CN117581706B - 一种智能化大豆收割机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业机械技术领域，且公开了一种智能化大豆收割机，包括前刀和后刀，前刀和后刀的左右两端都装配在机架上，前刀的截面为一倒钩形状，前刀的中部有一空隙，空隙之中装配有后刀，后刀在空隙中左右运动，前刀的底部内设置有与前刀刀尖夹角侧边相互平行的两个磁条，磁条位于前刀和后刀交错接触的位置，磁条的外侧分别固定安装有铝合金刀刃，铝合金刀刃通过螺母固定安装在前刀的侧边上，前刀和后刀的中间靠右位置上分别嵌合有弹性板，弹性板分别与前刀和后刀单独形成一个整体。可以在切割时控制两个刀头之间的切割距离，不切割时使二者之间的距离较远以及可以根据地面的平整程度自动调节切割器的高度。

Description

一种智能化大豆收割机

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体为一种智能化大豆收割机。

背景技术

智能化大豆收割机的历史背景和发展历程可以追溯到19世纪初期。在那个时期，农民们主要采用手工收割的方式进行农业生产，这种方式效率低下，难以满足大规模农业生产的需求。因此，需要一种新型的机械化工具来提高农业产量和效率。早期的大豆收割机是由人力或动物牵引，机械化程度较低。到了19世纪末和20世纪初，出现了由蒸汽机和燃气发动机驱动的收割机，使收割效率得到了较大提高。20世纪初，内燃机的出现也加快了收割机的发展。自动化收割机的出现可以追溯到20世纪40年代，但一直没有得到广泛应用，直到20世纪60年代才逐步普及。现代的大豆收割机采用了先进的技术，配合GPS等装置，可以实现自动控制和监测，并且实现大豆的自动化收割。随着收割机的发展，农业生产实现了从手工生产到机械化生产的转变。大豆收割机的应用，大大提高了农业生产效率，使得大豆的产量得到大幅提升。同时也解决了劳动力短缺的问题。

在专利号为CN201410083851.7的一种联合收割机切割器中，其切割方式采用往复式切割即一个动刀头和一个静刀头，通过动刀头的左右移动将收拢与动刀头和静刀头之间的大豆秸秆进行切割，从而完成大豆或者其他农作物的收割作业。这种收割方式存在以下问题，首先这种切割器为长条形状，并且为刚性结构，其在切割植物茎杆时，只能在同一直线上进行切割，然而在日常的种植园中，总会出现地面不平整的情况，这就会导致在切割地面不平整处的植物茎杆时切割高度不一致，切割后的植物不整齐；其次这种往复式切割的方式，需要两个刀头之间具备一定的配合程度，两个刀头之间的距离既不可以离得太远也不可以离得太近，离得太远难以完成切割作业，离得太近容易损坏刀头，并且在长时间使用之后会出现磨损严重等情况。

发明内容

（一）解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能化大豆收割机，具备可以在切割的瞬间自动控制两个刀头之间的切割距离相互靠近，不切割时使得二者之间的距离较远以及可以根据地面的平整程度自动调节切割器的高度的优点，解决了传统的切割器在切割植物茎杆时，只能在同一直线上进行切割，然而在日常的种植园中，总会出现地面不平整的情况，这就会导致在切割地面不平整处的植物茎杆时切割高度不一致，切割后的植物不整齐；其次这种往复式切割的方式，需要两个刀头之间具备一定的配合程度，两个刀头之间的距离既不可以离得太远也不可以离得太近，离得太远难以完成切割作业，离得太近容易损坏刀头，并且在长时间使用之后会出现磨损严重等情况的问题。

