一种交替铲挖式黄连收获机制造技术

技术编号：40054451 阅读：13 留言：0更新日期：2024-01-16 21:43

本发明专利技术公开了一种交替铲挖式黄连收获机，包括铲挖装置，铲挖装置为四连杆机构，具体包括曲轴、铲挖连杆、铲挖摇杆和齿耙；以A点为曲轴回转中心的坐标原点，并建立笛卡尔直角坐标系，铲挖摇杆与机架的连接点D点为固定点，铲挖连杆上端的铰接点为B点，铲挖连杆下端的铰接点为C点，齿耙铲挖黄连的运动轨迹方程为：其中，l<subgt;1</subgt;为点AB之间的长度，l<subgt;2</subgt;为点BC之间的长度，l<subgt;3</subgt;为点CD之间的长度；其中AB点连线与X轴正向夹角为θ<subgt;1</subgt;，所述铲挖连杆BC与X轴正向夹角为θ<subgt;2</subgt;。本发明专利技术解决的技术问题是开发一种能够一次性完成坡地上的黄连的切削、铲挖、升运和收集作业，并且可提高铲挖效率的交替铲挖式黄连收获机。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农业机械，特别是涉及一种交替铲挖式黄连收获机。

技术介绍

1、黄连是一种常见的中药材，其用途广泛，每年市需求量能达到1900吨左右，随着中药材的不断发展和国际植物药市场的持续增长，黄连的需求量会不断增加。黄连喜高寒冷凉环境，喜阴湿，忌强光直射和高温干燥，因此为保证良好的生长效果，黄连一般种植在阴山坡地上，这种特殊的种植环境对机械的利用产生了极大的困难。目前，黄连收获普遍以手工劳动为主，人工人力作业带来的成本和效率问题严重制约了黄连产业的发展，并且作业生产率低、劳动强度大，生产成本高。另一方面，现有的类似于铲挖黄连的收获机的铲挖效率较低，因对其铲挖的齿耙没有进行精确的轨迹设计，以及齿耙的进土深度不可以根据实际情况进行调整，使得齿耙在铲挖时运动得较深或是较浅，往往出现漏挖或是挖坏作物的风险。

2、因此，本领域技术人员致力于开发一种能够一次性完成坡地上的黄连的切削、铲挖、升运和收集作业，并且可以提高铲挖效率的交替铲挖式黄连收获机。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术公开了一种交替铲挖式黄连收获机，所要解决的技术问题是提供一种能够一次性完成坡地上的黄连的切削、铲挖、升运和收集作业，并且可以提高铲挖效率的交替铲挖式黄连收获机。

2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种交替铲挖式黄连收获机，包括底盘，所述底盘通过液压升降装置连接有机架，所述机架上设置有切削装置、铲挖装置和升运装置；所述底盘上还设有驱动装置，底盘的两侧设置有坡面行走装置；

3、所述铲挖装置为四连杆机构，铲挖装置包括曲轴、铲挖连杆、铲挖摇杆和齿耙，所述曲轴通过铲挖连杆与齿耙连接；以所述曲轴的回转中心a点为坐标原点，并建立笛卡尔直角坐标系，所述铲挖摇杆与机架的连接点d点为固定点，所述铲挖连杆上端的铰接点为b点，铲挖连杆下端的铰接点为c点，齿耙上的点为e点，所述齿耙铲挖黄连的运动轨迹f主要由两段圆弧组成，齿耙铲挖黄连的运动轨迹f的方程为：

4、

5、其中，l1为点ab之间的长度，l2为点bc之间的长度，l3为点cd之间的长度；其中ab点连线与x轴正向夹角为θ1，所述铲挖连杆bc与x轴正向夹角为θ2，且θ1的角度大小为0°≤θ1≤360°，铲挖摇杆dc与x轴正向夹角为θ3，xe为e点横坐标，ye为e点纵坐标，xd为d点横坐标，yd为d点纵坐标。

