自动马铃薯收获机的制作方法

1.本发明涉及农业器械领域，特别是一种自动马铃薯收获机。


背景技术：

2.马铃薯种植方式垄耕种植，且南北方种植时间存在较大差异，传统的一般为春种夏收，种植时间一般为二三月份。现阶段在温室大棚技术的加持下可以实现马铃薯的提前栽种，甚至可以马铃薯反季节种植，达到秋种冬收的目的。大棚种植的马铃薯可提前20～30天上市销售。而且具有马铃薯品质好、种植周期短、经济效益高等一系列优点，大大增加了薯农的收入，所以近些年大棚种植马铃薯的比例呈逐年上升趋势。随着近些年温室大棚种植技术的不断发展，和传统的马铃薯种植模式一样，大棚种植的马铃薯有一垄单行和一垄双行两种，一垄双行的种植方式地垄的宽度稍大，那么农机的尺寸也要相应的变宽，这显然是不适于机械化作业的，所以采用一垄单行的种植方式。一般情况一垄单行种植模式要求垄距d取值范围为60
‑
70cm，垄宽d的取值一般为30cm，垄高h取值一般为25cm。但由于温室大棚、山地和丘陵存在地形的原因，导致大型的机械设备无法适用于狭窄的环境，因此有必要研发一种可适用于上述地形的马铃薯收获机。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于，提供一种自动马铃薯收获机。本发明可以实现马铃薯的快速收获，具有体积小型化、灵活方便，操作简单的优点。
4.本发明的技术方案：自动马铃薯收获机，包括牵引驱动机构，牵引驱动机构连接有收获机构；所述收获机构包括安装架，安装架的两侧下端设有滚轮；所述安装架前端下侧设有挖掘机构，安装架的中段设有薯土分离机构，安装架的后端连接有收集机构；所述薯土分离机构包括经轴承座设置在安装架前端上方的曲柄转轴，曲柄转轴上设有转动套杆，转动套杆的上端连接有第一连杆；所述薯土分离机构还包括多对分别铰接在安装架两侧的摇动杆，其中一对摇动杆的上端之间连接有动力杆，动力杆的中部设有第二连杆，第二连杆的上端与第一连杆的上端相连接；所述摇动杆的下端之间铰接有u形的第一筛杆，第一筛杆上设有多根间隔设置的第二筛杆，第二筛杆由前向后呈倾斜向上状。
5.上述的自动马铃薯收获机，所述挖掘机构包括套设在安装架前端且呈u形的挖掘杆，挖掘杆的底端平行设有多个挖掘铲；所述安装架前端上方设有具有手摇柄升降杆，升降杆的两端分别缠绕有升降绳，升降绳的端部与挖掘杆连接；所述挖掘杆与安装架之间经弹簧销限位。
6.前述的自动马铃薯收获机，所述挖掘铲呈三段式，其中前段呈三角形，中段呈倾斜长条形，后段呈水平方形；所述挖掘铲的后段与挖掘杆的底面固定连接。
7.前述的自动马铃薯收获机，所述安装架的中段两侧滑动穿设有滚轮杆，滚轮杆的底端连接滚轮；所述滚轮杆与安装架之间经弹簧销限位。
8.前述的自动马铃薯收获机，所述收集机构包括分别设置在安装架后端四角处的支
撑链轮，支撑链轮之间设有呈圆柱环形的收集转盘，收集转盘的内环壁固定设置与支撑链条相连接的第一链条；所述收集机构还包括设置在安装架上且位于收集转盘中部的收集筐；所述安装架上经轴承座安装有链轮传动轴，链轮传动轴的一端设有与第一链条相配合的传动链轮，链轮传动轴的另一端设有从动链轮；所述曲柄转轴的后端部设有主动链轮；所述主动链轮与从动链轮经第二链条相连接。
9.前述的自动马铃薯收获机，所述收集转盘的外圆周面呈筛网状，收集转盘的端面设有第一档板；所述收集转盘的内环与外环之间环形分布有多个筛杆架；所述收集转盘的内部经筛杆架分隔成多个运输腔室；所述收集转盘的内圆周的侧面设有第二档板。