（二）技术方案：为实现上述可以在切割的瞬间自动控制两个刀头之间的切割距离相互靠近，不切割时使得二者之间的距离较远以及可以根据地面的平整程度自动调节切割器的高度的目的，本发明提供如下技术方案：一种智能化大豆收割机，包括前刀和后刀，所述前刀和后刀的左右两端都装配在机架上，所述前刀的截面为一倒钩形状，所述前刀的中部有一空隙，所述空隙之中装配有后刀，所述后刀在空隙中左右运动，所述前刀的底部内设置有与前刀刀尖夹角侧边相互平行的两个磁条，所述磁条位于前刀和后刀交错接触的位置，所述磁条的外侧分别固定安装有铝合金刀刃，所述铝合金刀刃通过螺母固定安装在前刀的侧边上，所述前刀和后刀的中间靠右位置上分别嵌合有弹性板，所述弹性板分别与前刀和后刀单独形成一个整体。

优选的，所述前刀的后端上部固定安装有安装架，所述安装架为有两个90°折弯的长条形，所述安装架的上部通过连接架分别装配有左收拢齿条和右收拢齿条。

优选的，所述连接架的一端固定安装在安装架上，另一端的底部固定安装有后刀。

优选的，所述后刀为薄长条形，所述后刀上加工有均匀分布的三角形缺口，所述缺口的两侧为后刀的刀刃，所述缺口与前刀相互配合装配。

优选的，所述左收拢齿条的长度大于右收拢齿条的长度，所述左收拢齿条和右收拢齿条之间相隔一段距离，所相隔的距离为进料口，所述左收拢齿条和右收拢齿条相对安装。

优选的，所述安装架的底部通过固定件均匀固定安装有三个适应轮，位于中间的所述适应轮安装在弹性板的靠左位置。

优选的，所述左收拢齿条和右收拢齿条与后刀的夹角大于90°。

优选的，所述前刀的侧边机械架上设置有一探照头。

（三）有益效果：与现有技术相比，本发明提供了一种智能化大豆收割机，具备以下有益效果：

1、该一种智能化大豆收割机，通过弹性板和适应轮的相互配合使用。当收割机在进行收割作业时，由于地面的不平整，此时较低的一端的适应轮就会向下运动。因为在前刀和后刀的相应部位嵌合有弹性板，当有一端的适应轮下降或者上升时，弹性板就会发生相应的形变，此时对应部分的前刀和后刀就会向一定的角度进行倾斜，这样就会在倾斜的收割地面上也可以在同一高度上对植物茎秆进行收割。通过弹性的钢板结构对大豆收割头部的连接，使得大豆的收割头形成两端之间可以微小变形的结构，这种结构在具体收割大豆时，可以实现在不同地形对收割头部的自适应微型调整，使得切割头在复杂地形下可以自动适应大豆根茎位置状况，完成对大豆根部的切割，大大降低了大豆在收割过程中的洒落，提高了收割效果。该自适应智能结构由纯机械结构组成，无需复杂的电路检测，大豆收割过程中运行更加的稳定。从而实现了可以根据地面的平整程度自动调节切割器的高度使得可以均匀切割植物茎秆的效果。

2、该一种智能化大豆收割机，通过前刀、后刀、螺母、磁条和铝合金刀刃的相互配合使用。当该收割机进行收割时，后刀会在前刀的空隙之中来回往复运动，使得进入前刀和后刀之间的植物茎秆被切断。要使得后刀可以在前刀中来回往复运动，二者之间肯定存在一定的缝隙，但是在切割时，为了保证切割强度，两个刀刃之间的距离应当尽可能的短。因此在前刀和后刀接触切割的瞬间，前刀内部的磁条会对后刀进行吸引，使得后刀的刀刃向前刀的刀刃靠近，使得切割更加快速。切割的两个刀锋位置在刚进刀时保持较大位置空间，方便进刀，而当一个刀片进入到另一个刀片中部开始进行切割时，两个刀锋位置自动贴紧，具有更好的大豆根茎切割效果，实现精细的刀锋精细位置调整，这种智能位置调整由纯机械结构完成，在大豆收割过程设备运行更加稳定。从而实现了可以在切割的瞬间自动控制两个刀头之间的切割距离相互靠近，不切割时使得二者之间的距离较远，减少刀头的损坏、增加刀头的使用寿命，实现自动化控制的效果。

