申请/专利权人：山东农业大学

申请日：2019-06-11

公开（公告）日：2024-03-12

公开（公告）号：CN110050578B

主分类号：A01D45/26

分类号：A01D45/26

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.12#授权;2019.08.20#实质审查的生效;2019.07.26#公开

摘要：本发明涉及一种可调式结球类蔬菜收获机的切割装置，包括固定机构、安装在固定机构上的传动机构，以及与所述固定机构铰接的连接机构，连接机构与收获机提升输送装置的底架固接，收获机提升输送装置的底架上还安装有驱动固定机构绕横向铰轴转动的调节机构。本发明通过转动手柄能够根据实际工况调整圆盘切刀与结球类蔬菜根茎的切割角度，实现有效切割；通过改变传动机构切刀电机的转速，可以改变圆盘切刀的转速，提高了切割效率以及切割质量；通过更换传动机构执行端圆盘切刀的类型，可以降低切割能耗，降低切割反作用力；既能完全准确切割，又能降低切割过程中对蔬菜的损伤，同时能过提高切割效率，实现结球类蔬菜高效、低损收获。

主权项：1.一种可调式结球类蔬菜收获机的切割装置，其特征在于：包括固定机构、安装在固定机构上的传动机构，以及通过横向铰轴与所述固定机构铰接的连接机构，所述连接机构与收获机提升输送装置的底架固接，收获机提升输送装置的底架上还安装有驱动固定机构绕横向铰轴转动的调节机构；所述调节机构包括与收获机提升输送装置的底架固接的调节连接饵（14）、与调节连接饵轴接的转轴（10），以及与固定机构固接的调节固定饵（13），所述调节固定饵铰接调节横板（12），所述转轴（10）与横向铰轴平行且在转轴上固接有转轴连接板（11），所述转轴连接板（11）与调节横板（12）铰接；所述转轴连接板与调节横板通过横轴铰接，所述转轴连接板上开设有若干沿长度方向分布的通孔，所述通孔孔径与横轴适配；所述连接机构包括与收获机提升输送装置的底架固接的后连接板（1），以及与所述后连接板（1）固接的左连接板（2）、右连接板（3），所述左连接板、右连接板与固定机构铰接，左连接板和右连接板处于立放状态；所述固定机构包括首尾依次固接的前固定板（4）、左固定板（6）、后固定板（5）和右固定板（7），所述左固定板、右固定板分别与连接机构铰接，且左固定板和右固定板均与横向铰轴垂直，前固定板、左固定板、后固定板和右固定板处于立放状态。

