本發(fā)明涉及一種農(nóng)用玉米收割機，尤其涉及一種玉米收割機上使用的擺動板式玉米摘穗裝置。

背景技術(shù)：

目前玉米收割機的關(guān)鍵工作部件是玉米摘穗裝置，其主要存在兩種不同工作原理的裝置，一種是輥式摘穗裝置，通過對玉米莖稈和果穗拉伸與擠壓實現(xiàn)摘穗目的，排雜能力強，但極易啃傷玉米，損失率高；一種是板式摘穗裝置，通過板卡玉米根強拉玉米莖桿完成摘穗工作，速度快，損失低，但是雜質(zhì)高，易堵塞。因此，設(shè)計一種高效、低損傷的玉米摘穗裝置意義重大。

中國發(fā)明專利申請201210052268.0提供一種利用仿生學(xué)的原理模仿人手摘穗，將反向彎曲拉伸的原理應(yīng)用到摘穗裝置，實現(xiàn)省力、降低損傷的目的，但由于輸送帶直立向上傳輸玉米植株，輸送帶和摘穗輥傳輸速度難保持一致，且處于兩摘穗輥空隙平面的玉米會不利摘穗，也還會有損傷、斷莖堵塞等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種振動摘穗裝置可有效控制玉米果穗和莖稈位置，莖稈同步傳輸，防止斷莖堵塞；

本發(fā)明解決的另一個技術(shù)問題是帶有槽口的摘穗板對玉米果穗作用力小，不會損傷玉米。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：利用反向彎曲拉伸原理，設(shè)計一種擺動式玉米摘穗板，包括機架，以及兩個摘穗板，其前高后低地與所述機架水平段斜交地設(shè)置在機架上方，所述雙摘穗板可往復(fù)擺動；雙拉莖輥，其可旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述摘穗板上方，且平行于所述機架水平段，所述拉莖輥表面設(shè)有凹槽。

所述機架固設(shè)三個軸承座，所述機架后端上方第一軸承座，其可旋轉(zhuǎn)固定兩拉莖輥后端；分別設(shè)置在機架前端上方第二軸承座和水平段上的第四軸承座，其分別可旋轉(zhuǎn)固定所述摘穗輥前端與后端的中心軸；設(shè)置在機架前端下方第三軸承座，其旋轉(zhuǎn)固定與所述莖稈割刀的支撐桿垂直固連的中心軸。

所述拉莖輥前段設(shè)有螺旋圓弧凹槽，拉莖時外緣弧線能緊密貼合玉米莖稈，使莖稈受力均勻，避免莖稈在拉莖過程中因局部點受力而結(jié)構(gòu)被破壞產(chǎn)生斷裂。

四個偏心圓盤狀曲柄，分別通過旋轉(zhuǎn)副與所述摘穗板兩端連接，且所述兩組曲柄的中心軸安裝在所述第二、第四軸承座內(nèi)；所述兩偏心圓盤、摘穗輥和機架構(gòu)成四桿機構(gòu)中的雙曲柄機構(gòu)；在工作中偏心圓盤做連續(xù)回轉(zhuǎn)，交錯運動的兩摘穗板上任一點做圓周運動，對玉米產(chǎn)生向下的反向作用力的同時，還有向后的作用力，矯正玉米位置，起到輔助摘穗作用。

所述摘穗板上設(shè)有多個槽口，所述槽口由圓弧和直線相切構(gòu)成，摘穗時圓弧段與果穗貼合施力摘穗，果穗及時脫離槽口，進行下一步工作，減少莖葉等雜質(zhì)，降低損傷。

所述的兩拉莖輥上的螺旋凹槽螺旋線旋向相反配置，同時轉(zhuǎn)動時，所述拉莖輥邊緣間隙最小，使莖稈處于較小間隙里，隨所述拉莖輥旋轉(zhuǎn)向后向上運動，不會發(fā)生橫向竄動，避免斷莖堵塞等問題。

莖稈粉碎裝置，由設(shè)置在所述拉莖輥上方的兩個粉碎割刀和所述機架右下方的莖稈割刀部分構(gòu)成。

所述兩莖稈割刀上下平行且平面部分重合設(shè)置在支撐桿上，所述莖稈割刀上設(shè)有鋸齒，單個所述鋸齒不對稱，保證完全切割。

所述的驅(qū)動連接摘穗裝置的傳動機構(gòu)包括：分別固設(shè)在所述第一軸承座后端和拉莖輥后軸上的兩個相互嚙合的第一、二錐齒輪，所述支撐桿及其中心軸上的兩個互相齒合的第三、四錐齒，拉莖輥后軸兩側(cè)的側(cè)鏈輪，所述摘穗輥(板)后端中心軸上的兩個從動鏈輪，第三軸承座上的動力鏈輪，通過軸穿過軸承座環(huán)繞所述后軸上錐齒輪與對應(yīng)拉莖輥側(cè)鏈輪的動力鏈條，環(huán)繞在側(cè)鏈輪與從動鏈輪上的兩條平行的側(cè)鏈條，環(huán)繞在一個所述從動鏈輪與動力鏈輪的從動鏈條。

