CN116548166A - 玉米秸秆部分切段还田联合收割装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业机械技术领域，尤其涉及玉米秸秆部分切段还田联合收割装置。包括：包括：机体，位于所述机体前进方向后端设置的切段装置，且所述机体前方具有多个引导板，所述机体中部布置有存储回收装置；所述存储回收装置包括由前进方向依次布置用于秸秆切割的切断部、用于输送秸秆的导向传送部、以及粉碎回收用的环切收集部；提供了玉米秸秆部分切段还田联合收割装置，行进过程中，能够同时实现对底部秸秆切段还田，上部分回收作业，符合秸秆还田的比例要求，以及切段还田的要求，并减轻了作业强度。

Description

玉米秸秆部分切段还田联合收割装置

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，尤其涉及玉米秸秆部分切段还田联合收割装置。

背景技术

小麦玉米轮作是华北地区粮食作物最主要的种植模式，玉米秸秆应该还田还是离田的问题一直困扰着农民和科研人员；

秸秆还田能增加土壤有机质、培肥地力、增加土壤的缓冲性；但秸秆腐解需要固定土壤氮素，与下茬小麦生长产生“争氮效应”，有研究表明，玉米秸秆全量还田能固定耕层土壤中50-90kg/ha的速效氮，造成小麦分蘖少、苗黄等现象，尤其在秸秆量大、耕作深度较浅的情况下，秸秆还田负面效应更加明显；秸秆离田能消除由于秸秆腐解造成的“争氮效应”，利于下茬小麦的出苗、分蘖，但减少了农田土壤有机碳的归还，土壤肥力提升缓慢，阻碍可持续农业的发展；

经过长期试验研究表明，以不影响下茬小麦生长发育及产量情况下、玉米秸秆最适宜切段还田量，在旋耕(深度15cm左右)条件下，适宜比例为55％—70％(最佳比例64％)，但是，目前大多选择秸秆粉碎还田，或者全量切段还田等方式，前者秸秆腐解争氮问题严重，影响小麦生长；后者秸秆还田量大，无法控制还田比例，同时现有设备功能单一，不具备回收使用的需要；为此，亟需一种可以对秸秆同时进行切段回收作业的机械。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了玉米秸秆部分切段还田联合收割装置，行进过程中，能够同时实现对底部秸秆切段还田，上部分回收作业，符合秸秆还田的比例要求，以及切段还田的要求，并减轻了作业强度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，包括：

机体，位于所述机体前进方向后端设置的切段装置，且所述机体前方具有多个引导板，所述机体中部布置有存储回收装置；

所述存储回收装置包括由前进方向依次布置用于秸秆切割的切断部、用于输送秸秆的导向传送部、以及粉碎回收用的环切收集部。

优选的，所述切段装置包括转盘、摆臂和连接臂；所述摆臂一端与机体转动连接，另一端设有切刀；所述连接臂两端分别与转盘和摆臂转轴连接，且与所述转盘连接处为偏心设置。

优选的，所述切断部包括位于所述机体中部的两组行进通道、以及与所述行进通道连通的回转通道；所述行进通道的下方设有切割片，上方设有成对且倾斜布置的第一传送带；所述回转通道内设有齿盘，沿所述齿盘圆周方向设有多个可伸缩的卡接部。

优选的，所述卡接部包括成对布置的弹性齿板，以及位于所述弹性齿板一侧的拉簧；所述齿盘内部设有弧形轨道；所述弹性齿板中部与齿盘转轴连接，端部与弧形轨道滑动连接。

优选的，所述导向传送部包括分布于两侧的传送辊，和与所述传送辊相对布置的第二传送带，以及与所述第二传送带连通的存储室；所述第二传送带为上、下双层布置；所述存储室内设有倾斜布置且具有缺口的第三传送带，所述传送辊的截面形状为梯形。

优选的，所述传送辊表面具有传导螺纹。

优选的，所述存储室上设有可伸缩的压力板，用于夹持秸秆上半部。

优选的，所述环切收集部包括预压轮，和位于所述预压轮右侧且与机体焊接的筒体；所述筒体外壁具有可转动的环切刀具；所述筒体内部两侧对称设有绞龙叶片，所述筒体下方设有第四传送带。

优选的，所述预压轮右侧设有支撑板；所述筒体内部设有与绞龙叶片相适应的轴向通道。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、利用切段装置可以对底部三分之一高度的秸秆切段后还田处理，中间放置存储回收装置，能够有效保证整体结构的平衡稳定，同时回收后的秸秆布置在机体中部，具有良好的稳定重心作用；