全文数据：一种可调式结球类蔬菜收获机的切割装置技术领域本发明涉及农用机械领域，尤其涉及结球类蔬菜的收获切割领域，具体是指一种可调式结球类蔬菜收获机的切割装置。背景技术近年来，我国蔬菜的生产总量已经超过粮食作物，成为了第一大农产品，未来也将会一直延续这种趋势。结球类蔬菜是我国主要的蔬菜种类，我国大部分地区的结球类蔬菜收获还是采用人工收获，少数地区虽已有结球类蔬菜收获机，但目前存在的收获机的工作流程大多是先拔取后切割，此工作方式对蔬菜造成的损伤较大，切割效果不理想。随着人们认知水平的不断提高，科学技术的不断发展，结球类蔬菜的机械化收获将是未来的发展方向。切割装置作为收获机的一个重要组成部分，决定了收获机的收获效率，切割装置设计的合不合理将直接影响着收获机切割合格率的高低，间接影响着收获机的输送成功率。目前收获机上所应用的切割装置切割效率较低、切根准确性较差，切割损伤和切割能耗大，切刀在切割过程中受到的反向作用力也非常大。发明内容本发明针对现有技术的不足，提供一种可调式结球类蔬菜收获机的切割装置，解决了结球类蔬菜的切割效率低、切根不完全、切割易损伤、切割能耗大和切割反作用力大的问题。本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种可调式结球类蔬菜收获机的切割装置，包括固定机构、安装在固定机构上的传动机构，以及通过横向铰轴与所述固定机构铰接的连接机构，所述连接机构与收获机提升输送装置的底架固接，收获机提升输送装置的底架上还安装有驱动固定机构绕横向铰轴转动的调节机构。本方案中传动机构作为切割执行部件，将固定机构作为传动机构的载体，方便安装，利用连接机构给固定机构提供吊挂支撑，并且配合调节机构保持固定机构的稳定，需要调节时，通过调节机构带动固定机构绕横向铰轴转动，实现传动机构中切刀与结球类蔬菜根茎的切割角度变化，从而实现有效切割。作为优化，所述调节机构包括与收获机提升输送装置的底架固接的调节连接饵、与调节连接饵轴接的转轴，以及与固定机构固接的调节固定饵，所述调节固定饵铰接调节横板，所述转轴与横向铰轴平行且在转轴上固接有转轴连接板，所述转轴连接板与调节横板铰接。本优化方案的调节机构结构简单，传力可靠，操作十分方便，转动转轴时，转轴连接板带动调节横板移动，将力经调节固定饵传至固定机构，使固定机构绕横向铰轴转动，从而带动传动机构转动，达到改变切刀与结球类蔬菜根茎之间切割角度的目的。作为优化，所述转轴上固接有手柄。本优化方案通过设置手柄，方便对转轴进行转动操作，提高了调节效率，手柄可与转轴垂直设置。作为优化，所述转轴上套设有位于手柄一侧且与收获机提升输送装置的底架固接的调节盘，调节盘上开设有若干沿弧形分布的定位孔，所述手柄上穿设有与定位孔对应的定位销。本优化方案中的转轴可相对于调节盘转动，弧形的圆心位于转轴轴线上，当手柄转动至需要的位置时，将定位销插入相对应的定位孔，从而将手柄的位置固定，实现对切割角度的固定，避免在切割时转轴自行转动。作为优化，所述转轴连接板与调节横板通过横轴铰接，所述转轴连接板上开设有若干沿长度方向分布的通孔，所述通孔孔径与横轴适配。本优化方案的横轴可在通孔内转动，通过改变横轴穿入的通孔实现转轴连接板与调节横板铰接点位置的改变，从而实现了转轴转过角度与调节横板移动距离的改变，从而实现了对切割角度更大范围的调节。作为优化，所述转轴连接板、调节横板、连接机构、固定机构和传动机构均为两件，且沿转轴轴向分布。本优化方案将转轴连接板、调节横板、连接机构、固定机构和传动机构设置为两件，提高了切割效率，并且通过同一根转轴可同时对两件传动机构进行切割角度调节，保证了两处切割点的切割一致性。作为优化，所述连接机构包括与收获机提升输送装置的底架固接的后连接板，以及与所述后连接板固接的左连接板、右连接板，所述左连接板、右连接板与固定机构铰接。本优化方案的连接机构结构简单，制作方便，通过左连接板、右连接板与固定机构铰接，左连接板和右连接板处于立放状态，方便横向铰轴的安装，同时左连接板和右连接板沿板的延伸方向受力，提高了抗弯强度。作为优化，所述固定机构包括首尾依次固接的前固定板、左固定板、后固定板和右固定板，所述左固定板、右固定板分别与连接机构铰接，且左固定板和右固定板均与横向铰轴垂直。本优化方案的固定机构整体呈矩形框结构，方便焊接制作，且方便横向铰轴的安装，提高了制作效率，前固定板、左固定板、后固定板和右固定板处于立放状态，承受能力更强。作为优化，所述传动机构包括两切刀电机、与切刀电机连接的锥齿轮变速箱，以及固装在锥齿轮变速箱输出轴上的圆盘切刀，切刀电机的壳体通过轴套与锥齿轮变速箱的箱体固接，所述前固定板上开设有供所述轴套穿过的安装孔，所述轴套上固接有与前固定板通过螺栓连接的轴套法兰盘。本优化方案的传动机构通过切刀电机提供动力，经过锥齿轮变速箱的改向传力，使切刀处于横向状态，方便进行切割，通过设置轴套，方便将传动机构整体安装在前固定板上。作为优化，所述安装孔为沿横向延伸的长孔。本优化方案将安装孔设置为长孔，可以对轴套进行横向移动，从而调节两切刀的间距，以便保证切割的有效性，如果切刀电机较长，在后固定板上开设有分别与两切刀电机机壳适配的调节长孔，调节长孔沿横向延伸。本发明的有益效果为：通过转动手柄能够根据实际工况调整圆盘切刀与结球类蔬菜根茎的切割角度，实现有效切割；通过改变传动机构切刀电机的转速，可以改变圆盘切刀的转速，提高了切割效率以及切割质量；通过更换传动机构执行端圆盘切刀的类型，可以降低切割能耗，降低切割反作用力；该切割装置可以有效完成结球类蔬菜收获机的切割作业，既能完全准确切割，又能降低切割过程中对蔬菜的损伤，同时能过提高切割效率，降低切割能耗和切割反作用力，提升收获作业的适应能力，实现结球类蔬菜高效、低损收获。