本發(fā)明涉及農(nóng)作物收獲機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種具有開(kāi)挖及回填功能的深土層作物收獲機(jī)。

背景技術(shù)：

我國(guó)根莖類農(nóng)作物種植區(qū)域廣闊，地理環(huán)境復(fù)雜多樣，根莖類作物收獲機(jī)大多用于生長(zhǎng)在較淺土層塊狀農(nóng)作物的采收，而山藥、牛蒡等農(nóng)作物，其根莖為長(zhǎng)柱狀，直立生長(zhǎng)于土壤深處，且質(zhì)地較脆弱，長(zhǎng)勢(shì)無(wú)法掌握，現(xiàn)有的塊狀農(nóng)作物采收機(jī)不能用于柱狀根莖作物的收獲；為避免挖掘過(guò)程中作物損壞，山藥類農(nóng)產(chǎn)品目前仍以人工采收為主，采收成本高、效率低，直接影響了山藥等長(zhǎng)根莖類農(nóng)作物的售價(jià)，制約了這類農(nóng)產(chǎn)品的種植和推廣。

專利號(hào)為ZL 201510101851.X的發(fā)明專利公布的一種深土層根莖類作物收獲機(jī)，在一定程度上解決了山藥等農(nóng)作物的挖掘工作，該設(shè)計(jì)方案雖然僅對(duì)掘松農(nóng)作物下方的土壤并提升，以完成農(nóng)作物與土壤分離，但在機(jī)械前行過(guò)程中，兩側(cè)擋板需要克服極大的迎面阻力，阻礙設(shè)備行進(jìn)，使設(shè)備驅(qū)動(dòng)困難，特別是山藥等種植較深，深度下挖受力矩的影響較大，使上述設(shè)備仍對(duì)土壤基質(zhì)的硬度要求較嚴(yán)。由于各地的地理環(huán)境、氣候、土質(zhì)硬度不同，導(dǎo)致上述的收獲機(jī)適應(yīng)能力下降，使用范圍較小。此外，受地表土壤高低不平、農(nóng)作物（包覆作物的坯土）提升時(shí)因振動(dòng)等因素影響，來(lái)不及向后輸送的一部分土滾落逐漸堆積在設(shè)備前部，增加了行走阻力及設(shè)備磨損，同時(shí)間接的造成了回填不到位。

該設(shè)計(jì)的另一個(gè)缺陷是，由于收獲機(jī)的螺旋鉆桿端部對(duì)土層正面旋耕，鉆桿軸向受力導(dǎo)致連接軸承及鉆桿端部的磨損較為嚴(yán)重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種具有開(kāi)挖及回填功能的深土層作物收獲機(jī)，特別適用于收獲生長(zhǎng)深度較深的柱狀直生長(zhǎng)根莖類農(nóng)作物，大幅減小了設(shè)備行進(jìn)阻力，降低了作業(yè)難度及采收成本，增強(qiáng)了收獲機(jī)的適應(yīng)能力。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：包括采收機(jī)主體、動(dòng)力裝置及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，采收機(jī)主體包括采收架、前置輸送器、傳送帶機(jī)構(gòu)、振動(dòng)機(jī)構(gòu)；

采收架兩側(cè)設(shè)有楔形的端板，前置輸送器由多條并排橫向設(shè)置的輸送輥組成，各輸送輥從前向后依次升高、裝配在采收架前段，并通過(guò)傳動(dòng)軸與動(dòng)力機(jī)構(gòu)連接；傳送帶機(jī)構(gòu)前低后高裝配在采收架后段，前置輸送器與傳送帶機(jī)構(gòu)首尾銜接；所述的傳送帶機(jī)構(gòu)設(shè)有振動(dòng)機(jī)構(gòu)；振動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配在機(jī)架上，其振動(dòng)件與傳送帶機(jī)構(gòu)的輸送面配合；

還包括主機(jī)架、升降箱、垂直旋耕刀、水平旋耕刀、刮土板、刮土鏟、排土通道、橫向排土攪龍、第一縱向排土攪龍、第二縱向排土攪龍；

主機(jī)架設(shè)有垂直的導(dǎo)向柱，升降箱套裝在導(dǎo)向柱上，主機(jī)架通過(guò)提升機(jī)構(gòu)與升降箱連接配合，并控制升降箱沿導(dǎo)向柱上下運(yùn)動(dòng)；