2、回收的秸秆依次通过切断部、导向传送部和环切收集部，实现秸秆的切割回收并切段处理，从而实现整体的同时作业，满足还田比例的需求，并且回收后的秸秆可以根据需要再次还田，或者存储备用等，作业更加灵活；

3、通过将秸秆切割、传送，切段并预存处理，满足机械农耕时的连续作业要求，同时整体结构的衔接布局，以及自身结构的设计，满足复杂的工作环境，故障率低，降低了后期的维护成本；

4、通过控制环切收集部处的转动速度，配合导向传送部的行进速度，可以调整秸秆每段的切割尺寸，满足不同的使用需求；

5、秸秆从引导板进入后，在切断部和导向传送部均为立式传送结构，减小了对机体长度尺寸的限制，整体结构设计更加小巧，满足农村道路狭窄下情况的行进需求；

6、切断装置、存储回收装置等结构布局合理，在机器行进过程中，即可完成秸秆的切割、传送、秸秆的切断作业，结构之间相互配合，完成整体的快速作业，提高作业效率，降低工作人员的劳动强度。

附图说明

图1为玉米秸秆部分切段还田联合收割装置的整体结构示意图；

图2为玉米秸秆部分切段还田联合收割装置的切段装置连接示意图；

图3为玉米秸秆部分切段还田联合收割装置的切段装置结构示意图；

图4为玉米秸秆部分切段还田联合收割装置的切段装置运动示意图；

图5为玉米秸秆部分切段还田联合收割装置的存储回收装置示意图；

图6为玉米秸秆部分切段还田联合收割装置的存储回收装置底部示意图；

图7为玉米秸秆部分切段还田联合收割装置的切断部结构示意图；

图8为玉米秸秆部分切段还田联合收割装置的卡接部结构示意图；

图9为玉米秸秆部分切段还田联合收割装置的导向传送部结构示意图；

图10为玉米秸秆部分切段还田联合收割装置的导向传送部俯视图；

图11为玉米秸秆部分切段还田联合收割装置的传送辊结构示意图；

图12为玉米秸秆部分切段还田联合收割装置的压力板结构示意图；

图13为玉米秸秆部分切段还田联合收割装置的环切收集部结构示意图；

图14为玉米秸秆部分切段还田联合收割装置的环切收集部内部剖视图；

图15为玉米秸秆部分切段还田联合收割装置的筒体内部结构示意图；

图16为玉米秸秆部分切段还田联合收割装置的环切收集部俯视图；

图17为玉米秸秆部分切段还田联合收割装置的环切刀具局部示意图；

图18为玉米秸秆部分切段还田联合收割装置的预压轮剖视图；

图19为玉米秸秆部分切段还田联合收割装置的第三传送带剖视图；

图20为玉米秸秆部分切段还田联合收割装置的第二传送带。

图中：1、机体；2、切段装置；3、存储回收装置；4、切断部；5、导向传送部；6、环切收集部；7、卡接部；101、引导板；201、转盘；202、摆臂；203、连接臂；204、切刀；401、行进通道；402、回转通道；403、切割片；404、第一传送带；405、齿盘；406、弧形轨道；501、传送辊；502、第二传送带；503、存储室；504、第三传送带；505、传导螺纹；506、压力板；601、预压轮；602、筒体；603、环切刀具；604、绞龙叶片；605、第四传送带；606、支撑板；607、轴向通道；701、弹性齿板；702、拉簧。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

具体实施方式一：结合图1-20所示，玉米秸秆部分切段还田联合收割装置，其特征在于，包括：机体1，位于所述机体1前进方向后端设置的切段装置2，且机体1前方具有多个引导板101，用于对秸秆进行导向定位，机体1中部布置有存储回收装置3；存储回收装置3包括由前进方向依次布置用于秸秆切割的切断部4、用于输送秸秆的导向传送部5、以及粉碎回收用的环切收集部6；

切段装置2分布于机体1的后方位置，存储回收装置3布置在机体1中部，保证结构布置平衡，并且随着回收秸秆原料的增多，能够有效稳定整体设备的重心，保持整体前进的稳定性；

引导板101与机体1采用螺钉或螺栓连接固定，行进过程中，秸秆由引导板101前方进入到引导槽，同时引导槽的开口处逐渐收窄，对秸秆进行导向定位，避免秸秆向两侧倾倒，方便对秸秆进行切断处理。

