CN1156534A - 玉米高粱一体化小型联合收获机 - Google Patents

Abstract

一种前置悬挂式玉米高粱一体化小型联合收获机。该机具的传动机构用传动皮带或万向节与机车动力相联。机具的前部和后部分别是茎杆导引架和果穗输送机构，中间为与收获禾杆相对应的立轴46。立轴46的下端有个下圆盘锯15及与下盘锯15相配合的茎杆下拉机构。它的上端有个上圆盘锯14及与上圆盘锯14相配合的果穗套圈17间歇即时转动机构。该机具整机结构紧凑、效率高、能耗低，可于各种农用拖拉机配套使用。

Description

玉米高粱一体化小型联合收获机

本发明涉及一种农业高杆作物联合收获机械。

在目前的现有技术中，以卧辊式玉米摘穗剥皮机最具代表性，据88年出版的由中国农机化科研院编写的《农业机械设计手册》中介绍的卧辊式玉米摘穗剥皮机的工艺流程是：分禾器从根部将禾杆引向带有拨齿的喂入链，喂入链扶持茎杆且引入纵向倾斜配置的摘穗辊间隙中，相向旋转的摘穗辊不断将茎杆向下方拉送。由于果穗的直径较大，通不过间隙而被摘落。摘落的果穗由摘辊上方滑向第一升运器中。果穗经升运器提升后滑落到剥皮装置。被拉断的茎杆由排茎辊排出机外。果穗经剥皮辊剥去苞叶，苞叶经苞叶螺旋输送器推向一侧排出机外。苞叶中夹杂的少量已脱落的籽粒经籽粒回收装置落入第二升运器。已剥去苞叶的果穗沿剥辊滑入第二升运器，与回收籽粒一起被输送到后方的拖车。这种收获设备体型庞大笨重，结构复杂，其工作功率一般为60-90千瓦。这类高能耗、高投入且只能收获单种高杆作物的大型设备只适用于在大面积地块里集中作业，在小面积地块里无法工作。而我国是以小面积耕种地块为主的发展中农业大国，因为没有低能耗、低造价、高效益的小型收获机械可供使用，从而造成目前我国收获高杆农作物的机械化程度很低，除一些大中型国营农场外，大多数小型农场和个体农户都是靠人工收获玉米和高粱这类高杆作物，工作效率很低，劳动程度很大。中国专利93212406提供的轻小型玉米收获机和中国专利89217441提供的用于收获高粱的谷物联合收获机也都只能收获玉米高粱这两种同期成熟、同期收获的高杆作物中的一种，因而这两种机械也存在着应用上的局限性。

本发明的目的是要提供一种即能收获玉米又能收获高粱的玉米高粱一体化小型联合收获机，它能适用于各种类型的农用拖拉机。

本发明的目的是这样实现的：机具为前置悬挂式，其传动动力由传动皮带或万向节从机车动力上获得。该机具是利用玉米果穗和高粱果穗都比其下部的茎杆粗大且它们的径圆又相近的特点，使被中圆盘锯割断的上段茎秆下部受到中圆盘锯立轴上拨拉叶轮的向后的拨拉，从而使早先进入与中圆盘锯为同一根立轴的上圆盘锯前上方的果穗套圈内的茎杆受到一个向后向下的倾斜拉力。随着茎杆的持续下降，茎杆上的果穗将被果穗套圈套住，果穗套圈即被拉动下降。当果穗套圈下降到它的极限最低位置处时，它将又受到一个水平向后转动的作用力，它将随这个作用力转动到上圆盘锯的上面，果穗的根部即被上圆盘锯锯断。上圆盘锯后侧果穗套圈转径上的固定档爪，将使继续向后转动的果穗套圈从水平状态反转为竖直状态，果穗套圈内的果穗即被甩出并下落到横向果穗输送带(或输送链)上。横向输送带将把果穗输送到该机具一侧向机车后延伸的纵向输送带(或输送链)上，纵向输送带又将果穗输入到机车的后挂果穗箱内。与中圆盘锯同轴并处在其下面的下圆盘锯将在中圆盘锯锯断茎秆的中部之后，随着机具的向前推行而将茎杆的根部锯断。后挂果穗箱与机车竖向铰接，且只能上下活动，支承后挂果穗箱的为两个立轴式活动脚轮。