6、根据封闭图形abcd建立位置矢量方程：

7、ab+bc＝ad+dc

8、将矢量方程转化为解析式，可得：

9、

10、将实部和虚部分离，可得：

11、

12、消去θ3并化简求解得：

13、

14、式中：

15、a＝2l1l2sinθ1-2ydl2；

16、b＝2l1l2cosθ1-2xdl2；

17、c＝l12+l22+xd2+yd2-l32-2xdl1cosθ1-2ydl1sinθ1。

18、故得出齿耙的轨迹方程为：

19、

20、优选的，所述齿耙的数量为2～5个，可一次性完成多行黄连的收获，且所述齿耙在铲挖过程中相互交错入土，互不干涉，大大降低了能量的消耗，提高了收获效率。

21、优选的，所述液压升降装置通过机架与所述铲挖装置连接，通过液压升降装置可调节所述齿耙的入土深度。

22、优选的，所述液压升降装置包括升降液压缸，所述升降液压缸的一端连接所述底盘，升降液压缸的另一端连接有液压升降连杆，所述液压升降连杆的两端分别连接有剪型升降架，每个所述剪型升降架的顶端与带有滑槽的升降杆滑动连接；所述铲挖装置设有安装所述铲挖摇杆的支撑杆，所述支撑杆的两端分别与所述升降杆固定连接。当升降液压缸的伸缩杆推拉液压升降连杆时，剪型升降架通过滑动进行升降，并带动升降杆的升降，从而使支撑杆升降，最终通过所述液压升降装置实现所述齿耙的升降，调节所述齿耙的入土深度，以适应不同规格和深度的黄连的铲挖，避免在铲挖中将黄连损伤。同时，所述升降杆上固定所述机架，因此液压升降装置还能够根据黄连收获车的工作状态，完成对机架的升降调节。

23、优选的，所述坡面行走装置包括左右两组履带轮机构，每组所述履带轮机构均呈倒梯形，使得本黄连收获机能在0～40°的斜坡上正常运行。每组所述履带轮机构包括高于底盘的且轮轴高度相同的主动轮和第一从动轮，还包括低于底盘的且轮轴高度相同的若干第二从动轮。较佳的，设置所述第二从动轮的数量为三个，第二从动轮通过连接板相互固定连接。每组所述履带轮机构的主动轮分别设有所述驱动装置，驱动装置为驱动电机。驱动电机由不同的继电器控制启停，驱动电机通过变速器实现收获车的前进、倒退、转向和原地掉头。同时驱动电机连接有减速器换向装置，可以调节机组的前进速度，并且用电力驱动取代内燃机，消除了尾气的排放和污染，促进农业可持续发展。

24、优选的，所述切削装置包括固定于所述机架上的切削电机，所述切削电机的转轴上安装有异形切割刀片，所述异形切割刀片与切削电机之间设有防护罩；所述异形切割刀片与底盘平行，所述防护罩的侧壁上开设有缺口。通过调节所述防护罩内的流体运动，所述异形切割刀片在进行切割作业时对茎秆有扶持作用，并可将完成切割的茎秆在流体作用下从所述防护罩缺口抛出。

25、优选的，所述升运装置包括设于所述机架上的铲挖升运电机，所述铲挖升运电机的输出轴通过第一链轮传动组件与驱动辊的一端传动连接；所述机架的另一端设有高于所述驱动辊的齿轮辊，所述齿轮辊与所述驱动辊之间传动设有升运带，升运带的升运角β为20～40°，较佳的，升运架的升运角β为30°。同时，所述升运带之间搭设有升运栅板和升运栅条，用于放置运输黄连，以及防止黄连掉落。

26、优选的，所述升运栅板之间的间距为10～30mm，可以根据黄连的大小改变该间距，较佳的，可设置升运栅板之间的间距为15mm。同时，在升运带的顶端可悬挂收集装置，这样在黄连通过升运装置时，利用第一链轮传动组件的抖动，可以去除黄连上的泥土，并从升运栅板之间的间距落下，再将清理泥土后的黄连进行统一收集。升运栅条均匀的设置在所述升运栅板之间，可以保证黄连不会从空隙中掉落。

27、优选的，所述铲挖升运电机的转轴上设有第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮相啮合，所述第二齿轮通过支架固定在机架上。通过所述第二齿轮相将转矩传递给第二链轮传动组件，所述第二链轮传动组件与所述铲挖装置的曲轴相连接，为铲挖装置的铲挖运动提供动力来源。当然，可以通过改变第一齿轮和第二齿轮之间的传动比，调节升运装置和铲挖装置的速度，以适应收获需求。