附图说明

图1为本发明一种智能化大豆收割机结构示意图；

图2为本发明一种智能化大豆收割机侧视图；

图3为本发明一种智能化大豆收割机A处结构放大示意图；

图4为本发明一种智能化大豆收割机前刀和后刀正视图；

图5为本发明一种智能化大豆收割机C处结构放大示意图；

图6为本发明一种智能化大豆收割机前刀和后刀俯视图；

图7为本发明一种智能化大豆收割机B处结构放大示意图；

图8为本发明一种智能化大豆收割机前刀和后刀剖视图；

图9为本发明一种智能化大豆收割机前刀剖视图。

图中：1前刀、11铝合金刀刃、12磁条、13螺母、2后刀、3左收拢齿条、4右收拢齿条、5适应轮、51固定件、6安装架、7连接架、8弹性板、9探照头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，一种智能化大豆收割机，包括前刀1和后刀2，前刀1和后刀2的左右两端都装配在机架上，前刀1的截面为一倒钩形状，前刀1的中部有一空隙，空隙之中装配有后刀2，后刀2在空隙中左右运动，前刀1的底部内设置有与前刀1刀尖夹角侧边相互平行的两个磁条12，磁条12位于前刀1和后刀2交错接触的位置，磁条12的外侧分别固定安装有铝合金刀刃11，铝合金刀刃11通过螺母13固定安装在前刀1的侧边上，前刀1和后刀2的中间靠右位置上分别嵌合有弹性板8，弹性板8分别与前刀1和后刀2单独形成一个整体。

前刀1和后刀2是收割机的核心部件，其设计对收割效率和质量有着直接的影响。前刀1的倒钩形状截面是一种独特的设计，它能够增加刀刃的锋利度，使得切割更加顺畅。这种倒钩形状的设计不仅提高了刀刃的强度，还能够更好地适应植物茎秆的形态，使得切割更加精确。前刀1的中部设置有空隙，可以容纳后刀2进行左右运动，从而实现前刀1和后刀2的交错切割。这样的设计能够减少切割阻力，提高切割效率。后刀2在这种设计中起到了一个辅助的作用，它可以在前刀1的带动下进行左右运动，从而实现交错切割。前刀1底部设置的磁条12具有吸附后刀2的作用。磁条12与前刀1刀尖夹角侧边相互平行，位于前刀1和后刀2交错接触的位置。当前刀1和后刀2在进行切割时，前刀1和后刀2接触切割的瞬间，前刀1内部的磁条12会对后刀2进行吸引，使得后刀2的刀刃向前刀1的刀刃靠近，使得切割更加快速。磁条12外侧分别固定安装有铝合金刀刃11。这些铝合金刀刃11通过螺母13固定安装在前刀1的侧边上。铝合金材料具有轻便、耐腐蚀的优点，能够增加刀刃的耐用性。此外，由于铝合金的材质可以防止内部的磁条12对其进行磁化，因此可以防止刀刃在长时间使用之后被磁化而吸附泥土中携带的铁类物质，导致刀刃上沾染很多杂质降低切割效率进一步影响收割效率。这些设计特点相互协作，使得切割更加快速、顺畅，提高了切割效率。同时，铝合金材质的使用也增加了刀刃的耐用性，减少了维护和更换的频率，进一步提高了生产效率。此外，这种设计还为收割机的整体性能提供了稳定的支持。通过前刀1和后刀2的交错切割，可以保证收割机的切割精度和效果，避免了因阻力增大而导致的振动和摇晃。同时，磁条12和铝合金刀刃11的设计也增加了收割机的稳定性和耐用性，延长了其使用寿命。

前刀1和后刀2的中间靠右位置上分别嵌合有弹性板8，弹性板8分别与前刀1和后刀2单独形成一个整体。该弹性板8是通过焊接的方式直接焊接在前刀1和后刀2的相应位置，直接将原来前刀1和后刀2的材料进行了替换，使得该处存在一定的弹性。当收割机在进行收割作业时，由于地面的不平整，此时较低的一端的适应轮5就会向下运动。因为在前刀1和后刀2的相应部位嵌合有弹性板8，当有一端的适应轮5下降或者上升时，弹性板8就会发生相应的形变，此时对应部分的前刀1和后刀2就会向一定的角度进行倾斜，这样就会在倾斜的收割地面上也可以在同一高度上对植物茎秆进行收割。