本发明由于采用了中圆盘锯割断茎杆的中部(或中上部)，并用其立轴上的拨拉叶轮做茎杆的向后拉抻件和用与中圆盘锯同轴的上圆盘锯割断果穗根部的工作方式，使该机具的结构十分简捷紧凑。径圆相近的玉米果穗和高粱果穗都能被果穗套圈套住，因而该机具即能收获玉米又能收获高粱，从而使该机具的整机利用率提高，使用范围扩大。又由于玉米果穗的根部被锯断时，果穗苞叶即可自行散落。所以，该机具中的上圆盘锯集中了其它玉米收获机械中摘穗辊和剥皮辊的功能，因而它的能耗低、造价低。本发明为前置悬挂式，它的运输作业都很方便，能适用于各种农用拖拉机。它的后挂果穗箱装有两个立轴式活动脚轮，并且与机车后部是竖向铰接，因而它在小面积地块里工作时，调头转弯都很方便。

本发明的具体结构由以下附图及实施例给出。

图1为本发明所述装置的俯视结构简图。

图2为该机具的左视结构简图。

图3为该机具的主要工作部件上圆盘锯及其附属机构的构形图。

图4为该机具的正视结构简图(立轴部份)

图中所示：1.固定后托架  2.起落臂拉杆  3.带轮  4.主动横轴  5.从动齿轮  6.主动齿轮  7.槽轮  8.离合拨杆  9.键轴  10.从动横轴  11.主动带轮   12.(纵向输送带)方棱轴  13.从动带轮  14.上圆盘锯  15.下圆盘锯  16.摩擦转盘 17.果穗套圈  18.茎杆导引架  19.上横梁  20.(套圈)挡爪  21.横向输送带  22.输送带网架  23.主横梁  24.棘轮支架  25.摇臂  26.棘爪杆  27.方轴带轮  28.茎杆立式固定阻拦板  29.拨拉叶轮  30.主动带轮  31.主动齿轮  32.摩擦片  33.(套圈)架杆  34.扭转轴管  35.架杆下凸把  36.架杆转轴  37.套圈反转把  38.套圈轴管  39.角形挡块  40.支杆  41.扭转轴杆  42.架杆下凸圆柱把43.扭转轴  44.主动带轮  45.带轮  46.立轴  47.从动齿轮  48.主动锥齿轮  49.从动锥齿轮  50.主动锥齿轮  51.从动锥齿轮  52.段式锯齿盘  53.下横梁  54.弧弯形固定滑片  55.调节螺栓  56.棘爪摆臂  57.丝杠  58.矩齿棘轮  59.角勾板  60.条板  61.下盘锯  62.轴杆

下面结合附图详细说明依据本发明提出的具体装置的细节及工作情况。

该机具的固定后托架1用槽钢与拖拉机的前保险杠固联，它的下端与机具的后部铰接。后托架1两边的两根拉杆2与机具的后架梁铰接，其铰轴处在后托架铰轴的上面。两根拉杆2从机车底部穿过，通过两个牵拉直角转臂与机车后部的两个起落臂铰接。机具的后托架1的两边各有一个与机具竖向固接的角勾板59，与两个角勾板59组成移动副的两个立式条板60的下端固接在后托架1的两个摇臂25上，两个摇臂25共同支托着棘轮支架24。立式丝杠57贯穿棘轮支架24顶端的平托板，平托板平托着与丝杠57组成螺旋副的矩齿棘轮58。有楔形爪头的棘爪杆26装置在棘爪摆臂56上，它的中间部位装有压簧，它可被提拉旋转180°。该机具的主横梁23与上横梁19之间有个横向果穗输送带21，输送带21的两边是两个向上开敞的输送带网架22。上横梁19和下横梁53共同支承着四根与四行禾杆相对应的且又同向转动的立轴46，每根立轴46的上端都有个上圆盘锯14，每个上圆盘锯14又各有一套与之配合的果穗套圈(简称套圈)17间歇即时转动机构。每个立轴46的下端又各有一个中圆盘锯15，每个中圆盘锯15又各拥有一套与之配合的茎杆下拉机构。中圆盘锯15的下面有一个半径比它小3-5cm的下盘锯61，下盘锯61的轴杆62的上端与立轴46的下端轴向固联。轴杆62有两个长度范围：一个是与玉米果穗的高度相配合的25-45cm，一个是与高粱果穗的高度相配合的120-150cm。

