申请/专利权人：吉林大学

申请日：2019-02-28

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN109691285B

主分类号：A01D34/13

分类号：A01D34/13

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.17#授权;2019.05.28#实质审查的生效;2019.04.30#公开

摘要：本发明公开了一种削切式粗茎秆切割器，包括：切割器安装架；摆动轴，其可旋转支撑在所述切割器安装架上；两个摇杆，其套设在所述摆动轴两端，并能够随所述摆动轴旋转；安装滑道；上动刀，其设置在所述安装刀座内，并能够沿所述安装刀座滑动，所述上动刀连接所述摇杆一端；下动刀，其设置在所述安装刀座内，并能够沿所述安装刀座滑动，所述下动刀连接所述摇杆另一端；其中，所述摇杆能够带动所述上动刀和所述下动刀沿所述安装滑道往复运动，本装置采用曲柄摇杆机构带动上、下两把动刀交替进行切割，所需曲柄转速更低，减少了割台的振动，并给出摇杆长度和曲柄转速，优化切割器的结构，能有效减少震动，提高切割效率。

主权项：1.一种削切式粗茎秆切割器，其特征在于，包括：切割器安装架，包括由型钢焊接成的框架和带座轴承；摆动轴，其可旋转支撑在所述切割器安装架上；两个摇杆，其套设在所述摆动轴两端，并能够随所述摆动轴旋转；安装滑道，其设置在所述切割器安装架内侧；上动刀，其设置在所述安装滑道内，并能够沿所述安装滑道滑动，所述上动刀连接所述摇杆一端；下动刀，其设置在所述切割器安装架内，并能够沿所述切割器安装架滑动，所述下动刀连接所述摇杆另一端；其中，所述摇杆能够带动所述上动刀和所述下动刀沿所述安装滑道往复运动。

