CN103718751A - 异步气吹式柔性仿生伸缩拨禾装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异步气吹式柔性仿生伸缩拨禾装置，其中机架位于外侧，仿生拨禾机构径向均布在机架外侧，风扇机构位于机架内侧，传动机构位于机架左端，机架底座分布螺纹孔，定位螺栓、弹簧、仿生拨禾板构成仿生拨禾机构，通过弹簧实现仿生拨禾机构伸缩，风扇罩的前方开设进风口，后方开设出风口，风扇皮带轮通过平键固定在左半轴，拨禾皮带轮安装在轴承外圈，拨禾皮带轮通过长螺栓与左挡板连接，实现仿生拨禾机构与风扇机构的同轴不同速旋转。本发明拨禾接触冲击小、拨禾作业高度和喂入深度连续可调、拨禾过程作物籽粒损失少、作物籽粒表面损伤小、结构简单紧凑、拨禾作业综合效率高。

Description

异步气吹式柔性仿生伸缩拨禾装置

技术领域

本发明涉及一种农用机械，特别涉及一种异步气吹式柔性仿生伸缩拨禾装置。

背景技术

拨禾装置在农业收获机械中应用广泛，小麦、水稻、大豆等作物收获过程中均需要通过拨禾装置将作物推向切割器或喂入口，将作物茎秆切断或将作物穗头切割摘穗。传统拨禾装置主要由拨禾板、辐条、轮毂、拨禾轮轴组成，通过拨禾装置的旋转将作物推向后方，由于拨禾板硬度大，高速旋转作业时造成大量作物籽粒飞溅损失。在半喂入式收获机械中拨禾板的径向作业长度固定不变，造成拨禾高度与喂入深度不能同时达到最大值，当拨禾板拨禾作业高度增加时，需要同时增加拨禾装置的辐条长度，一方面造成拨禾装置的外形尺寸增加，导致制造加工成本提高，另一方面导致拨禾板与喂入口发生干涉；而减小辐条程度又会降低拨禾作业高度，造成拨禾范围减小、对作物穗头直接冲击大、籽粒飞溅损失大，同时穗头不能完整进入喂入口而产生摘穗不完整、摘穗遗漏损失提高等。

为解决籽粒冲击飞溅损失严重问题，国外学者在上世纪70年代曾在切割器上加装喷射气流的装置，用速度为10m/s的告诉气流，从切割器的前下方向割台后部输送，试验表明在切割器前面150mm处喷出气流，用于标准割台可减少收获损失35%，但是该装置需要配备鼓风机，造成整机的功率消耗增大、制造成本提高。为解决拨禾高度和喂入高度的矛盾问题，国内学者曾采用增设涡轮蜗杆变速箱方式，配合凸轮结构实现拨禾板的作业高度调节，但是这种方案拨禾板高度变化范围只有最低值和最高值两个数值，不能实现拨禾高度由最低值向最高值的连续性变化，从而造成作物茎秆晃动严重而飞溅籽粒。

综观上述拨禾装置的现状，急需一种拨禾过程对作物冲击小、拨禾高度和喂入深度连续性可调、结构简单紧凑、整机制造成本低的拨禾装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种异步气吹式柔性仿生伸缩拨禾装置，该异步气吹式柔性仿生伸缩拨禾装置克服了现有技术的缺陷，其拨禾接触冲击小，拨禾作业高度和喂入深度连续可调，拨禾过程作物籽粒损失少，作物籽粒表面损伤小，结构简单紧凑，拨禾作业综合效率高。

本发明是由机架、仿生拨禾机构、风扇机构和传动机构组成，机架位于外侧，仿生拨禾机构径向均布在机架外侧，风扇机构位于机架内侧，传动机构位于机架左侧端面，其特征在于：机架的左边框和右边框通过底座、立柱、限位板连接，底座水平方向等间距分布螺纹孔，用于固定调节仿生拨禾机构，限位板水平方向等间距分布限位口；仿生拨禾机构的定位螺栓内端开孔，仿生拨禾板的内端中部开孔，弹簧的两端分别固定在仿生拨禾机构的开孔和仿生拨禾板的开孔中，定位螺栓与底座之间安装紧定螺母，通过紧定螺母和定位螺栓共同调节仿生拨禾机构极限工作状态；风扇叶片通过螺栓固定在风扇滚筒表面，右侧的风扇罩通过上折边和下折边固定在轴承座上，左侧的风扇罩固定在左边框的凸台上，风扇罩的前方开设进风口，后方开设出风口；风扇皮带轮通过平键固定在左半轴上，带动风扇滚筒高速旋转，拨禾皮带轮安装在轴承外圈，风扇滚筒高速旋转时轴承外圈相对轴承内圈静止，拨禾皮带轮通过长螺栓与左挡板连接，通过拨禾皮带轮的低速旋转带动机架和仿生拨禾机构低速旋转。

