CN207207841U - 变胞机构式集蔗装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种变胞机构式集蔗装置，包括车架上的集蔗箱，集蔗箱通过左、右铰链结构安装于车架上，车架上设有五连杆变胞组件驱动集蔗箱向后卸载；或集蔗箱通过左、右铰链结构安装于转动板上，转动板通过旋转副安装于车架上，转动板上设有五连杆变胞组件驱动集蔗箱向后卸载；或集蔗箱通过左、右铰链结构安装于转动板上，转动板通过旋转副安装于举升板上，转动板上设有五连杆变胞组件驱动集蔗箱向后卸载。本实用新型单自由度运动的集蔗箱配合转动板和举升板的运动而具有空间二或三自由度运动，可实现全方位集蔗和卸载功能，提高了集蔗和卸载效率，运行稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及甘蔗收割机部件结构，具体为一种变胞机构式集蔗装置。
背景技术
集蔗装置是甘蔗收割机的一个不可缺少的部件，主要实现甘蔗的收集和卸载工作，对甘蔗收割机自动化收割作业具有重要意义。
集蔗装置应具有车架上实现集蔗和卸载的功能，以结构简单、维护方便、节省劳动力、降低甘蔗收割作业成本、提高甘蔗收割机效率、降低甘蔗的损坏程度为设计原则。
国内种植地形较为复杂，根据各地甘蔗种植状况，集中研制的集蔗装置有一侧式倾卸集堆机构、双侧式倾卸集堆机构、三角形集堆机构和悬挂式集蔗机构等。
应用中表明，以上多种集蔗机构在甘蔗收割作业中未能实现收割作业的全自动化，表现为柔性化程度低，活动度低，不能适用于丘陵山区地带的甘蔗集蔗，甘蔗的自由卸载能力低。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提出了一种柔性化程度高，活动度高，可适用于丘陵山区地带的甘蔗集蔗，并可实现自由卸载功能的变胞机构式集蔗装置。
能够解决上述技术问题的变胞机构式集蔗装置，其技术方案一包括通过前、后车轮组行走的车架以及设于车架上的集蔗机构，所不同的是所述集蔗机构包括集蔗箱，所述集蔗箱的底部通过左、右位置的铰链结构或前、后位置的铰链结构安装于车架上，对应于左、右位置的铰链结构，集蔗箱的前方设有五连杆变胞组件驱动集蔗箱向后卸载，对应于前、后位置的铰链结构，集蔗箱的左方或右方设有五连杆变胞组件驱动集蔗箱向右或向左卸载；所述五连杆变胞组件包括转动杆、三角板、摆动杆和操控杆，所述转动杆和摆动杆的下端均铰连于车架上，所述操控杆的一端铰连于集蔗箱对应的部位上，操控杆的另一端铰连于转动杆的上端，所述三角板的钝角端铰连于操控杆的杆体上，三角板的一个锐角端铰连于摆动杆的上端，三角板的另一个锐角端与操控杆和转动杆的铰连点之间分离或形成复合铰链。
进一步，所述转动杆或摆动杆设置为伺服电机驱动的主动杆，所述伺服电机设于车架上。
能够解决上述技术问题的变胞机构式集蔗装置，其技术方案二包括通过前、后车轮组行走的车架以及设于车架上的集蔗机构，所不同的是所述集蔗机构包括集蔗箱，所述集蔗箱的底部通过左、右位置的铰链结构或前、后位置的铰链结构安装于转动板上，所述转动板通过旋转副安装于车架上，对应于左、右位置的铰链结构，集蔗箱的前方设有五连杆变胞组件驱动集蔗箱向后卸载，对应于前、后位置的铰链结构，集蔗箱的左方或右方设有五连杆变胞组件驱动集蔗箱向右或向左卸载；所述五连杆变胞组件包括转动杆、三角板、摆动杆和操控杆，所述转动杆和摆动杆的下端均铰连于转动板上，所述操控杆的一端铰连于集蔗箱对应的部位上，操控杆的另一端铰连于转动杆的上端，所述三角板的钝角端铰连于操控杆的杆体上，三角板的一个锐角端铰连于摆动杆的上端，三角板的另一个锐角端与操控杆和转动杆的铰连点之间分离或形成复合铰链。
进一步，所述转动杆或摆动杆设置为伺服电机驱动的主动杆，所述伺服电机设于转动板上。
