牽引型分段式花生收獲機(jī)自動(dòng)撿拾裝置的設(shè)計(jì)

衡耀付,陳海需

(黃淮學(xué)院 電子科學(xué)與工程系,河南 駐馬店 463000)

牽引型分段式花生收獲機(jī)自動(dòng)撿拾裝置的設(shè)計(jì)

衡耀付,陳海需

(黃淮學(xué)院 電子科學(xué)與工程系,河南 駐馬店 463000)

結(jié)合花生收獲機(jī)撿拾裝置特點(diǎn)及存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種牽引型分段式花生收獲機(jī)自動(dòng)撿拾裝置，并詳細(xì)地介紹了該裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理.

牽引型；分段式；花生收獲機(jī)；自動(dòng)撿拾裝置

花生收獲機(jī)主要由機(jī)架、牽引架、傳動(dòng)變速裝置、撿拾輸送裝置、攪龍裝置、清選分離裝置、集果裝置等重要部分組成.花生收獲機(jī)作業(yè)時(shí)自帶動(dòng)力或由農(nóng)用拖拉機(jī)提供動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)，用于花生收獲后對(duì)在地表晾曬的花生秧果進(jìn)行自動(dòng)撿拾摘果，摘果干凈，果殼破碎率低，損失少，工作效率高，極大地降低了農(nóng)戶(hù)農(nóng)忙季節(jié)的勞動(dòng)強(qiáng)度[1].然而，現(xiàn)有技術(shù)的花生收獲機(jī)撿拾裝置技術(shù)比較落后，在實(shí)際工作過(guò)程中仍會(huì)出現(xiàn)花生秧果在傳送設(shè)備下端擁堵、傳送過(guò)程不流暢的現(xiàn)象，秧果擁擠的情況下也會(huì)出現(xiàn)撿拾遺漏、被傳送設(shè)備側(cè)板擠掉、揉碎等問(wèn)題，增加了農(nóng)民的二次體力勞動(dòng)，已成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題.

1 自動(dòng)撿拾裝置設(shè)計(jì)

撿拾裝置主要是在農(nóng)機(jī)司機(jī)的操控下對(duì)在地表晾曬的花生秧果進(jìn)行自動(dòng)撿拾，并輸送至花生摘果傳送設(shè)備的進(jìn)料端.裝置主要由扒秧機(jī)構(gòu)、動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、支架和撿拾指4大部分組成，如圖1所示[2].

新型自動(dòng)撿拾裝置通過(guò)支架(11)安裝在花生收獲機(jī)的撿拾輸送裝置的傳送設(shè)備(5)的進(jìn)料端，支架一端鉸接在傳送設(shè)備(5)的進(jìn)料端，另一端裝有扒秧機(jī)構(gòu)，動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在傳送設(shè)備(5)的側(cè)板(3)上，動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出端與扒秧機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸入端相連.花生收獲機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)將動(dòng)力傳遞給傳送設(shè)備(5)上動(dòng)力輪，動(dòng)力輪旋轉(zhuǎn)通過(guò)皮帶帶動(dòng)同軸安裝的第1主動(dòng)輪(9)，第1主動(dòng)輪(9)旋轉(zhuǎn)通過(guò)皮帶(10)帶動(dòng)的第1從動(dòng)輪(8)，第1從動(dòng)輪(8)通過(guò)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)第二從動(dòng)輪(12)轉(zhuǎn)動(dòng).由于第二從動(dòng)輪(12)與扒秧軸(2)同軸，從而實(shí)現(xiàn)扒齒軸的伸縮運(yùn)動(dòng)和扒秧機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)扒秧.縱向撥秧輥(13)通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸(17)上的錐齒輪(7)傳動(dòng)，扒秧機(jī)構(gòu)的兩側(cè)在傳送設(shè)備(5)的進(jìn)料端裝有向外傾斜的擋板(14)，扒秧機(jī)構(gòu)的兩端與擋板(14)之間的間隙內(nèi)設(shè)置有用于防止果秧纏繞、擁堵的撥秧輥(13)，撥秧輥(13)的動(dòng)力輸入端與動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出端相連，在傳送設(shè)備入口側(cè)板處給花生秧果以推進(jìn)力，使得傳送過(guò)程流暢、無(wú)遺漏.