所述的拨禾底板位于仿生拨禾板底部，拨禾面板位于仿生拨禾板的上表面，拨禾面板下部表面设有圆头仿生拨禾齿。

所述的仿生拨禾板运动到竖直方向最高处时，弹簧产生的压力与仿生拨禾板的离心力之和等于其重力，此时仿生拨禾机构收缩至最小尺寸。

所述的仿生拨禾机构运动到竖直方向最低处时，弹簧产生的拉力与仿生拨禾板的重力之和等于离心力，此时仿生拨禾机构拉伸至最大尺寸。

本发明的结构特点：

1、风扇罩的前方开设进风口，后方开设出风口，进风口角度大于出风口，增加排风速度，增强对作物的吹拂力度；风扇皮带轮带动风扇滚筒高速旋转，风扇滚筒高速旋转时轴承外圈相对轴承内圈静止，拨禾皮带轮低速旋转带动机架和仿生拨禾机构低速旋转，从而实现风扇机构和仿生拨禾机构的同轴不同速旋转作业，既能产生高速气流吹拂作物，又能产生低速拨禾运动，减小对作物的冲击力度。

2、拨禾底板位于仿生拨禾板底部，拨禾面板位于仿生拨禾板的上表面，采用橡胶材料加工，拨禾面板下部表面设有圆头仿生拨禾齿，用于增加拨禾作业时对作物的拨禾摩擦力。

3、仿生拨禾板作业过程中随机架旋转产生离心力，在离心力、重力、弹簧力的共同作用下，实现仿生拨禾板的伸缩，当仿生拨禾板运动到竖直方向最高处时，弹簧产生的压力与仿生拨禾板的离心力之和等于其重力，此时仿生拨禾机构收缩至最小尺寸，当仿生拨禾机构运动到竖直方向最低处时，弹簧产生的拉力与仿生拨禾板的重力之和等于离心力，此时仿生拨禾机构拉伸至最大尺寸，仿生拨禾机构在圆周运动过程中，随着重力径向分量的变化呈现出余弦波形连续性伸缩变化状态。

本发明的工作原理：

风扇机构高速旋转向后下方排放气流，吹拂作物倒向切割器和喂入口，仿生拨禾机构与风扇机构同轴不同速，通过低速旋转带动仿生拨禾板对作物进行机械式拨禾，拨禾面板下部的仿生拨禾齿从作物底部向上柔性提拉作物，最终通过气流、机械、仿生拨禾齿三者的共同作用，实现作物的柔性拨动。

本发明的有益效果：：

1、利用弹簧的拉伸收缩实现仿生拨禾板的伸长收缩，采用离心力、重力、弹簧力三力合力的余弦变化规律，仿照动物捕食行为实现仿生拨禾机构拨禾高度和喂入深度的连续性变化，提高综合作业效率；弹簧、定位螺栓等部件结构简单，成本低，有效简化了可伸缩拨禾装置的机械机构，降低了制造成本；柔性仿生拨禾板减小对作物籽粒的冲击和降低对籽粒表面质量破损；

2、风扇机构内设在仿生拨禾机构的内部，并通过同轴不同速的传动机构，实现了机械拨禾和气吹拨禾的完美融合，极大降低了作物籽粒飞溅损失、作物表面质量损失，大幅提高拨禾作业综合效率。

附图说明

图1是本发明的的俯视图。

图2是图1中的A处局部放大剖视图。

图3是图1的右视图。

其中：1—机架；2—仿生拨禾机构；3—风扇机构；4—传动机构；5—左边框；6—右边框；7—底座；8—立柱；9—限位板；10—定位螺栓；11—紧定螺母；12—弹簧；13—仿生拨禾板；14—拨禾底板；15—拨禾面板；16—仿生拨禾齿；17—风扇罩；18—上折边；19—下折边；20—轴承座；21—风扇滚筒；22—螺栓；23—风扇叶片；24—进风口；25—出风口；26—限位口；27—左半轴；28—风扇皮带轮；29—平键；30—拨禾皮带轮；31—长螺栓；32—轴承；33—左挡板；34—凸台。