兩組扶禾，其分別設(shè)置在所述拉莖輥前端和所述莖稈割刀前端，且向兩側(cè)擴展，扶正迎面而來的玉米植株。

本發(fā)明所述的有益效果是：1)本發(fā)明基于反向彎曲拉伸摘穗原理設(shè)計玉米摘穗裝置，減少對果穗的損傷，降低動力損耗；2)本發(fā)明的摘穗板采用往復(fù)振動形式的，摘穗板向后下方運動時下拉沖擊穗柄部位輔助摘穗，同時向后拉，與拉莖輥同步后輸，避免斷莖堵塞；3)同時摘穗板上設(shè)計有與果穗貼合的凹槽口，使玉米果穗受力均勻，避免損傷；4)拉莖輥的仿玉米秸稈形狀設(shè)計的螺旋凹槽，減小莖稈應(yīng)力集中，避免莖稈斷裂，使秸稈旋轉(zhuǎn)后輸而不橫向竄動，避免拉莖輥堵塞。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明仿生拉莖輥結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明拉莖輥對玉米莖稈作用方式與傳統(tǒng)拉莖輥對玉米莖稈作用方式對比效果圖。

圖4為本發(fā)明成對配置的拉莖輥工作位置示意圖。

圖5為本發(fā)明拉莖輥及其傳動結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明往復(fù)擺動摘穗板及其附屬傳動實現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖。

圖7為本發(fā)明在往復(fù)擺動摘穗板一個工作周期其上任意一點的運動軌跡示意簡圖。

圖8為本發(fā)明摘穗板對玉米果穗穗柄作用方式示意簡圖。

圖9為本發(fā)明使用的一對摘穗板工作位置及工作示意簡圖

圖10為本發(fā)明莖稈割刀及其傳動結(jié)構(gòu)簡圖。

圖11為本發(fā)明莖稈割刀具體外形結(jié)構(gòu)示意簡圖。

圖12為本發(fā)明整體傳動方式及動力分配示意簡圖。

圖13為本發(fā)明工作原理示意簡圖。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明。

如圖1，機架2，以及傳輸裝置，包括水平設(shè)置在所述機架2上方的雙拉莖輥3和所述拉莖輥3前端的一對向兩側(cè)擴展的分禾4構(gòu)成，所述拉莖輥3表面設(shè)有凹槽；摘穗裝置，由設(shè)置于所述機架2上方、拉莖輥3下方且與機架2斜交的前高后低的一對擺動式摘穗板1構(gòu)成；莖稈粉碎裝置，由設(shè)置在所述拉莖輥3上方的兩個粉碎割刀5和機架右下方的莖稈割刀部分6構(gòu)成；

機架2固定設(shè)有三個軸承座，所述機架后端機架上第一軸承座320，其可旋轉(zhuǎn)固定兩拉莖輥3后端；分別設(shè)置在機架2前端上方第二軸承座120和水平段上的第四軸承座130，其分別可旋轉(zhuǎn)固定所述摘穗板1前端與后端的中心軸；其設(shè)置在機架前端下方第三軸承座660，其旋轉(zhuǎn)固定與所述莖稈割刀6的支撐桿垂直固連的中心軸。

如圖2，拉莖輥3前段310上設(shè)有螺旋圓弧凹槽，其螺旋凹槽在拉莖輥軸切面截面曲線是模仿玉米莖稈截面外形設(shè)計制作的，每一個螺距上的螺旋槽截面為圓弧線，與玉米莖稈的截面形狀相似，玉米莖稈在受到一定擠壓力產(chǎn)生微小變形的情況下緊密貼合弧線，避免莖稈在拉莖過程中點受力(如圖3(a)所示)因局部集中受力而結(jié)構(gòu)被破壞產(chǎn)生斷裂。拉莖輥3末段設(shè)有間距較小的強拉段，快速拉莖。

兩拉莖輥3上的螺旋凹槽螺旋線旋向相反配置，作為本實施例，如圖4初步安裝使得一個拉莖輥的螺旋凹槽與另外一個拉莖輥的螺旋凸弧相對，保證兩個拉莖輥同步轉(zhuǎn)動時兩個拉莖輥的邊緣線之間的間隙最小且保證兩個拉莖輥不發(fā)生干涉(如圖4所示d1和d2最小)，進入拉莖輥3之間的玉米莖稈始終處于間隙d1內(nèi)(d1＞d2)，不會發(fā)生橫向竄動，只能隨著拉莖輥3轉(zhuǎn)動向上向后運動，避免堵塞等問題。

