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一種小型半自動甜葉菊摘葉機.pdf

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一種 小型 半自動 甜葉菊摘葉機
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摘要
申請專利號:

CN201110157715.4

申請日:

20110614

公開號:

CN102273364B

公開日:

20131023

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A01D46/00 主分類號: A01D46/00
申請人: 江蘇大學
發明人: 馬朝興,徐立章,李耀明,唐忠
地址: 211200 江蘇省南京市溧水區永陽鎮天生橋大道688號
優先權: CN201110157715A
專利代理機構: 南京知識律師事務所 代理人: 汪旭東
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201110157715.4

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明為一種小型半自動甜葉菊摘葉機,涉及農業采摘機械工程領域,具體涉及農業經濟作物——甜葉菊的摘葉收獲。本發明柔性夾持裝置、支撐托架、機架、出料滑板、摘葉機構、機內輸送帶、下切刀、上切刀、傳動系統、喂料臺。甜葉菊嫩梢由柔性夾持鏈與支撐托架構成的機械手夾持向前移動,在主、副滾筒入口處梳正齒的作用下迅速進入摘葉作業,摘下的葉片通過氣流與機內傳送帶排至機外;嫩梢遇到上、下切刀被迅速切斷,自動落入收集框;而莖桿在主、副滾筒末端的排出齒作用下從出料滑板排出機外,完成自動脫葉分離過程。小型半自動甜葉菊摘葉機結構簡單,可靠性好,自動化程度較高,維修方便。

權利要求書

1.一種小型半自動甜葉菊摘葉機,其特征在于,包括柔性夾持裝置(1)、支撐托架(2)、機架(3)、出料滑板(4)、摘葉機構、機內輸送帶(8)、下切刀(11)、上切刀(12)、傳動系統(14)、喂料臺(20);所述機架(3)呈鱷魚嘴形狀,所述摘葉機構設置于機架(3)內部,所述摘葉機構采用了雙滾筒,包括主滾筒(7)與副滾筒(6),所述主滾筒(7)與副滾筒(6)與送料方向平行放置,所述主滾筒(7)與副滾筒(6)高度相差25-60mm階梯布置,所述主滾筒(7)與副滾筒(6)水平方向設置為兩滾筒上的摘葉滾筒刀齒(18)有交錯重疊,重疊長度為摘葉滾筒刀齒(18)長度的30-50%;所述出料滑板(4)設置于主滾筒(7)與副滾筒(6)的末端;所述柔性夾持裝置(1)的柔性夾持鏈位于機架(3)上顎;支撐托架(2)位于機架(3)下顎,柔性夾持裝置(1)?與支撐托架(2)構成甜葉菊摘葉過程中的夾持機械手;所述喂料臺(20)設于柔性夾持裝置(1)的前端;所述上切刀(12)和下切刀(11)位于機架出料口一側上顎外側,上切刀(12)和下切刀(11)的切斷刀片為圓盤齒式相向旋轉的自磨刃對切刀,上切刀(12)和下切刀(11)的切斷刀片刃口與機架(3)內壁共線;機架(3)內部設置了機內輸送帶(8),所述機內輸送帶(8)與前滑板(9)相接,位于摘葉機構下方;所述傳動系統(14)包括電動機(10)、中間軸(15)、變速箱(13),電動機(10)設置于機架(3)的下部,動力傳入中間軸(15),所述中間軸(15)的一路進入主滾筒(7),主滾筒(7)另一端通過鏈傳遞給副滾筒(6)和機內輸送帶(8),所述中間軸(15)的另一路進入變速箱。2.根據權利要求1所述的一種小型半自動甜葉菊摘葉機,其特征在于,所述主滾筒(7)與副滾筒(6)的直徑為300~450mm,轉速400~550r/min,轉向相同。3.根據權利要求1或2所述的一種小型半自動甜葉菊摘葉機,其特征在于,所述主滾筒(7)與副滾筒(6)從喂入端開始都依次分布有4-6根梳正齒(17)、10-20根刀齒(18)、4-6根排出齒(19)。4.根據權利要求1或2所述的一種小型半自動甜葉菊摘葉機,其特征在于,所述變速箱(13)有三個輸出端,其中兩個輸出端相向轉動,分別為上切刀(12)和下切刀(11)的刀片提供動力,另一輸出端為柔性夾持鏈(1)提供動力。5.根據權利要求1或2所述的一種小型半自動甜葉菊摘葉機,其特征在于,所述柔性夾持鏈(1)采用橡膠簾布帶制成,張緊于柔性夾持鏈驅動輪(16)與柔性夾持鏈被動輪上,被動輪一端有張緊機構(5)。6.根據權利要求3所述的一種小型半自動甜葉菊摘葉機,其特征在于,所述梳正齒(17)采用直徑為6毫米的65Mn鋼絲制成,熱處理硬度HRC48~52,與滾筒軸線呈60~80度夾角安裝。7.根據權利要求3所述的一種小型半自動甜葉菊摘葉機,其特征在于,所述刀齒(18)采用直徑為10-12mm的45鋼制成,熱處理硬度HRC43~48。8.根據權利要求3所述的一種小型半自動甜葉菊摘葉機,其特征在于,所述排出齒(19)采用直徑為6毫米的65Mn鋼制成,熱處理硬度HRC48~52,與滾筒軸線呈60~80度夾角安裝。

