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自動撿拾裝置的設(shè)計

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)合花生收獲機撿拾裝置特點及存在的問題，設(shè)計了一種牽引型分段式花生收獲機自動撿拾裝置，并詳細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；自動撿拾裝置

花生收獲機主要由機架、牽引架、傳動變速裝置、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.花生收獲機作業(yè)時自帶動力或由農(nóng)用拖拉機提供動力運轉(zhuǎn)，用于花生收獲后對在地表晾曬的花生秧果進行自動撿拾摘果，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)戶農(nóng)忙季節(jié)的勞動強度[1].然而，現(xiàn)有技術(shù)的花生收獲機撿拾裝置技術(shù)比較落后，在實際工作過程中仍會出現(xiàn)花生秧果在傳送設(shè)備下端擁堵、傳送過程不流暢的現(xiàn)象，秧果擁擠的情況下也會出現(xiàn)撿拾遺漏、被傳送設(shè)備側(cè)板擠掉、揉碎等問題，增加了農(nóng)民的二次體力勞動，已成為一個亟待解決的問題.

1 自動撿拾裝置設(shè)計

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

新型自動撿拾裝置通過支架(11)安裝在花生收獲機的撿拾輸送裝置的傳送設(shè)備(5)的進料端，支架一端鉸接在傳送設(shè)備(5)的進料端，另一端裝有扒秧機構(gòu)，動力傳動機構(gòu)設(shè)置在傳送設(shè)備(5)的側(cè)板(3)上，動力傳動機構(gòu)的動力輸出端與扒秧機構(gòu)的動力輸入端相連.花生收獲機的動力系統(tǒng)將動力傳遞給傳送設(shè)備(5)上動力輪，動力輪旋轉(zhuǎn)通過皮帶帶動同軸安裝的第1主動輪(9)，第1主動輪(9)旋轉(zhuǎn)通過皮帶(10)帶動的第1從動輪(8)，第1從動輪(8)通過齒輪傳動帶動第二從動輪(12)轉(zhuǎn)動.由于第二從動輪(12)與扒秧軸(2)同軸，從而實現(xiàn)扒齒軸的伸縮運動和扒秧機構(gòu)的轉(zhuǎn)動扒秧.縱向撥秧輥(13)通過驅(qū)動軸(17)上的錐齒輪(7)傳動，扒秧機構(gòu)的兩側(cè)在傳送設(shè)備(5)的進料端裝有向外傾斜的擋板(14)，扒秧機構(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)的動力輸入端與動力傳動機構(gòu)的動力輸出端相連，在傳送設(shè)備入口側(cè)板處給花生秧果以推進力，使得傳送過程流暢、無遺漏.

為保證撿拾效果，扒秧機構(gòu)設(shè)計有驅(qū)動軸(17)和裝在驅(qū)動軸兩端的驅(qū)動盤(1)，驅(qū)動盤(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連接，液壓設(shè)備固定在機架橫梁上，與傳送設(shè)備相連.驅(qū)動軸(17)上設(shè)置有調(diào)整機構(gòu)，調(diào)整機構(gòu)包括依次設(shè)置在驅(qū)動盤(1)一端外側(cè)的轉(zhuǎn)動盤(16)和偏心盤(15)，轉(zhuǎn)動盤(16)和偏心盤(15)固定在一起，均通過軸承套裝在驅(qū)動軸上，轉(zhuǎn)動盤(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程中，起到防止秧蔓打滑、堆積的作用.由于在撿拾的過程中指桿與地面接觸，且花生對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)定性和機械強度[3，4].撿拾指通過螺釘和螺母與傳送帶固定相連，在傳送帶上按5組、4組交錯排列，每組包括2根指桿，均勻分布在傳送帶的同一個面上[5].本設(shè)計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的工作入口設(shè)備.工作時，動力傳動機構(gòu)通過輸出端將動力傳送至撿拾機構(gòu)的動力輸入端，扒秧機構(gòu)通過動力傳動機構(gòu)的傳動和花生收獲機動力系統(tǒng)的驅(qū)動帶動扒秧機構(gòu)的驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，當(dāng)驅(qū)動盤隨著驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動的時候，扒秧軸也隨著驅(qū)動軸做圓周運動，而撥秧齒在偏心輪的連帶下隨著扒秧軸做弧線往復(fù)運動，并保持齒尖一直朝向地面，撥秧齒運行到接近地面的時候，運動軌跡發(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.同時在旋轉(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力，使得傳送過程流暢、無遺漏，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.

撥秧齒必須滿足一定的速度要求才能在拖拉機的帶動下?lián)焓盎ㄉ?，因此必須保證扒秧齒的速度v1大于或等于拖拉機的前進速度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)動軸中心點的距離(mm)[6].

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

3 試驗效果

本文所設(shè)計的分段式花生收獲機自動撿拾裝置經(jīng)汝南縣宇豐裝備有限公司等單位聯(lián)合設(shè)計樣機，并進行工程可靠性試驗，效果良好.樣機在行走速度50m/min的情況下連續(xù)運轉(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力、纏繞、擁堵等現(xiàn)象，花生損失率小，降低了勞動強度，提高了工作效率.

4 結(jié)束語

本設(shè)計是在充分借鑒現(xiàn)有花生收獲機撿拾裝置研究成果的基礎(chǔ)上，通過增加扒秧軸、扒秧齒、撥秧輥和擋板等部件設(shè)計的一種新型花生收獲機自動撿拾裝置，解決了現(xiàn)有花生收獲機撿拾裝置撿拾不干凈，果秧輸送無力、纏繞、擁堵等問題，實現(xiàn)了對花生果秧的自動撿拾功能.該撿拾裝置結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，生產(chǎn)、安裝成本低，易于推廣實施，可廣泛應(yīng)用于各類花生收獲機械中.

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

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

[3] 王東偉，尚書旗，韓坤，等.4HJL-2 型花生撿拾摘果聯(lián)合收獲機的設(shè)計與試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2013,29(11)：27-36.

[4] 胡志超，王海鷗，彭寶良，等.半喂入花生摘果裝置優(yōu)化設(shè)計與試驗[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2012,43(10):131-136.

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

[6] 孫同珍.花生聯(lián)合收獲機摘果及清選部件的設(shè)計與試驗研究[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)校重點科研項目(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，主要從事機電一體化研究.

S225.7

A

1008-2441(2015)06-0033-03