申请/专利权人：农业农村部南京农业机械化研究所

申请日：2019-02-20

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN109845478B

主分类号：A01D43/063

分类号：A01D43/063;A01D69/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2019.07.02#实质审查的生效;2019.06.07#公开

摘要：本发明涉及一种茎叶类蔬菜收获机，属于农业机械技术领域。该机行走底盘上的机架下倾前端装有分行器、往复式切割器、扭转输送装置、下倾传输带、有序收集箱；该收集箱装有一端承接在传输带输出端下、另一端倾斜延伸至箱底的滑板，滑板的上方装有拨菜机械手；拨菜机械手包括水平支撑于收集箱两安装侧板之间的上传动轴和下驱动轴以及由拨柄和下垂拨指构成的拨爪，上传动轴和下驱动轴分别径向延伸出传动曲柄和驱动曲柄，传动曲柄的外端与拨柄的后端铰接，驱动曲柄的外端与连杆的一端铰接，连杆的另一端与拨柄的中部构成可锁定移动副。本发明的滑板机械手结构避免了叶菜入箱时的落差，而且保证叶菜分拨整齐达到箱底，因此有效保证了叶菜的最终收获质量。

主权项：1.一种茎叶类蔬菜收获机，包括行走底盘（5）上支撑于高度调节油缸（7）的机架（4），所述机架的下倾前端装有分行器（1）、往复式切割器（2），所述往复式切割器的上方衔接安装扭转输送装置（11）的输入端；所述扭转输送装置的输出端下方安装下倾传输带（9），所述下倾传输带的输出端下方安置有序收集箱（6）；其特征在于：所述有序收集箱装有一端承接在下倾传输带下、另一端倾斜延伸至箱底的滑板，所述滑板的上方装有拨菜机械手（3）；所述拨菜机械手包括水平支撑于有序收集箱两安装侧板（3-3）之间的上传动轴（3-2）和下驱动轴（3-4）以及由拨柄（3-8）和下垂拨指构成的拨爪（3-9），所述上传动轴和下驱动轴分别径向延伸出传动曲柄（3-6）和驱动曲柄（3-5），所述传动曲柄的外端与拨柄的后端铰接，所述驱动曲柄的外端与连杆（3-7）的一端铰接，所述连杆的另一端与拨柄的中部构成可锁定移动副。