能够解决上述技术问题的变胞机构式集蔗装置，其技术方案三包括通过前、后车轮组行走的车架以及设于车架上的集蔗机构，所不同的是所述集蔗机构包括集蔗箱，所述集蔗箱的底部通过左、右位置的铰链结构或前、后位置的铰链结构安装于转动板上，所述转动板通过旋转副安装于举升板上，所述举升板底部的后端铰连于车架上，举升板的底部前端与车架之间设有将举升板向后翻转的举升液压缸；对应于左、右位置的铰链结构，集蔗箱的前方设有五连杆变胞组件驱动集蔗箱向后卸载，对应于前、后位置的铰连结构，集蔗箱的左方或右方设有五连杆变胞组件驱动集蔗箱向右或向左卸载；所述五连杆变胞组件包括转动杆、三角板、摆动杆和操控杆，所述转动杆和摆动杆的下端均铰连于转动板上，所述操控杆的一端铰连于集蔗箱对应的部位上，操控杆的另一端铰连于转动杆的上端，所述三角板的钝角端铰连于操控杆的杆体上，三角板的一个锐角端铰连于摆动杆的上端，三角板的另一个锐角端与操控杆和转动杆的铰连点之间分离或形成复合铰链。
进一步，所述转动杆或摆动杆为伺服电机驱动的主动杆，所述伺服电机设于转动板上。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型变胞机构式集蔗装置中，变胞机构可由单自由度到两自由度变胞，两自由度时，机构柔性化程度高，可精确定位，单自由度时，机构运动平稳，便于控制；集蔗箱为单自由度运动，整机运动平稳，承载能力强；变胞机构由伺服电机编程全伺服驱动控制，便于程序化控制获得不同柔性输出，柔性化程度高，可实现自由卸载的功能；由于采用了闭链可控的变胞机构，伺服电机安装在车架上，有效降低了杆臂的自重，提高其工作效率，使其输出稳定。
2、本实用新型变胞机构式集蔗装置中，变胞机构可由单自由度到两自由度变胞，两自由度时，机构柔性化程度高，可精确定位，单自由度时，机构运动平稳，便于控制；集蔗箱为单自由度运动，运动平稳，承载能力强；可通过转动板的旋转，实现空间全方位集蔗和卸载的功能；由于采用闭链可控变胞机构，伺服电机安装在转动板上，有效的降低了杆臂的自重，提高其工作效率，使其输出稳定；变胞机构均由杆件、板件构成，制造加工容易，成本低，便于维护。
3、本实用新型变胞机构式集蔗装置中，变胞机构可由单自由度到两自由度变胞，两自由度时，机构柔性化程度高，可精确定位，单自由度时，机构运动平稳，便于控制；集蔗箱为单自由度运动，整机运动平稳，承载能力强；可通过转动板的旋转，实现空间全方位集蔗和卸载的功能；伺服电机和液压缸混合驱动，可控性高，柔性程度高，便于控制，伺服电机安装在转动板上，有效的降低了杆臂的自重，提高其工作效率，使其输出稳定；通过变胞机构、旋转副和举升液压缸的配合使用，可实现集蔗箱在空间的三自由度运动，可在大空间内作业，实现全方位集蔗和卸载。
附图说明
图1为本实用新型第一种实施方式的立体结构示意图。
图2为图1实施方式中变胞机构的变形构态示意图。
图3为本实用新型第二种实施方式的立体结构示意图。
图4为本实用新型第三种实施方式的立体结构示意图。
图5为图4实施方式中举升液压缸工作状态示意图。
图号标识：1、车架；2、集蔗箱；3、前车轮组；4、后车轮组；5、铰链结构；6、转动杆；7、摆动杆；8、操控杆；9、转动板；10、旋转副；11、举升板；12、举升液压缸；13、三角板。
具体实施方式
下面结合附图所示实施方式对本实用新型的技术方案作进一步说明。
第一种实施方式：本实用新型变胞机构式集蔗装置，其结构包括车架1 和集蔗箱2，所述车架1通过前、后悬架安装于前、后车轮组3、4上而实现拖动式行走；所述集蔗箱2为上大下小的梯形状箱体，集蔗箱2的布置为其长度方向沿前、后向，集蔗箱2底部的前、后端中央通过前、后铰链结构5 支撑安装于车架1上，集蔗箱2左侧中部的车架1上设有驱动集蔗箱2向右翻转卸载的五连杆变胞组件；所述五连杆变胞组件包括处于左、右垂直面上的短转动杆6、短摆动杆7、长操控杆8和钝角等腰三角板13，所述转动杆6 (靠后设置)和摆动杆7(靠前设置)的下端均铰连于车架1上，所述操控杆8向右上方斜置，操控杆8的前端铰连于集蔗箱2的左侧面上，操控杆8 的后端铰连于转动杆6的上端，所述三角板13的钝角上端铰连于操控杆8的中后部杆体上，三角板13的锐角前端铰连于摆动杆7的上端，三角板13的锐角后端铰连于转动杆6的上端，转动杆6、操控杆8和三角板13的锐角后端三者之间形成复合铰链，如图1所示。
