CN113519252B - 一种小型装箱式马铃薯收获联合作业机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农用机械技术领域，具体涉及一种小型装箱式马铃薯收获联合作业机。包括机架、牵引挂架、复合挖掘铲、传动装置、振动分离装置、偏心轮机构、支撑轮；所述复合挖掘铲、支撑轮和振动筛分别连接在机架的下端，偏心轮机构安装在机架上端；使用偏心轮机构同时带动挖掘铲和振动筛，使挖掘铲和振动筛同时在水平方向做往复运动，采用了同轴传动但振幅不同的设计理念，在尽可能减小挖掘阻力的同时增大振动筛水平方向振幅，使得薯土分离更彻底，此外设计旋转桶架收集装置，实现挖掘、筛土、装箱一体化的作业流程；另一功能是进一步实现薯土分离，使得所收集的马铃薯更干净。同时对挖掘铲做振动优化，减少机具阻力的同时使挖掘铲和振动筛衔接更紧凑。

Description

一种小型装箱式马铃薯收获联合作业机

技术领域

本发明涉及农用机械技术领域，具体涉及一种小型装箱式马铃薯收获联合作业机。

背景技术

针对我国西北地区马铃薯产业的发展需求，甘肃省地貌主要表现为坡地多，川地少，而且地块还比较小，多为梯田形式，因此现有马铃薯收获机很难完成该种地形作业，从而严重制约了甘肃省马铃薯产业的发展，我国为农业大国，这就很大程度导致西北地区农民收入低下，制约了西北地区的发展。在调研中，我们对甘肃省马铃薯的种植模式和分布、耕地资源与土壤类型、手扶拖拉机配套动力、对机器挖掘的接受程度、机器挖掘对马铃薯的破损率以及挖净率展开调查，发现国内现有马铃薯收获机存在的缺陷。其中部分公开设备如下：一种马铃薯低损收获机，专利号CN201821769519.6，实用新型公开了一种马铃薯低损收获机，马铃薯联合收获机系统支架后端为挡板式马铃薯升运输送带，挡板式马铃薯升运输送带上安装有马铃薯装车高度调节液压缸和装车升运装置伸缩液压缸，挡板式马铃薯升运输送带连接格栅薯土分离装置，格栅薯土分离装置上安装有格栅薯土分离装置驱动马达，拖拉机牵引装置用来连接拖拉机，马铃薯联合收获机系统支架前端设有挖掘铲，挡板式马铃薯升运输送带连接挡板式马铃薯升运输送带驱动马达，马铃薯联合收获机系统支架底部设有地轮。上述设备仅仅解决挖掘问题，收获中还要配备人员和设备辅助才能开展工作。

链条式马铃薯收获及残膜回收一体机，专利号CN201820680240.4，包括架体、起膜及马铃薯铲起装置、链条式分膜装置、收膜装置和动力传动装置，起膜及马铃薯铲起装置配装在架体的前端，起膜及马铃薯铲起装置、链条式分膜装置、收膜装置和动力传动装置配装在架体上，链条式分膜装置位于起膜及马铃薯铲起装置的后方，收膜装置位于链条式分膜装置的后方，动力传动装置用于向链条式分膜装置和收膜装置提供动力，起膜及马铃薯铲起装置将残膜和马铃薯从地表下铲起，并将残膜推送至链条式分膜装置，链条式分膜装置将残膜与土分离，并传送至收膜装置，收膜装置将残膜进行回收。上述设备体积大，很难适用于小地块使用，同时由于地膜干扰传动部件会有残膜缠绕，影响整机使用寿命。

综上所述现有马铃薯挖掘机普遍都是固定挖掘铲式，它的入土效率低，挖出的马铃薯难以与泥土分离，直接导致挖净率下降，而且得有人跟在后面捡拾，工作效率低，而且马铃薯挖掘机主要为露地收获方式，并且工作幅宽比较大，很难适应西北、甘肃地区等主产区地形地貌的马铃薯收获。鉴于现有马铃薯收获设备无法推广使用，设计研制了一种以小型手扶拖拉机作为配套动力,集薯装箱一体化的马铃薯挖掘机。