10.前述的自动马铃薯收获机，所述牵引驱动机构包括车架，车架上设有变速箱，变速箱的上端面设有换档机构以及发动机，变速箱的侧面设有发电机；所述换档机构连接有档柄机构；所述发动机的输出端经皮带传动分别连接发电机和变速箱的输入端；所述变速箱的输出端分别连接曲柄转轴以及车轮；所述变速箱的侧面连接有手扶方向杆。
11.前述的自动马铃薯收获机，所述变速箱包括箱体，箱体内设有第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴和第六轴；所述第一轴的端部设有皮带轮，皮带轮经传动带与发动机连接；所述第一轴上设有第一齿轮和第一锥齿轮；所述第六轴上设有与第一锥齿轮相啮合的第二锥齿轮，所述第六轴与曲柄转轴相连接；所述第二轴上设有第二齿轮、第一双联离合外齿轮、第一轴齿轮、第二双联离合外齿轮、第二轴齿轮和双联行走外齿轮；所述第二齿轮与第一齿轮相啮合；所述第一轴齿轮上滑动设有第一滑移齿轮；所述第二轴齿轮上滑动设有第二滑移齿轮；所述换档机构分别与第一滑移齿轮和第二滑移齿轮相连接；所述第三轴上设有第三齿轮、第一双联外齿轮、第二双联外齿轮、第四齿轮和正齿轮；所述第一双联外齿轮的大轮与第一双联离合外齿轮的大轮相啮合；所述第二双联外齿轮的大轮与第二双联离合外齿轮的大轮相啮合；所述正齿轮与双联行走外齿轮的大轮相啮合；所述第四轴上设有第五齿轮和第六齿轮，第四轴的外端部连接左侧的车轮；所述第五齿轮与第三齿轮相啮合，所述第六齿轮与第一双联外齿轮的小轮相啮合；所述第五轴上设有第七齿轮和第八齿轮，第五轴的外端部连接右侧的车轮；所述第七齿轮与第二双联外齿轮的小轮相啮合，所述第八齿轮与第四齿轮相啮合。
12.前述的自动马铃薯收获机，所述换档机构包括一对设置在箱体上表面的第一导轨，每个第一导轨上分别设有两个滑动轴套，相邻的滑动轴套之间设有第二导轨；所述换档机构还包括一对架设在第一导轨两侧的支撑杆，支撑杆上穿设有转动杆，转动杆的中部设有转动短杆，转动短杆的端部铰接有换档平板；所述换档平板的端部和中端分别与第二导轨相连接；所述换档平板的板面设有分别开设有直角槽和t型槽；所述直角槽内设有第一调档拨叉，第一调档拨叉与第一滑移齿轮相连接；所述t型槽内设有第二调档拨叉，第二调档拨叉与第二滑移齿轮相连接；所述转动杆端部连接档柄机构。
13.前述的自动马铃薯收获机，所述档柄机构包括设置在手扶方向杆上的多个导向环，导向环上滑动穿设有第一档杆，第一档杆的端部经万向节连接有第二档杆，第二档杆的端部经万向节连接转动杆的端部。
14.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
15.1、本发明利用牵引驱动机构带动收获机构运行，在运行的过程中，收获机构的滚轮提供移动能力，挖掘机构将马铃薯和土壤的混合物翻起，随着本发明的不断向前推进，后
方的薯土混合物受到挤压会沿着进入薯土分离机构中，薯土分离机构中的摇动杆通过动力杆连接第二连杆，第二连杆再经第一连杆与曲柄转轴连接，因此在曲柄转动的过程中，会带动动力杆摇动，形成第一筛杆和第二筛杆的高频振动，进而使得大块的土壤破碎并脱离马铃薯表面，并从第二筛杆的空隙中落下，同时由于第二筛杆由前向后呈倾斜向上的形态，可以放慢薯土混合物向后运动的进程，从而提高薯土分离质量，之后马铃薯继续向后移动进入到收集机构进行收集，由此本发明可以实现快速的实现马铃薯的快速收获，而且具有体积小型化、灵活方便，操作简单的优点。