升降箱下部左右兩側(cè)各裝配有一條用于開(kāi)槽的垂直旋耕刀；刮土板位于垂直旋耕刀后側(cè)，刮土板上端固定在升降箱底部；

升降箱后部橫向水平安裝有一條橫向排土攪龍，橫向排土攪龍的螺旋葉片由旋向相反的兩段組成；刮土鏟連接固定在升降箱上，位于橫向排土攪龍的后方；

升降箱后部?jī)蓚?cè)各裝有一條排土通道，排土通道內(nèi)部裝有第一縱向排土攪龍；

采收機(jī)主體通過(guò)起重臂吊裝在升降箱后部，位于二條排土通道之間；水平旋耕刀橫向裝配在采收架前部，位于前置輸送器前部下方；水平旋耕刀的螺旋刀片由旋向相反的兩段組成；

前置輸送器及傳送帶機(jī)構(gòu)下方的采收架上，并列裝配有一排第二縱向排土攪龍；

垂直旋耕刀、水平旋耕刀、提升機(jī)構(gòu)、橫向排土攪龍、第一縱向排土攪龍及第二縱向排土攪龍通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與動(dòng)力裝置連接。

進(jìn)一步，所述的刮土板高度不大于垂直旋耕刀的長(zhǎng)度。

進(jìn)一步，所述的二垂直旋耕刀位置分別與采收機(jī)主體的端板位置相對(duì)應(yīng)。

進(jìn)一步，所述的二垂直旋耕刀的旋向相反。

進(jìn)一步，所述的排土通道前段與主機(jī)架中心線平行，排土通道后段向內(nèi)側(cè)回收；二條排土通道進(jìn)口位于刮土鏟兩側(cè)，出口位于采收機(jī)主體的后方。

進(jìn)一步，所述排土通道的前后段連結(jié)處高于兩端，排土通道前段與水平面成5～20度夾角。

進(jìn)一步，所述的提升機(jī)構(gòu)包括絲杠、齒盤；絲杠垂直穿過(guò)升降箱，兩端固定在主機(jī)架上；裝配在升降箱內(nèi)的齒盤通過(guò)內(nèi)螺紋與絲杠配合，齒盤通過(guò)齒輪傳動(dòng)連接動(dòng)力裝置。

進(jìn)一步，所述的提升機(jī)構(gòu)包括絲杠副及固定在主機(jī)架頂部的絲杠提升電機(jī)；絲杠垂直穿過(guò)升降箱，兩端裝配在主機(jī)架上，絲杠通過(guò)絲杠提升電機(jī)帶動(dòng)；絲杠母固定在升降箱。

進(jìn)一步，所述的第二縱向排土攪龍為多節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各節(jié)之間通過(guò)聯(lián)軸器連接。

進(jìn)一步，所述的采收架前部設(shè)有連接板，連接板銜接水平旋耕刀與前置輸送器。

用于控制并帶動(dòng)垂直旋耕刀、水平旋耕刀、提升機(jī)構(gòu)、橫向排土攪龍、第一縱向排土攪龍及第二縱向排土攪龍的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)均采用常規(guī)的傳動(dòng)方式。

本發(fā)明的有益效果是：直接安裝在拖拉機(jī)等農(nóng)用機(jī)械上即可進(jìn)行收獲作業(yè)，操作簡(jiǎn)便、使用方便，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用垂直旋耕刀及水平旋耕刀將農(nóng)作物種植區(qū)的土壤與周邊土地切分，并將切分后整塊土壤通過(guò)前置輸送器及大傾角傳送帶機(jī)構(gòu)進(jìn)行兩級(jí)提升送至地面以上；提升過(guò)程中振落農(nóng)作物外部的附土；使土與作物分離，確保了作物在挖掘過(guò)程中保持完好。由于采挖前進(jìn)行了土壤切割操作，并將切割操作中挖掘的土輸送至設(shè)備兩側(cè)及后方，清除了采收機(jī)主體運(yùn)轉(zhuǎn)前的障礙，大幅降低了的迎面阻力，使采收作業(yè)不再受環(huán)境、氣候、土質(zhì)硬度的影響，增強(qiáng)了收獲機(jī)的適應(yīng)能力及使用范圍；同時(shí)，在農(nóng)作物采收中挖掘出的全部土壤一次性回填。此外用于切割土壤的旋耕刀徑向受力，有效的降低了旋耕刀及其連接件的磨損，保證了采收設(shè)備的高強(qiáng)度連續(xù)作業(yè)。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的主機(jī)架部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的俯視圖；

圖4為本發(fā)明的工作狀態(tài)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例2的主機(jī)架部分結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

圖中：1、主機(jī)架，2、導(dǎo)向柱，3、升降箱，4、絲杠，5、垂直旋耕刀，6、刮土板，7、橫向排土攪龍，8、第一縱向排土攪龍，9、水平旋耕刀，10、排土通道，10a、排土通道前段，10b、排土通道后段，11、起重臂，12、刮土鏟，13、連接板，14、前置輸送器，15、端板，16、第二縱向排土攪龍，17、振動(dòng)機(jī)構(gòu)，18、傳送帶機(jī)構(gòu)，19、多頭輸出變速箱，20、齒盤，21、介齒輪，22、離合器，23，動(dòng)力輸入軸，24、絲杠提升電機(jī)，25、絲杠母。