附图说明图1是本发明切割装置的结构主视图；图2是本发明切割装置的结构俯视图；图3是本发明切割装置的结构左视图；图4是本发明的整体示意图；图5是本发明连接机构的示意图；图6是本发明固定机构的示意图；图7是本发明调节机构的示意图；图8是本发明传动机构的示意图；图中所示：1、后连接板，2、左连接板，3、右连接板，4、前固定板，5、后固定板，6、左固定板，7、右固定板，8、手柄，9、调节盘，10、转轴，11、转轴连接板，12、调节横板，13、调节固定饵，14、调节连接饵，15、切刀电机，16、轴套，17、锥齿轮变速箱，18、切刀，19、切刀垫片，20、切刀电机法兰盘，21、轴套法兰盘，22、锥齿轮变速箱输出轴。具体实施方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。本方案主要适用于结球类蔬菜的切割，在切割过程中可根据实际状况对切割角度、切刀转速、切刀类型进行调节或更换，有效地降低了切割过程的切割力，降低了切割能耗，降低了切割损伤率，提高了切割效率。如图1~4所示一种可调式结球类蔬菜收获机的切割装置，包括固定机构、安装在固定机构上的传动机构，以及通过横向铰轴与所述固定机构铰接的连接机构，所述连接机构与收获机提升输送装置的底架固接，收获机提升输送装置的底架上还安装有驱动固定机构绕横向铰轴转动的调节机构。调节机构包括与收获机提升输送装置的底架固接的调节连接饵14、与调节连接饵轴接的转轴10，以及与固定机构固接的调节固定饵13，调节连接饵14为两件，分别位于转轴的两端，转轴可相对于调节连接饵转动，转轴上设有与调节连接饵接触的台阶，所述台阶用于限制转轴左右移动。所述调节固定饵铰接调节横板12，所述转轴10与横向铰轴平行且在转轴上垂直固接有转轴连接板11，转轴连接板套设固定在转轴上且与转轴垂直，所述转轴连接板11与调节横板12通过横轴铰接。转轴连接板上开设有若干沿长度方向分布的通孔，所述通孔孔径与横轴适配，横轴可在通孔内转动。转轴连接板11与调节横板12之间的铰轴、调节横板12与调节固定饵13之间的铰轴均可用螺栓代替，都不限制两者的转动自由度，提高了连接的方便性，降低了制作成本。转轴10上垂直固接有手柄8，且在转轴10上套设有位于手柄8一侧且与收获机提升输送装置的底架固接的调节盘9，调节盘9上开设有若干沿弧形分布的定位孔，所述手柄上穿设有与定位孔对应的定位销。弧形的圆心位于转轴轴线上，转轴可相对于调节盘转动。如图7所示，调节机构可以调节切割装置前部固定机构与地面之间的夹角，进而达到改变切割过程中切割角度的目的。具体的实现过程是，转动手柄8，手柄8带动转轴10转动，从而改变转轴连接板11与调节横板12的位置，进一步作用于调节固定饵13，最终使固定传动机构的固定机构的位置发生变化，从而达到改变圆盘切刀18与结球类蔬菜根茎之间切割角度的目的。以地面为参考，切割过程中圆盘切刀18与地面之间的夹角为切割角度，根据实际工作要求，调节机构可使切割角度在10°~30°之间变化。连接机构包括与收获机提升输送装置的底架固接的后连接板1，以及与所述后连接板1固接的左连接板2、右连接板3，连接机构为左右对称结构，所述左连接板与固定机构的左固定板6铰接，右连接板与固定机构的右固定板7铰接。连接机构位于调节横板的上方。固定机构包括首尾依次固接的前固定板4、左固定板6、后固定板5和右固定板7，固定机构也是左右对称结构，其中后固定板7固定安装于左、右固定板之间且与左、右固定板接触，前固定板6与后固定板7平行安装。所述左固定板、右固定板分别与连接机构的左连接板、右连接板铰接，且左固定板和右固定板均与横向铰轴垂直。传动机构包括沿左右方向布置的两切刀电机15、与切刀电机15连接的锥齿轮变速箱17，以及固装在锥齿轮变速箱输出轴上的圆盘切刀18，切刀电机的输出轴与锥齿轮变速箱的输入轴固定连接，切刀垫片19与锥齿轮变速箱输出轴22配合安装，圆盘切刀18与切刀垫片19紧贴配合安装，圆盘切刀18与切刀垫片19通过螺栓连接。切刀电机的壳体通过轴套16与锥齿轮变速箱的箱体固接，所述前固定板上开设有供所述轴套穿过的安装孔，安装孔为沿横向延伸的长孔，传动机构的轴套16固定安装于固定机构的前固定板4的安装孔中，传动机构与固定机构配合安装，所述轴套上固接有轴套法兰盘21，切刀电机法兰盘20与轴套法兰盘21和固定机构的前固定板4配合安装，且轴套法兰盘21和切刀电机法兰盘20均与前固定板通过螺栓连接。后固定板上开设有分别与两切刀电机机壳适配的调节长孔，调节长孔沿横向延伸。切割工作是由传动机构中的切刀电机15驱动圆盘切刀18转动来实现的，切刀电机的转速可调节，调节范围为0~3000rmp，在实际工作过程中，可根据需要设置电机的转速，实现不同的切割转速。传动机构的执行端圆盘切刀的类型可更换，可用锯齿刀、平型刀、光刀等不同类型的切刀来切割结球类蔬菜的根茎，可根据实际需求更换不同的刀型。转轴连接板、调节横板、连接机构、固定机构和传动机构均为两件，且沿转轴轴向分布。如图3和图8所示，当把切割角度、切割速度以及切刀类型确定好以后，切割装置在收获机自走的带动下进行切割作业，实现了对结球类蔬菜根茎的完全、准确、低损伤切割。本发明的工作过程：切割作业在结球类蔬菜收获机整个收获流程中处于扶正导向以后、提升输送之前，切割装置布置于收获机的前部，其前端与扶正导向装置配合安装，后端与提升输送装置的底架连接。随着结球类蔬菜收获机的行走，结球类蔬菜在扶正导向装置的作用下有序地进入切割装置。与切割装置固连的提升输送装置的底架可以在电机推杆的驱动下调整位置，使底架与水平地面呈一定的角度；然后再通过手柄调节机构微调切刀的位置，最终根据实际工况使圆盘切刀与地面呈一定的合理角度；接下来，通过设置传动系统中切刀电机的转速来驱动圆盘切刀的转动；最终，实现对结球类蔬菜根茎的高效、低损切割。切割完成后的蔬菜球体将由传送带提升输送至下一工序。当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

