一种牵引式甘草多功能收获机

本发明属于中药材机械化收获装备，尤其涉及一种牵引式甘草多功能收获机，适用于大面积规模化甘草种植的田间收获作业。

背景技术：

1、甘草作为我国传统名贵中药材，兼具药用、食用价值，是我国中药材产业的重要组成部分，在医药、食品、化工等领域应用广泛，其规模化种植面积逐年扩大，在保障中药材供给、促进农户增收、推动中医药产业发展中占据重要地位。然而，当前甘草收获环节仍面临严重的机械化瓶颈，传统收获方式以人工挖掘、分拣为主，不仅劳动强度大、作业效率极低，单人日均采收面积仅0.1-0.2亩，且人工挖掘易造成甘草根系断裂、块茎破损，大幅降低甘草的商品品质和经济价值。

2、随着农村劳动力向城市转移，劳动力短缺、用工成本攀升的问题日益突出，传统人工收获模式已难以适配甘草规模化种植的需求，研发高效、自动化的甘草收获设备成为产业发展的迫切需求。现有甘草收获机械虽实现了部分工序的机械化，但仍存在诸多技术痛点：一是茎叶切割不彻底，部分机型采用单一固定割刀，易出现茎叶残留、缠绕刀具的问题；二是开沟断根效果不佳，多数设备的挖掘部件为刚性固定结构，无法根据甘草根系深度灵活调整，易出现断根不彻底、漏挖的情况；三是输送与筛分配合性差，部分设备缺乏针对性的杂质筛分结构，收获后甘草裹挟大量泥土，需额外投入人工清理；四是设备整体适配性弱，各机构无法灵活调节，难以适应不同地域、不同种植密度的甘草收获需求。

3、现有相关专利技术已对甘草收获设备进行了部分改进，如授权公告号为cn209830789u的实用新型专利，公开了一种甘草收获机，通过设置挖掘铲与输送装置实现甘草挖掘与输送，但该设备未设置专门的茎叶切割机构，且挖掘角度固定，无法适配不同深度的甘草根系；另一授权公告号为cn211210876u的实用新型专利，公开了一种甘草振动筛分装置，虽解决了泥土分离问题，但未整合茎叶切割、开沟断根功能，无法实现收获全流程一体化作业，作业效率有限。

4、总体而言，现有专利技术虽分别优化了甘草收获的单一环节，但未实现茎叶切割、开沟断根、输送、筛分的全流程集成，且各机构的可调节性不足，无法同时解决茎叶切割彻底性、根系切断有效性、杂质筛分效率等核心问题，设备整体作业效率与实用性难以满足大规模甘草种植的收获需求。因此，研发一种集成多功能、可灵活调节、适配性强的甘草收获设备，突破当前技术瓶颈，成为推动甘草规模化种植、提升收获效率、保障甘草品质的关键。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提供一种牵引式甘草多功能收获机，是一种集切割、开沟断根、输送、筛土于一体，且关键执行机构可旋转调节的集成化收获机，有利于克服现有甘草收获设备存在的茎叶切割不彻底、开沟断根角度不可调导致断根有效性差、输送筛分配合性差、各机构无法灵活适配不同种植工况等技术缺陷，实现甘草收获全流程机械化作业，降低人工成本，提升收获效率与甘草品质。

2、本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

3、一种牵引式甘草多功能收获机，包括切割装置、机架、开沟断根装置、传送装置及筛土装置；

4、所述机架作为整机的安装基体，所述切割装置、开沟断根装置、传送装置及筛土装置分别装配于机架上；

5、所述切割装置设置在机架的前端，用于对甘草茎叶进行切割；

6、所述开沟断根装置通过回转铰接座与机架铰接，并通过角度调节执行部件与机架连接，通过所述角度调节执行部件的伸缩驱动开沟断根装置相对机架旋转摆动；开沟断根装置位于切割装置后方，能够相对机架旋转摆动以深入土层进行开沟及甘草根部斩断作业；