结合图1-5所示，切段装置2包括转盘201、摆臂202和连接臂203；摆臂202一端与机体1转动连接，另一端设有用于切断秸秆的切刀204，切刀204相对于地表呈倾斜布置，倾斜角度在3-8度之间，同时倾斜方向与行进方向相反，便于行进过程中对秸秆切段处理，可以有效提高切断效果；连接臂203两端分别与转盘201和摆臂202转轴连接，且与所述转盘201连接处为偏心设置；转盘201转动过程中，通过连接臂203拉动摆臂202向下运动和一定角度的摆动，完成对秸秆的切断处理，其中，摆臂202分为与机体1连接的固定端，和与固定端连接的滑动端，滑动端的底部安装有可拆卸的切刀204，切割过程中，滑动端沿固定端上、下滑动，完成做功，而切刀204则采用螺钉的方式与滑动端固定，方便更换和维修；

结合图4所示，连接臂203具体的结构还可以为可调节结构，包括左臂和右臂，左臂与转盘201转动连接，右臂与摆臂下方转轴连接，同时左臂和右臂相对可以滑动调节位置，在左臂上加工多个均匀布置的小孔，利用销轴、螺栓等贯穿右臂并与对应位置的小孔配合，完成臂长的调整，从而可以控制切刀204的切割深度，提高使用性；

结合图6-9所示，切断部4包括位于机体1中部的两组行进通道401、以及与行进通道401连通的回转通道402；行进通道401的下方设有切割片403，上方设有成对且倾斜布置的第一传送带404，同时行进通道401与位于前方的引导板101连通；回转通道402内设有齿盘405，沿齿盘405圆周方向设有多个可伸缩的卡接部7；秸秆由前方引导板101进入后，随着机体1的前进，沿行进通道401通过，并且旋转的切割片403将秸秆根部切断，随后经第一传送带404定位传输至齿盘405，第一传送带404靠近齿盘405的位置倾斜收紧，同时自身采用为橡胶皮带，具有一定的弹性，可以对不同直径的秸秆进行包覆运输，将秸秆准确传送至齿盘405处，随后齿盘405上的卡接部7对秸秆夹持，并沿回转通道402传输至导向传送部5处，整体结构稳定，可以将秸秆依次进行传送，而可伸缩的卡接部7，可以在秸秆未处于夹持部位时收缩，避免将秸秆切断，造成秸秆倾倒，无法进行传送；其中，为了优化第一传送带404对秸秆传送定位的稳定性，可以适当增加第一传送带404的相对高度；

优选的实施例，卡接部7包括成对布置的弹性齿板701，以及位于弹性齿板701一侧的拉簧702；齿盘405内部设有弧形轨道406；弹性齿板701中部与齿盘405转轴连接，端部与弧形轨道406滑动连接；弹性齿板701包括夹头部分和支撑杆部分，两者滑动配合，并在内部安装有支撑弹簧，当秸秆进入回转通道时，正好位于夹头部分顶端位置时，在第一传送带的推动下，随着齿盘405转动推动弹性齿板701压缩，从而保护秸秆的完好，当秸秆位于两个弹性齿板701中部时，秸秆在推力的作用下进入，并利用两个弹性齿板701进行夹持定位，沿回转通道402运输，秸秆在进入时，利用夹头部分的结构，推动弹性齿板701的端部沿着弧形轨道406向两侧张开，并在拉簧702的作用下，提高弹性齿板701与秸秆表面的接触力，保持秸秆定位准确；

其中，齿盘405可以采用多层布置进一步提高对秸秆的夹持定位；弹性齿板701的夹头部分，顶部经圆角处理，内侧具有倾斜的平面，外侧同样存在一段斜面，避免秸秆进入齿盘405时，出现干涉，造成秸秆断裂。

结合图9-13所示，导向传送部5包括分布于两侧的传送辊501，和与传送辊501相对布置的第二传送带502，以及与第二传送带502连通的存储室503；第二传送带502为上、下双层布置；存储室503内设有倾斜布置且具有缺口的第三传送带504；传送辊501的截面形状为梯形；第二传送带502采用双层布置，有效保证了运输时，秸秆保持竖直状态运动，同时第二传送带502表面具有定位用的隔板，可以依次传导齿盘405运输过来的秸秆，而传送辊501的设计，可以将秸秆顺利推出回转通道402，通过圆台形的传送辊501转动过程中，利用摩擦和转动所形成的推力，推动秸秆向第二传送带502位移，秸秆在推力的作用下进入存储室503内，等待第三传送带504的提取；存储室503的设计，预留了秸秆的存放空间，避免大量秸秆快速堆积至环切收集部6，影响切段处理，同时存储室503的设计，还可以专门作为秸秆的存放，满足青储料的收割需求；