全文数据：一种削切式粗茎秆切割器技术领域本发明涉及农业机械领域，具体涉及一种削切式粗茎秆切割器。背景技术目前收割粗大类茎秆作业中，如青贮玉米秸秆收获、甘蔗收获或高粱收获等，收获机所应用的收获割台主要类型有利用割刀做回转或往复运动切割、剪切作物两种类型，如市场上常见的大小圆盘塔式割台、克罗尼的高杆作物割台等，其切割方式主要为横断切或斜切，切割功耗较大，另外现有形式的割台需要割刀数目较多，且需要割刀做大范围运动，造成了割台总体质量过大，所需传动结构复杂，运输及作业过程中消耗动力大，调整不灵活等缺点，因此急需一种结构简单、调整灵活的切割器。发明内容本发明设计开发了一种削切式粗茎秆切割器，采用曲柄摇杆机构带动上、下两把动刀交替进行切割，所需曲柄转速更低，减少了割台的振动。本发明还有一个目的是给出摇杆长度和曲柄转速，优化切割器的结构，能有效减少震动，提高切割效率。本发明提供的技术方案为：一种削切式粗茎秆切割器，包括：切割器安装架；摆动轴，其可旋转支撑在所述切割器安装架上；两个摇杆，其套设在所述摆动轴两端，并能够随所述摆动轴旋转；安装滑道；上动刀，其设置在所述安装刀座内，并能够沿所述安装刀座滑动，所述上动刀连接所述摇杆一端；下动刀，其设置在所述安装刀座内，并能够沿所述安装刀座滑动，所述下动刀连接所述摇杆另一端；其中，所述摇杆能够带动所述上动刀和所述下动刀沿所述安装滑道往复运动。优选的是，还包括：输入轴，其可旋转支撑在所述切割器安装架上；曲柄，其套设在所述输入轴一端，并能够随所述输入轴旋转；长连杆，其一端可旋转支撑在所述曲柄一端，另一端连接所述摆动轴；其中，所述长连杆随所述曲柄旋转，进而带动所述摆动轴旋转。优选的是，所述上动刀和所述下动刀通过多个短连杆连接所述摇杆，其中所述短连杆能够绕所述摇杆旋转。优选的是，所述切割器安装架包括：第一安装架，其为一端开口的方形框架；第二安装架，其为柱形，并一体连接所述第一安装架的闭口端；其中，所述第一安装架和所述第二安装架上均具有贯穿的圆孔。优选的是，所述摆动轴中部具有连接吊耳，所述长连杆通过所述连接吊耳连接所述摆动轴。优选的是，所述安装滑道为方形，中部具有凹槽。优选的是，所述摇杆包括：套设部，其为圆形，中心具有圆孔；两个固定部，其与所述套设部一体连接，对称设置在所述套设部两端。优选的是，所述上动刀和所述下动刀通过刀座连接所述安装滑道，所述刀座具有凸台能够沿所述凹槽滑动。优选的是，所述短连接杆长度为50cm-75cm。优选的是，所述摇杆长度为：L＝0.396l1+2l2[0.0024t2+0.996t+0.645]·exp[0.0068π·t-2.357]其中，L为摇杆长度，l1为短接杆长度，l2为长连杆长度，t为转动系数；曲柄转速公式为：其中，ω′为曲柄转速，μ为转动系数，为曲柄极限转速，μ为转换系数，ωi为切割器行进速度本发明所述的有益效果本发明设计开发了一种削切式粗茎秆切割器，本发明的目的之一是利用削切原理使割刀对秸秆作物进行切割，代替传统的横断切、斜切或剪切，降低切割动力消耗。本发明的目的之二是减少割刀数量，减少割台重量，降低收获机运输或工作时的动力消耗，提高收获机稳定性与安全性。本发明的目的之三是使割刀做小范围内的往复运动，简化割台的传动结构，提高割台的可靠性，降低加工生产成本。本发明的目的之四是使切割器装置单元化，针对不同作业幅宽的情况，灵活调整切割装置数量，提高割台的适用性，降低维修成本。附图说明图1为本发明所述的削切式粗茎秆切割器的结构示意图。图2为本发明所述的切割器安装架结构示意图。图3为本发明所述的曲柄摇杆机构与割刀往复运动机构示意图。图4为本发明所述的割刀极限位置与过渡位置初始状态结构示意图。图5为本发明所述的割刀极限位置与过渡位置中间状态结构示意图。图6为本发明所述的割刀极限位置与过渡位置结束状态结构示意图。图7为本发明所述的割刀极限位置与过渡位置初始状态运动原理简图。图8为本发明所述的割刀极限位置与过渡位置中间状态运动原理简图。图9为本发明所述的割刀极限位置与过渡位置结束状态运动原理简图。具体实施方式下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1所示，本发明提供的，本发明提供一种削切式粗茎秆切割器，包括切割器安装架100、曲柄摇杆机构110和割刀往复运动机构120。如图2-3所示，切割器安装架100包括由型钢焊接成的框架101和带座轴承102，框架101上开有通孔，带座轴承102通过螺栓连接与框架101固定安装；曲柄摇杆机构110包括动力输入轴111、曲柄112、长连杆113和摆动轴114，动力输入轴111与框架101上的一副带座轴承102配合安装，动力输入轴111一端可通过链轮或联轴器等于割台动力输入轴相连，将割台动力输入到切割装置中，动力输入轴111另一端安装曲柄112，曲柄112上加工有销轴；长连杆113为两端加工有通孔的连接杆，摆动轴114与框架101上的另一副带座轴承102配合安装，其中部焊接有两块金属板，金属板上加工有通孔，长连杆113一端与曲柄112上的销轴铰接，另一端与摆动轴114上金属板的通孔铰接；割刀往复运动机构120包括左摇杆121、右摇杆122、短连杆123、上刀座124、下刀座125、上动刀126、下动刀127和滑道128，左摇杆121和右摇杆122对称安装于摆动轴114两端，与摆动轴114轴向、周向固定，左摇杆121、右摇杆122距离最远的两端均加工有销轴，短连杆123为两端加工有通孔的连接杆，比长连杆113长度短，上刀座124的动刀安装面上加工有凸台，末端焊接有金属板，金属板上加工有通孔，下刀座125结构与上刀座124类似，短连杆123一端与左摇杆121和右摇杆122上的销轴铰接，另一端与上、下刀座的金属板铰接，上动刀126刀体上加工有通孔，下动刀127刀体上加工有通孔，动刀与刀座动刀安装面上的凸台配合安装，实现动刀与刀座的固定；滑道128为横截面半工字型的结构件，其与框架100固定安装，动刀与刀座安装好后，上下刀座贴合后置于凹槽中，在其中往复滑动。工作时，切割器安装于割台下方，切割刃的方向与收割机前进方向垂直，且动刀的切割平面与水平面呈一定角度，以达到削切的目的，进行收获作业时，割台动力由动力输入轴111传入切割器，动力输入轴111旋转，带动曲柄112旋转，在长连杆113的作用下，利用曲柄摇杆机构原理带动摆动轴114做一定角度范围内的往复摆动，因摆动轴114与左摇杆121、右摇杆122相对固定，因此摆动轴114的往复摆动，带动左摇杆121、右摇杆122在一定角度范围内摆动，在短连杆123的作用下，带动上动刀126、下动刀127在滑道128内持续做往复运动，实现连续切割，将秸秆根部以削切方式切断，秸秆随后被割台输送装置输送至喂入口，参与下一步的切碎流程。在另一实施例中，摇杆长度为L＝0.396l1+2l2[0.0024t2+0.996t+0.645]·exp[0.0068π·t-2.357]其中，L为摇杆长度，l1为短接杆长度，l2为长连杆长度，t为转动系数。其数值为2.36；曲柄转速公式为：其中，ω′为曲柄转速，μ为转动系数，为曲柄极限转速，μ为转换系数，其数值为3.12，ωi为切割器行进速度。实施以削切式粗茎秆切割器的工作过程为例，做进一步说明如图4-6所示，为上、下割刀的两种极限状态与中间过渡状态，图4、图7为上动刀最靠后方，下动刀最靠前方状态，图6、图9为上动刀最靠前方，下动刀最靠后方状态，图5、图8为上动刀与下动刀的过渡状态。本发明针对不同幅宽，可以灵活调整安装于割台底部的切割器数量，以实现不同幅宽的作业要求，同时还可以调整滑道相对于割台或地面的角度，来调整削切角，以达到切割效率最高的切割姿态，降低动力消耗。工作时，切割器安装于割台下方，切割刃的方向与收割机前进方向垂直，且动刀的切割平面与水平面呈一定角度，以达到削切的目的，进行收获作业时，割台动力由动力输入轴111传入切割器，动力输入轴111旋转，带动曲柄112旋转，在长连杆113的作用下，利用曲柄摇杆机构原理带动摆动轴114做一定角度范围内的往复摆动，因摆动轴114与左摇杆121、右摇杆122相对固定，因此摆动轴114的往复摆动，带动左摇杆121、右摇杆122在一定角度范围内摆动，在短连杆123的作用下，带动上动刀126、下动刀127在滑道128内持续做往复运动，实现连续切割，将秸秆根部以削切方式切断，秸秆随后被割台输送装置输送至喂入口，参与下一步的切碎流程。本发明针对不同幅宽，可以灵活调整安装于割台底部的切割器数量，以实现不同幅宽的作业要求，同时还可以调整滑道相对于割台或地面的角度，来调整削切角，以达到切割效率最高的切割姿态，降低动力消耗。本发明设计开发了一种削切式粗茎秆切割器，利用削切原理使割刀对秸秆作物进行切割，代替传统的横断切、斜切或剪切，降低切割动力消耗，减少割刀数量，减少割台重量，降低收获机运输或工作时的动力消耗，提高收获机稳定性与安全性。使割刀做小范围内的往复运动，简化割台的传动结构，提高割台的可靠性，降低加工生产成本。且切割器装置单元化，针对不同作业幅宽的情况，灵活调整切割装置数量，提高割台的适用性，降低维修成本。尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