28、优选的，所述机架上还设有控制系统，所述控制系统分别与驱动电机、切削电机、铲挖升运电机和液压升降装置电性连接；所述控制系统设有启停按钮和显示屏幕。控制系统可以通过所述启停按钮控制收获机，所述显示屏幕可以显示黄连收获机的实时状态，能进行远程交互。本专利技术的黄连收获机采用电力驱动方式，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种交替铲挖式黄连收获机，其特征在于：包括底盘(1)，所述底盘(1)通过液压升降装置(3)连接有机架(2)，所述机架(2)上设置有切削装置(5)、铲挖装置(6)和升运装置(7)；所述底盘(1)上还设有驱动装置，底盘(1)的两侧设置有坡面行走装置(4)；

2.如权利要求1所述的交替铲挖式黄连收获机，其特征在于：所述齿耙(64)的数量为2～5个，且所述齿耙(64)铲挖过程相互交错入土。

3.如权利要求1所述的交替铲挖式黄连收获机，其特征在于：所述液压升降装置(3)通过机架(2)与所述铲挖装置(6)连接，通过液压升降装置(3)可调节所述齿耙(64)的入土深度。

4.如权利要求3所述的交替铲挖式黄连收获机，其特征在于：所述液压升降装置(3)包括升降液压缸(31)，所述升降液压缸(31)的一端连接所述底盘(1)，升降液压缸(31)的另一端连接有液压升降连杆(32)，所述液压升降连杆(32)的两端分别连接有剪型升降架(33)，每个所述剪型升降架(33)的顶端与带有滑槽的升降杆(34)滑动连接；所述铲挖装置(6)设有安装所述铲挖摇杆(63)的支撑杆(65

5.如权利要求1所述的交替铲挖式黄连收获机，其特征在于：所述坡面行走装置(4)包括左右两组履带轮机构，每组所述履带轮机构均呈倒梯形；每组所述履带轮机构包括高于底盘(1)的且轮轴高度相同的主动轮(43)和第一从动轮(41)，还包括低于底盘(1)的且轮轴高度相同的若干第二从动轮(42)；每组所述履带轮机构的主动轮(43)分别设有所述驱动装置，驱动装置为驱动电机(44)。

6.如权利要求5所述的交替铲挖式黄连收获机，其特征在于：所述切削装置(5)包括固定于所述机架(2)上的切削电机(51)，所述切削电机(51)的转轴上安装有异形切割刀片(52)，所述异形切割刀片(52)与切削电机(51)之间设有防护罩(53)；所述异形切割刀片(52)与底盘(1)平行，所述防护罩(53)的侧壁上开设有缺口(531)。

7.如权利要求6所述的交替铲挖式黄连收获机，其特征在于：所述升运装置(7)包括设于所述机架(2)上的铲挖升运电机(77)，所述铲挖升运电机(77)的输出轴通过第一链轮传动组件(71)与驱动辊(72)的一端传动连接；所述机架(2)的另一端设有高于所述驱动辊(72)的齿轮辊(73)，所述齿轮辊(73)与所述驱动辊(72)之间传动设有升运带(74)；所述升运带(74)之间搭设有升运栅板(75)和升运栅条(76)。

8.如权利要求7所述的交替铲挖式黄连收获机，其特征在于：所述升运栅板(75)之间的间距为10～30mm，在所述升运带(74)的顶端可悬挂收集装置(8)。

9.如权利要求7所述的交替铲挖式黄连收获机，其特征在于：所述铲挖升运电机(77)的转轴上设有第一齿轮(771)，所述第一齿轮(771)与第二齿轮(66)相啮合，通过所述第二齿轮(66)相将转矩传递给第二链轮传动组件(67)，所述第二链轮传动组件(66)与所述铲挖装置(6)的曲轴(61)相连接。

10.如权利要求7所述的交替铲挖式黄连收获机，其特征在于：所述机架(2)上还设有控制系统(9)，所述控制系统(9)分别与驱动电机(44)、切削电机(51)、铲挖升运电机(77)和液压升降装置(3)电性连接；所述控制系统(9)设有启停按钮和显示屏幕。

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【技术特征摘要】

2.如权利要求1所述的交替铲挖式黄连收获机，其特征在于：所述齿耙(64)的数量为2～5个，且所述齿耙(64)铲挖过程相互交错入土。

6.如权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾百功，赵世龙，姚亮华，李敏，陈迅，王跃，邓斌，康杰，关正军，谢守勇，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：

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