16.2、本发明的挖掘铲并排安装于挖掘杆上，挖掘杆套设安装在安装架上的两个平行方形轨道上，并且可以手动转动手摇柄即可将牵引升降绳缠绕至升降杆上，升降绳另一端连接在挖掘杆上，因此挖掘铲就可实现上下高度调节。本发明为保证高度上的定位，通过弹簧销的方式可以可锁定挖掘杆的高度，实现挖掘铲高度的定位。本发明的挖掘铲设计为三段式结构，将第一段设计为三角形，可以有效减小挖掘铲入土时的阻力，提升挖掘铲的入土性能；第二段为过渡段，呈倾斜长条形，可以将挖掘出的薯土混合物过渡运送到第三段，经过第三段后可进入到薯土分离机构中完成薯土分离作业。
17.3、本发明的收集机构采用一个收集转盘进行统一运输，经薯土分离机构筛选分离后的马铃薯向后移动进入收集转盘中，通过牵引驱动机构提供转动力，使得收集转轮转动。在收集转盘中，由筛杆架将收集转盘的内部分隔成多个运输腔室，马铃薯在运输腔室内随着收集转盘转动，并经过第一档板和第二档板的作用防止散落，当马铃薯所在的运输腔室转到收集转盘的顶部时，马铃薯从缺口中掉落入收集框中进行收集。此外收集转盘的筛网状设计可以对马铃薯进行进一步的筛选并减轻零部件重量。
18.4、本发明对牵引驱动机构进行了优化设计，其中动力来源为发动机，发动机输出的动力从第一轴1输入后分为两股，一股经第一锥齿轮和第二锥齿轮传递后，从第六轴输出直接用于驱动牵引收获机构工作。另一股传递到第二轴上，第二轴上安装有第一滑移齿轮和第二滑移齿轮，通过换档机构的可以操纵两个滑移齿轮，进而实现整个收获机的前进、停止、左转和右转动作。同时本发明的左侧车轮和后侧车轮采用第四轴和第五轴单独控制，在收获机左转或右转时，其中一侧的车轮不动作为圆心，另一侧车轮转动，采用此种方式可以尽可能的减小收获机的转弯半径，使收获机在行垄之间位置调整方便快捷，减小位置调整所需空间并提高收获效率。
19.5、本发明的换档机构通过第一调档拨叉和第二调档拨叉分别实现第一滑移齿轮以及第二滑移齿轮的左右移动，实现换档操纵。本发明的第一调档拨叉和第二调档拨叉的端部分别放置于换档平板的直角槽和t型槽中，操作者可以通过手扶方向杆上的第一档杆和第二档杆控制换档平板水平面上的移动来调整第一滑移齿轮和第二滑移齿轮之间的位置关系，并利用直角槽和t型槽约束第一调档拨叉和第二调档拨叉之间的位置关系，避免发生错误调节，保证了档位的准确调节。
附图说明
20.图1是本发明的结构示意图；
21.图2是本发明的收获机构的结构示意图；
22.图3是本发明的收集机构结构示意图；
23.图4是本发明的收集转盘的结构示意图；
24.图5是本发明的牵引驱动机构的结构示意图；
25.图6是本发明的变速箱的结构示意图；
26.图7是本发明的换档机构的结构示意图；
27.图8是本发明换挡示意图。
28.附图中的标记为：
29.1、牵引驱动机构；2、收获机构；3、安装架；4、滚轮；5、挖掘机构；6、分离机构；7、收集机构；8、曲柄转轴；9、转动套杆；10、第一连杆；11、摇动杆；12、动力杆；13、第二连杆；14、第一筛杆；15、第二筛杆；16、挖掘杆；17、挖掘铲；18、升降杆；19、升降绳；20、滚轮杆；21、支撑链轮；22、收集转盘；23、第一链条；24、收集筐；25、链轮传动轴；26、传动链轮；27、从动链轮；28、主动链轮；29、手摇柄；30、第二