套圈17间歇即时转动机构包括一个摩擦转盘(简称转盘)16、一个套圈17和一个受压扭转装置。上圆盘锯14与处在其下面的主动带轮44靠一个轴向活套在立轴46上的轴管56固联在一起。轴管56上有个定位螺栓，可使轴管56定位在立轴46的某一个高度位置。经皮带传动使处在上圆盘锯14一侧的转盘16获得动力。转盘16中心的架杆转轴36的上端与架杆33的内端竖向铰联，其下端与活动横梁59组成即时旋转副，横梁59的两端与两根支撑杆60可组成垂直向移动副。与架杆33固联并处在其下面的摩擦片32与转盘16的摩擦外缘相对应。架杆33的中间部位有个下凸圆柱把42，与下凸圆柱把42相对应的是处在其下面的受压扭转装置的角形挡块39。角形挡块39的抬升坡面上有个横式开口凹槽，静态时，下凸圆柱把42停留在角形挡块39上的凹槽内，摩擦片32也悬浮在转盘16摩擦外缘的上面。受压扭转装置还包括：一个其上端与角形挡块39固接的扭转轴杆41、一个与扭转轴杆41的下端固接的扭转轴43和一个活套在扭转轴43上的固定扭转轴管34。扭转轴43和扭转轴管34之间有个与扭转柚43配合的起回复扭转作用的扭转压簧。扭转轴管34的侧面上，有个与扭转压杆41配合的向下弯斜的活动孔。扭转轴管34的支架杆都固定在上横梁19上。水平装置在架杆33外端套圈17为两半块漏斗式圈片的组合体，它的前进口处有两个共扼进口的并使进口为常闭状态的扭转弧弯棍。两个扭转弧弯棍的转动轴上各装置一个扭簧，它们将使茎杆有进无出。套圈17的两块漏斗式圈片的后端分别与套圈轴管38固接和水平向铰联。装置在两块圈片后部的调节螺栓55可调节套圈17口径的大小。套圈轴管38活套在架杆33的外端，它下面外侧(或内侧)有个与之固接的套圈反转把37，它的内侧(或外侧)有个与架杆下凸把35相配合的半环形活动孔。架杆下凸把35通过对套圈轴管38的活动孔两端的阻挡而使套圈17有水平和竖直两个极限位置。套圈的大小与玉米和高粱果穗的径圆相配合并能将它们从下面套住，它的后圈边的铅垂线在中圆盘锯15上的垂点距前锯齿边2-4cm。每个上圆盘锯14的后面都有一个与套圈反转把37相配合的凸露于上圆盘锯14上面的挡爪20。挡爪20处在套圈反转把37的最低旋转平面内，它的下端固定在上横粱19上。

与每个中圆盘锯15相配合的茎杆下拉机构包括一个悬架于中圆盘锯15上的茎杆立式固定阻拦板28、一个有3-4个斜立式叶片的拨拉叶轮29、一个段式锯齿盘52、一个处在拨拉叶轮29和段式锯齿盘52之间的弧弯形固定滑片54。茎杆阻拦板28与下横梁53固联并在中圆盘锯15的顺向一侧纵向倾斜。弧弯形固定滑片54与阻拦板28固接。拨拉叶轮29处在段式锯齿盘52的下面，它们都装置在立轴46上。段式锯齿盘52的周边上有2-4段相间均匀、凸出于盘边外的锯齿，每段锯齿都呈上下和前后倾斜状并与被它切割下走的茎杆相配合。机具的前部为四个与四行禾杆相对应的前敞后缩形的与上横梁19固接的茎杆导引架18，每个导引架18的后开口都与一个套圈17的前开口相对应并处在它的下面。机具的主横梁23上有个与机车的动力带轮用皮带传动相联的带轮3。主动横轴4是带轮3的传动轴，它的外侧有个嵌齿式离合装置，该装置的内偏角齿爪与径向活套在主动横轴4上的主动齿轮6固联，外偏角齿爪与槽轮7固联，槽轮7轴向活套在主动横轴4外侧的键轴9上，手动离合拨杆8的拨头嵌在槽轮7的凹槽内。从动横轴10上的从动齿轮5与主动齿轮6啮合。从动横轴10外端的主动带轮11与带轮13用皮带传动。带轮13内侧与之同轴的主动齿轮31与从动齿轮47啮合。带轮13传动轴内端的主动锥齿轮48与立轴46上的从动锥齿轮49啮合。与从动齿轮47同轴并处有其外侧的主动带轮30与从动带轮27之间用皮带传动。从动带轮27的外侧是与之同轴的方棱轴12，方棱轴12上可装置向机车后输送果穗的纵向输送带。从动齿轮47传动轴内端的主动锥齿轮50与横向输送带21传动轴上的从动锥齿轮51啮合。为使机具在潮湿的环境下也能正常工作，带轮和传动皮带都装有防护盖(图中没有画出)。

