申请/专利权人：农业农村部南京农业机械化研究所;山东亚丰农业机械装备有限公司;山东理工大学

申请日：2019-07-18

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN110278762B

主分类号：A01D41/02

分类号：A01D41/02;A01D41/12;A01F11/00;A01F12/18;A01F12/44

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2019.10.29#实质审查的生效;2019.09.27#公开

摘要：本发明涉及一种基于分布脱粒的豆类联合收获机，属于农业机械技术领域。该机的行走底盘前端为割台上部为脱粒设备，割台和脱粒设备之间通过输送机构衔接；输送机构由植株输送振压带和在籽粒输送带组成，装有振压式脱粒滚筒；植株输送振压带由驱动辊轴和振压带组成，振压带由镂空胶带和柔性振压板构成；籽粒输送带由环绕在两端驱动辊上的橡胶带以及间隔分布在橡胶带长度方向上的挡板构成；振压式脱粒滚筒含有旋转滚筒，旋转滚筒的外圆周向均布径向延伸的连接齿排，连接齿排外端固连切向的脱粒板；脱粒板与邻近时的振压板形成脱粒间隔。本发明妥善解决了现有联合收获机难以兼顾成熟度不同籽粒的无损、高效脱净难题。

主权项：1.一种基于分布脱粒的豆类联合收获机，包括位于行走底盘（A3）前端的割台（A1）以及位于行走底盘（A3）上的脱粒设备；所述脱粒设备由轴流主脱粒滚筒（A6）以及位于所述轴流主脱粒滚筒下的凹板筛（A7）和位于所述凹板筛下的振动筛（A8）组成；所述割台和脱粒设备之间通过支撑于过桥支架的输送机构（A2）衔接；其特征在于：所述输送机构由在上的植株输送振压带和在下的籽粒输送带组成，所述输送机构装有至少一个振压式脱粒滚筒，构成过桥输送振压脱粒装置；所述植株输送振压带（2）由环绕在两端驱动辊轴（2-1）的振压带（2-2）组成，所述振压带（2-2）由分布有漏孔的镂空胶带（2-2-2）和间隔均布在所述胶带长度方向上的柔性振压板（2-2-1）构成；所述籽粒输送带（4）由环绕在两端驱动辊（4-1）上的橡胶带（4-2）以及间隔分布在所述橡胶带长度方向上的挡板（4-3）构成；所述振压式脱粒滚筒（3）含有旋转滚筒（3-2），所述旋转滚筒的外圆周向均布径向延伸的连接齿排（3-3），所述连接齿排外端固连切向的脱粒板（3-1）；所述脱粒板与邻近时的振压板形成脱粒间隔；所述过桥输送振压脱粒装置的植株输送振压带和籽粒输送带的输出端分别与凹板筛和振动筛的输入端衔接；所述轴流主脱粒滚筒分为旋入段和复脱段，所述旋入段由绕有螺旋叶片的锥型旋入头构成，所述复脱段由盘绕在周向均布轴向延伸的支撑杆外的螺旋固定杆以及间隔分布于螺旋固定杆的径向钉齿构成。