权利要求：1.一种削切式粗茎秆切割器，其特征在于，包括：切割器安装架；摆动轴，其可旋转支撑在所述切割器安装架上；两个摇杆，其套设在所述摆动轴两端，并能够随所述摆动轴旋转；安装滑道，其设置在所述切割器安装架内侧；上动刀，其设置在所述安装滑道内，并能够沿所述安装滑道滑动，所述上动刀连接所述摇杆一端；下动刀，其设置在所述切割器安装架内，并能够沿所述切割器安装架滑动，所述下动刀连接所述摇杆另一端；其中，所述摇杆能够带动所述上动刀和所述下动刀沿所述安装滑道往复运动。2.根据权利要求1所述的削切式粗茎秆切割器，其特征在于，还包括：输入轴，其可旋转支撑在所述切割器安装架上；曲柄，其套设在所述输入轴一端，并能够随所述输入轴旋转；长连杆，其一端连接所述曲柄一端，另一端连接所述摆动轴；其中，所述长连杆随所述曲柄旋转，进而带动所述摆动轴旋转。3.根据权利要求2所述的削切式粗茎秆切割器，其特征在于，所述上动刀和所述下动刀均通过短连杆连接所述摇杆；其中，所述短连杆能够绕所述摇杆旋转。4.根据权利要求3所述的削切式粗茎秆切割器，其特征在于，所述切割器安装架包括：第一安装架，其为一端开口的方形框架；第二安装架，其为方形框架，并一体连接所述第一安装架的闭口端；其中，所述第一安装架和所述第二安装架上均具有贯穿的圆孔。5.根据权利要求4所述的削切式粗茎秆切割器，其特征在于，所述摆动轴中部具有连接吊耳，所述长连杆通过所述连接吊耳连接所述摆动轴。6.根据权利要求5所述的削切式粗茎秆切割器，其特征在于，所述安装滑道为“n”字型，中部具有凹槽。7.根据权利要求6所述的削切式粗茎秆切割器，其特征在于，所述摇杆包括：套设部，其为圆形，中心具有圆孔；两个固定部，其与所述套设部一体连接，对称设置在所述套设部两端。8.根据权利要求7所述的削切式粗茎秆切割器，其特征在于，所述上动刀和所述下动刀均通过刀座连接所述安装滑道，所述刀座具有凸台能够沿所述凹槽滑动。9.根据权利要求3所述的削切式粗茎秆切割器，其特征在于，所述短连接杆长度为50cm-75cm。10.根据权利要求9所述的削切式粗茎秆切割器，其特征在于，所述摇杆长度为L＝0.396l1+2l2[0.0024t2+0.996t+0.645]·exp[0.0068π·t-2.357]其中，L为摇杆长度，l1为短接杆长度，l2为长连杆长度，t为转动系数；曲柄转速公式为：其中，ω′为曲柄转速，μ为转动系数，为曲柄极限转速，μ为转换系数，ωi为切割器行进速度。

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