两个第一抽打机构7置于所述挖掘升运机构4的正前方，且其也位于所述切顶机构3的前方，第一抽打机构7包括第一抽打轮71，两个所述第一抽打机构7的第一抽打轮71的转动方向相反。第二抽打机构8包括第二抽打轮81，所述第二抽打机构8置于所述切顶机构3的正后方，且其也位于挖掘铲41的后方，且优选地，第二抽打机构8的位置在升运链42的中部之后。

所述分动装置64包括两个液压泵，分别为第一液压泵643与第二液压泵644；所述第一抽打机构7与所述第二抽打机构8分别包括第一液压马达72以及第二液压马达82，所述第一液压马达72与所述第二液压马达82均由所述第二液压泵644驱动运转；所述三级运输机构53包括连接所述第一液压泵643的第三液压马达531。

由于第一抽打机构7的数量为两组，因此，第一液压马达72的数量也为两个，两个第一液压马达72与一个第二液压马达82三者串联设置，并均由第二液压泵644供油。第三液压马达531由第一液压泵643独立供油。

两个第一液压马达72的转动方向相反，使得两个第一抽打轮71的转向相反，第一抽打轮71的轴向为前后方向。第二抽打轮81的转轴轴向倾斜设置。第一抽打轮71与第二抽打轮81分别包括圆周阵列排布的多个橡胶条。

收获机运行时，切顶机构3与挖掘升运机构4分别运行在两条相邻的作业带上，且挖掘升运机构4运行的作业带已被切顶机构3处理过，作业区域以收获机为界被分为已收获区域与未收获区域，其中，挖掘升运机构4靠近已收获区域，切顶机构3靠近未收获区域，作业过程中，收获机每收获完一行，向未收获区域进给一条作业带的宽度的距离继续作业。如图11所示，挖掘升运机构4前方的两个第一抽打轮71一边将残余的茎叶打碎，一边将茎叶向两侧分流，使得一部分茎叶进入已收获区域，一部分茎叶被清扫至切顶机构3的前方，切顶机构3对其所在作业带上的作物茎叶进行切顶，将茎叶切碎，第二抽打轮81将切碎后的茎叶与第一抽打轮71扫过来的茎叶一起向斜后方打出，使得碎茎叶运动至挖掘铲41的后侧，如此，挖掘铲41进行挖掘时，其所在位置的地面是干净基本无茎叶的，可避免茎叶对挖掘收获作业产生影响，也方便后续对根果进行除杂。收获机作业时，茎叶流向如图11中直箭头所示，上述过程中对茎叶的处理合理，可防止茎叶向一侧堆积，茎叶还田后可增加土壤肥效。挖掘升运机构4挖出的果实经由运输机构5运输至果实箱2。

进一步地，所述分流装置65包括分流齿轮箱651，所述分流齿轮箱651上安装有延伸方向相互垂直的第一轴652与第二轴653，两者通过所述分流齿轮箱651内的伞齿轮组建立传动关系；所述第一轴652为双出轴，其具有输入端与输出端，所述输入端连接所述第一轴组61的后端，所述输出端与所述驱动轮521驱动连接；所述第二轴653上固定安装有双排链轮，所述双排链轮将所述第二轴653输出的动力分流为两股动力输出，分别输送给所述挖掘升运机构4与所述一级运输机构51，挖掘升运机构4与一级运输机构51的动力接入位置分别如图8中4A与51A所示。

进一步地，所述第二轴组62的前端连接换向机构66，所述换向机构66具有第二输入轴661与第二输出轴662；所述第二轴组62的前端通过链条组件连接所述第二输入轴661，所述第二输出轴662通过万向节67与所述切顶机构3驱动连接，切顶机构3的动力接入位置如图8中3A所示。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种收获机用紧凑型多输出驱动系统，其包括框架(1)，所述框架(1)同时作为收获机的核心支架；其特征在于：收获机包括位于所述框架(1)的上侧安装有果实箱(2)以及位于所述框架(1)的下侧的切顶机构(3)、挖掘升运机构(4)、第一抽打机构(7)以及第二抽打机构(8)；所述框架(1)的后侧安装有运输机构(5)；所述运输机构(5)具有一级运输机构(51)、二级运输机构(52)以及三级运输机构(53)；所述二级运输机构(52)具有圆笼形提升件(522)，所述圆笼形提升件(522)由左右两个驱动轮(521)驱动运转；

所述框架(1)为方形框体，其左、右两侧中，其中一侧安装有前后延伸的第一轴组(61)，另一侧安装有前后延伸的第二轴组(62)；所述第一轴组(61)与所述第二轴组(62)通过横跨所述框架(1)的横向传动组件(63)建立传动关系；

所述第一轴组(61)的前方连接分动装置(64)，所述分动装置(64)包括连接拖拉机输出轴的第一输入轴(641)，还包括与所述第一输入轴(641)动力连接的第一输出轴(642)与多个液压泵；所述第一输出轴(642)与所述第一轴组(61)连接；