說明書

技術領域

本發明屬于農業采摘機械工程領域,具體涉及農業經濟作物——甜葉菊的自動摘葉作業。

背景技術

甜葉菊是中國上世紀七十年代末引種成功的,至今已有30余年的種植歷史。甜葉菊是一種頗有發展前景的經濟作物,已成為繼蔗糖、甜菜糖之后的第三種天然糖源。目前我國甜葉菊的種植面積達40余萬畝,占世界種植面積的三分之二,成為世界最大的種植基地,甜葉菊收獲時有其特殊性,從莖桿上摘下的甜葉菊葉片一定要完好,否則銷售價將大打折扣。故,目前甜葉菊的收獲流程是:人工收割(1.5畝/人.天)——打捆——曬場人工摘葉(1畝/人.四天)——人工晾曬——打包——銷售。甜葉菊收獲目前全靠手工進行,勞動強度大、效率低、人工成本高。缺乏高效、安全、可靠的機械化摘葉工具,從而制約了甜葉菊的規模化生產。

從文獻檢索發現,有一種甜葉菊加工機(專利號ZL??200820188220.1),在機架上裝有一轉軸和電機,轉軸和電機之間連接有傳動裝置,轉軸上裝有滾筒和切刀,切刀位于滾筒的外側,滾筒上有兩組以上的脫粒齒,機架上位于滾筒和切刀的下方有排料槽,排料槽的底面與水平面傾斜。該結構效率低、嫩梢切斷不可靠、操作不方便、自動化程度低,且脫下的甜葉菊碎葉較多,工作時旋轉部件暴露無遺,常引起工傷等事故發生,安全性差,生產效率低,推廣難度大。

發明內容

為了克服現有技術的效率低、嫩梢切斷不可靠、操作不方便、自動化程度低、安全性差,生產效率低的問題,本發明設計了小型半自動甜葉菊摘葉機,它由機架、主滾筒、副滾筒、柔性夾持鏈、支撐托架、上切刀、下切刀、機內輸送帶、電動機、傳動系統、喂料臺等主要部件組成。其特征在于機架呈鱷魚式;機架上有兩只與送料方向平行,且高度相差25~60mm的摘葉滾筒;柔性夾持鏈位于機架上鱷,支撐托架位于機架下顎,支撐托架在彈簧的作用下,與柔性夾持鏈接觸構成脫葉時嫩梢的夾持機械手,嫩梢經過上、下切刀時被自動切斷,掉入收集框,脫下的葉片隨著氣流和機內輸送帶自動排出機外,而莖桿在主、副滾筒末端的排出齒作用下從機架出料滑板下落,從而完成甜葉菊的自動脫葉分離工作。

小型半自動摘葉機工作原理:人工將甜葉菊嫩梢朝向柔性夾持鏈方向,使75~80mm的嫩梢喂入柔性夾持鏈與支撐托架構成的機械手之間,莖桿部分在主、副滾筒喂入端的梳正齒作用下,迅速進入滾筒由滾筒上刀齒實施摘葉作業,摘下的葉片隨著氣流和機內輸送帶排出機外;甜葉菊的嫩梢和莖桿由柔性夾持鏈繼續向前送進,遇到上、下切刀被迅速切斷,自動掉入收集框,而莖桿在主、副滾筒末端的排出齒作用下從出料滑板排出機外,從而將葉子與莖桿自動分離開來。這樣就完成甜葉菊的喂入——自動摘葉——自動切斷——自動莖葉分離工序。本發明采用了雙滾筒摘葉方式,適應于不同高度作物的需要,作業效率高,嫩梢自動切斷,莖桿與脫下的葉片自動分離,安全可靠,功耗小,安裝及維修方便。