当拖拉机携带着该机具进地工作时，如果将收获的是玉米，那么，机具就需调节到与玉米果穗的高度相对应的低位工作高度，如果将收获的是高粱，那么机具就调整到与高粱果穗相对应的高位工作高度。同时，机车后面的起落臂将被放下，机具则由后仰悬挂状态变成水平悬挂状态。用手扳动离合拨杆8使机具的传动机构进入工作状态。之后即可将机具前部的茎杆导引架18对准将收获的玉米茎杆或高粱茎杆开动机车前行。当茎杆在导引架18的导引下由其后开口进入到套圈17内时，套圈17前开口处的两个扭转弧弯棍将有一次被茎杆挤压向套圈17内侧两边扭转和靠其扭簧(或弹性钢片)自动回复到使套圈17的前开口封闭的两个活动过程。随着机具的继续前行，茎杆的中部(或中上部)将与中圆盘锯15的锯齿边接触上并被其快速地锯断。茎杆的上断面将靠茎杆的自重而与中圆盘锯15的上面接触，并随之向后顺时(或逆时)转动。处在中圆盘锯15顺向一侧的茎杆阻拦板28将使向后转动的上段茎杆的下部逐渐向中圆盘锯15的轴心接近。拨拉叶轮29将把进入其转径内的茎杆向后拨打、抻拉中圆盘锯15后面。当上段茎杆被拨拉向后移动时，它的中下部将与段式锯齿盘52的盘边接触上并被盘边上的段齿割断一部份径面，这样茎杆的坚硬度就大为降低，在弧弯形固定滑片54的滑面上向下滑行的茎杆就很容易被向后弯折，拨拉叶轮29拨打抻拉茎杆时就更为顺利。由于段式锯齿盘52的每一段锯齿都有与下走茎杆配合的倾斜角度，所以，间断锯割茎杆的段式锯齿盘52不会对拨拉叶轮29抻拉茎杆产生负作用。被锯断部份径面的茎杆在弧弯形固定滑片54上向后弯折时，进入套圈17内的上部的茎杆将受到一个向前的反作用力，由于套圈17前进口处两个扭转弧弯棍在茎杆进入套圈17后就已使进口恢复了闭锁状态，所以，茎杆不会被这个反作用力推出套圈17；又因为支挡(套圈)架杆33的角形挡块39的开口凹槽嵌住了架杆下凸圆柱把42，所以，(套圈)架杆33也不会发生位移。随着上段茎杆的下部被连续地向后抻拉，茎杆上的果穗将逐渐接触到套圈17并使之受到一个向下的作用力。架杆33即在这个力的作用下绕其内端的铰轴转动下降。同时架杆下凸圆柱把42即将支撑它的相互固接的角形挡块39、扭转轴杆41及扭转轴43一起压迫下降。由于扭转轴管34上斜弯孔对扭转轴杆41的扭转作用，而使角形挡块39、扭转轴43及同时被压缩的扭转轴管34内的扭转压簧，在被压下降或收缩时都将向外侧扭转。架杆下凸圆柱把42的圆柱形将有利于角形挡块39用凹槽支持它的同时进行旋转。当角形挡块39，在下降到最低位置时，它的开口凹槽将由横向转为纵向，因而此时它对架杆下凸圆柱把42的阻挡作用将消失。与此同时，架杆33上的摩擦片32将与摩擦转盘16的外缘摩擦面接触上，转盘16即通过摩擦片32使架杆33及套圈17随之向后转动。当套圈17向后转动到上圆盘锯14上面时，套圈17下面果穗的根部将上圆盘锯14快速地锯断。失去拉力的套圈17及架杆33将靠果穗和自身的重力使摩擦片32与转盘16保持着摩擦接触，从而使它们仍随转盘16向后转动。当托着果穗的套圈17经过上圆盘锯14后面的挡爪20上面时，挡爪20将通过对套圈反转把37的阻挡，而使套圈轴管38及套圈17绕架杆33外端的轴杆向后反转，套圈17即由水平状态反转至竖直状态，套圈17内的果穗即被甩出并落到横向输送带21上。玉米果穗以上的茎杆将自行落到地面上。中圆盘锯15以下的茎杆将随着机具的向前推进而被下盘锯61从底部割断。落到横向输送带21上的果穗将被横向导出并下落到机具一侧的纵向输送带上。纵向输送带将把果穗输进机车的后挂果穗箱内。甩出果穗的套圈17将靠其到达竖直极限位置时所受到的反作用力和其自重而自动回复到它反转前的水平位置。这时，越过挡爪20的套圈17和架杆33将在摩擦片32与转盘16的摩擦力的作用下继续随转盘16转动，并逐渐转到其静态时的位置处。在此之前，在架杆下凸圆柱把42脱离角形挡块39对它的支持作用后，角形挡块39、扭转轴杆41及扭转轴43即已在扭转轴管34内扭转压簧的作用下，向上扭转回复到原来的位置。所以，当架杆33转回到原来的位置处时，架杆下凸圆柱把42将靠架杆33运转的惯性力冲上角形挡块39的抬升坡面并落到角形挡块39横式的开口凹槽内，同时，摩擦片32将与转盘16的摩擦面脱高开，套圈17及架杆33也就停止了转动。这时，套圈17的前开口将又回到与其前部的茎杆导引架18的后开口相对应的位置。