為保證撿拾效果，扒秧機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)有驅(qū)動(dòng)軸(17)和裝在驅(qū)動(dòng)軸兩端的驅(qū)動(dòng)盤(pán)(1)，驅(qū)動(dòng)盤(pán)(1)上設(shè)置有支撐桿(18)，兩側(cè)的支撐桿之間裝有水平的扒秧軸(2)，扒秧軸(2)上設(shè)置有均布的扒秧齒(19)，撥秧輥(13)為立軸設(shè)置，位于擋板和傳送設(shè)備之間，傳送帶上面均布排列撿拾指，扒秧齒與撿拾指之間的間距為秧果輸送空間，扒秧軸、撥秧輥固定在傳送設(shè)備前端，防飛擋條在傳送帶上方，扒秧軸、撥秧輥及傳送帶之間傳動(dòng)連接，液壓設(shè)備固定在機(jī)架橫梁上，與傳送設(shè)備相連.驅(qū)動(dòng)軸(17)上設(shè)置有調(diào)整機(jī)構(gòu)，調(diào)整機(jī)構(gòu)包括依次設(shè)置在驅(qū)動(dòng)盤(pán)(1)一端外側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)(16)和偏心盤(pán)(15)，轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)(16)和偏心盤(pán)(15)固定在一起，均通過(guò)軸承套裝在驅(qū)動(dòng)軸上，轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)(16)上裝有連接桿(6)，連接桿(6)經(jīng)連接組件(4)與扒齒軸(2)的一端相連，連接組件(4)的一端與扒齒軸的一端固定在一起，另一端與連接桿的一端鉸接，共同構(gòu)成扒秧齒轉(zhuǎn)動(dòng)方位的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu).

撿拾指安裝在傳送帶上，主要由撿拾指桿、彈性托板、固定螺栓組成，在花生秧果傳送的過(guò)程中，起到防止秧蔓打滑、堆積的作用.由于在撿拾的過(guò)程中指桿與地面接觸，且花生對(duì)撿拾指有直接作用力，要求撿拾指具有良好的柔韌性、抗沖擊性、尺寸穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度[3，4].撿拾指通過(guò)螺釘和螺母與傳送帶固定相連，在傳送帶上按5組、4組交錯(cuò)排列，每組包括2根指桿，均勻分布在傳送帶的同一個(gè)面上[5].本設(shè)計(jì)撿拾指材料采用增韌尼龍6.如圖2、圖3所示.

2 工作原理

撿拾裝置是花生收獲機(jī)的工作入口設(shè)備.工作時(shí)，動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)輸出端將動(dòng)力傳送至撿拾機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸入端，扒秧機(jī)構(gòu)通過(guò)動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)和花生收獲機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)扒秧機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)盤(pán)隨著驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，扒秧軸也隨著驅(qū)動(dòng)軸做圓周運(yùn)動(dòng)，而撥秧齒在偏心輪的連帶下隨著扒秧軸做弧線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并保持齒尖一直朝向地面，撥秧齒運(yùn)行到接近地面的時(shí)候，運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生變化，與傳送帶上面均布排列撿拾指配合，從而把鋪放在地表的花生撿拾起來(lái).同時(shí)在旋轉(zhuǎn)的撥秧輥及擋板配合下，在傳送設(shè)備入口側(cè)板處給花生秧果以推進(jìn)力，使得傳送過(guò)程流暢、無(wú)遺漏，能有效地防止果秧纏繞和擁堵，這樣既保證了工作的安全，又有效防止了花生秧果被帶出撿拾傳送裝置.

