一种螺旋齿辊式花生捡拾装置制造方法及图纸

一种螺旋齿辊式花生捡拾装置，属于农业机械技术领域。包括捡拾齿、滚筒护板、螺旋式捡拾滚筒、左侧板、右侧板、后侧板，捡拾滚筒的中心轴安装在左右侧板轴承上，左、右侧板与后侧板固联。齿辊盘沿其周向均匀设置4～8个捡拾齿，捡拾齿固定在齿辊座上，各齿辊盘沿中心轴轴向等距安装在中心轴上，相邻齿辊盘的捡拾齿间周向相错15～30

A spiral toothed roller type peanut pickup device

【技术实现步骤摘要】
一种螺旋齿辊式花生捡拾装置


[0001]本专利技术属于农业机械
，特别是涉及一种螺旋齿辊式花生捡拾装置。

技术介绍

[0002]我国花生种植区域广泛，其中河南、山东、河北、广东、四川和辽宁种植面积较大，总产量为1.7
×
107t居世界首位。2012年我国花生种植面积为4.63
×
106hm2，而机收水平仅为26.04％，严重制约了我国花生整体产业的健康发展。
[0003]目前，已研制出的配有弹齿滚筒式、伸缩扒指式和齿带式三种花生捡拾装置的小型花生捡拾收获机，部分捡拾装置为了避免花生植株“壅堆”，在上侧配有拨禾轮、压草辊等辅助捡拾装置。然而，这些机械在实际生产或田间试验均出现漏捡率和掉果率高的问题，成为制约花生两段机械收获的关键问题。
[0004]基于农机农艺结合的原则综合分析，发现根本原因在于：我国正在研制的各种类型花生捡拾收获机，主要引用了适于稻麦与牧草的弹齿式捡拾装置或适于油菜的齿带式捡拾装置，而未深入研究适用于分段或两段收获的花生捡拾装置；而引入的国外大型花生捡拾收获机适用于起收后形成连续条铺的本土匍匐型花生，难以适合我国起收后放铺质量差的直立型花生，晾晒后花生秸秆含水率下降，摩擦因数减小，且秸秆相互连带性差，更加难以捡拾，因而捡拾收获过程中严重存在植株“壅堆”与“抛起”问题，花生机械漏捡和掉果损失十分严重。