权利要求：1.一种可调式结球类蔬菜收获机的切割装置，其特征在于：包括固定机构、安装在固定机构上的传动机构，以及通过横向铰轴与所述固定机构铰接的连接机构，所述连接机构与收获机提升输送装置的底架固接，收获机提升输送装置的底架上还安装有驱动固定机构绕横向铰轴转动的调节机构。2.根据权利要求1所述的一种可调式结球类蔬菜收获机的切割装置，其特征在于：所述调节机构包括与收获机提升输送装置的底架固接的调节连接饵（14）、与调节连接饵轴接的转轴（10），以及与固定机构固接的调节固定饵（13），所述调节固定饵铰接调节横板（12），所述转轴（10）与横向铰轴平行且在转轴上固接有转轴连接板（11），所述转轴连接板（11）与调节横板（12）铰接。3.根据权利要求2所述的一种可调式结球类蔬菜收获机的切割装置，其特征在于：所述转轴上固接有手柄（8）。4.根据权利要求3所述的一种可调式结球类蔬菜收获机的切割装置，其特征在于：所述转轴（10）上套设有位于手柄（8）一侧且与收获机提升输送装置的底架固接的调节盘（9），调节盘（9）上开设有若干沿弧形分布的定位孔，所述手柄上穿设有与定位孔对应的定位销。5.根据权利要求2所述的一种可调式结球类蔬菜收获机的切割装置，其特征在于：所述转轴连接板与调节横板通过横轴铰接，所述转轴连接板上开设有若干沿长度方向分布的通孔，所述通孔孔径与横轴适配。6.根据权利要求2所述的一种可调式结球类蔬菜收获机的切割装置，其特征在于：所述转轴连接板、调节横板、连接机构、固定机构和传动机构均为两件，且沿转轴轴向分布。7.根据权利要求1所述的一种可调式结球类蔬菜收获机的切割装置，其特征在于：所述连接机构包括与收获机提升输送装置的底架固接的后连接板（1），以及与所述后连接板（1）固接的左连接板（2）、右连接板（3），所述左连接板、右连接板与固定机构铰接。8.根据权利要求1所述的一种可调式结球类蔬菜收获机的切割装置，其特征在于：所述固定机构包括首尾依次固接的前固定板（4）、左固定板（6）、后固定板（5）和右固定板（7），所述左固定板、右固定板分别与连接机构铰接，且左固定板和右固定板均与横向铰轴垂直。9.根据权利要求8所述的一种可调式结球类蔬菜收获机的切割装置，其特征在于：所述传动机构包括两切刀电机（15）、与切刀电机（15）连接的锥齿轮变速箱（17），以及固装在锥齿轮变速箱输出轴上的圆盘切刀（18），切刀电机的壳体通过轴套（16）与锥齿轮变速箱的箱体固接，所述前固定板上开设有供所述轴套穿过的安装孔，所述轴套上固接有与前固定板通过螺栓连接的轴套法兰盘（21）。10.根据权利要求9所述的一种可调式结球类蔬菜收获机的切割装置，其特征在于：所述安装孔为沿横向延伸的长孔。

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