7、所述传送装置倾斜装配于机架上，所述传送装置的进料端与开沟断根装置的出料端相对接，用于承接开沟断根装置挖掘脱出的甘草并向上输送；所述传送装置的出料端向后上方延伸至筛土装置的上方；

8、所述筛土装置装配于机架的后端，筛土装置进料端位于传送装置出料端的下方，用于接收传送装置输送落入的甘草并进行振动筛土分离，筛分后的甘草经筛土装置的出料端排出。

9、上述方案中，所述切割装置包括动力轴、保护罩、风扇保护罩、连接架、割刀、减速箱、割刀连接轴、防尘网、扇叶、传动轴、齿轮箱；所述动力轴用于与拖拉机相连获取动力，所述动力轴与减速箱相连传递动力；所述减速箱将动力传至传动轴，所述传动轴将动力传至齿轮箱，所述齿轮箱与割刀连接轴相连，所述割刀连接轴与割刀同轴连接并带动割刀旋转切割甘草茎叶；所述连接架与保护罩相连，所述风扇保护罩罩设于扇叶外侧并与传动轴相连；所述扇叶随传动轴同步转动产生气流，将切割后的茎叶吹落。

10、上述方案中，所述开沟断根装置包括连接架；所述连接架通过回转铰接座与机架铰接装配，所述角度调节执行部件的固定端与机架连接，角度调节执行部件的伸缩端与连接架连接，通过角度调节执行部件的伸缩驱动连接架带动整个开沟断根装置相对机架旋转摆动。

11、进一步的，所述回转铰接座设置于机架的前端下方且位于切割装置的后方，回转铰接座包括固定于机架前端的固定耳座、设置于所述连接架前端的活动耳板以及沿整机横向穿设于固定耳座与活动耳板之间的铰接销轴；所述角度调节执行部件倾斜设置于机架与连接架之间，角度调节执行部件的固定端铰接于机架上，角度调节执行部件的伸缩端与所述连接架的后部铰接，通过角度调节执行部件的伸长或缩短带动所述连接架相对机架绕铰接销轴实现角度调节，且在角度调节执行部件停止动作时实现自锁固定。

12、上述方案中，所述开沟断根装置具有开沟组件和断根组件；所述开沟组件用于破土开沟，所述断根组件用于切断甘草根系；所述开沟组件位于切割装置后方，所述断根组件位于开沟组件后方。

13、进一步的，所述开沟组件包括开沟刀片、开沟链条和第六电机；所述开沟刀片设置于开沟链条上，所述开沟链条呈闭环结构并设于连接架的前端；所述第六电机安装于连接架上并与开沟链条传动连接，用于驱动开沟链条及开沟刀片循环运转以完成开沟作业。

14、上述方案中，所述断根组件包括断根刀刃和第一电机；所述断根刀刃位于连接架的后端；所述第一电机安装于连接架上并与断根刀刃传动连接，用于驱动断根刀刃旋转以完成根部切断作业。

15、上述方案中，所述开沟断根装置还包括第一连接棍、第二连接棍、链条连接齿轮、链条连接棍、第一链条、第一轴、第二链条、第二电机、第二轴和转动轮；所述开沟链条绕设于链条连接棍与链条连接齿轮上；所述转动轮装配于第一连接棍与第二连接棍的端部，用于辅助开沟链条平稳运转；所述断根刀刃为多组，沿连接架后端横向排布于第一连接棍与第二连接棍之间；所述第一电机设置在连接架上并与第二连接棍传动连接；所述第二电机与连接架连接，所述第二电机通过第一链条、第二轴及第二链条形成的链传动机构与第一轴相连，用于为所述第一连接棍、断根刀刃、第二连接棍形成的断根执行部提供独立可调的动力；所述断根执行部能够绕第一轴自由旋转，以适配开沟组件和传送装置的作业位置。

