一种多自由度可调的倒伏甘蔗扶正装置

本发明涉及农业机械，具体为一种多自由度可调的倒伏甘蔗扶正装置。

背景技术：

1、甘蔗为一种重要的制糖原料，其在生长后期由于植株较高且细，容易受大风、自身重量等影响或雨水冲刷根部土壤而造成倒伏。倒伏的甘蔗若无法有效扶正，将严重影响机械化收割的效率和收获质量。因此，甘蔗收割机通常需要配备扶蔗机构，以便将倒伏、弯曲的甘蔗扶起为直立状态，再送入后续的切割和输送装置。拨指链式扶蔗装置是目前常用的扶正装置之一，其通过在扶正架外周绕设链条，链条上等间距安装拨指，利用拨指随链条运转将倒伏甘蔗从地面挑起并向上托举。研究表明，扶蔗器导轨倾角和扶蔗器导轨偏角是影响拨指链式扶蔗器扶起后倒伏角的关键设计参数。然而，现有的拨指链式扶蔗装置的导轨倾角和导轨偏角通常是固定设置或在出厂时一次性调节到位后即锁死，作业过程中无法根据田间甘蔗的实际倒伏情况进行实时调整。部分扶蔗装置虽然设置有油缸驱动扶蔗支架调整倾斜角度的结构，但其通常仅能实现单一方向的角度调节。由于不同蔗田中甘蔗的倒伏程度和倒伏方向复杂多变（包括侧倾倒伏、侧逆倒伏等多种姿态），仅能调节单一方向的扶正装置难以同时适应不同倒伏角度和不同倒伏方向的甘蔗扶正需求，扶正效果不佳，容易造成甘蔗折断或漏扶。因此，亟需一种能够在多个方向上灵活调节的扶正装置，以提升对不同倒伏姿态甘蔗的适应能力。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多自由度可调的倒伏甘蔗扶正装置，以解决上述背景技术中提出的现有技术中调节方向单一、适应能力差及无法适应不同倒伏角度和方向的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种多自由度可调的倒伏甘蔗扶正装置，包括一对相对设置的扶正架以及安装在所述扶正架外周并沿其周向分布的若干个拨指，所述扶正架下端固定安装有固定块，所述固定块之间固定安装有转杆，所述转杆外壁套设有底座，所述底座一端铰接有安装座，所述安装座另一端固定安装于收割设备上，所述安装座前端铰接有第一液压缸，所述第一液压缸另一端与所述底座中间位置的底部相铰接，所述底座一侧铰接有第二液压缸，所述第二液压缸前端与所述扶正架一侧底部相铰接。

4、优选的，所述安装座与所述底座的铰接轴线沿左右方向水平延伸，所述第一液压缸伸缩时驱动所述底座绕该铰接轴线在竖直平面内摆动。

5、优选的，所述转杆的轴线沿竖直方向延伸，所述第二液压缸伸缩时驱动所述扶正架绕该竖直轴线在水平平面内摆动。

6、优选的，所述底座上端设置有呈u形结构的u形铰接座，所述底座下端设置有安装板，所述安装板上开设有安装孔，所述安装板通过螺栓连接或焊接方式固定安装于收割设备上。

7、优选的，所述底座由上至下逐渐变宽，且底部呈扁平状，所述底座上端部位的中间开设有两侧贯通的铰接孔，所述铰接孔可供所述转杆穿过。

8、优选的，所述扶正架外周绕设有链条，所述链条与所述扶正架传动连接，所述链条上等间距固定安装有所述拨指，所述拨指包括矩形块、矩形框、弹簧和弧形托举头，所述矩形框固定安装于所述链条上，所述矩形块设置于所述矩形框内部，所述矩形块的两侧与所述矩形框相对应的内侧之间分别通过所述弹簧相连接，所述矩形块的前端固定连接有所述弧形托举头，所述弧形托举头伸出所述矩形框外部，所述弧形托举头用于接触甘蔗的工作面设置为内凹圆弧面。

9、优选的，所述扶正架呈前端向下倾斜的长环形框架结构，所述扶正架的前端为装置前进端，所述扶正架左右两侧臂之间的前端开口大于后端开口，呈v形或喇叭口状聚拢结构。

10、优选的，所述安装座与所述底座的铰接位置安装有俯仰角度传感器，所述转杆与所述底座的铰接孔处安装有水平偏角传感器，所述俯仰角度传感器和所述水平偏角传感器的信号输出端分别与收割机车载控制器的信号输入端电性连接，所述车载控制器与所述第一液压缸和所述第二液压缸电性连接。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

12、1、本发明通过设置第一液压缸，使安装座与底座铰接，第一液压缸的一端与安装座的前端铰接、另一端与底座中间位置的底部铰接，当第一液压缸伸缩时，驱动底座绕其与安装座的铰接点转动，进而带动扶正架整体在竖直平面内摆动，实现对扶正架俯仰倾角的灵活调节，使装置能够根据甘蔗倒伏程度实时调整扶正角度，倒伏严重时扶正架前端下降以增强扶正力度，倒伏较轻时前端上升以避免过度弯折，有效提升了对不同倒伏程度甘蔗的适应能力；