所述转动杆6作为伺服电机驱动的主动杆，所述伺服电机设于车架1上。
第二种实施方式：本实用新型变胞机构式集蔗装置，其结构包括车架1 和集蔗箱2，所述车架1通过前、后悬架安装于前、后车轮组3、4上而实现拖动式行走；所述集蔗箱2为上大下小的梯形状箱体，集蔗箱2的布置为其长度方向沿前、后向，集蔗箱2底部的前、后端中央通过前、后铰链结构5 支撑安装于水平的转动板9上，所述转动板9的底部中央通过旋转副10(水平面内360°转动)安装于车架1上，集蔗箱2左侧中部的转动板9上设有驱动集蔗箱2向右翻转卸载的五连杆变胞组件；所述五连杆变胞组件包括处于左、右垂直面上的短转动杆6、短摆动杆7、长操控杆8和钝角等腰三角板 13，所述转动杆6(靠后设置)和摆动伸缩杆7(靠前设置)的下端均铰连于转动板9上，所述操控杆8向右上方斜置，操控杆8的前端铰连于集蔗箱2 的左侧面上，操控杆8的后端铰连于转动杆6的上端，所述三角板13的钝角上端铰连于操控杆8的中后部杆体上，三角板13的锐角前端铰连于摆动杆7 的上端，三角板13的锐角后端铰连于转动杆6的上端，转动杆6、操控杆8 和三角板13的锐角后端三者之间形成复合铰链，如图3所示。
所述转动杆6作为伺服电机驱动的主动杆，所述伺服电机设于转动板9 上。
上述结构中，旋转副10带动转动板9使其与车架1产生错位，可实现集蔗装置的全方位集蔗和卸载的功能：如旋转副10带动转动板9转动90°可实现集蔗装置向后卸载；如旋转副10带动转动板9转动180°可实现集蔗装置向左卸载。
第三种实施方式：本实用新型变胞机构式集蔗装置，其结构包括车架1 和集蔗箱2，所述车架1通过前、后悬架安装于前、后车轮组3、4上而实现拖动式行走；所述集蔗箱2为上大下小的梯形状箱体，集蔗箱2的布置为其长度方向沿前、后向，集蔗箱2底部的前、后端的中央通过前、后铰链结构 5支撑安装于水平的转动板9上，所述转动板9的底部中央通过旋转副10(水平面内360°转动)安装于举升板11上，所述举升板11的后端中央铰连于车架1上，举升板11的前端中央与车架1之间设有将举升板11向后翻转的举升液压缸12(液压缸缸体铰装于车架1上，活塞杆铰装于集蔗箱2底部)，集蔗箱2左侧中部的转动板9上设有驱动集蔗箱2向右翻转卸载的五连杆变胞组件；所述五连杆变胞组件包括处于左、右垂直面上的短转动杆6、短摆动杆7、长操控杆8和钝角等腰三角板13，所述转动杆6(靠后设置)和摆动伸缩杆7(靠前设置)的下端均铰连于转动板9上，所述操控杆8向右上方斜置，操控杆8的前端铰连于集蔗箱2的左侧面上，操控杆8的后端铰连于转动杆6的上端，所述三角板13的钝角上端铰连于操控杆8的中后部杆体上，三角板13的锐角前端铰连于摆动杆7的上端，三角板13的锐角后端铰连于转动杆6的上端，转动杆6、操控杆8和三角板13的锐角后端三者之间形成复合铰链，如图4、图5所示。
所述转动杆6作为伺服电机驱动的主动杆，所述伺服电机设于转动板9 上。
上述结构中，旋转副10带动转动板9使其与车架1产生错位，可实现集蔗装置的全方位集蔗和卸载的功能：如旋转副10带动转动板9转动90°可实现集蔗装置向后卸载；如旋转副10带动转动板9转动180°可实现集蔗装置的向左卸载。
通过举升液压缸12翻转举升板11，可实现大空间向后、向左卸载功能。
第一、第二、第三种实施方式中，五连杆变胞组件的一种变形构态为三角板13的锐角后端不与转动杆6的上端铰连而成为自由端，该构态下五连杆变胞组件翻转集蔗箱2的姿态如图2所示。
Claims (6)