Claims (3)

1.一种即能收获玉米又能收获高粱的前置悬挂式玉米高粱一体化小型联合收获机，该机具包括前置悬挂机架、与机车动力相联的传动机构、果穗输送机构和茎杆导引架，其特征在于：

a.装置在立轴(46)下端的下圆盘锯(15)和装置在立轴(46)上端的上圆盘锯(14)及与立轴(46)下端轴向固接的轴杆(62)，轴杆(62)下端装有下圆盘锯(61)；

b.与下圆盘锯(15)配合的茎杆下拉机构包括一个悬架于中圆盘锯(15)之上的茎杆阻拦板(28)、一个有3-4个斜立式叶片的拨拉叶轮(29)、一个段式锯齿盘(52)、一个处在拨拉叶轮(29)和段式锯齿盘(52)之间的弧弯形固定滑片(54)，茎杆阻拦板(28)与下横梁(53)固联并在中圆盘锯(15)的顺向一侧纵向倾斜，拨拉叶轮(29)处在段式锯齿盘(52)的下面，它们都装置在立轴(46)上，段式锯齿盘(52)的圈边上有相间均匀凸出于盘边外的锯齿，每段锯齿都呈上下和前后倾斜状并与被它切割下走的茎杆相配合；

c.果穗套圈(17)间歇即时转动机构包括一个摩擦转盘(16)、一个果穗套圈(17)和一个受压扭转装置，处在上圆盘锯(14)下面的主动带轮(44)经皮带传动使处在上圆盘锯(14)一侧的摩擦转盘(16)获得动力，摩擦转盘(16)中心的架杆转轴(36)的上端与架杆(33)的内端竖向铰联，固定在架杆(33)上的摩擦片(32)与摩擦转盘(16)的摩擦外缘相对应，架杆(33)的中间部位有个下凸圆柱把(42)，与下凸圆柱把(42)相对应的是处在它下面的受压扭转装置的角形挡块(39)，角形挡块39的抬升坡面上，有个横式开口凹槽，受压扭转装置还包括一个上端与角形挡块(39)固接的扭转轴杆(41)、一个与扭转轴杆(41)的下端固接的扭转轴(43)和一个活套在扭转轴(43)上的扭转轴管(34)，扭转轴(43)和扭转轴管(34)之间有个与扭转压簧，扭转轴管(34)的侧面上，有个与扭转轴杆(41)配合的向下弯斜的活动孔，水平装置在架杆(33)外端的果穗套圈(17)为两半块漏斗式图片的组合体，套圈轴管(38)活套在架杆(33)的外端，它的下面一侧有个下之固接的套圈反转把(37)，另一侧有个与架杆下凸把(35)相配合的半环形活动孔，上圆盘锯(14)后面有一个与套圈反转把(37)相配合的凸露于上圆盘锯(14)上面的挡爪(20)，挡爪(20)处在套圈反转把(37)的最低旋转平面内，它的下端固定在上横粱(19)上；

d.与机车后部竖向铰接的后挂果穗箱装有两个立轴式活动脚轮。

2.据权利要求1所述的收获机，机具的后部装有可调节机具整体工作部件升降的丝杠(57)。

3.据权利要求1所述的收获机，下圆盘锯(61)的半径比中圆盘锯(15)的半径小3-5cm。

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