前刀1的后端上部固定安装有安装架6，这个安装架6的作用非常重要。它不仅为前刀1提供了一个稳固的安装平台，而且在切割植物茎秆的过程中，为前刀1和后刀2的交错运动提供了精确的导向。安装架6是由两个90°折弯的长条形材料制成的，这种设计增加了其刚性和稳定性。上部通过连接架7分别装配有左收拢齿条3和右收拢齿条4。这些齿条在收割过程中与后刀2配合，形成了一个高效的回收系统。在安装时，前刀1会被固定安装在安装架6上，确保了在切割植物茎秆的过程中，前刀1和后刀2能够准确地交错运动。这种交错运动的方式只需要一个刀具运动就可以实现，因此固定前刀1、活动后刀2的装配方式是最优的选择。它不仅提高了切割效率，而且减少了机械故障和磨损。此外，通过安装架6的设计，可以方便地调整切割位置和角度。这使得收割机能够适应不同品种和生长状态的植物茎秆。同时，由于前刀1和后刀2的精确配合，切割后的植物茎秆切口平整，减少了对植物的损伤，提高了农作物的产量和质量。

在上述描述中，我们了解到安装架6为前刀1提供了一个稳固的安装平台，并且连接架7的一端固定安装在安装架6上，另一端的底部固定安装有后刀2。这样的设计结构对于后刀2的安装精度要求较高，因为后刀2需要在前刀1的空隙中顺畅地左右运动，没有障碍。为了确保后刀2的安装位置准确无误，连接架7的一端被固定安装在安装架6上。这不仅为后刀2提供了一个可靠的支撑，而且通过连接架7的位置调整后刀2的位置精度，以确保后刀2在前刀1的空隙中能够顺畅地做来回往复的切割运动。在完成前刀1的安装后，还需要进行其他零件的安装，如左收拢齿条3和右收拢齿条4。这些齿条在收割过程中与后刀2配合，形成了一个高效的切割系统。它们通过连接架7与安装架6相连，确保了在切割过程中能够准确地进行动作。此外，由于连接架7的存在，可以方便地调整切割位置和角度。这使得收割机能够适应不同品种和生长状态的植物茎秆。同时，由于前刀1和后刀2的精确配合，切割后的植物茎秆切口平整，减少了对植物的损伤，提高了农作物的产量和质量。

后刀2为薄长条形，为了进一步保证后刀2在前刀1空隙中的运动通畅，需要将后刀2的刀片制作的尽可能薄，这样可以增高后刀2在前刀1空隙中往复运动的容错率。而在后刀2上加工有均匀分布的三角形缺口，这些缺口的位置均对应了一个前刀1。当对植物茎秆进行切割时，前刀1和后刀2相互错开，此时前刀1和后刀2之间存在很多三角形的空隙，当收割机向前运动时，这些三角形的空隙之内就会被植物的茎秆填满，然后后刀2开始运动，在前刀1的空隙之中来回往复运动，其两侧的刀刃与前刀1两侧的铝合金刀刃11相互配合就会将植物茎秆切断。为了确保切割过程的顺利进行，后刀2的设计具有精巧的特点。首先，后刀2采用薄长条形的设计，这样的形状使得它在前刀1的空隙中能够更加灵活地移动，从而提高了切割的容错率。此外，三角形缺口的加工也是非常关键的一步。这些缺口的设计使得后刀2能够与前刀1完美配合，形成有效的切割力。当收割机向前移动时，植物的茎秆会被前刀1和后刀2之间的三角形空隙所填满。这个空隙的存在使得后刀2能够在前刀1的空隙中顺利移动，并且利用自身两侧的刀刃与前刀1两侧的铝合金刀刃11相互配合，实现植物茎秆的切断。切割下来的植物会向后倒伏，此时左收拢齿条3和右收拢齿条4开始发挥作用。它们将切割下来的植物收拢在一起，形成一条整齐的条带。随后，这些切割下来的植物通过进料口被收集起来，并传送至收割机的内部进行进一步的处理。