全文数据：一种茎叶类蔬菜收获机技术领域本发明涉及一种收获机械，尤其是一种茎叶类蔬菜收获机，属于农业机械技术领域。背景技术为了妥善解决叶菜机械化有序收获的技术难题，申请号为201810143834.6的中国发明专利申请公开了一种叶菜有序收获机,该机的机架下倾前端装有分禾器、切割器，切割器上方安装间隔分布的从传动辊；从传动辊成对分布在各平行分禾器后端两侧，且上端固定柔性爪拨菜盘；机架的中部支撑有分别与成对从传动辊对应的一组成对的水平轴主传动下辊和主传动上辊，两成对的从传动辊分别与对应的成对主传动下辊和主传动上辊之间绕有成对的输送带；成对的输送带由起始的左右相邻夹持逐渐上升扭转为上下夹持；主传动下辊下方安装水平传输带，水平传输带的输出端下方安置收集箱。本发明妥善解决了叶菜的有序输送，避免堵塞和损伤菜；并且夹持输送的姿态扭转和滑槽插装式隔板巧妙解决了叶菜收集易散乱的难题,具有广泛的适应性。该专利在收集装置的设计上，仍以调整收集箱与水平输送带的倾斜角度，使叶菜尽可能的平稳、有序滑落至收集箱底部。但由于依旧存在一定高度落差，且叶菜易在滑板上产生堆积，因此容易使本已排齐的叶菜落入收集箱内时因落差高度而变得散乱无序，因堆积滑板上而需要人工反复辅助拨菜入箱，增加人工作业强度。此外，据申请人了解，现有收获机的动力机械大多在成熟大田机械的基础上简单缩小机具尺寸而成，由于缺少系统地针对性研究，因此稳定性、可靠性以及机动性能差。尤其是动力源采用汽、柴油机，不仅噪音大、污染大，而且由于动力单一，适应性差，难以与各环节作业机具的接口配套，无法具有通用性。发明内容本发明的首要目的在于：通过结构创新，给出一种可以有效保持叶菜整齐有序入箱的茎叶类蔬菜收获机，确保收获质量。本发明进一步的目的在于：给出一种可以根据需要方便地切换动力源并且机动性能好的履带自走式茎叶类蔬菜收获机，从而借助双动力优势满足设施农业发展的需要。为实现上述首要目的，本发明茎叶类蔬菜收获机的技术方案为：包括行走底盘上支撑于高度调节油缸的机架，所述机架的下倾前端装有分行器、往复式切割器，所述往复式切割器的上方衔接安装扭转输送装置的输入端；所述扭转输送装置的输出端下方安装下倾传输带，所述下倾传输带的输出端下方安置有序收集箱；所述有序收集箱装有一端承接在下倾传输带下、另一端倾斜延伸至箱底的滑板，所述滑板的上方装有拨菜机械手；所述拨菜机械手包括水平支撑于收集箱两安装侧板之间的上传动轴和下驱动轴以及由拨柄和下垂拨指构成的拨爪，所述上传动轴和下驱动轴分别径向延伸出传动曲柄和驱动曲柄，所述传动曲柄的外端与拨柄的后端铰接，所述驱动曲柄的外端与连杆的一端铰接，所述连杆的另一端与拨柄的中部构成可锁定移动副。收获时，茎叶类蔬菜在分行器的作用下被分成多行，经往复式切割器割断，由柔性爪拨菜盘旋转拨入，依次直立有序进到夹持输送带中，随着夹持的扭转逐渐由立姿倾倒成卧姿，并输出整齐有序落到下倾传输带上，送至有序收集箱上；由前置装置排列整齐的有序叶菜不断从有序输出端输出到滑板上，机械手双曲柄连杆机构中的拨爪将做往复的拨菜运动，使有序叶菜保持整齐，逐渐有序入箱。由于本发明的滑板机械手结构不仅完全避免了现有技术叶菜入箱时的落差，而且避免了叶菜在滑板上堆积，保持叶菜分拨整齐达到箱内，因此有效保证了叶菜的最终收获质量。为了达到进一步的目的，所述行走底盘上的前侧安置发动机带动的机械变速箱，所述机械变速箱的输出端通过两侧的前离合装置与行走底盘两侧的前驱动轮传动连接；所述机架的后侧安置分别通过后离合装置与行走底盘两侧的后驱动轮传动连接的电机；所述机架前端的操控台分别铰装有主操作手柄以及左、右分离的两换向操作手柄；所述主操作手柄的铰装轴分别径向延伸出一对前摇臂和一对后摇臂；所述前摇臂的外端与前驱连杆的上端铰接，所述前驱连杆的下端与前软索的一端拉头铰接；所述前软索的另一端拉头与前离合摆杆的一端铰接，所述前离合摆杆的另一端与铰装在前离合支架的前拨叉连接，所述前拨叉具有使前离合装置与前驱动轮传动连接和传动分离两极限位置；所述后摇臂的外端与后驱连杆的上端铰接，所述后驱连杆的下端与后软索的一端拉头铰接；所述后软索的另一端拉头与后离合摆杆的一端铰接，所述后离合摆杆的另一端与铰装在后离合支架的后拨叉连接，所述后拨叉具有使后离合装置与后驱动轮传动分离和传动连接两极限位置；所述换向操作手柄的铰装轴通过延伸臂与垂向连杆的上端铰接，所述垂向连杆的下端与所述机械变速箱的传动齿轮正反转切换件铰接。