一种动能回收型自吸附自清洁秸秆切碎机

本发明属于农业机械，主要涉及一种动能回收型自吸附自清洁秸秆切碎机。

背景技术：

1、作物收获后田间残留大量较长秸秆，现有装置切碎长秸秆时，缺乏有效固定，易发生滑移偏移，造成切碎不彻底，影响秸秆腐解速率；同时，碎屑易粘附缠绕刀辊，导致堵塞与阻力增大，需频繁停机清理，影响作业连续性与工作效率。此外，现有装置无法根据田间秸秆密度进行气流参数调节，适应性不足；且刀辊旋转及各部件往复等机械运动产生的大量能量以振动、摩擦形式耗散，未被有效回收利用，整机能耗较高。

技术实现思路

1、本发明的目的就是针对上述存在的技术问题，研发一种动能回收型自吸附自清洁秸秆切碎机，通过带磁性杆体端部的滚轮沿可变径凸轮机构轮廓滚动，驱动带磁性杆体往复运动，利用刀面气孔的负压吸附与正压喷气，在秸秆切碎过程中实现自吸附定位与自清洁防堵，并通过气流强度调节装置实时调控吸力和喷气推力大小，配合动能回收装置将带磁性杆体往复运动的机械能转化为电能储存，本发明的目的是这样实现的：一种动能回收型自吸附自清洁秸秆切碎机，其特征在于：机具外壳、三点悬挂架、秸秆切碎装置、秸秆自吸附自清洁装置、气流强度调节装置、动能回收装置，三点悬挂架固装在机具外壳外部前端，机具外壳内部设置秸秆切碎装置，中空刀轴和中空甩刀内部沿径向呈放射状集成有气流强度调节装置、自吸附自清洁装置、动能回收装置。

2、秸秆切碎装置包括第一电瓶、第一电机、主动皮带轮、从动皮带轮、皮带、中空刀轴、中空甩刀、第一定刀、第二定刀，第一电瓶和第一电机分别固装在机具外壳外侧，第一电机通过电线与第一电瓶相连，主动皮带轮固装在第一电机输出轴端部，从动皮带轮通过皮带与主动皮带轮传动连接，中空刀轴可转动地安装在机具外壳内部，中空甩刀径向固装在中空刀轴上，第一定刀固装在机具外壳内部前侧，第二定刀固装在机具外壳内部后侧。

3、秸秆自吸附自清洁装置包括中空刀轴、中空甩刀、中心固定支撑杆、可变径凸轮机构、柔性包覆层、活塞、带磁性杆体、滚轮、复位弹簧、气孔，上述可变径凸轮机构包括凸轮基座盘、径向调节滑块、径向伸缩凸轮片、凸轮调节圆盘，中空刀轴可转动地安装在机具外壳内部，中空甩刀径向固装在中空刀轴上，中心固定支撑杆与中空刀轴同轴固装在机具外壳内部，可变径凸轮机构固装在中心固定支撑杆上，柔性包覆层包覆在径向伸缩凸轮片外侧，活塞径向可滑动地安装在中空甩刀内部，带磁性杆体的一端固装在活塞上，滚轮可转动地安装在带磁性杆体的另一端，复位弹簧的一端固装在带磁性杆体上，复位弹簧的另一端固装在中空刀轴上，滚轮在复位弹簧的作用下始终抵接在可变径凸轮机构的外轮廓上，并可沿该轮廓滚动，气孔开设于中空甩刀刃口处。

4、气流强度调节装置包括摄像头、安装盘、第二电瓶、控制器、三个结构相同的可变径凸轮机构、柔性包覆层、三个第三电瓶、三个空心轴外转子无刷电机，所述可变径凸轮机构与前述秸秆自吸附自清洁装置中的可变径凸轮机构相同，摄像头固装在机具外壳外侧，安装盘固装在中空刀轴一端，第二电瓶和控制器分别固装在安装盘上，第二电瓶和控制器通过电线相连，三个可变径凸轮机构在中心固定支撑杆上沿轴向间隔布置，凸轮基座盘固装在中心固定支撑杆上，径向调节滑块可滑动地安装在凸轮基座盘的凹槽内，径向伸缩凸轮片固装在径向调节滑块一端，凸轮调节圆盘同轴可转动地安装在中心固定支撑杆上，径向调节滑块上设有导向凸起，导向凸起嵌入凸轮调节圆盘端面的螺旋滑槽内，形成滑动配合，柔性包覆层包覆在径向伸缩凸轮片外侧，三个第三电瓶分别固装在中心固定支撑杆上，三个空心轴外转子无刷电机的定子空心轴分别同轴固装在中心固定支撑杆上，三个空心轴外转子无刷电机的外转子分别固装在三个凸轮调节圆盘上。

5、动能回收装置包括绕线筒、带磁性杆体、滚轮、整流储能一体化模块，绕线筒固装在中空甩刀内壁，感应发电线圈安装在绕线筒内部，绕线筒一端设有出线口，感应发电线圈的首端和尾端经所述出线口引出并连接至整流储能一体化模块，带磁性杆体可滑动地安装在绕线筒内腔，滚轮可转动地安装在带磁性杆体的一端，滚轮在复位弹簧的作用下始终抵接在可变径凸轮机构的外轮廓上，并可沿该轮廓滚动，整流储能一体化模块固装在安装盘上，至此构成一种动能回收型自吸附自清洁秸秆切碎机。

6、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明主要包括秸秆切碎装置、秸秆自吸附自清洁装置、气流强度调节装置和动能回收装置，秸秆切碎装置通过电机驱动皮带轮传动，