全文数据：一种基于分布脱粒的豆类联合收获机技术领域本发明涉及一种收获机，尤其涉及一种基于分布脱粒的豆类联合收获机,属于农业机械技术领域。背景技术豆类植株性状、豆荚分布状态与水稻、小麦存在较大差异，在联合收获机上直接采用传统的轴流式脱粒装置一次性脱粒，为满足短时间短脱粒的作业要求，滚筒通常采用高负荷、高转速，对豆类籽粒打击大，容易造成损失。此外，现有联合收获机（参见名称为《小型大豆联合收获机》申请号为201510505965.0以及《一种自适应清选作物收获机》、申请号为201910162868.4的中国专利文献）前端的割台在完成收割后，通过过桥输送将收割下来的作物输送到独立的脱粒设备完成脱粒。面对豆株熟度高易炸荚、成熟度低难脱粒的特点，由于只能通过调整脱粒滚筒转速和脱粒间隙来改变脱粒效果，结果长期以来始终存在的问题是：转速高、间隙小虽然可以提高脱净率，但容易导致对成熟度较高籽粒的损伤，而降低转速、调大间隙虽然可以有效避免损伤，但成熟度较低的籽粒难以与茎秆分离，影响脱粒效果。这样，如何兼顾成熟度不同籽粒的脱粒需求成为一对难以解决的矛盾。发明内容本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，通过机构设置的合理改进，提出一种可以兼顾成熟度不同籽粒脱粒需求的基于分布脱粒的豆类联合收获机，从而为既保证联合收获机的脱净率、又避免籽粒损伤。为了达到上述目的，本发明的基本技术方案是：一种基于分布脱粒的豆类联合收获机，包括位于行走底盘前端的割台以及位于行走底盘上的脱粒设备，所述脱粒设备由轴流主脱粒滚筒以及位于所述轴流主脱粒滚筒下的凹板筛和位于所述凹板筛下的振动筛组成；所述割台和脱粒设备之间通过支撑于过桥支架的输送机构衔接；所述输送机构由在上的植株输送振压带和在下的籽粒输送带组成，所述输送机构装有至少一个振压式脱粒滚筒，构成过桥输送振压脱粒装置；所述植株输送振压带由环绕在两端驱动辊轴的振压带组成，所述振压带由分布有漏孔的镂空胶带和间隔均布在所述胶带长度方向上的柔性振压板构成；所述籽粒输送带由环绕在两端驱动辊上的橡胶带以及间隔分布在所述橡胶带长度方向上的挡板构成；所述振压式脱粒滚筒含有旋转滚筒，所述旋转滚筒的外圆周向均布径向延伸的连接齿排，所述连接齿排外端固连切向的脱粒板；所述脱粒板与邻近时的振压板形成脱粒间隔；所述过桥输送振压脱粒装置的植株输送振压带和籽粒输送带的输出端分别与凹板筛和振动筛的输入端衔接。当收割下来的豆类作物植株由联合收获机割台喂入具有振压脱粒的过桥输送机构后，在被输送振压带输送过程中，位于脱粒间隔时受脱粒板与脱粒滚筒振压板的振动、挤压配合作用，成熟度较高的籽粒纷纷落下，从振压带的漏孔落至籽粒输送带上，并在挡板的作用下送往筛分装置，未脱净的植株及秸秆则继续输送至联合收获机的脱粒设备脱粒。本发明进一步的完善是，至少一个振压式脱粒滚筒的相邻脱粒板的旋转易位时间等于所述植株输送振压带上相邻振压板的平移易位时间。这样控制振压式脱粒滚筒转速与植株输送振压带送进速度的关系，可以保证脱粒板与振压板邻近时的一一对应关系，从而使其持续充分发挥配合挤压作用，将成熟度较高的籽粒脱下。由此可见，本发明将原先只具有输送功能的装置合理改进成过桥输送振压脱粒装置，在过桥输送过程中，预先将成熟度较高的籽粒脱下，再由脱粒设备完成进一步的脱粒，从而巧妙将过桥输送与预脱粒有机结合，妥善解决了现有联合收获机难以兼顾成熟度不同籽粒的无损、高效脱净难题。由于振压板采用柔性材料，并且脱粒间隔大于脱粒间隙，因此可有效降低破碎率，从而为保证联合收获机最终的高脱净率、低破损率创造了良好的条件。与此同时，振压式脱粒滚筒上的连接齿和排脱粒板还具有理想的下压输送作用，可以强化植株输送振压带的输送作用，有助于避免收割量大时，植株进入脱粒设备的拥堵，进一步保证了脱粒质量。本发明再进一步的完善是，所述输送机构的籽粒输送带上方装有二个间隔分布的振压式脱粒滚筒；在后脱粒滚筒的转轴与链轮以及主动轮固连，且其相邻脱粒板的旋转易位时间等于所述植株输送振压带上相邻振压板的平移易位时间；所述在后脱粒滚筒与在前脱粒滚筒的传动比大于1。本发明还进一步的完善是，所述脱粒板朝旋转方向伸出的长度长于逆旋转方向伸出的长度。本发明又进一步的完善是，所述漏孔呈沿胶带长度方向延伸的条状，间隔均布在胶带宽度方向上。本发明更进一步的完善是，所述挡板构成呈L形。本发明仍进一步的完善是，所述轴流主脱粒滚筒分为旋入段和复脱段，所述旋入段由绕有螺旋叶片的锥型旋入头构成，所述复脱段由盘绕在周向均布轴向延伸的支撑杆外的螺旋固定杆以及间隔分布于螺旋固定杆的径向钉齿构成。总之，本发明创新的“分步式脱粒”合理利用过桥输送中的振压脱粒和脱粒设备的前后分步脱粒，先在输送过程顺便对成熟度高、易炸荚豆株部分低速柔性脱粒，而将成熟度较低、难脱粒的豆株输送至轴流式滚筒冲击脱粒，从而妥善解决豆类作物长期以来收获破碎严重的难题，尤为适用于丘陵山地的豆类收获。