这样，可以根据需要方便地通过操控主操作手柄，实现燃油发动机与电源之间的动力源互锁性切换，并且借助两相互分离的换向操作手柄，可以通过传动齿轮正反转的切换，实现两侧履带分别正向运行和反向运行，从而完成零半径转弯，使本发明的履带自走式双动力通用平台具有十分理想的机动性能。进一步，所述箱底被可抽插隔板分隔成多个隔离腔；所述上传动轴和下驱动轴对应各隔离腔的位置分别径向延伸出长度相等的传动曲柄和驱动曲柄，形成曲轴状。进一步，所述连杆的另一端通过滑套与拨柄的中部构成可锁定移动副，构成平行双曲柄四杆机构。进一步，所述拨指外套软套。进一步，所述前离合装置包括固定于相应离合轴上的前离合固定盘和活套在相应离合轴上的前离合移动盘，所述前离合移动盘的内端抵靠在相应的压簧上；所述前离合移动盘的外圆具有嵌入前拨叉的滑槽。进一步，所述后离合装置包括固定于相应离合轴上的后离合固定盘和活套在相应离合轴上的后离合移动盘，所述后离合移动盘的内端抵靠在相应的压簧上；所述后离合移动盘的外圆具有嵌入后拨叉的滑槽。进一步，所述机架前端的操控台还装有电机前进、转向手柄。进一步，所述发动机通过高低速传动箱与机械变速箱传动连接。进一步，所述履带底盘上安置的机架前侧安装位于座椅下的发动机。附图说明为了更清楚的介绍本发明，下面将结合附图对实施例进行简单介绍。图1是本发明优选实施例一的结构示意图。图2是图1的俯视图。图3是图1实施例的立体结构示意图。图4是本发明优选实施例二的结构示意图。图5是图4实施例的有序收集箱局部立体放大结构示意图。图6是图1实施例采用的通用双动力底盘立体结构示意图。图7是图6的平面投影结构示意图。图8是图6中的传动控制系统立体结构示意图。图9是图6中的离合装置动力分离状态立体示意图。图10是图6中的传动控制系统软索连接关系示意图。具体实施方式实施例一本实施例的茎叶类蔬菜收获机如图1、2、3所示，其履带式行走底盘5上支撑于高度调节油缸7的机架4，以及座椅8和操控系统10。机架4的下倾前端装有用于分隔切割区和未切割区的分行器1、往复式切割器2，往复式切割器2的上方衔接安装扭转输送装置11的输入端；扭转输送装置的输出端下方安装下倾传输带9，下倾传输带的输出端下方安置包括有序收集箱6在内的有序收集装置。该有序收集装置的具体结构与图4所示的实施例二相同，将结合图4在实施例二中详细说明。扭转输送装置含有安装在往复式切割器上方间隔分布的从传动辊；从传动辊的辊轴垂直于倾斜机架，成对分布在各平行分禾器后端两侧，且上端固定柔性爪拨菜盘；机架的中部支撑有分别与成对从传动辊对应的一组成对的水平轴主传动下辊和主传动上辊，两成对的从传动辊分别与对应的成对主传动下辊和主传动上辊之间绕有成对的输送带；成对的输送带由起始的左右相邻夹持逐渐上升扭转为上下夹持。本实施例的履带式行走底盘5采用图6和图7所示的自走式双动力通用平台，履带底盘5-2上前侧安装位于座椅8下的发动机5-9通过高低速传动箱5-4带动的机械变速箱5-10，该机械变速箱5-10的输出端通过两侧的前离合装置5-15’与履带底盘2两侧的前驱动轮5-3传动连接。后侧安置分别通过后离合装置5-15与履带底盘5-2两侧的后驱动轮5-5传动连接的锂电池5-7供电的电机5-13。履带底盘5-2前端的操控台分别铰装有主操作手柄5-11以及左、右分离的两换向操作手柄5-14，还有电机前进、转向手柄5-12。履带底盘5-2后端中部安装的可与各种机具连挂的常规三点挂接系统6本实施例可以拆去不用。如图8所示，主操作手柄5-11的铰装轴分别径向延伸出一对前摇臂11-1’和一对后摇臂11-1。前摇臂11-1’的外端与前驱连杆11-2’的上端铰接，前驱连杆11-2’的下端与前软索15-4’的一端拉头铰接；前软索15-4’的另一端拉头与前离合摆杆15-3’的一端铰接，前离合摆杆15-3’的另一端与铰装在前离合支架15-1’的前拨叉15-7’连接，前拨叉具有使前离合装置5-15’与前驱动轮5-3传动连接和传动分离两极限位置。后摇臂11-1的外端与后驱连杆11-2的上端铰接，后驱连杆11-2的下端与后软索15-4的一端拉头铰接；后软索15-4的另一端拉头与后离合摆杆15-3的一端铰接，后离合摆杆15-3的另一端与铰装在后离合支架15-1的后拨叉15-7连接，后拨叉15-7具有使后离合装置5-15与后驱动轮5-5传动分离和传动连接两极限位置。