链条；31、第一档板；32、筛杆架；33、运输腔室；34、第二档板；35、车架；36、变速箱；37、换档机构；38、发动机；39、发电机；40、车轮；41、手扶方向杆；42、箱体；43、第一轴；44、第二轴；45、第三轴；46、第四轴；47、第五轴；48、第六轴；49、皮带轮；50、第一齿轮；51、第一锥齿轮；52、第二齿轮；53、第一双联离合外齿轮；54、第一轴齿轮；55、第二双联离合外齿轮；56、第二轴齿轮；57、双联行走外齿轮；58、第一滑移齿轮；59、第二滑移齿轮；60、第三齿轮；61、第一双联外齿轮；62、第二双联外齿轮；63、第四齿轮；64、正齿轮；65、第五齿轮；66、第六齿轮；67、第七齿轮；68、第八齿轮；69、第一导轨；70、滑动轴套；71、第二导轨；72、支撑杆；73、转动杆；74、转动短杆；75、换档平板；76、直角槽；77、t型槽；78、第一调档拨叉；79、第二调档拨叉；80、档柄机构；81、导向环；82、第一档杆；83、第二档杆。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
31.实施例：自动马铃薯收获机，如图1和图2所示，包括牵引驱动机构1，牵引驱动机构1连接有收获机构2；所述收获机构2包括安装架3，安装架3的两侧下端设有滚轮4；本实施例中，所述安装架3的中段两侧滑动穿设有滚轮杆20，滚轮杆20的底端连接滚轮4；所述滚轮杆20与安装架3之间经弹簧销限位，通过滚轮杆20进行滚轮4的高度调节，以适用不同的地形。所述安装架3前端下侧设有挖掘机构5，安装架3的中段设有薯土分离机构6，安装架3的后端连接有收集机构7；所述薯土分离机构6包括经轴承座设置在安装架3前端上方的曲柄转轴8，曲柄转轴8上设有转动套杆9，转动套杆9的上端连接有第一连杆10；所述薯土分离机构6还包括多对分别铰接在安装架3两侧的摇动杆11，其中一对摇动杆11的上端之间连接有动力杆12，动力杆12的中部设有第二连杆13，第二连杆13的上端与第一连杆10的上端相连接；所述摇动杆11的下端之间铰接有u形的第一筛杆14，第一筛杆14上设有多根间隔设置的第二筛杆15，第二筛杆15由前向后呈倾斜向上状。本发明利用牵引驱动机构1带动收获机构2运行，在运行的过程中，收获机构2的滚轮4提供移动能力，挖掘机构将马铃薯和土壤的混合物翻起，随着本发明的不断向前推进，后方的薯土混合物受到挤压会沿着进入薯土分离机构6中，薯土分离机构6中的摇动杆11通过动力杆12连接第二连杆13，第二连杆13再经第一连杆10与曲柄转轴8连接，因此在曲柄转动的过程中，会带动动力杆12摇动，形成第一筛杆
14和第二筛杆15的高频振动，进而使得大块的土壤破碎并脱离马铃薯表面，并从第二筛杆15的空隙中落下，同时由于第二筛杆15由前向后呈倾斜向上的形态，可以放慢薯土混合物向后运动的进程，从而提高薯土分离质量，之后马铃薯继续向后移动进入到收集机构7进行收集，由此本发明可以实现快速的实现马铃薯的快速收获，而且具有体积小型化、灵活方便，操作简单的优点。