第三传送带504表面具有横向的缺口，在转动过程中，对秸秆卡接，带动秸秆倾斜向上位移，其中，横向的缺口宽度为2-2.8厘米之间，过小则会出现无法有效卡接的情况，而过大则容易使秸秆卡入缺口内；

结合图14所示，第三传动带504的下方具有与外部连通的通孔结构，在第三传送带504带动秸秆传输时，配合第三传送带504的横向缺口，可以将夹杂在秸秆内的杂物掉落至机体1外部，实现除杂的功能；

优选的实施例，结合图12所示，传送辊501表面具有传导螺纹505；为了进一步提高秸秆脱离齿盘405时的稳定性，在传送棍501的表面添加螺旋状的传导螺纹505，随着传送辊501旋转，利用传导螺纹505推动秸秆滑出，使用更加稳定，避免了打滑情况的出现；

优选的实施例，结合图13所示，存储室503上设有可伸缩的压力板506，用于夹持秸秆上半部；通过压力板506对秸秆上部夹持，配合第三传送带504对秸秆底端传送，从而使秸秆依次倾斜进入到环切收集部6进行作业，并且在压力板506的夹持作用下，有效避免了行进颠簸引起秸秆倾倒的情况；

结合图14所示，预压轮601左侧平台的中部，具有一个三角形的分流块，将进入的秸秆进行分流引导，适应环切刀具603两侧布置的结构。

结合图13-19所示，环切收集部6包括预压轮601，和位于预压轮601右侧且与机体1焊接的筒体602；筒体602外壁具有可转动的环切刀具603；筒体602内部两侧对称设有绞龙叶片604，筒体602下方设有第四传送带605；倾倒后的秸秆经过预压轮601压紧传输至筒体602内，实现喂料，并在环切刀具603的作用下，对秸秆切断，秸秆直接掉落与筒体602底部，并由两个绞龙叶片604传送至筒体602中部，落入下方的空间，然后由第四传送带605运输的机体1的储存室内存放，实现回收作业；

其中，筒体602与环切刀具603，以及绞龙叶片604的设计，将对秸秆的切断，传送集为一体，结构紧凑，减小机体1内的空间占用，同时，对于秸秆切段长度的控制，只需调整环切刀具603和预压轮601的速度即可，控制简单方便；

优选的实施例，预压轮601右侧设有支撑板606；筒体602内部设有与绞龙叶片604相适应的轴向通道607；位于预压轮601和筒体602之间的支撑板606，可以提供对秸秆进入时的支撑，同时，环切刀具603在切断时，两侧均具有对秸秆的剪切力，提高切断效率，并避免了秸秆左侧打碎下垂的情况出现；其中，轴向通道607与绞龙叶片604直径相适应，并且两侧为倾斜的导向面，方便切断的秸秆掉落并进行聚集，提高绞龙叶片604的排料效果，以及处理效率；

筒体602的具体结构为，靠近预压轮601的位置具有矩形缺口，用于秸秆进入，以及配合环切刀具603对秸秆进行切断作业；为了进一步提高切断效果，可以在矩形缺口的下表面安装竖直向上的刀片，且刀片的高度不超过支撑板606的上表面，避免影响秸秆进入，同时提高切断效果；

结合图17所示，环切刀具603的刀刃与整体为焊接，同时尖端与转动方向相同，其中，刀刃长度不宜过长，且数量可以采用3-5个布置，优选为3个，便于与预压轮601的行进速度进行配合切断。

结合图1-20所示，具体操作如下：

秸秆玉米经过收割以后，进行土壤的灌水，待土壤水量合适，机体作业前进，引导板101将需要回收的秸秆传送至行进通道401内，配合第一传送带404进行定位夹持传送，带动竖直状态的秸秆与齿盘405上的卡接部7接触，由卡接部7夹持，并在齿盘405转动过程中，带动秸秆沿回转通道402位移至导向传送部5，留下秸秆预切割的空间；

到达传送辊501时，随着齿盘405旋转，配合圆台形的传送辊501，旋转过程中将秸秆推出回转通道402，并进入第二传送带502内，在通过时，秸秆通过第二传送带502依次堆积进入到储存室503内，并在压力板506作用下实现秸秆上方的限位夹持，需要对秸秆切断时，启动第三传送带504，带动存放秸秆的底部斜向上进行位移，然后随着秸秆位移过程中倾倒，将秸秆底部喂入预压轮601内，随着预压轮601转动，秸秆进入到筒体602内，由旋转的环切刀具603将秸秆斩断，并通过绞龙叶片604带动切割后的秸秆掉落至下方的预存空间内，由第四传送带605运输至机体1内的储存室503内，实现秸秆部分切断还田以及回收作业，保证了秸秆的还田比例，并且采用机械化一次加工作业，工序简单，节约人力，当底部秸秆位移至切段装置2下方时，切刀204向下切割过程中，配合土地表面的支撑力，将秸秆进行切断作业，秸秆的切断长度，根据切刀204的下切频率和机体1的行进速度结合确定。