后离合装置5-15的具体结构参见图9和图10，包括固定于离合轴上的后离合固定盘15-2和活套在离合轴上后离合移动盘15-8，后离合移动盘15-8的内端抵靠在压簧15-6上，因此具有趋向与离合固定盘15-2啮合位置，后离合移动盘15-8的外圆具有嵌入后拨叉15-7的滑槽，因此可以在后拨叉15-7的作用下沿离合轴滑移，在传动分离和传动连接两极限位置之间切换。前离合装置5-15’的具体结构与之相同，不重复描述。换向操作手柄5-14的铰装轴通过延伸臂14-1与垂向连杆14-2的上端铰接，垂向连杆14-2的下端与机械变速箱的传动齿轮正反转切换件14-3铰接。因此可以通过分别操控换向操作手柄5-14控制驱动系统内输出传动齿轮的正反转，进而通过控制左、右履带正反向行走，改变转弯半径，以至实现零半径转向。而左、右推动电机前进、转向手柄5-12，可以控制一侧电机输出轴正转，一侧电机输出轴反转，同样实现零半径转向。本实施例采用的通用平台具有油电双动力驱动，其中油传动部分由燃油发动机经传送皮带将动力传给高低档机械变速箱（调节变速箱动力输出轴高、低转速），高低档机械变速箱经传送皮带将动力传递给机械变速箱，机械变速箱与履带前端的驱动轮通过机械离合器连接；电动传动部分由电机与履带后端的驱动轮通过机械离合器连接，锂电池为电机提供电源；发动机工作时，也可以为锂电池充电。主操作手柄通过软索拉线控制前、后驱动轮上离合器的分合，切断或接合动力，与操作手柄铰接的连杆采用联动设计，确保前、后端驱动轮始终仅有一端动力接合；前或后推动电机前进、转向手柄，控制左、右履带驱动电机输出轴同步正转或反转，实现履带前进、后退行走。机械离合器也可以换成电磁离合器。除了与本实施例配套之外，双动力通用平台根据实际作业需要，前端可集成任意蔬菜收获割台，后端可装配三点挂接系统、集成耕种装置，三点挂接系统、工作动力输出系统与割台或耕种装置的配套连接均设计有模块化通用接口，有效提高该动力平台的通用性。实施例二本实施例的茎叶类蔬菜收获机如图4所示，与实施例一明显不同的是行走底盘5为前后轮支撑的推行结构，与实施例一完全相同的是有序收集装置，其中的有序收集箱装有一端承接在有序输出端下、另一端倾斜延伸至箱底J1的滑板J4，箱底J1被可抽插的隔板J2分隔成六个隔离腔，滑板J4的上方装有分别与各隔离腔对应的拨菜机械手3。拨菜机械手3的结构参见图5，包括水平支撑于收集箱两安装侧板3-3之间的上传动轴3-2和下驱动轴3-4以及由拨柄3-8和下垂的分叉拨指3-10构成的拨爪3-9。拨指3-10外套软套。下驱动轴3-4与驱动电机3-1传动连接，再通过链条传动箱3-11内的链轮链条与上传动轴3-2传动连接，从而可以同步旋转。上传动轴3-2和下驱动轴3-4对应各隔离腔的位置分别径向延伸出长度相等的传动曲柄3-6和驱动曲柄3-5，形成曲轴状。传动曲柄3-6的外端与拨柄3-8的后端通过轴承铰接，驱动曲柄3-5的外端与连杆3-7的一端通过轴承铰接，连杆3-7的另一端通过滑套与拨柄3-8的中部构成可锁定移动副，可以按需调整好拨爪3-9的倾斜角度后借助紧固件锁紧，使连杆3-7与拨爪3-9固连，从而构成平行双曲柄四杆机构。本实施例的收获机前行作业过程中，前方的茎叶类蔬菜不断向后方输送，经扭转输送带、平躺带至滑板后入箱，机械手主动将输送到滑板上的茎叶类蔬菜向后拨，在同步的双曲柄旋转运动过程中，拨爪由进入状态、拨菜状态、拨爪脱离状态，完成循环仿生拨送平面运动，使收获的茎叶类蔬菜整齐、有序的装入箱。试验表明，这样不仅与现有技术相比具有完全避免叶菜入箱时的落差、防止叶菜在滑板上堆积、保持叶菜分拨整齐达到箱内的显著有益效果，而且还具有如下优点：1）收集箱内的隔板用于分隔收集的茎叶类蔬菜，进一步保证了收集的茎叶类蔬菜整齐有序，当收集箱满可快速抽离隔板，更换空箱、节省换箱时间。2）连杆可调平行双曲柄四杆机构构成的机械手调整方便，适应性好，仿生效果佳。3）电机直接驱动的曲轴状下驱动轴以及链传动的上传动轴不仅妥善解决了各机械手的运动干涉问题，而且双曲柄动力同步输出，使得各机械手运动稳定可靠，彻底避免了茎叶类蔬菜堆积在滑板上产生堵塞、损伤蔬菜的问题。