32.优选的，如图2所示，所述挖掘机构5包括套设在安装架3前端且呈u形的挖掘杆16，挖掘杆16的底端平行设有多个挖掘铲17；所述安装架3前端上方设有具有手摇柄29升降杆18，升降杆18的两端分别缠绕有升降绳19，升降绳19的端部与挖掘杆16连接；所述挖掘杆16与安装架3之间经弹簧销限位。所述挖掘铲17呈三段式，其中前段呈三角形，中段呈倾斜长条形，后段呈水平方形；所述挖掘铲17的后段与挖掘杆16的底面固定连接。本发明的挖掘铲17并排安装于挖掘杆16上，挖掘杆16套设安装在安装架3上的两个平行方形轨道上，并且可以手动转动手摇柄29即可将牵引升降绳19缠绕至升降杆18上，升降绳19另一端连接在挖掘杆16上，因此挖掘铲17就可实现上下高度调节。本发明为保证高度上的定位，通过弹簧销的方式可以可锁定挖掘杆16的高度，实现挖掘铲17高度的定位。本发明的挖掘铲17设计为三段式结构，将第一段设计为三角形，可以有效减小挖掘铲17入土时的阻力，提升挖掘铲17的入土性能；第二段为过渡段，呈倾斜长条形，可以将挖掘出的薯土混合物过渡运送到第三段，经过第三段后可进入到薯土分离机构6中完成薯土分离作业。
33.优选的，如图3和图4所示，所述收集机构7包括分别设置在安装架3后端四角处的支撑链轮21，支撑链轮21之间设有呈圆柱环形的收集转盘22，收集转盘22的内环壁固定设置与支撑链条相连接的第一链条23；所述收集机构7还包括设置在安装架3上且位于收集转盘22中部的收集筐24；所述安装架3上经轴承座安装有链轮传动轴25，链轮传动轴25的一端设有与第一链条23相配合的传动链轮26，链轮传动轴25的另一端设有从动链轮27；所述曲柄转轴8的后端部设有主动链轮28；所述主动链轮28与从动链轮27经第二链条30相连接。所述收集转盘22的外圆周面呈筛网状，收集转盘22的端面设有第一档板31；所述收集转盘22的内环与外环之间环形分布有多个筛杆架32；所述收集转盘22的内部经筛杆架32分隔成多个运输腔室33；所述收集转盘22的内圆周的侧面设有第二档板34。本发明的收集机构7采用一个收集转盘22进行统一运输，经薯土分离机构6筛选分离后的马铃薯向后移动进入收集转盘22中，通过牵引驱动机构1提供转动力，使得收集转轮转动。在收集转盘22中，由筛杆架32将收集转盘22的内部分隔成多个运输腔室33，马铃薯在运输腔室33内随着收集转盘22转动，并经过第一档板31和第二档板34的作用防止散落，当马铃薯所在的运输腔室33转到收集转盘22的顶部时，马铃薯从缺口中掉落入收集框中进行收集。此外收集转盘22的筛网状设计可以对马铃薯进行进一步的筛选并减轻零部件重量。
34.优选的，如图5所示，所述牵引驱动机构1包括车架35，车架35上设有变速箱36，变速箱36的上端面设有换档机构37以及发动机38，变速箱36的侧面设有发电机39；所述换档机构37连接有档柄机构80；所述发动机38的输出端经皮带传动分别连接发电机39和变速箱36的输入端，需要说明的是，变速箱36的输入端具有电磁离合器，可在换档过程中进行动力离合；所述变速箱36的输出端分别连接曲柄转轴8以及车轮40；所述变速箱36的侧面连接有手扶方向杆41。如图6所示，所述变速箱36包括箱体42，箱体42内设有第一轴43、第二轴44、第三轴45、第四轴46、第五轴47和第六轴48；所述第一轴43的端部设有皮带轮49，皮带轮49