1.变胞机构式集蔗装置，包括通过前、后车轮组(3、4)行走的车架(1)以及设于车架(1)上的集蔗机构，其特征在于：所述集蔗机构包括集蔗箱(2)，所述集蔗箱(2)的底部通过左、右位置的铰链结构(5)或前、后位置的铰链结构(5)安装于车架(1)上，对应于左、右位置的铰链结构(5)，集蔗箱(2)的前方设有五连杆变胞组件驱动集蔗箱(2)向后卸载，对应于前、后位置的铰链结构(5)，集蔗箱(2)的左方或右方设有五连杆变胞组件驱动集蔗箱(2)向右或向左卸载；所述五连杆变胞组件包括转动杆(6)、三角板(13)、摆动杆(7)和操控杆(8)，所述转动杆(6)和摆动杆(7)的下端均铰连于车架(1)上，所述操控杆(8)的一端铰连于集蔗箱(2)对应的部位上，操控杆(8)的另一端铰连于转动杆(6)的上端，所述三角板(13)的钝角端铰连于操控杆(8)的杆体上，三角板(13)的一个锐角端铰连于摆动杆(7)的上端，三角板(13)的另一个锐角端与操控杆(8)和转动杆(6)的铰连点之间分离或形成复合铰链。
2.根据权利要求1所述的变胞机构式集蔗装置，其特征在于：所述转动杆(6)或摆动杆(7)为伺服电机驱动的主动杆，所述伺服电机设于车架(1)上。
3.变胞机构式集蔗装置，包括通过前、后车轮组(3、4)行走的车架(1)以及设于车架(1)上的集蔗机构，其特征在于：所述集蔗机构包括集蔗箱(2)，所述集蔗箱(2)的底部通过左、右位置的铰链结构(5)或前、后位置的铰链结构(5)安装于转动板(9)上，所述转动板(9)通过旋转副(10)安装于车架(1)上，对应于左、右位置的铰链结构(5)，集蔗箱(2)的前方设有五连杆变胞组件驱动集蔗箱(2)向后卸载，对应于前、后位置的铰链结构(5)，集蔗箱(2)的左方或右方设有五连杆变胞组件驱动集蔗箱(2)向右或向左卸载；所述五连杆变胞组件包括转动杆(6)、三角板(13)、摆动杆(7)和操控杆(8)，所述转动杆(6)和摆动杆(7)的下端均铰连于转动板(9)上，所述操控杆(8)的一端铰连于集蔗箱(2)对应的部位上，操控杆(8)的另一端铰连于转动杆(6)的上端，所述三角板(13)的钝角端铰连于操控杆(8)的杆体上，三角板(13)的一个锐角端铰连于摆动杆(7)的上端，三角板(13)的另一个锐角端与操控杆(8)和转动杆(6)的铰连点之间分离或形成复合铰链。
4.根据权利要求3所述的变胞机构式集蔗装置，其特征在于：所述转动杆(6)或摆动杆(7)为伺服电机驱动的主动杆，所述伺服电机设于转动板(9)上。
5.变胞机构式集蔗装置，包括通过前、后车轮组(3、4)行走的车架(1)以及设于车架(1)上的集蔗机构，其特征在于：所述集蔗机构包括集蔗箱(2)，所述集蔗箱(2)的底部通过左、右位置的铰链结构(5)或前、后位置的铰链结构(5)安装于转动板(9)上，所述转动板(9)通过旋转副(10)安装于举升板(11)上，所述举升板(11)底部的后端铰连于车架(1)上，举升板(11)的底部前端与车架(1)之间设有将举升板(11)向后翻转的举升液压缸(12)；对应于左、右位置的铰链结构(5)，集蔗箱(2)的前方设有五连杆变胞组件驱动集蔗箱(2)向后卸载，对应于前、后位置的铰链结构(5)，集蔗箱(2)的左方或右方设有五连杆变胞组件驱动集蔗箱(2)向右或向左卸载；所述五连杆变胞组件包括转动杆(6)、三角板(13)、摆动杆(7)和操控杆(8)，所述转动杆(6)和摆动杆(7)的下端均铰连于转动板(9)上，所述操控杆(8)的一端铰连于集蔗箱(2)对应的部位上，操控杆(8)的另一端铰连于转动杆(6)的上端，所述三角板(13)的钝角端铰连于操控杆(8)的杆体上，三角板(13)的一个锐角端铰连于摆动杆(7)的上端，三角板(13)的另一个锐角端与操控杆(8)和转动杆(6)的铰连点之间分离或形成复合铰链。
6.根据权利要求5所述的变胞机构式集蔗装置，其特征在于：所述转动杆(6)或摆动杆(7)为伺服电机驱动的主动杆，所述伺服电机设于转动板(9)上。
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