技术实现思路

[0005]针对上述存在的技术问题，提供一种螺旋齿辊式花生捡拾装置。适应花生联合收获机由小型到大型发展的规律，简化机构、提高适应性为基本原则，区别于传统滑道式滚筒捡拾装置，设计为无滑道式滚筒捡拾机构。区别于传统的直齿结构，将捡拾齿设计为弧形曲齿，增加捡拾齿对花生植株的向心分力。捡拾滚筒采用单螺旋排列方式，以增加单个弹齿对花生植株的挑拾机率，增加捡拾齿周向分布的排数，提高捡拾效率，减少漏捡损失率。结合捡拾齿在不同工位的作用，将滚筒护板设计为多段圆弧与直线的组合式结构，提高捡拾齿在捡拾工位的利用率，设计弹齿“后背”式安装方式及渐开线滚筒护板结构解决推送工位弧形曲齿与护板对花生植株的牵制问题。基于捡拾机构构件间参数的耦合关系，采用非支配排序遗传算法NSGA
‑
II对多机构参数进行了优化设计。所专利技术的螺旋齿辊式花生捡拾装置具有体积小，捡拾率高，损失率低等特点。相比于传动滑道式捡拾装置，本专利技术不受捡拾幅宽限制，适用性更强，可使用与小、中、大型两段式花生捡拾收获机。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0007]本专利技术一种螺旋齿辊式花生捡拾装置，包括捡拾齿、滚筒护板、捡拾滚筒、左侧板、右侧板及后侧板，捡拾滚筒的中心轴安装在左右侧板轴承上，左、右侧板与后侧板固联，滚筒护板介于捡拾滚筒的相邻齿辊座间并安装在后侧板上，捡拾滚筒随中心轴转动，配合机组向前运动捡拾齿由下至上将花生植株拾起，依次完成捡拾、举升、推送、空回一个工作循
环；
[0008]所述捡拾滚筒由中心轴和沿其轴向等距并列设置的多个齿辊盘构成，捡拾齿安装在齿辊盘的齿辊座上，每个齿辊盘沿其周向均匀设置4～8个捡拾齿，相邻齿辊盘上的捡拾齿间沿周向相错α2为10～30
°
同旋向布置，捡拾作业时，周向布置的捡拾齿使横向放铺的花生植株产生倾斜角，相邻捡拾齿依次插入花生秸秆间。
[0009]进一步地，所述齿辊座是在圆盘一侧设置凸台套的结构，通过凸台套安装在中心轴上，沿圆盘另一侧圆周均匀间隔设置同旋向的捡拾齿，捡拾齿与齿辊座为弹性铰接连接。
[0010]进一步地，所述捡拾齿为弧形捡拾齿，其工作面为凹弧形，齿根为螺旋型结构，且其端部置于齿辊座的安装孔上，螺旋型结构内通过螺栓连接在齿辊座上，在10～20
°
内反复摆动。
[0011]进一步地，所述捡拾齿为片状结构，厚度2～5mm，其工作面为凹弧形，齿根采用弹性结构与齿辊座铰接，在10～20
°
内反复摆动。
[0012]进一步地，所述捡拾齿安装角β5为0
°
～40
°
，所述捡拾齿安装角β5为捡拾齿两端连线和齿根与回转中心连线沿齿辊转动反方向所夹的锐角；所述捡拾齿的圆弧半径R4为100～200mm，捡拾齿的长度L1为80～190mm。
[0013]进一步地，相邻所述滚筒护板间留有间隙W为10～40mm，捡拾齿在护板间往复伸出与缩回，完成捡拾、举升和推送动作。
[0014]进一步地，所述捡拾、举升、推送和空回四个工位对应的相位角分别为β1～β4，其中捡拾工位的初始时捡拾倾角θ1为0
°
～45
°
，所述举升初始倾角θ1为捡拾齿齿端切线与中心轴回转中心连线同滚筒Y轴间沿捡拾装置前进方向所夹的锐角，四个相位角沿顺时针依次为β1＝50
°
～100
°
，β2＝65
°
～115
°
，β3＝60
°
～120
°
，β4＝360
°‑
β1‑
β2‑
β3。
[0015]进一步地，所述滚筒护板的工作面为非规则曲面，分别对应弧形捡拾齿在捡拾、举升、推送和空回四个工位的捡拾作用与姿态，其周向截面由若干段直线段与圆弧线段组成，与捡拾齿转动、机组水平方向的平动配合完成捡拾作业，分为四部分偏心非规则曲线，分别对应捡拾、举升、推送和空回四个捡拾工位：
[0016](1)所述捡拾工位曲线段由圆弧构成；其中，为以同截面O1为圆心，R1为半径的圆弧，R1为50～180mm；在捡拾工位初始阶段，捡拾齿伸出护板达到最大直线长度L2为70～150mm，捡拾齿端点到达最低处，捡拾倾角θ1为0