附图说明图1是本发明一个实施例的结构示意图。图2是图1实施例中的过桥输送振压脱粒装置立体结构示意图。图3是图2的俯视结构示意图。图4是图2无过桥支架状态的结构示意图。图5是图2中的植株输送振压带立体结构示意图。图6是图2中的籽粒输送带立体结构示意图。图7是图2中的振压式脱粒滚筒的立体结构示意图。图8是图1实施例中的轴流主脱粒滚筒结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明进行进一步的说明。实施例一本实施例基于分布脱粒的豆类联合收获机如图1，履带式行走底盘A3的前端装有割台A1，上方装有由轴流主脱粒滚筒A6以及位于主脱粒滚筒A6下的凹板筛A7和位于凹板筛A7下的振动筛A8组成的脱粒设备。割台A1和脱粒设备之间通过支撑于过桥支架的输送机构A2衔接。这些与现有技术基本相同，不展开描述。如图2所示，输送机构A2由位于框架式过桥支架1内在上的植株输送振压带2和在下的籽粒输送带4组成，输送机构A2的籽粒输送带4上方装有二个间隔分布的振压式脱粒滚筒3，从而构成过桥输送振压脱粒装置。如图3、图4所示，在后脱粒滚筒的转轴与链轮5以及输送带驱动电机8带动的主动轮7固连，并通过链条6与在前的振压式脱粒滚筒3转轴上的链轮传动连接。如图5所示，植株输送振压带2由环绕在两端驱动辊轴2-1的振压带2-2组成，振压带2-2由分布有漏孔的镂空胶带2-2-2和间隔均布在胶带长度方向上的橡胶材质柔性振压板2-2-1构成。漏孔呈沿胶带长度方向延伸的条状，间隔均布在胶带宽度方向上，这样可以使籽粒充分被筛落至籽粒输送带上。如图6所示，籽粒输送带4由环绕在两端驱动辊4-1上的橡胶带4-2以及间隔分布在橡胶带4-2长度方向上的L形挡板4-3构成。由图1可以看出，植株输送振压带2的输出端通过下倾的连接板与凹板筛A7的输入端衔接。籽粒输送带4的输出端通过驱动电机A5带动的籽粒衔接输送带A4与振动筛A8的输入端衔接。如图7所示，振压式脱粒滚筒3含有中空的旋转滚筒3-2，旋转滚筒3-2的两端通过端板3-4以及转轴3-5支撑于过桥支架1，并被电机带动转动。旋转滚筒3-2的外圆周向均布四组径向延伸的连接齿排3-3，每组连接齿排3-3由五根轴向均布的齿柱组成，连接齿排3-3外端固连切向的橡胶脱粒板3-1。脱粒板3-1朝旋转方向伸出的长度长于逆旋转方向伸出的长度，这样可以先以较大、再以较小柔性挤压作物，脱粒效果更好。本实施例与主动轮7连轴的振压式脱粒滚筒的相邻脱粒板3-1的旋转易位时间等于植株输送振压带上相邻振压板2-2-1的平移易位时间，而在后与在前两脱粒滚筒的传动比非常规的大于1，因此在前脱粒滚筒的脱粒板与振压板为随机对应关系，而控制在后振压式脱粒滚筒转速与植株输送振压带送进速度的关系，可以保证该脱粒滚筒的脱粒板与振压板邻近时一一对应，从而使作物先经过随机挤压，再经过有序挤压，充分发挥相互有机结合的振动挤压脱粒作用，籽粒效果更佳。再次过程中，脱粒板自身不产生振动，当作物植株堆积在植株输送振压带上被输送时，振压式脱粒滚筒转动，其下端的线速度方向与植株输送振压带输送方向一致，振压式脱粒滚筒与振压带之间的脱粒间隙（例如10cm），而镂空胶带具有一定弹性，作物植株堆积厚度大于该间隙，振压式脱粒滚筒转动过程将压实作物，而镂空胶带在压力作用下会有规律上下跳动，从而产生作业过程的相对振动，在振动和脱粒板挤压力的共同作用下完成脱粒，同时由于相对振动的存在，籽粒更易从镂空胶带落至下层籽粒输送带。如图8所示，轴流主脱粒滚筒6含有幅盘6-6和驱动轴6-7，并分为旋入段和复脱段，旋入段由绕有螺旋叶片6-2的锥型旋入头6-1构成，复脱段由盘绕在周向均布轴向延伸的支撑杆6-4外的螺旋固定杆6-5以及间隔分布于螺旋固定杆6-5的径向钉齿6-3构成。螺旋叶片6-2焊接固定在锥型旋入头6-1上，钉齿6-3焊接在螺旋固定杆6-5上，螺旋固定杆6-5呈螺旋状焊接在6根支撑杆6-4上。工作时作物植株在锥型旋入头6-1和螺旋叶片6-2旋入作用下，由旋入段进入复脱段进行脱粒作业。收获作业时，豆类作物植株由割台喂入至过桥输送振压脱粒装置，在被输送的同时进行一次柔性脱粒作业，未脱净作物植株及秸秆在在上层植株输送带作用下向联合收获机的脱粒设备凹板筛输送，通过锥型旋入头至轴流主脱粒滚筒内部进行强力复脱作业，复脱后的作物籽粒落入到振动筛上清选；在过桥输送振压脱粒装置实现预脱粒的籽粒由其下层的籽粒输送带运送至振动筛上进行清选，清选后最终输出到收集装置。试验表明，本实施例的联合收获机由于配备了过桥输送振压脱粒装置，在作物进入脱粒设备前进行了较成熟籽粒的脱粒作业，有效辅助了主脱粒作业，使脱粒设备主脱粒滚筒可以按不太成熟籽粒的强化脱粒要求进行调控，因此妥善解决了成熟度不同籽粒的兼顾难题，显著提高了脱净率，降低了破损率。