发明内容

本发明针对现有马铃薯挖掘机存在的不足，本发明涉及一种结构简单、具备集薯装箱一体化的小型装箱式马铃薯挖掘机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种小型装箱式马铃薯收获联合作业机，包括机架、牵引挂架、复合挖掘铲、传动装置、振动分离装置、偏心轮机构、支撑轮；所述复合挖掘铲、支撑轮和振动筛分别连接在机架的下端，偏心轮机构安装在机架上端；

所述传动装置包括第一驱动轴；第一驱动轴通过轴承座连接在机架上，第一驱动轴上设有驱动带轮，第一驱动轴上驱动带轮通过皮带与拖拉机驱动连接；第一驱动轴轴端连接偏心轮机构；

偏心轮机构和振动分离装置连接成一体，置偏心轮机构包括包括偏心轮、上摇臂、下摇臂、前摇杆、连杆和后摇杆；振动分离装置包括前筛臂和后筛臂；偏心轮与上摇臂一端连接，上摇臂另一端与下摇臂一端连接，下摇臂另一端与前摇杆铰接，前摇杆通过连杆与复合挖掘铲连接；复合挖掘铲具有偏心振动功能，挖掘过程中保证了入土深度，同时通过振动有效有效筛除多余土壤，降低机具运行阻力确保运转平顺可靠。前摇杆下部与前筛臂连接，后摇杆下部与连接，前筛臂和后筛臂之间连接有多组栅条组成振动筛；栅条作用一：复合挖掘铲和振动分离装置需要产生移位振动，配合栅条对刚挖掘出的马铃薯进行泥土筛除。栅条作用二：当地块有地膜残留时，栅条尖端便可挑起残膜，防止地膜进入，清理时仅需要将栅条尖端留存的地膜摘除即可。所述复合式挖掘铲包括铲面和铲臂，复合式挖掘铲的铲臂与振动分离装置连杆连接。

还包括旋转装置和收集装置；收集装置包括收集箱、角铁支架和遮板，机架上设有角铁支架，角铁支架上放置收集箱，收集箱上连接遮板；

旋转装置包括旋转桶架、支拉板、定位轮板和挡板；支拉板与机架连接，支拉板上连接定位轮板，定位轮板卡接旋转桶架外圈；

所述传动装置还包括第二驱动轴和第三驱动轴；第一驱动轴、第二驱动轴和第三驱动轴分别通过轴承座连接在机架上，第一驱动轴上设有驱动带轮和主动锥齿轮，第二驱动轴上设有从动锥齿轮和组合链轮Ⅰ，第三驱动轴上设有组合链轮Ⅱ和组合链轮Ⅲ；第一驱动轴上驱动带轮通过皮带与拖拉机驱动连接，第一驱动轴的主动锥齿轮与第二驱动轴的从动锥齿轮齿轮啮合传动，第二驱动轴的组合链轮Ⅰ通过链条与第三驱动轴的组合链轮Ⅱ链传动，第三驱动轴的组合链轮Ⅲ与旋转桶架的内齿圈啮合传动。本案传动装置和旋转装置将马铃薯旋转、提升高度后收获于收集箱内，马铃薯收获期间经过振动、旋转和高差翻转分步多次清理泥土，马铃薯收获后清洁度高，旋转装置与复合挖掘铲形成高差同时配合栅条前期地膜筛除和振动筛杂，大幅减少了地膜和杂质对整运动部件的影响，整体运行平稳寿命长。