16、上述方案中，所述传送装置包括连接轮、第三轴、传送带架、第三电机、传送带和第四电机；所述第三轴固定安装于机架上，所述传送带架通过所述连接轮和第三轴铰接装配于机架上，所述连接轮套装于第三轴两端用于将传送带架轴向限位于机架上；所述第四电机安装于机架上并与所述第三轴传动连接，用于驱动所述第三轴旋转，以带动整个传送装置相对机架摆动；所述传送带安装于传送带架上，所述传送带共设置两根，两根传送带平行布置；所述第三电机安装于传送带架上，所述第三电机与驱动轴传动连接，所述驱动轴同时与两根传送带传动连接，用于同步驱动两根传送带运转。

17、上述方案中，所述筛土装置包括第五电机、支架、弹簧、筛网、筛网架和导料板；所述支架与机架连接，所述弹簧设置于支架与筛网架之间，所述筛网安装于筛网架内部，所述第五电机安装于筛网架上并驱动筛网架振动；所述导料板安装于筛网架的出料端，随筛网架同步振动，用于将筛分后的甘草导落至田间。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、1.本收获机实现甘草收获全流程一体化作业，通过切割装置、开沟断根装置、传送装置、筛土装置的配合，可完成甘草茎叶切割、深层开沟、根系切断、物料输送、泥土筛分全工序，一次性完成双行甘草的收获作业，大幅缩减作业环节，相较于传统单行收获设备，显著降低人工与机械作业成本。

20、2.开沟断根装置与传送装置均采用可旋转调节，开沟断根装置通过角度调节执行部件的伸缩驱动，可实现作业角度与入土深度的灵活调节，能够根据甘草根系埋深及田间地形工况由操作者调整至合适的工作倾角作业时可有效下沉至 20~50cm 的甘草根系土层，有利于实现无遗漏开沟断根；非作业转场时可同步抬升收起，有效减少部件磕碰磨损，同时降低整机高度，适配道路运输与田间转场需求，设备工况适配性与灵活性大幅提升。

21、3.切割装置采用多级稳定传动结构，动力传递平稳、损耗低，可实现双行甘草茎叶的高速有效切割；同步配置的扇叶气流结构，可即时将切割后的茎叶吹离作业区域，避免茎叶堆积影响后续开沟断根作业；多重防尘防护结构可有效阻挡田间尘土、碎屑侵入传动部件，显著降低设备故障率，延长整机使用寿命。

22、4.开沟断根装置采用开沟与断根双路独立传动结构，开沟作业与根系切断作业可独立控制、运转，断根刀刃有利于实现甘草主根与须根的有效切断，有效减少漏挖与根系破损问题，保障甘草收获品质；闭环链式传动结构传动稳定、承载能力强，适配田间深层土壤作业的高强度工况，设备运行可靠性高。

23、5.筛土装置采用弹性支撑高频振动筛分，弹簧可起到减震与缓冲作用有效降低共振问题，运行噪音低、筛分效率高，大幅降低后续人工清理成本；倾斜式筛网配合导料板结构，可实现甘草物料的连续筛分与导料出料，保障整机连续化作业的流畅性。

24、6.整机采用牵引式框架结构，机架采用高强度型钢焊接成型，承载能力强、结构稳定性好，可有效抵御作业过程中的振动与反作用力，适配通用拖拉机牵引作业，无需配套专用动力设备，通用性强；各功能部件采用装配结构合理，易损件更换方便，进一步降低设备的运维成本与使用门槛。

25、7. 双行作业设计相较于传统单行收获设备，可同步完成两行甘草的收获作业，大幅提升单位时间作业面积，结合各装置的配合运转，有效减少田间作业次数，降低土壤压实程度，保护甘草种植地块的土壤结构，为后续甘草复种提供良好基础，兼顾作业效率与土壤保护。

26、8. 各装置均配置针对性防护结构，切割装置的防尘网可阻挡田间泥土、秸秆碎屑侵入传动部件，减少部件磨损与故障发生，同时降低设备维护频次，延长各部件使用寿命，进一步提升整机的作业稳定性与经济性。