权利要求：1.一种基于分布脱粒的豆类联合收获机，包括位于行走底盘（A3）前端的割台（A1）以及位于行走底盘（A3）上的脱粒设备；所述脱粒设备由轴流主脱粒滚筒（A6）以及位于所述轴流主脱粒滚筒下的凹板筛（A7）和位于所述凹板筛下的振动筛（A8）组成；所述割台和脱粒设备之间通过支撑于过桥支架的输送机构（A2）衔接；其特征在于：所述输送机构由在上的植株输送振压带和在下的籽粒输送带组成，所述输送机构装有至少一个振压式脱粒滚筒，构成过桥输送振压脱粒装置；所述植株输送振压带（2）由环绕在两端驱动辊轴（2-1）的振压带（2-2）组成，所述振压带（2-2）由分布有漏孔的镂空胶带（2-2-2）和间隔均布在所述胶带长度方向上的柔性振压板（2-2-1）构成；所述籽粒输送带（4）由环绕在两端驱动辊（4-1）上的橡胶带（4-2）以及间隔分布在所述橡胶带长度方向上的挡板（4-3）构成；所述振压式脱粒滚筒（3）含有旋转滚筒（3-2），所述旋转滚筒的外圆周向均布径向延伸的连接齿排（3-3），所述连接齿排外端固连切向的脱粒板（3-1）；所述脱粒板与邻近时的振压板形成脱粒间隔；所述过桥输送振压脱粒装置的植株输送振压带和籽粒输送带的输出端分别与凹板筛和振动筛的输入端衔接。2.根据权利要求1所述基于分布脱粒的豆类联合收获机，其特征在于：至少一个振压式脱粒滚筒的相邻脱粒板的旋转易位时间等于所述植株输送振压带上相邻振压板的平移易位时间。3.根据权利要求2所述基于分布脱粒的豆类联合收获机，其特征在于：所述输送机构的籽粒输送带上方装有二个间隔分布的振压式脱粒滚筒；在后脱粒滚筒的转轴与链轮以及主动轮固连，且其相邻脱粒板的旋转易位时间等于所述植株输送振压带上相邻振压板的平移易位时间；所述在后脱粒滚筒与在前脱粒滚筒的传动比大于1。4.根据权利要求3所述基于分布脱粒的豆类联合收获机，其特征在于：所述脱粒板朝旋转方向伸出的长度长于逆旋转方向伸出的长度。5.根据权利要求4所述基于分布脱粒的豆类联合收获机，其特征在于：所述漏孔呈沿胶带长度方向延伸的条状，间隔均布在胶带宽度方向上。6.根据权利要求5所述基于分布脱粒的豆类联合收获机，其特征在于：所述挡板构成呈L形。7.根据权利要求6所述基于分布脱粒的豆类联合收获机，其特征在于：所述轴流主脱粒滚筒分为旋入段和复脱段，所述旋入段由绕有螺旋叶片的锥型旋入头构成，所述复脱段由盘绕在周向均布轴向延伸的支撑杆外的螺旋固定杆以及间隔分布于螺旋固定杆的径向钉齿构成。

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