经传动带与发动机38连接；所述第一轴43上设有第一齿轮50和第一锥齿轮51；所述第六轴48上设有与第一锥齿轮51相啮合的第二锥齿轮，所述第六轴48与曲柄转轴8相连接；所述第二轴44上设有第二齿轮52、第一双联离合外齿轮53、第一轴43齿轮、第二双联离合外齿轮55、第二轴44齿轮和双联行走外齿轮57；所述第二齿轮52与第一齿轮50相啮合；所述第一轴43齿轮上滑动设有第一滑移齿轮58；所述第二轴44齿轮上滑动设有第二滑移齿轮59；所述换档机构37分别与第一滑移齿轮和第二滑移齿轮59相连接；所述第三轴45上设有第三齿轮60、第一双联外齿轮61、第二双联外齿轮62、第四齿轮63和正齿轮64；所述第一双联外齿轮61的大轮与第一双联离合外齿轮53的大轮相啮合；所述第二双联外齿轮62的大轮与第二双联离合外齿轮55的大轮相啮合；所述正齿轮64与双联行走外齿轮57的大轮相啮合；所述第四轴46上设有第五齿轮65和第六齿轮66，第四轴46的外端部连接左侧的车轮40；所述第五齿轮65与第三齿轮60相啮合，所述第六齿轮66与第一双联外齿轮61的小轮相啮合；所述第五轴47上设有第七齿轮67和第八齿轮68，第五轴47的外端部连接右侧的车轮40；所述第七齿轮67与第二双联外齿轮62的小轮相啮合，所述第八齿轮68与第四齿轮63相啮合。
35.如图7所示，所述换档机构37包括一对设置在箱体42上表面的第一导轨69，每个第一导轨69上分别设有两个滑动轴套70，相邻的滑动轴套70之间设有第二导轨71；所述换档机构37还包括一对架设在第一导轨69两侧的支撑杆72，支撑杆72上穿设有转动杆73，转动杆73的中部设有转动短杆74，转动短杆74的端部铰接有换档平板75；所述换档平板75的端部和中端分别与第二导轨71相连接；所述换档平板75的板面设有分别开设有直角槽76和t型槽77；所述直角槽76内设有第一调档拨叉78，第一调档拨叉78与第一滑移齿轮58相连接；所述t型槽77内设有第二调档拨叉79，第二调档拨叉79与第二滑移齿轮59相连接；所述转动杆73端部连接档柄机构80；如图5所示，所述档柄机构80包括设置在手扶方向杆41上的多个导向环81，导向环81上滑动穿设有第一档杆82，第一档杆的端部经万向节连接有第二档杆83，第二档杆83的端部经万向节连接转动杆73的端部。本发明的第一调档拨叉和第二调档拨叉的端部分别放置于换档平板75的直角槽76和t型槽77中，操作者可以通过手扶方向杆41上的第一档杆82和第二档杆83控制换档平板75水平面上的移动来调整第一滑移齿轮和第二滑移齿轮59之间的位置关系，并利用直角槽76和t型槽77约束第一调档拨叉和第二调档拨叉之间的位置关系，避免发生错误调节，保证了档位的准确调节。具体换档操作可参见图8，图8中为了简便表示，图8中将第一调档拨叉以调档拨叉1或直接以数字1表示，将第二调档拨叉以调档拨叉2或直接以数字2表示。根据上述的操作示意，本发明的换档机构37通过第一调档拨叉和第二调档拨叉分别实现第一滑移齿轮以及第二滑移齿轮59的左右移动，实现换档操纵。
36.工作原理
37.本发明利用牵引驱动机构1带动收获机构2运行，在运行的过程中，收获机构2的滚轮4提供移动能力，挖掘机构将马铃薯和土壤的混合物翻起，随着本发明的不断向前推进，后方的薯土混合物受到挤压会沿着进入薯土分离机构6中，薯土分离机构6中的摇动杆11通过动力杆12连接第二连杆13，第二连杆13再经第一连杆10与曲柄转轴8连接，因此在曲柄转动的过程中，会带动动力杆12摇动，形成第一筛杆14和第二筛杆15的高频振动，进而使得大块的土壤破碎并脱离马铃薯表面，并从第二筛杆15的空隙中落下，同时由于第二筛杆15由前向后呈倾斜向上的形态，可以放慢薯土混合物向后运动的进程，从而提高薯土分离质量，
之后马铃薯继续向后移动进入到收集机构7进行收集。