°
～45
°
，此时捡拾齿捡拾花生植株，而后随捡拾滚筒转动由向下倾斜逐渐趋于水平，当捡拾齿端点的切线与水平方向平行时，捡拾齿在滚筒护板投影面交点为D点，捡拾工位结束；
[0017](2)所述举升工位曲线段由组成；其中，的D点为渐开线与圆弧切点，即在D点处渐开线发生线与圆弧半径重合，则θ2＝90
°‑
(θ
k
+α
k
)，其中θ2为切点D与回转中心连线与捡拾装置水平前进方向所夹的锐角，θ
k
和α
k
为渐开线的展角与压力角展角与压力角，D点的θ
k
为10
°
～50
°
；举升工位开始时，捡拾齿随捡拾滚筒共同回转，捡拾齿伸出护板距离逐渐变小，捡拾齿端点的切线与水平方向垂直时，捡拾齿在滚筒护板投影面交点为E点，E点的θ
k
为60
°
～110
°
，举升工位结束；
[0018](3)所述推送工位曲线段由和直线段GH组成；其中，的F点的θ
k
为
90
°
～160
°
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种螺旋齿辊式花生捡拾装置，其特征在于：包括捡拾齿、滚筒护板、捡拾滚筒、左侧板、右侧板及后侧板，捡拾滚筒的中心轴安装在左右侧板轴承上，左、右侧板与后侧板固联，滚筒护板介于捡拾滚筒的相邻齿辊座间并安装在后侧板上，捡拾滚筒随中心轴转动，配合机组向前运动，捡拾齿由下至上将花生植株拾起，依次完成捡拾、举升、推送、空回一个工作循环；所述捡拾滚筒由中心轴和沿其轴向等距并列设置的多个齿辊盘构成，捡拾齿安装在齿辊盘的齿辊座上，每个齿辊盘沿其周向均匀设置4～8个捡拾齿，相邻齿辊盘上的捡拾齿间沿周向相错α2为10～30
°
同旋向布置，捡拾作业时，周向布置的捡拾齿使横向放铺的花生植株产生倾斜角，相邻捡拾齿依次插入花生秸秆间。2.根据权利要求1所述螺旋齿辊式花生捡拾装置，其特征在于：所述齿辊座是在圆盘一侧设置凸台套的结构，通过凸台套安装在中心轴上，沿圆盘另一侧圆周均匀间隔设置同旋向的捡拾齿，捡拾齿与齿辊座为弹性铰接连接。3.根据权利要求1所述螺旋齿辊式花生捡拾装置，其特征在于：所述捡拾齿为弧形捡拾齿，其工作面为凹弧形，齿根为螺旋型结构，且其端部置于齿辊座的安装孔上，螺旋型结构内通过螺栓连接在齿辊座上，在10～20
°
内反复摆动。4.根据权利要求1所述螺旋齿辊式花生捡拾装置，其特征在于：所述捡拾齿为片状结构，厚度2～5mm，其工作面为凹弧形，齿根采用弹性结构与齿辊座铰接，在10～20
°
内反复摆动。5.根据权利要求3或4所述螺旋齿辊式花生捡拾装置，其特征在于：所述捡拾齿的安装角β5为0
°
～40
°
，所述捡拾齿安装角β5为捡拾齿两端连线和齿根与回转中心连线沿齿辊转动反方向所夹的锐角；所述捡拾齿的圆弧半径R4为100～200mm，捡拾齿的长度L1为80～190mm。6.根据权利要求1所述螺旋齿辊式花生捡拾装置，其特征在于：相邻所述滚筒护板间留有间隙W为10～40mm，捡拾齿在护板间往复伸出与缩回，完成捡拾、举升和推送动作。7.根据权利要求1所述螺旋齿辊式花生捡拾装置，其特征在于：所述捡拾、举升、推送和空回四个工位对应的相位角分别为β1～β4，其中捡拾工位的初始时捡拾倾角θ1为0
°
～45
°
，所述举升初始倾角θ1为捡拾齿齿端切线与中心轴回转中心连线同滚筒Y轴间沿捡拾装置前进方向所夹的锐角，四个相位角沿顺时针依次为β1＝50
°
～100
°
，β2＝65
°
～115
°
，β3＝60
°
～120
°
，β4＝360
°‑
β1‑
β2‑
β3。8.根据权利要求1所述螺旋齿辊式花生捡拾装置，其特征在于：所述滚筒护板的工作面为非规则曲面，分别对应弧形捡拾齿在捡拾、举升、推送和空回四个工位的捡拾作用与姿态，其周向截面由若干段直线段与圆弧线段组成，与捡拾齿转动、机...

【专利技术属性】
技术研发人员：许涛，刘志侠，高连兴，
申请(专利权)人：沈阳农业大学，
类型：发明
国别省市：