综上所述，本技术方案通过对秸秆底部三分之一位置切断并经切段装置2切段还田，中部对上方剩余秸秆切断-传送-切段-存储以及果穗的采摘，实现了对对于秸秆的充分回收利用，并保证了还田秸秆的比例，同时秸秆在回收过程中，整体处于竖直状态，减小了对空间的占用，缩小了机体1的结构空间，同时秸秆依次进入，减小了环切收集部6的切割压力，而且存储室503可以对秸秆进行存放，满足对整根秸秆的存放需求，还可以进行青储料秸秆的存放需求，导向传送部5的设计，避免秸秆由切断部4进入后直接进行切段作业，在倾倒过程中，影响后续秸秆的进入，整体结构设计合理，并且提供了多种使用场景，同时可以在机体1的储存室内加装撒料装置，根据实际情况，补充秸秆还田的数量，满足不同的种植需求。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (9)

1.玉米秸秆部分切段还田联合收割装置，其特征在于，包括：

机体(1)，位于所述机体(1)前进方向后端设置的切段装置(2)，且所述机体(1)前方具有多个引导板(101)，所述机体(1)中部布置有存储回收装置(3)；

所述存储回收装置(3)包括由前进方向依次布置用于秸秆切割的切断部(4)、用于输送秸秆的导向传送部(5)、以及粉碎回收用的环切收集部(6)。

2.根据权利要求1所述的玉米秸秆部分切段还田联合收割装置，其特征在于：所述切段装置(2)包括转盘(201)、摆臂(202)和连接臂(203)；所述摆臂(202)一端与机体(1)转动连接，另一端设有切刀(204)；所述连接臂(203)两端分别与转盘(201)和摆臂(202)转轴连接，且与所述转盘(201)连接处为偏心设置。

3.根据权利要求1所述的玉米秸秆部分切段还田联合收割装置，其特征在于：所述切断部(4)包括位于所述机体(1)中部的两组行进通道(401)、以及与所述行进通道(401)连通的回转通道(402)；所述行进通道(401)的下方设有切割片(403)，上方设有成对且倾斜布置的第一传送带(404)；所述回转通道(402)内设有齿盘(405)，沿所述齿盘(405)圆周方向设有多个可伸缩的卡接部(7)。

4.根据权利要求3所述的玉米秸秆部分切段还田联合收割装置，其特征在于：所述卡接部(7)包括成对布置的弹性齿板(701)，以及位于所述弹性齿板(701)一侧的拉簧(702)；所述齿盘(405)内部设有弧形轨道(406)；所述弹性齿板(701)中部与齿盘(405)转轴连接，端部与弧形轨道(406)滑动连接。

5.根据权利要求1所述的玉米秸秆部分切段还田联合收割装置，其特征在于：所述导向传送部(5)包括分布于两侧的传送辊(501)，和与所述传送辊(501)同向布置的第二传送带(502)，以及与所述第二传送带(502)连通的存储室(503)；所述第二传送带(502)为上、下双层布置；所述存储室(503)内设有倾斜布置且具有缺口的第三传送带(504)，所述传送辊(501)的截面形状为梯形。

6.根据权利要求5所述的玉米秸秆部分切段还田联合收割装置，其特征在于：所述传送辊(501)表面具有传导螺纹(505)。

7.根据权利要求5所述的玉米秸秆部分切段还田联合收割装置，其特征在于：所述存储室(503)上设有可伸缩的压力板(506)，用于夹持秸秆上半部。

8.根据权利要求5所述的玉米秸秆部分切段还田联合收割装置，其特征在于：所述环切收集部(6)包括预压轮(601)，和位于所述预压轮(601)右侧且与机体(1)焊接的筒体(602)；所述筒体(602)外壁具有可转动的环切刀具(603)；所述筒体(602)内部两侧对称设有绞龙叶片(604)，所述筒体(602)下方设有第四传送带(605)。

9.根据权利要求8所述的玉米秸秆部分切段还田联合收割装置，其特征在于：所述预压轮(601)右侧设有支撑板(606)；所述筒体(602)内部设有与绞龙叶片(604)相适应的轴向通道(607)。