實(shí)施例1

從圖1～圖3可知，本發(fā)明的技術(shù)方案是：采收機(jī)主體、動(dòng)力裝置及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，采收機(jī)主體包括采收架、前置輸送器14、傳送帶機(jī)構(gòu)18、振動(dòng)機(jī)構(gòu)17、主機(jī)架1、升降箱3、垂直旋耕刀5、水平旋耕刀9、刮土板6、刮土鏟12、排土通道10、橫向排土攪龍7、第一縱向排土攪龍8、第二縱向排土攪龍16；

本發(fā)明收獲機(jī)裝配在拖拉機(jī)等農(nóng)用機(jī)械后部，主動(dòng)力馬達(dá)及多頭輸出變速箱19安裝在采收架末端，作為采收部分的動(dòng)力裝置；

采收架兩側(cè)設(shè)有楔形的端板15，前置輸送器14由多條并排橫向設(shè)置的輸送輥組成，各輸送輥從前向后依次升高、裝配在采收架前段；傳送帶機(jī)構(gòu)18前低后高裝配在采收架后段，前置輸送器14與傳送帶機(jī)構(gòu)18首尾銜接；

所述的傳送帶機(jī)構(gòu)18的主動(dòng)輪與多頭輸出變速箱輸出軸連接，也可單獨(dú)設(shè)置馬達(dá)驅(qū)動(dòng)；主、從動(dòng)輪之間還裝配有振動(dòng)機(jī)構(gòu)17，該振動(dòng)機(jī)構(gòu)由振動(dòng)馬達(dá)、杠桿、振動(dòng)輪組成；杠桿中部通過(guò)與采收架鉸接，杠桿兩端分別裝有一振動(dòng)馬達(dá)及一振動(dòng)輪，在振動(dòng)馬達(dá)自重的作用下，作為振動(dòng)件的振動(dòng)輪上抬頂靠在傳送帶輸送面下部；振動(dòng)馬達(dá)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)杠桿繞支點(diǎn)（鉸接軸）擺動(dòng)，振動(dòng)輪滾動(dòng)并反復(fù)撞擊傳送帶產(chǎn)生振動(dòng)，將傳送帶上的土壤顆粒振落。

主機(jī)架1四角各設(shè)有一垂直的導(dǎo)向柱2，升降箱3套裝在導(dǎo)向柱2上，主機(jī)架1通過(guò)提升機(jī)構(gòu)與升降箱3連接，并控制升降箱3沿導(dǎo)向柱上下運(yùn)動(dòng)；所述的提升機(jī)構(gòu)包括絲杠4、齒盤20；絲杠4垂直穿過(guò)升降箱3，兩端固定在主機(jī)架1上；齒盤20安裝在升降箱上，齒盤內(nèi)圈通過(guò)螺紋裝配在絲杠4上，齒盤外圈輪齒通過(guò)介齒輪與動(dòng)力裝置連接。

本實(shí)施例中提升機(jī)構(gòu)及垂直旋耕刀5均使用拖拉機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)作為動(dòng)力源，以簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)（也可根據(jù)實(shí)際情況為提升機(jī)構(gòu)、垂直旋耕刀分別設(shè)置動(dòng)力）。二垂直旋耕刀5間通過(guò)相互嚙合齒輪組傳輸動(dòng)力，并通過(guò)錐齒輪連接動(dòng)力裝置的輸出軸23；其中一垂直旋耕刀5的桿體通過(guò)一離合器22與固定在升降箱上的提升機(jī)構(gòu)介齒輪軸連接，介齒輪21與齒盤20嚙合，利用離合器22分合控制升降箱運(yùn)動(dòng)。

升降箱3下部左右兩側(cè)各裝配有一根用于開(kāi)槽的垂直旋耕刀5，二垂直旋耕刀5的旋向相反；刮土板6位于垂直旋耕刀5后側(cè)，其高度不大于垂直旋耕刀5的長(zhǎng)度，刮土板6上端固定在升降箱3底部。

升降箱3后部橫向水平安裝有一條橫向排土攪龍7，刮土鏟12連接固定在升降箱3上，位于橫向排土攪龍7的后方；所述的橫向排土攪龍7的螺旋葉片由兩段組成，兩端螺旋葉片的旋向相反，旋轉(zhuǎn)時(shí)將刮土鏟12前部的土壤向兩側(cè)推頂。