所述支拉板和定位轮板设有多组，多组支拉板和定位轮板分别卡接在旋转桶架外圈；多组支拉板进行多点定位连接，旋转桶架外圈支撑平稳。每组支拉板通过支拉杆Ⅰ、支拉杆Ⅱ和支拉杆Ⅲ与机架连接，支拉杆Ⅰ、支拉杆Ⅱ和支拉杆Ⅲ交叉布设。上述交叉结构运用三角支撑原理更好起到定位支撑功效，此外复合挖掘铲和振动分离装置运行中会产生振动，通过多连杆交叉布局可以多空间维度有效平衡位移及振动受力，起到减震作用。

所述偏心轮机构还包括摇臂调节杆，上摇臂通过摇臂调节杆与下摇臂连接。调节入土和振动振幅，适用于不同土质挖掘作业。所述支撑轮上设有地轮支架，机架上设有地轮调节套管，地轮支架插接在地轮调节套管上，地轮支架和地轮调节套管通过锁紧螺栓固定锁紧。通过支撑轮辅助调节高度提升整体高度调整范围。

所述复合式挖掘铲还包括衔接条和侧条，衔接条设有多组，多组衔接条设在铲面后端，侧条设有多组，多组侧条设在铲臂上；衔接条和侧条搭接在前筛臂上。复合挖掘铲和振动分离装置需要产生移位振动，通过衔接条可以更好起到两种组件的辅助连接效果，防止振动挖掘中收获中马铃薯沿缝隙跌落。

所述第一驱动轴上连接长轴套，第二驱动轴上连接短轴套。第一驱动轴和第二驱动轴位于机架前部，实时与土壤接触，通过轴套保护驱动轴提升传动部件寿命。

所述收集箱上布设网孔；所述旋转桶架包括管架、分隔挡板和挡板，管架由多层环形管排布而成，多层环形管内层设有多组分隔挡板，多组分隔挡板等间距排布；分隔挡板在转动作用下将马铃薯分批提升降低堆积堵塞，旋转桶架侧部连接挡板，防止马铃薯跌落出机具。所述多组栅条的间距、多层环形管的间距、收集箱的网孔的尺寸小于马铃薯块茎的尺寸。用于其他块茎类作物收获时可适应性调整尺寸。角铁支架下部设有遮板，也进一步提升马铃薯分批分隔收获能力降低堆积堵塞。

本发明的有益效果为设计的一种小型装箱式马铃薯收获联合作业机打破了其他马铃薯机具只具有挖掘、薯土分离且对马铃薯损伤机理较大的惯例，使用偏心轮机构同时带动挖掘铲和振动筛，使挖掘铲和振动筛同时在水平方向做往复运动，采用了同轴传动但振幅不同的设计理念，在尽可能减小挖掘阻力的同时增大振动筛水平方向振幅，使得薯土分离更彻底，此外设计旋转桶收集装置，实现挖掘、筛土、装箱一体化的作业流程；另一功能是进一步实现薯土分离，使得所收集的马铃薯更干净。同时对挖掘铲做振动优化，减少机具阻力的同时使挖掘铲和振动筛衔接更紧凑。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明传动装置结构示意图；

图3为本发明的偏心轮机构结构示意图；

图4为本发明的挖掘铲结构示意图；

图5为本发明的振动分离装置结构示意图；

图6为本发明的旋转装置结构示意图；

图7为本发明的支撑轮装置结构示意图；

图8为本发明的收集装置结构示意图；

图中：牵引挂架1、机架2、复合挖掘铲3、偏心轮4、上摇臂5、驱动带轮6、从动锥齿轮7、第二驱动轴8、组合链轮Ⅰ9、组合链轮Ⅱ10、第三驱动轴11、支拉板12、定位轮板13、组合链轮Ⅲ14、旋转桶架15、收集箱16、角铁支架17、遮板18、挡板19、后摇杆20、地轮支架21、地轮22、前摇杆23、振动筛24、连杆25、摇臂调节杆26、下摇臂27、上摇臂28、第一驱动轴29、长轴套30、主动锥齿轮31、铲面32、铲臂33、铲臂下孔34、铲臂上孔35、侧条36、衔接条37、地轮调节套管38、短轴套39、前筛臂40、后筛臂41、支拉杆Ⅰ42、支拉杆Ⅱ43、支拉杆Ⅲ44、锁紧螺栓45、栅条46。