所述第一轴组(61)的后端连接分流装置(65)，所述分流装置(65)具有多个动力输出端；

所述第二轴组(62)的前、后两端分别具有动力输出端；

每个所述液压泵均连接有液压马达；

所述分动装置(64)包括两个液压泵，分别为第一液压泵(643)与第二液压泵(644)，两个所述液压泵的轴端均固定有链轮；所述第一输入轴(641)分别通过链条组件建立与所述第一输出轴(642)及所述第一液压泵(643)之间的驱动关系；所述第一输出轴(642)与所述第二液压泵(644)之间连接有传递动力的链条组件；

所述分流装置(65)包括分流齿轮箱(651)，所述分流齿轮箱(651)上安装有延伸方向相互垂直的第一轴(652)与第二轴(653)，两者通过所述分流齿轮箱(651)内的伞齿轮组建立传动关系；所述第一轴(652)为双出轴，其具有输入端与输出端，所述输入端连接所述第一轴组(61)的后端；所述第二轴(653)上固定安装有双排链轮，所述双排链轮将所述第二轴(653)输出的动力分流为两股动力输出。

2.根据权利要求1所述的收获机用紧凑型多输出驱动系统，其特征在于，所述第二轴组(62)的前端连接换向机构(66)，所述换向机构(66)具有第二输入轴(661)与第二输出轴(662)；所述第二轴组(62)的前端通过链条组件连接所述第二输入轴(661)。

3.根据权利要求1所述的收获机用紧凑型多输出驱动系统，其特征在于，所述横向传动组件(63)包括横跨所述框架(1)的组件架(631)以及安装在所述组件架(631)上的链传动组件(632)以及链条张紧组件(633)。

4.根据权利要求1所述的收获机用紧凑型多输出驱动系统，其特征在于，所述框架(1)上还安装有多个套管(9)，所述第一轴组(61)与所述第二轴组(62)包含的部分传动轴的主轴体置于所述套管(9)内。

5.一种农作物根果收获机，其特征在于，其包括紧凑型多输出驱动系统；紧凑型多输出驱动系统包括框架(1)，所述框架(1)为方形框体，其左、右两侧中，其中一侧安装有前后延伸的第一轴组(61)，另一侧安装有前后延伸的第二轴组(62)；所述第一轴组(61)与所述第二轴组(62)通过横跨所述框架(1)的横向传动组件(63)建立传动关系；

所述第一轴组(61)的前方连接分动装置(64)，所述分动装置(64)包括连接拖拉机输出轴的第一输入轴(641)，还包括与所述第一输入轴(641)动力连接的第一输出轴(642)与多个液压泵；所述第一输出轴(642)与所述第一轴组(61)连接；

所述第一轴组(61)的后端连接分流装置(65)，所述分流装置(65)具有多个动力输出端；

所述第二轴组(62)的前、后两端分别具有动力输出端；

每个所述液压泵均连接有液压马达；

所述框架(1)的上侧安装有果实箱(2)，所述框架(1)的下侧安装有切顶机构(3)、挖掘升运机构(4)、第一抽打机构(7)以及第二抽打机构(8)；所述框架(1)的后侧安装有运输机构(5)；所述运输机构(5)具有一级运输机构(51)、二级运输机构(52)以及三级运输机构(53)；所述二级运输机构(52)具有圆笼形提升件(522)，所述圆笼形提升件(522)由左右两个驱动轮(521)驱动运转；

所述分流装置(65)的三个动力输出端分别将动力分给三个驱动对象，分别为所述挖掘升运机构(4)、所述一级运输机构(51)、以及所述二级运输机构(52)的一个驱动轮(521)；

所述第二轴组(62)的前、后两端的动力输出端分别将动力输送给所述切顶机构(3)以及所述二级运输机构(52)的另一个驱动轮(521)；

所述第一抽打机构(7)、第二抽打机构(8)以及所述三级运输机构(53)分别由独立的液压马达驱动运转；

所述分动装置(64)包括两个液压泵，分别为第一液压泵(643)与第二液压泵(644)；所述第一抽打机构(7)与所述第二抽打机构(8)分别包括第一液压马达(72)以及第二液压马达(82)，所述第一液压马达(72)与所述第二液压马达(82)均由所述第二液压泵(644)驱动运转；所述三级运输机构(53)包括连接所述第一液压泵(643)的第三液压马达(531)；

所述分流装置(65)包括分流齿轮箱(651)，所述分流齿轮箱(651)上安装有延伸方向相互垂直的第一轴(652)与第二轴(653)，两者通过所述分流齿轮箱(651)内的伞齿轮组建立传动关系；所述第一轴(652)为双出轴，其具有输入端与输出端，所述输入端连接所述第一轴组(61)的后端，所述输出端与所述驱动轮(521)驱动连接；所述第二轴(653)上固定安装有双排链轮，所述双排链轮将所述第二轴(653)输出的动力分流为两股动力输出，分别输送给所述挖掘升运机构(4)与所述一级运输机构(51)。

6.根据权利要求5所述的农作物根果收获机，其特征在于，所述第二轴组(62)的前端连接换向机构(66)，所述换向机构(66)具有第二输入轴(661)与第二输出轴(662)；所述第二轴组(62)的前端通过链条组件连接所述第二输入轴(661)，所述第二输出轴(662)通过万向节(67)与所述切顶机构(3)驱动连接。