左收拢齿条3的长度大于右收拢齿条4的长度，左收拢齿条3和右收拢齿条4之间相隔一段距离，所相隔的距离为进料口。这样的设计是基于收割机的实际工作需求和结构特点。由于进料口的位置位于收割机的靠右侧位置，为了确保进料口的畅通，左收拢齿条3和右收拢齿条4的设计必须满足一定的长度比例。左收拢齿条3和右收拢齿条4都是长条形的铁片，非常坚固耐用。为了提高收割效率，它们被设计成可以来回往复的运动。这种运动方式不仅增加了切割的灵活性，还能够更好地适应不同生长状态的植物茎秆。在铁片的上端，加工有很多大型的齿状结构。这些齿状结构的设计不仅增大了铁片的摩擦力，使得植物茎秆更容易被抓住和运送，而且还可以有效地防止植物茎秆滑落。当前刀1和后刀2将植物切断之后，被切割下来的植物向后倒伏，会倒伏在左收拢齿条3和右收拢齿条4上。由于左收拢齿条3的长度大于右收拢齿条4的长度，左收拢齿条3可以覆盖进料口的左侧，而右收拢齿条4则可以覆盖进料口的右侧。随着收割机的移动，左收拢齿条3和右收拢齿条4会进行来回往复的运动。由于它们的长度比例和位置设计得当，它们可以有效地将倒伏在它们上面的植物运送到进料口。在这个过程中，左收拢齿条3和右收拢齿条4起到了一个“运输带”的作用，使得植物能够有序地进入进料口。当植物进入进料口后，它们会被进一步处理，例如脱粒、清洗、烘干等。这些处理步骤完成后，植物就可以被加工成各种形式的产品，例如粮食、饲料等。

安装架6的底部通过固定件51均匀固定安装有三个适应轮5，中间一个适应轮5安装在弹性板8的靠右位置。这三个适应轮5是为了适应地面的不平整而特别设置的。在收割机进行收割作业时，由于地面的不平整，较低的一端的适应轮5会向下运动。这种运动不仅使收割机能够更好地适应地面的变化，而且也减少了因地面不平整对收割机造成的损伤。同时，因为前刀1和后刀2的相应部位嵌合有弹性板8，当有一端的适应轮5下降或者上升时，弹性板8就会发生相应的形变，此时对应部分的前刀1和后刀2就会向一定的角度进行倾斜。这种设计使得收割机可以在倾斜的收割地面上，也能在同一高度上对植物茎秆进行收割。此外，中间的适应轮5安装在弹性板8的靠右位置，这是为了更好地平衡两侧的适应轮5。这种平衡设计使得收割机在运行过程中更加稳定，减少了因地面不平整引起的振动和摇晃。同时，弹性板8的形变可以有效地吸收地面不平整带来的冲击，保护了收割机的内部结构，延长了其使用寿命。这种适应轮5的设计不仅提高了收割机对地面不平整的适应性，而且通过调整前刀1和后刀2的角度，可以实现更高效、更精确的收割作业。这为农民提供了便利的操作体验，同时也提高了收割作业的效率和质量。

左收拢齿条3和右收拢齿条4与后刀2的夹角大于90°。当植物茎秆被切割完毕向后倒伏的过程中，应当保证其倒伏的角度较大，这样更有利于其被左收拢齿条3和右收拢齿条4收拢至进料口处，因此左收拢齿条3和右收拢齿条4与后刀2的夹角大于90°可以有效的增大植物的倒伏角度，进而增加进料效率。

前刀1的侧边机械架上设置有一探照头9。探照头9在改大豆收割机进行收割时，可以对大豆植被的覆盖边缘进行检测，调整该大豆收割机的收割起始位置，保证每一株大豆都被收割，此外该探照头9也可以判断需要切割的高度，以此来调整前刀1和后刀2的切割高度。