具体实施方式

一种小型装箱式马铃薯收获联合作业机，包括机架2、牵引挂架1、复合挖掘铲3、传动装置、振动分离装置、偏心轮机构、支撑轮；所述复合挖掘铲、支撑轮和振动筛分别连接在机架的下端，偏心轮机构安装在机架上端；

所述传动装置包括第一驱动轴29；第一驱动轴29通过轴承座连接在机架上，第一驱动轴29上设有驱动带轮6，第一驱动轴29上驱动带轮6通过皮带与拖拉机驱动连接；第一驱动轴29轴端连接偏心轮机构；

偏心轮机构和振动分离装置连接成一体，偏心轮机构包括包括偏心轮4、上摇臂28、下摇臂27、前摇杆23、连杆25和后摇杆20；振动分离装置包括前筛臂40和后筛臂41；偏心轮4与上摇臂28一端连接，上摇臂28另一端与下摇臂27一端连接，下摇臂27另一端与前摇杆23铰接，前摇杆23通过连杆25与复合挖掘铲3连接；前摇杆23下部与前筛臂40连接，后摇杆20下部与连接，前筛臂40和后筛臂41之间连接有多组栅条46组成振动筛24；

所述复合式挖掘铲3包括铲面32和铲臂33，铲臂33上设有铲臂下孔34和铲臂上孔35，铲臂下孔34和铲臂上孔35分别与连杆25和机架2连接。复合式挖掘铲3的铲臂33与振动分离装置连杆25连接。还包括旋转装置和收集装置；收集装置包括收集箱16、角铁支架17和遮板18，机架2上设有角铁支架17，角铁支架17上放置收集箱16，收集箱16上连接遮板18，遮板18位于角铁支架17下部；

旋转装置包括旋转桶架15、支拉板12、定位轮板13和挡板19；支拉板12与机架2连接，支拉板12上连接定位轮板13，定位轮板13卡接旋转桶架15外圈；

所述传动装置还包括第二驱动轴8和第三驱动轴11；第一驱动轴29、第二驱动轴8和第三驱动轴11分别通过轴承座连接在机架上，第一驱动轴29上设有驱动带轮6和主动锥齿轮31，第二驱动轴8上设有从动锥齿轮7和组合链轮Ⅰ9，第三驱动轴11上设有组合链轮Ⅱ10和组合链轮Ⅲ14；第一驱动轴29上驱动带轮6通过皮带与拖拉机驱动连接，第一驱动轴29的主动锥齿轮31与第二驱动轴8的从动锥齿轮7齿轮啮合传动，第二驱动轴8的组合链轮Ⅰ9通过链条与第三驱动轴11的组合链轮Ⅱ10链传动，第三驱动轴11的组合链轮Ⅲ14与旋转桶架15的内齿圈啮合传动。

所述支拉板12和定位轮板13设有多组，多组支拉板12和定位轮板13分别卡接在旋转桶架15外圈；每组支拉板12通过支拉杆Ⅰ42、支拉杆Ⅱ43和支拉杆Ⅲ44与机架2连接，支拉杆Ⅰ42、支拉杆Ⅱ43和支拉杆Ⅲ44交叉布设。所述置偏心轮机构还包括摇臂调节杆26，上摇臂28通过摇臂调节杆26与下摇臂27连接。所述复合式挖掘铲3还包括衔接条37和侧条36，衔接条37设有多组，多组衔接条37设在铲面32后端，侧条36设有多组，多组侧条36设在铲臂33上；衔接条37和侧条36搭接在前筛臂40上。所述支撑轮22上设有地轮支架21，机架2上设有地轮调节套管38，地轮支架21插接在地轮调节套管38上，地轮支架21和地轮调节套管38通过锁紧螺栓45固定锁紧。所述第一驱动轴29上连接长轴套30，第二驱动轴8上连接短轴套39。所述收集箱16上布设网孔。角铁支架17下部设有遮板18，所述旋转桶架15包括管架、分隔挡板和挡板19，管架由多层环形管排布而成，多层环形管内层设有多组分隔挡板，多组分隔挡板等间距排布；旋转桶架15侧部连接挡板19。所述多组栅条46的间距、多层环形管的间距、收集箱16的网孔的尺寸小于马铃薯块茎的尺寸。