如圖5所示，兩拉莖輥3后軸可旋轉(zhuǎn)設(shè)在第四軸承座320內(nèi)，其后軸上安裝錐齒輪360，拉莖輥3后軸兩側(cè)有固定在機架2上的兩軸承座340，其中心軸上設(shè)有與340嚙合的錐齒輪350，錐齒輪350通過軸穿過軸承座340與鏈輪330連接.這對錐齒輪可將拉莖輥3的一部分動力改變傳遞方向通過鏈輪傳遞給摘穗板傳動機構(gòu)。

如圖6，摘穗板110的兩曲柄160的中心軸分別安裝在軸承座120和130內(nèi)，與機架2之間構(gòu)成旋轉(zhuǎn)副，在曲柄160上偏離中心軸一定距離的位置與摘穗板1鉸接構(gòu)成旋轉(zhuǎn)副，由此，構(gòu)成一個四桿機構(gòu)中的雙曲柄結(jié)構(gòu)，工作中兩曲柄160連續(xù)回轉(zhuǎn)。

曲柄160每旋轉(zhuǎn)一周摘穗板1上任意一點的軌跡為一個圓，如圖7所示，這個整圓從摘穗板1的工作性質(zhì)方面來說可以分為兩段(回程段和工作段)，每段上任意一點又可以分解為兩個運動。成順時針圓形軌跡線摘穗板1對玉米植株產(chǎn)生如箭頭所示后下方的運動方向；下方工作段任一點運動速度方向的水平方向分解作用力vx1對莖稈起到向后輸送的作用，豎直方向分解作用力vy1作用于玉米果穗穗柄，起到輔助摘穗的作用。回程段通過摘穗板1上槽口設(shè)計實現(xiàn)玉米植株脫離與摘穗板1的回位。如圖8，每個槽口正視投影由圓弧線δ和直線θ兩段線段相切連接組成，如圖8(a)工作段對玉米果穗處施力摘穗并推動輸送到直線段處，接著如圖8(b)摘穗板1向上前方運動，果穗脫離槽口，玉米莖稈繼續(xù)向后上方運動，與拉莖輥3同速傳輸。作為本實施例，如圖9初始狀態(tài)下，曲柄160和摘穗板1相差角度為φ180°，工作中，兩摘穗板1交錯運動的作用，對處于兩個摘穗板1間隙的玉米果穗有矯正作用，調(diào)整到與摘穗板1垂直的位置以便于摘穗。

如圖10所示兩莖稈割刀610上下平行且平面部分重合設(shè)置在支撐桿上，如圖11莖稈割刀610上設(shè)有鋸齒，單個所述鋸齒不對稱，保證完全切割。第三軸承座660內(nèi)有旋轉(zhuǎn)軸，其外側(cè)軸上安裝有動力鏈輪670，內(nèi)側(cè)軸上安裝有第四錐齒輪650。軸承座630固定在機架2上，莖稈割刀610安裝在軸承座630內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸上，其同軸下方安裝有第三錐齒輪640，第三錐齒輪640與第四錐齒輪650嚙合，將鏈輪670傳遞來的動力換向然后傳遞給莖稈割刀610。

兩組扶禾4，其分別設(shè)置在拉莖輥3前端和所述莖稈割刀6前端，且向兩側(cè)擴展，扶正迎面而來的玉米植株，送入拉莖區(qū)和切割區(qū)。

本摘穗裝置的動力傳遞路線如圖12所示，環(huán)繞在側(cè)鏈輪330與從動鏈輪150上的兩條平行的側(cè)鏈條710，環(huán)繞在一個所述從動鏈輪150與一個動力鏈輪670的從動鏈條，拉莖輥3的動力通過后端相互嚙合的錐齒輪傳遞給側(cè)鏈輪330，再通過側(cè)鏈條710傳遞給摘穗板1，摘穗板1上的從動鏈輪150再通過動力鏈輪670將動力傳遞給第四錐齒輪650，第四錐齒輪650嚙合第三錐齒輪帶動前方莖稈割刀610旋轉(zhuǎn)。

參照圖13，本發(fā)明摘穗裝置摘穗的方法如下：1)莖稈割刀610將由分禾4扶正的玉米植株的根部切斷，分禾4將玉米莖稈引入兩拉莖輥7之間；2)表面設(shè)有螺旋結(jié)構(gòu)凹槽的拉莖輥3旋轉(zhuǎn)向上拉莖的同時將莖稈向后輸送；3)上方粉碎割刀5將莖稈切碎并且甩出；4)拉莖輥3不斷拉莖過程中，摘穗板1槽口捕捉到玉米果穗，下拉摘穗的同時以同步拉莖輥3的速度向后輸送莖稈。

盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。