13、2、本发明通过设置第二液压缸，使第二液压缸的一端与底座的一侧铰接、另一端与扶正架的一侧底部铰接，当第二液压缸伸缩时，驱动扶正架绕转杆的轴线在水平平面内转动，实现对扶正架左右偏角的灵活调节，使装置能够根据甘蔗的倒伏方向调整偏转方向，确保拨指始终从甘蔗倒伏方向的正下方将其托起，有效避免从侧面推送导致甘蔗折断或滑脱；

14、3、本发明通过第一液压缸和第二液压缸的协同配合，使扶正架能够在俯仰方向和偏航方向两个自由度上分别进行独立调节，相比现有仅能调节单一方向的扶正装置，能够同时适应不同倒伏程度和不同倒伏方向的甘蔗扶正需求，显著提高了扶正装置对不同倒伏姿态甘蔗的适应能力和扶正效果，有效减少了漏扶率和甘蔗损伤率，提升了甘蔗机械化收割的作业效率。

1.一种多自由度可调的倒伏甘蔗扶正装置，包括一对相对设置的扶正架（1）以及安装在所述扶正架（1）外周并沿其周向分布的若干个拨指（2），其特征在于：每个所述扶正架（1）的底部均固定安装有两块固定块（3），两块所述固定块（3）沿所述扶正架（1）的前后方向布置，两块所述固定块（3）之间固定安装有转杆（4），所述转杆（4）外壁套设有底座（5），所述底座（5）一端铰接有安装座（6），所述安装座（6）与底座（5）之间安装有第一液压缸（7），所述第一液压缸（7）的一端与所述安装座（6）的前端铰接，另一端与所述底座（5）中间位置的底部相铰接，所述底座（5）与扶正架（1）之间安装有第二液压缸（8），所述第二液压缸（8）的一端与所述底座（5）侧面相铰接，另一端与所述扶正架（1）的底部相铰接。

2.根据权利要求1所述的一种多自由度可调的倒伏甘蔗扶正装置，其特征在于：所述安装座（6）与所述底座（5）的铰接轴线沿左右方向水平延伸，所述第一液压缸（7）伸缩时驱动所述底座（5）绕该铰接轴线在竖直平面内摆动。

3.根据权利要求1所述的一种多自由度可调的倒伏甘蔗扶正装置，其特征在于，所述转杆（4）的轴线沿竖直方向延伸，所述第二液压缸（8）伸缩时驱动所述扶正架（1）绕该竖直轴线在水平平面内摆动。

4.根据权利要求1所述的一种多自由度可调的倒伏甘蔗扶正装置，其特征在于，所述底座（5）上端设置有呈u形结构的u形铰接座（61），所述底座（5）下端设置有安装板（62），所述安装板（62）上开设有安装孔，所述安装板（62）通过螺栓连接或焊接方式固定安装于收割设备上。

5.根据权利要求4所述的一种多自由度可调的倒伏甘蔗扶正装置，其特征在于，所述底座（5）由上至下逐渐变宽，且底部呈扁平状，所述底座（5）上端部位的中间开设有两侧贯通的铰接孔（53），所述铰接孔（53）可供所述转杆（4）穿过。

6.根据权利要求1所述的一种多自由度可调的倒伏甘蔗扶正装置，其特征在于，所述扶正架（1）外周绕设有链条，所述链条与所述扶正架（1）传动连接，所述链条上等间距固定安装有所述拨指（2）。

7.根据权利要求6所述的一种多自由度可调的倒伏甘蔗扶正装置，其特征在于，所述拨指（2）包括矩形块（21）、矩形框（22）、弹簧（23）和弧形托举头（24），所述矩形框（22）固定安装于所述链条上，所述矩形块（21）设置于所述矩形框（22）内部，所述矩形块（21）的两侧与所述矩形框（22）相对应的内侧之间分别通过所述弹簧（23）相连接，所述矩形块（21）的前端固定连接有所述弧形托举头（24），所述弧形托举头（24）伸出所述矩形框（22）外部，所述弧形托举头（24）用于接触甘蔗的工作面设置为内凹圆弧面。

8.根据权利要求6所述的一种多自由度可调的倒伏甘蔗扶正装置，其特征在于，所述扶正架（1）呈前端向下倾斜的长环形框架结构，所述扶正架（1）的前端为装置前进端，所述扶正架（1）左右两侧臂之间的前端开口大于后端开口，呈v形或喇叭口状聚拢结构。

9.根据权利要求1所述的一种多自由度可调的倒伏甘蔗扶正装置，其特征在于，所述安装座（6）与所述底座（5）的铰接位置安装有俯仰角度传感器（71），所述转杆（4）与所述底座（5）的铰接孔（53）处安装有水平偏角传感器（81），所述俯仰角度传感器（71）和所述水平偏角传感器（81）的信号输出端分别与收割机车载控制器的信号输入端电性连接，所述车载控制器与所述第一液压缸（7）和所述第二液压缸（8）电性连接。