所述铲面后焊接的衔接条间的间距小于马铃薯平均尺寸，且振动筛适配，为了保证不漏薯的情况下，最大程度的减轻挖掘铲上的土壤量。所述侧条焊接在铲臂两侧，为了防止土薯混合物从侧面漏掉。所述分离装置在保证马铃薯损伤程度最低的情况下振幅尽可能的大，其一是为了达到土薯分离最佳效果，其二是为了有足够的力将马铃薯输送到旋转桶里。图1所示定位轮板设有4组，旋转桶架位于四个定位轮板中间，挡板位于旋转桶内环，遮板挂接在角铁支架下端。

机具的工作过程：将牵引挂架与手扶拖拉机的挂接架相连接，将驱动带轮与手扶拖拉机带轮通过皮带连接，启动手扶拖拉机，偏心轮机构开始摆动，带动挖掘装置开始工作；复合式挖掘铲开始往复运动将土内的马铃薯铲出来后运送到振动分离装置中；振动分离装置将土薯分离，并输送至旋转桶架，随着旋转桶架转动将马铃薯从旋转桶最低端运送至最高处，随即马铃薯成功掉入收集箱中，完成整个的挖掘、土薯分离、整理装箱一体化。从整机来看，经过三次薯土分离，挖掘铲前期一次土薯分离；振动分离装置实现二次土薯分离；旋转提升实现三次土薯分离，大大提高分离效果，分离筛小振幅大频率，在对马铃薯不造成损伤的同时达到最佳的薯土分离效果，本发明实现了挖掘、筛土、收集装箱一体化，结构简单，体积适中，重量轻，分级结构简单精巧，方便灵活，减轻了工作人员的劳动强度，同时提高了工作效率。本设计主要用于马铃薯的挖掘、筛选、装箱；操作简单，容易上手；本发明设计条理清晰，结构合理紧凑，加工制造相对容易，并且制造成本低，适合大面积推广生产。

Claims (9)

1.一种小型装箱式马铃薯收获联合作业机，其特征在于：包括机架（2）、牵引挂架（1）、复合挖掘铲（3）、传动装置、振动分离装置、偏心轮机构、支撑轮；所述复合挖掘铲、支撑轮和振动筛分别连接在机架的下端，偏心轮机构安装在机架上端；

所述传动装置包括第一驱动轴（29）；第一驱动轴（29）通过轴承座连接在机架上，第一驱动轴（29）上设有驱动带轮（6），第一驱动轴（29）的驱动带轮（6）通过皮带与拖拉机驱动连接；第一驱动轴（29）轴端连接偏心轮机构；

偏心轮机构和振动分离装置连接成一体，偏心轮机构包括偏心轮（4）、上摇臂（28）、下摇臂（27）、前摇杆（23）、连杆（25）和后摇杆（20）；振动分离装置包括前筛臂（40）和后筛臂（41）；偏心轮（4）与上摇臂（28）一端连接，上摇臂（28）另一端与下摇臂（27）一端连接，下摇臂（27）另一端与前摇杆（23）铰接，前摇杆（23）通过连杆（25）与复合挖掘铲（3）连接；前摇杆（23）下部与前筛臂（40）连接，后摇杆（20）下部与连接，前筛臂（40）和后筛臂（41）之间连接有多组栅条（46）组成振动筛（24）；

所述复合挖掘铲（3）包括铲面（32）和铲臂（33），复合挖掘铲（3）的铲臂（33）与振动分离装置连杆（25）连接；

还包括旋转装置和收集装置；收集装置包括收集箱（16）、角铁支架（17）和遮板（18），机架（2）上设有角铁支架（17），角铁支架（17）上放置收集箱（16），收集箱（16）上设有遮板（18）；