7、带动中空刀轴旋转，利用中空甩刀和定刀相互作用切碎秸秆；秸秆自吸附自清洁装置通过带磁性杆体一端的滚轮沿可变径凸轮机构的轮廓滚动，驱动带磁性杆体往复运动，带磁性杆体向下滑动增大刀腔容积，使刀面气孔产生负压吸力，实现第一次切碎前秸秆自动吸附定位，带磁性杆体向上滑动压缩刀腔容积，使气孔产生正压喷气，实现第一次秸秆切碎后碎屑自动吹扫清洁，为第二次切碎提供清洁的切割环境；气流强度调节装置通过摄像头检测前方秸秆密度，由控制器同步控制三个空心轴外转子无刷电机驱动对应三个凸轮调节圆盘，改变带磁性杆体往复行程，调节刀腔容积变化量，实现吸力与喷气推力的实时调节，以适配不同秸秆量下的吸附与清洁需求；动能回收装置通过带磁性杆体往复穿插感应发电线圈切割磁感线，将带磁性杆体往复滑移动能转化为电能并储存，实现整机机械能回收。

1.一种动能回收型自吸附自清洁秸秆切碎机，其特征在于：机具外壳（1）、三点悬挂架（2）、秸秆切碎装置、秸秆自吸附自清洁装置、气流强度调节装置、动能回收装置，三点悬挂架（2）固装在机具外壳（1）外部前端，机具外壳（1）内部设置秸秆切碎装置，中空刀轴（8）和中空甩刀（9）内部沿径向呈放射状集成有气流强度调节装置、秸秆自吸附自清洁装置、动能回收装置；秸秆自吸附自清洁装置包括中空刀轴（8）、中空甩刀（9）、中心固定支撑杆（12）、可变径凸轮机构、柔性包覆层（17）、活塞（18）、带磁性杆体（19）、滚轮（20）、复位弹簧（21）、气孔（22），上述可变径凸轮机构包括凸轮基座盘（13）、径向调节滑块（14）、径向伸缩凸轮片（15）、凸轮调节圆盘（16），中空刀轴（8）可转动地安装在机具外壳（1）内部，中空甩刀（9）径向固装在中空刀轴（8）上，中心固定支撑杆（12）与中空刀轴（8）同轴固装在机具外壳（1）内部，可变径凸轮机构固装在中心固定支撑杆（12）上，柔性包覆层（17）包覆在径向伸缩凸轮片（15）外侧，活塞（18）径向可滑动地安装在中空甩刀（9）内部，带磁性杆体（19）的一端固装在活塞（18）上，滚轮（20）可转动地安装在带磁性杆体（19）的另一端，复位弹簧（21）的一端固装在带磁性杆体（19）上，复位弹簧（21）的另一端固装在中空刀轴（8）上，滚轮（20）在复位弹簧（21）的作用下始终抵接在可变径凸轮机构的外轮廓上，并可沿该轮廓滚动，气孔（22）开设于中空甩刀（9）刃口处。

2.根据权利要求1所述的一种动能回收型自吸附自清洁秸秆切碎机，其特征在于：气流强度调节装置包括摄像头（23）、安装盘（24）、第二电瓶（25）、控制器（26）、三个结构相同的可变径凸轮机构、柔性包覆层（17）、三个第三电瓶（27）、三个空心轴外转子无刷电机（28），所述可变径凸轮机构与权利要求1中所述可变径凸轮机构结构相同，摄像头（23）固装在机具外壳（1）外侧，安装盘（24）固装在中空刀轴（8）一端，第二电瓶（25）和控制器（26）分别固装在安装盘（24）上，第二电瓶（25）和控制器（26）通过电线相连，三个可变径凸轮机构在中心固定支撑杆（12）上沿轴向间隔布置，凸轮基座盘（13）固装在中心固定支撑杆（12）上，径向调节滑块（14）可滑动地安装在凸轮基座盘（13）的凹槽内，径向伸缩凸轮片（15）固装在径向调节滑块（14）一端，凸轮调节圆盘（16）同轴可转动地安装在中心固定支撑杆（12）上，径向调节滑块（14）上设有导向凸起，导向凸起嵌入凸轮调节圆盘（16）端面的螺旋滑槽内，形成滑动配合，柔性包覆层（17）包覆在径向伸缩凸轮片（15）外侧，三个第三电瓶（27）分别固装在中心固定支撑杆（12）上，三个空心轴外转子无刷电机（28）的定子空心轴分别同轴固装在中心固定支撑杆（12）上，三个空心轴外转子无刷电机（28）的外转子分别固装在三个凸轮调节圆盘（16）上。

3.根据权利要求1所述的一种动能回收型自吸附自清洁秸秆切碎机，其特征在于：动能回收装置包括绕线筒（29）、带磁性杆体（19）、滚轮（20）、整流储能一体化模块（30），绕线筒（29）固装在中空甩刀（9）内壁，感应发电线圈安装在绕线筒（29）内部，绕线筒（29）一端设有出线口，感应发电线圈的首端和尾端经所述出线口引出并连接至整流储能一体化模块（30），带磁性杆体（19）可滑动地安装在绕线筒（29）内腔，滚轮（20）可转动地安装在带磁性杆体（19）的一端，滚轮（20）在复位弹簧（21）的作用下始终抵接在可变径凸轮机构的外轮廓上，并可沿该轮廓滚动，整流储能一体化模块（30）固装在安装盘（24）上，至此构成一种动能回收型自吸附自清洁秸秆切碎机。