升降箱3后部?jī)蓚?cè)各裝有一條排土通道10，排土通道10內(nèi)部裝有第一縱向排土攪龍8；所述的排土通道前段10a與主機(jī)架縱向中心線平行，排土通道后段10b向內(nèi)側(cè)下方彎折回收（即二條排土通道前段相互平行，后段呈八字內(nèi)收）；二條排土通道10進(jìn)口位于刮土鏟12兩側(cè)，出口位于采收機(jī)主體的后方；橫向排土攪龍7及第一縱向排土攪龍8均通過(guò)齒輪或鏈條傳動(dòng)連接拖拉機(jī)的動(dòng)力裝置。

所述排土通道10的前段與后段連結(jié)處高于兩端，排土通道前段10a與水平面成5～20度夾角；該設(shè)計(jì)可確保通道內(nèi)的土由第一縱向排土攪龍8推送至排土通道后段10b后，自然下滑回填。

排土通道10及第一縱向排土攪龍8的遠(yuǎn)端通過(guò)絞盤及吊索懸吊在主機(jī)架后部。

采收機(jī)主體通過(guò)起重臂11吊裝在升降箱3后部，位于二條所述的排土通道10之間；采收機(jī)主體兩側(cè)的端板15分別與二垂直旋耕刀5的位置相對(duì)應(yīng)；水平旋耕刀9橫向裝配在采收架前部，位于前置輸送器14前部下方；水平旋耕刀9的螺旋刀片由旋向相反的兩段組成，可將分切土壤時(shí)掘松的土推向采收架兩側(cè)。

采收架前部還設(shè)有連接板13，水平旋耕刀9與前置輸送器14通過(guò)該連接板13銜接。

前置輸送器14及傳送帶機(jī)構(gòu)18下部的采收架上，并列裝配有一排第二縱向排土攪龍16；第二縱向排土攪龍16為多節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各節(jié)之間通過(guò)聯(lián)軸器連接，本實(shí)施例采用兩節(jié)設(shè)計(jì)，以配合前置輸送器14及傳送帶機(jī)構(gòu)18的不同傾角。第二縱向排土攪龍16的末端與多頭輸出變速箱19的輸出端連接。

前置輸送器14由各條輸送輥及水平旋耕刀9通過(guò)蝸輪蝸桿或錐齒輪組及傳動(dòng)軸與多頭輸出變速箱19的輸出端連接。

本發(fā)明工作時(shí)，首先下放升降箱3，垂直旋耕刀5旋入土壤至種植深度，拖拉機(jī)行進(jìn)并在種植作物的田壟兩側(cè)旋松，刮土板經(jīng)過(guò)后將旋松的土由槽帶至地面上，橫向排土攪龍將刮土鏟12前部的土推送至設(shè)備兩側(cè)，再由第一縱向排土攪龍8卷入排土通道10推送至采收機(jī)后部回填；

操作采收機(jī)主體下放，采收架前端的水平旋耕刀9將種植土層下方的土壤旋松，并將旋松的土向左右推送進(jìn)入由垂直旋耕刀5開(kāi)出的兩道立槽內(nèi)。水平、垂直旋耕刀配合使種植作物的土壤兩側(cè)及下方與周邊呈“凵”形分離，見(jiàn)圖4。

采收機(jī)主體經(jīng)過(guò)，切割后的土壤（包覆有農(nóng)作物）沿前置輸送器14、傳送帶機(jī)構(gòu)18上行送至地面；提升過(guò)程中，在振動(dòng)機(jī)構(gòu)以及設(shè)備的振動(dòng)下，使包覆作物的土壤松動(dòng)、跌落，并由第二縱向排土攪龍16送至設(shè)備后方；農(nóng)作物與土壤分離逐漸露出，實(shí)現(xiàn)收獲目的。

本發(fā)明利用水平、垂直旋耕刀配合，將種植農(nóng)作物的土壤部分與周邊土壤分離，并通過(guò)二級(jí)傳輸提升至地面，有效的降低了行進(jìn)阻力，使采收作業(yè)不受環(huán)境、氣候、土質(zhì)硬度的影響；采收過(guò)程中掘出的土分別經(jīng)不同攪龍推送至設(shè)備后部，采收與回填一次完成，同時(shí)降低了旋耕刀及其連接件的磨損，保證了采收設(shè)備的高強(qiáng)度連續(xù)作業(yè)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于，所述的提升機(jī)構(gòu)包括絲杠副及固定在主機(jī)架1頂部的絲杠提升電機(jī)24；絲杠4垂直穿過(guò)升降箱3，兩端通過(guò)軸承座裝配在主機(jī)架1上，絲杠4通過(guò)絲杠提升電機(jī)24帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)；絲杠母25固定連結(jié)在升降箱3上。

本實(shí)施例的其他技術(shù)特征與實(shí)施例1相同。

以上借助較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明是示意性的而非形式上的限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀本發(fā)明說(shuō)明書(shū)的基礎(chǔ)上，可以對(duì)實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。