旋转装置包括旋转桶架（15）、支拉板（12）、定位轮板（13）和挡板（19）；支拉板（12）与机架（2）连接，支拉板（12）上连接定位轮板（13），定位轮板（13）卡接旋转桶架（15）外圈；

所述传动装置还包括第二驱动轴（8）和第三驱动轴（11）；第一驱动轴（29）、第二驱动轴（8）和第三驱动轴（11）分别通过轴承座连接在机架上，第一驱动轴（29）上设有驱动带轮（6）和主动锥齿轮（31），第二驱动轴（8）上设有从动锥齿轮（7）和组合链轮Ⅰ（9），第三驱动轴（11）上设有组合链轮Ⅱ（10）和组合链轮Ⅲ（14）；第一驱动轴（29）上驱动带轮（6）通过皮带与拖拉机驱动连接，第一驱动轴（29）的主动锥齿轮（31）与第二驱动轴（8）的从动锥齿轮（7）齿轮啮合传动，第二驱动轴（8）的组合链轮Ⅰ（9）通过链条与第三驱动轴（11）的组合链轮Ⅱ（10）链传动，第三驱动轴（11）的组合链轮Ⅲ（14）与旋转桶架（15）的内齿圈啮合传动。

2.根据权利要求1所述的一种小型装箱式马铃薯收获联合作业机，其特征在于：所述支拉板（12）和定位轮板（13）设有多组，多组支拉板（12）和定位轮板（13）分别卡接在旋转桶架（15）外圈；每组支拉板（12）通过支拉杆Ⅰ（42）、支拉杆Ⅱ（43）和支拉杆Ⅲ（44）与机架（2）连接，支拉杆Ⅰ（42）、支拉杆Ⅱ（43）和支拉杆Ⅲ（44）交叉布设。

3.根据权利要求1所述的一种小型装箱式马铃薯收获联合作业机，其特征在于：所述偏心轮机构还包括摇臂调节杆（26），上摇臂（28）通过摇臂调节杆（26）与下摇臂（27）连接。

4.根据权利要求1所述的一种小型装箱式马铃薯收获联合作业机，其特征在于：所述复合挖掘铲（3）还包括衔接条（37）和侧条（36），衔接条（37）设有多组，多组衔接条（37）设在铲面（32）32后端，侧条（36）设有多组，多组侧条（36）设在铲臂（33）上；衔接条（37）和侧条（36）搭接在前筛臂（40）上。

5.根据权利要求1所述的一种小型装箱式马铃薯收获联合作业机，其特征在于：所述支撑轮（22）上设有地轮支架（21），机架（2）上设有地轮调节套管（38），地轮支架（21）插接在地轮调节套管（38）上，地轮支架（21）和地轮调节套管（38）通过锁紧螺栓（45）固定锁紧。

6.根据权利要求1所述的一种小型装箱式马铃薯收获联合作业机，其特征在于：所述第一驱动轴（29）上连接长轴套（30），第二驱动轴（8）上连接短轴套（39）。

7.根据权利要求1所述的一种小型装箱式马铃薯收获联合作业机，其特征在于：所述收集箱（16）上布设网孔；角铁支架（17）下部设有遮板（18）。

8.根据权利要求7所述的一种小型装箱式马铃薯收获联合作业机，其特征在于：所述旋转桶架（15）包括管架、分隔挡板和挡板（19），管架由多层环形管排布而成，多层环形管内层设有多组分隔挡板，多组分隔挡板等间距排布；旋转桶架（15）侧部连接挡板（19）。

9.根据权利要求8所述的一种小型装箱式马铃薯收获联合作业机，其特征在于：所述多组栅条（46）的间距、多层环形管的间距、收集箱（16）的网孔的尺寸小于马铃薯块茎的尺寸。

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