工作原理：当该收割机进行收割时，后刀2会在前刀1的空隙之中来回往复运动，使得进入前刀1和后刀2之间的植物茎秆被切断。要使得后刀2可以在前刀1中来回往复运动，二者之间肯定存在一定的缝隙，但是在切割时，为了保证切割强度，两个刀刃之间的距离应当尽可能的短。因此在前刀1和后刀2接触切割的瞬间，前刀1内部的磁条12会对后刀2进行吸引，使得后刀2的刀刃向前刀1的刀刃靠近，使得切割更加快速。当前刀1和后刀2将植物切断之后，被切割下来的植物向后倒伏，会倒伏在左收拢齿条3和右收拢齿条4上。由于左收拢齿条3的长度大于右收拢齿条4的长度，左收拢齿条3可以覆盖进料口的左侧，而右收拢齿条4则可以覆盖进料口的右侧。随着收割机的移动，左收拢齿条3和右收拢齿条4会进行来回往复的运动。它们可以有效地将倒伏在它们上面的植物运送到进料口。在这个过程中，左收拢齿条3和右收拢齿条4起到了一个“运输带”的作用，使得植物能够有序地进入进料口。而当遇到地面不平整时，此时较低的一端的适应轮5就会向下运动。因为在前刀1和后刀2的相应部位嵌合有弹性板8，当有一端的适应轮5下降或者上升时，弹性板8就会发生相应的形变，此时对应部分的前刀1和后刀2就会向一定的角度进行倾斜，这样就会在倾斜的收割地面上也可以在同一高度上对植物茎秆进行收割。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种智能化大豆收割机，包括前刀（1）和后刀（2），其特征在于：所述前刀（1）和后刀（2）的左右两端都装配在机架上，所述前刀（1）的截面为一倒钩形状，所述前刀（1）的中部有一空隙，所述空隙之中装配有后刀（2），所述后刀（2）在空隙中左右运动，所述前刀（1）的底部内设置有与前刀（1）刀尖夹角侧边相互平行的两个磁条（12），所述磁条（12）位于前刀（1）和后刀（2）交错接触的位置，所述磁条（12）的外侧分别固定安装有铝合金刀刃（11），所述铝合金刀刃（11）通过螺母（13）固定安装在前刀（1）的侧边上，所述前刀（1）和后刀（2）的中间靠右位置上分别嵌合有弹性板（8），所述弹性板（8）分别与前刀（1）和后刀（2）单独形成一个整体；

所述前刀（1）的后端上部固定安装有安装架（6），所述安装架（6）的底部通过固定件（51）均匀固定安装有三个适应轮（5），位于中间的所述适应轮（5）安装在弹性板（8）的靠左位置。

2.根据权利要求1所述的一种智能化大豆收割机，其特征在于：所述安装架（6）为有两个90°折弯的长条形，所述安装架（6）的上部通过连接架（7）分别装配有左收拢齿条（3）和右收拢齿条（4）。

3.根据权利要求2所述的一种智能化大豆收割机，其特征在于：所述连接架（7）的一端固定安装在安装架（6）上，另一端的底部固定安装有后刀（2）。

4.根据权利要求1所述的一种智能化大豆收割机，其特征在于：所述后刀（2）为薄长条形，所述后刀（2）上加工有均匀分布的三角形缺口，所述缺口的两侧为后刀（2）的刀刃，所述缺口与前刀（1）相互配合装配。

5.根据权利要求2所述的一种智能化大豆收割机，其特征在于：所述左收拢齿条（3）的长度大于右收拢齿条（4）的长度，所述左收拢齿条（3）和右收拢齿条（4）之间相隔一段距离，所相隔的距离为进料口，所述左收拢齿条（3）和右收拢齿条（4）相对安装。

6.根据权利要求5所述的一种智能化大豆收割机，其特征在于：所述左收拢齿条（3）和右收拢齿条（4）与后刀（2）的夹角大于90°。

7.根据权利要求1所述的一种智能化大豆收割机，其特征在于：所述前刀（1）的侧边机械架上设置有一探照头（9）。