具体实施方式

请参阅图1、图2和图3所示，其是由机架1、仿生拨禾机构2、风扇机构3、传动机构4组成，机架1位于外侧，仿生拨禾机构2径向均布在机架1外侧，风扇机构3位于机架1内侧，传动机构4位于机架1左侧端面，其特征在于：机架1的左边框5和右边框6通过底座7、立柱8、限位板9连接，底座7水平方向等间距分布螺纹孔，用于固定调节仿生拨禾机构2，限位板9水平方向等间距分布限位口26；仿生拨禾机构2的定位螺栓10内端开孔，仿生拨禾板13的内端中部开孔，弹簧12的两端分别固定在仿生拨禾机构2的开孔和仿生拨禾板13的开孔中，定位螺栓10与底座7之间安装紧定螺母11，通过紧定螺母11和定位螺栓10共同调节仿生拨禾机构2极限工作状态；风扇叶片23通过螺栓22固定在风扇滚筒21表面，右侧的风扇罩17通过上折边18和下折边19固定在轴承座20上，左侧的风扇罩17固定在左边框5的凸台34上，风扇罩17的前方开设进风口24，后方开设出风口25；风扇皮带轮28通过平键29固定在左半轴27上，带动风扇滚筒21高速旋转，拨禾皮带轮30安装在轴承32外圈，风扇滚筒21高速旋转时轴承32外圈相对轴承32内圈静止，拨禾皮带轮30通过长螺栓31与左挡板33连接，通过拨禾皮带轮30的低速旋转带动机架1和仿生拨禾机构2低速旋转。

Claims (4)

1.一种异步气吹式柔性仿生伸缩拨禾装置，其特征在于：是由机架（1）、仿生拨禾机构（2）、风扇机构（3）和传动机构（4）组成，机架（1）位于外侧，仿生拨禾机构（2）径向均布在机架（1）外侧，风扇机构（3）位于机架（1）内侧，传动机构（4）位于机架（1）左侧端面，其特征在于：机架（1）的左边框（5）和右边框（6）通过底座（7）、立柱（8）、限位板（9）连接，底座（7）水平方向等间距分布螺纹孔，用于固定调节仿生拨禾机构（2），限位板（9）水平方向等间距分布限位口（26）；仿生拨禾机构（2）的定位螺栓（10）内端开孔，仿生拨禾板（13）的内端中部开孔，弹簧（12）的两端分别固定在仿生拨禾机构（2）的开孔和仿生拨禾板（13）的开孔中，定位螺栓（10）与底座（7）之间安装紧定螺母（11），通过紧定螺母（11）和定位螺栓（10）共同调节仿生拨禾机构（2）极限工作状态；风扇叶片（23）通过螺栓（22）固定在风扇滚筒（21）表面，右侧的风扇罩（17）通过上折边（18）和下折边（19）固定在轴承座（20）上，左侧的风扇罩（17）固定在左边框（5）的凸台（34）上，风扇罩（17）的前方开设进风口（24），后方开设出风口（25）；风扇皮带轮（28）通过平键（29）固定在左半轴（27）上，带动风扇滚筒（21）高速旋转，拨禾皮带轮（30）安装在轴承（32）外圈，风扇滚筒（21）高速旋转时轴承（32）外圈相对轴承（32）内圈静止，拨禾皮带轮（30）通过长螺栓（31）与左挡板（33）连接，通过拨禾皮带轮（30）的低速旋转带动机架（1）和仿生拨禾机构（2）低速旋转。

2.根据权利要求1所述的一种异步气吹式柔性仿生伸缩拨禾装置，其特征在于：拨禾底板（14）位于仿生拨禾板（13）底部，拨禾面板（15）位于仿生拨禾板（13）的上表面，拨禾面板（15）下部表面设有圆头仿生拨禾齿（16）。

3.根据权利要求1所述的一种异步气吹式柔性仿生伸缩拨禾装置，其特征在于：所述的仿生拨禾板（13）运动到竖直方向最高处时，弹簧（12）产生的压力与仿生拨禾板（13）的离心力之和等于其重力，此时仿生拨禾机构（2）收缩至最小尺寸。

4.根据权利要求1所述的一种异步气吹式柔性仿生伸缩拨禾装置，其特征在于：所述的仿生拨禾机构（2）运动到竖直方向最低处时，弹簧（12）产生的拉力与仿生拨禾板（13）的重力之和等于离心力，此时仿生拨禾机构（2）拉伸至最大尺寸。

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