撥秧齒必須滿(mǎn)足一定的速度要求才能在拖拉機(jī)的帶動(dòng)下?lián)焓盎ㄉ虼吮仨毐ＷC扒秧齒的速度v1大于或等于拖拉機(jī)的前進(jìn)速度v2，即v1≥v2.撥秧齒的速度由扒秧軸決定，而扒秧軸的速度與轉(zhuǎn)速滿(mǎn)足以下關(guān)系：

v1=2π·r·n,

式中，n為扒秧軸的轉(zhuǎn)速(r/min)；r為扒秧軸到驅(qū)動(dòng)軸中心點(diǎn)的距離(mm)[6].

根據(jù)工作行數(shù)和幅寬的要求，結(jié)合機(jī)器本身大小及工作實(shí)際情況，本文所設(shè)計(jì)的撿拾裝置寬度為900mm，設(shè)定扒秧軸到驅(qū)動(dòng)軸中心點(diǎn)距離為320mm.

3 試驗(yàn)效果

本文所設(shè)計(jì)的分段式花生收獲機(jī)自動(dòng)撿拾裝置經(jīng)汝南縣宇豐裝備有限公司等單位聯(lián)合設(shè)計(jì)樣機(jī)，并進(jìn)行工程可靠性試驗(yàn)，效果良好.樣機(jī)在行走速度50m/min的情況下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)72h，工作平穩(wěn)，并未發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)及明顯缺陷，自動(dòng)撿拾裝置抓秧能力顯著，撿拾花生秧干凈，有效地解決了果秧輸送無(wú)力、纏繞、擁堵等現(xiàn)象，花生損失率小，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率.

4 結(jié)束語(yǔ)

本設(shè)計(jì)是在充分借鑒現(xiàn)有花生收獲機(jī)撿拾裝置研究成果的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加扒秧軸、扒秧齒、撥秧輥和擋板等部件設(shè)計(jì)的一種新型花生收獲機(jī)自動(dòng)撿拾裝置，解決了現(xiàn)有花生收獲機(jī)撿拾裝置撿拾不干凈，果秧輸送無(wú)力、纏繞、擁堵等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)花生果秧的自動(dòng)撿拾功能.該撿拾裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，生產(chǎn)、安裝成本低，易于推廣實(shí)施，可廣泛應(yīng)用于各類(lèi)花生收獲機(jī)械中.

[1] 柴恒輝，楊然兵，尚書(shū)旗，等.4SHWZ-1800自走型分段式花生收獲機(jī)的研制[J].農(nóng)機(jī)化研究第，2014(9)：76-80.

[2] 程晉.花生收獲作業(yè)機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀概述[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2013,224(2);47-51.

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[5] 丁保江，唐殿明，付華良，等.小型背負(fù)式花生聯(lián)合收獲機(jī)的設(shè)計(jì)研究[J].農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程，2005,12(3):30-32.

[6] 孫同珍.花生聯(lián)合收獲機(jī)摘果及清選部件的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D].青島：青島農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

HENG Yaofu,CHEN Haixu

(DepartmentofElectronScienceandEngineering，HuanghuaiUniversity,HenanZhumadian463000，China)

(責(zé)任編輯：陳 欣)

The design of automatic picking up device of trailed and segmented peanut harvester

In this paper,we design a sort of Automatic picking up device mounted on trailed and segmented peanut harvester,based overall consideration of the characteristic and the problem of Picking up device of peanut harvester.And the paper describes the structure and the principle of the device in detail. Key words trailed model;segmentation;peanut harvester;automatic picking up device

2015-09-19

河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目(15A460028).

衡耀付(1966-)，男，河南西平人，黃淮學(xué)院電子科學(xué)與工程系教授，主要從事機(jī)電一體化研究.

S225.7

A

1008-2441(2015)06-0033-03