权利要求：1.一种茎叶类蔬菜收获机，包括行走底盘（5）上支撑于高度调节油缸（7）的机架（4），所述机架的下倾前端装有分行器（1）、往复式切割器（2），所述往复式切割器的上方衔接安装扭转输送装置（11）的输入端；所述扭转输送装置的输出端下方安装下倾传输带（9），所述下倾传输带的输出端下方安置有序收集箱（6）；其特征在于：所述有序收集箱装有一端承接在下倾传输带下、另一端倾斜延伸至箱底的滑板，所述滑板的上方装有拨菜机械手（3）；所述拨菜机械手包括水平支撑于有序收集箱两安装侧板（3-3）之间的上传动轴（3-2）和下驱动轴（3-4）以及由拨柄（3-8）和下垂拨指构成的拨爪（3-9），所述上传动轴和下驱动轴分别径向延伸出传动曲柄（3-6）和驱动曲柄（3-5），所述传动曲柄的外端与拨柄的后端铰接，所述驱动曲柄的外端与连杆（3-7）的一端铰接，所述连杆的另一端与拨柄的中部构成可锁定移动副。2.根据权利要求1所述的茎叶类蔬菜收获机，其特征在于：所述行走底盘上的前侧安置发动机带动的机械变速箱，所述机械变速箱的输出端通过两侧的前离合装置与行走底盘两侧的前驱动轮传动连接；所述机架的后侧安置分别通过后离合装置与行走底盘两侧的后驱动轮传动连接的电机；所述机架前端的操控台分别铰装有主操作手柄以及左、右分离的两换向操作手柄；所述主操作手柄的铰装轴分别径向延伸出一对前摇臂和一对后摇臂；所述前摇臂的外端与前驱连杆的上端铰接，所述前驱连杆的下端与前软索的一端拉头铰接；所述前软索的另一端拉头与前离合摆杆的一端铰接，所述前离合摆杆的另一端与铰装在前离合支架的前拨叉连接，所述前拨叉具有使前离合装置与前驱动轮传动连接和传动分离两极限位置；所述后摇臂的外端与后驱连杆的上端铰接，所述后驱连杆的下端与后软索的一端拉头铰接；所述后软索的另一端拉头与后离合摆杆的一端铰接，所述后离合摆杆的另一端与铰装在后离合支架的后拨叉连接，所述后拨叉具有使后离合装置与后驱动轮传动分离和传动连接两极限位置；所述换向操作手柄的铰装轴通过延伸臂与垂向连杆的上端铰接，所述垂向连杆的下端与所述机械变速箱的传动齿轮正反转切换件铰接。3.根据权利要求2所述的茎叶类蔬菜收获机，其特征在于：所述箱底被可抽插隔板分隔成多个隔离腔；所述上传动轴和下驱动轴对应各隔离腔的位置分别径向延伸出长度相等的传动曲柄和驱动曲柄，形成曲轴状。4.根据权利要求3所述的茎叶类蔬菜收获机，其特征在于：所述连杆的另一端通过滑套与拨柄的中部构成可锁定移动副，构成平行双曲柄四杆机构。5.根据权利要求4所述的茎叶类蔬菜收获机，其特征在于：所述拨指外套软套。6.根据权利要求2至5任一所述的的茎叶类蔬菜收获机，其特征在于：所述前离合装置包括固定于相应离合轴上的前离合固定盘和活套在相应离合轴上的前离合移动盘，所述前离合移动盘的内端抵靠在相应的压簧上；所述前离合移动盘的外圆具有嵌入前拨叉的滑槽。7.根据权利要求6所述的茎叶类蔬菜收获机，其特征在于：所述后离合装置包括固定于相应离合轴上的后离合固定盘和活套在相应离合轴上的后离合移动盘，所述后离合移动盘的内端抵靠在相应的压簧上；所述后离合移动盘的外圆具有嵌入后拨叉的滑槽。8.根据权利要求7所述的茎叶类蔬菜收获机，其特征在于：所述机架前端的操控台还装有电机前进、转向手柄。9.根据权利要求8所述的茎叶类蔬菜收获机，其特征在于：所述发动机通过高低速传动箱与机械变速箱传动连接。10.根据权利要求9所述的茎叶类蔬菜收获机，其特征在于：所述履带底盘上安置的机架前侧安装位于座椅下的发动机。

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