本發明的技術方案是,機架呈鱷魚式,構成進料和出料通道;機架上有兩只摘葉滾筒與送料方向平行放置,高度相差25~60mm,其上分別分布有4-6根梳正齒、10-20根刀齒、4-6根排出齒;柔性夾持鏈位于機架上鱷,支撐托架位于機架下顎,構成脫葉過程的夾持機械手,被夾持的嫩梢遇到上、下切刀被自動切斷,自動掉入收集框,脫下的葉片下落由機內輸送帶自動排出機外,而莖桿在主、副滾筒末端的排出齒作用下從機架出料滑板排出,完成甜葉菊自動脫葉和莖桿分離工作。

鱷魚式機架采用角鋼焊接而成,機架內壁有1毫米鋼板作為襯板;摘葉采用閉式雙滾筒結構,主滾筒與副滾筒與送料方向平行放置,且高度相差25~60mm,在水平方向使滾筒工作時刀齒高度有30-50%交錯重疊;滾筒圈與副滾筒圈從喂入端開始,入口端沿周向分布有4~6根梳正齒,摘葉段有10-20根刀齒、出口有4~6根排出齒,。主、副滾筒直徑、轉速、轉向相同;電動機置于機架的底部,且位于前滑板下方,動力通過V型帶傳輸到中間軸,中間軸分兩路傳遞,一路傳入主滾筒,主滾筒另一端通過鏈傳遞給副滾筒和機內輸送帶,另一路將動力傳遞給變速箱13,經過變速箱換向后兩個相向轉動的軸端用于安裝上、下切刀,刀片刃口的位置與機架內壁共線,上切刀和下切刀位于機架出料口一側上顎外側,上切刀和下切刀的切斷刀片為圓盤齒式相向旋轉的自磨刃對切刀,變速箱有一懸臂,通過內鏈條將動力傳遞給第三輸出軸,第三輸出軸端通過鍵與柔性夾持鏈的鏈輪相聯,從而帶動柔性夾持鏈工作。柔性夾持鏈位于鱷魚式機架的上顎部位,支撐托架位于鱷魚式機架的下顎部位,柔性夾持鏈與支撐托架構成甜葉菊摘葉過程中的夾持機械手。在滾筒的下方設置有機內輸送帶,與前滑板銜接;機架的右側出口設置有出料滑板,如圖3所示。喂料臺作為附件隨機配置。

本發明專利有效地解決甜葉菊收獲過程中人工摘葉效率低,勞動強度大的問題,從而提高了生產效率,降低了收獲成本,提高了經濟效益。

附圖說明

下面結合附圖和示例對本發明進一步說明。

圖1是小型半自動甜葉菊摘葉機的主視示意圖。

圖2是小型半自動甜葉菊摘葉機的B向視圖。

圖3是小型半自動甜葉菊摘葉機的A向示意圖。

圖4是小型半自動甜葉菊摘葉機的傳動系統示意圖。

圖5是主滾筒滾筒圈展開圖。

圖6是副滾筒滾筒圈展開圖。

圖7是梳正齒形狀示意圖。

圖8是刀齒形狀示意圖。

圖9是排出齒形狀示意圖。

圖10是鱷魚式機架示意圖。

圖中:1.柔性夾持鏈,2.支撐托架,3.機架,4.出料滑板,5.張緊機構,6.副滾筒,7.主滾筒,8.機內輸送帶,9.前滑板,10.電動機,11.下刀片,12.上刀片,13.變速箱,14.傳動系統,15.中間傳動軸,16.柔性夾持鏈驅動輪,17.梳正齒,18.刀齒,19.排出齒,20.?喂入臺。

具體實施方式

小型半自動摘葉機,機架3呈鱷魚式,構成進料和出料通道;機架3上有兩只摘葉滾筒與送料方向平行放置,高度相差25~60mm,其上分別分布有4-6根梳正齒17、10-20根刀齒18、4-6根排出齒19;柔性夾持鏈1位于機架3上鱷,支撐托架2位于機架3下顎,構成脫葉過程的夾持機械手,被夾持的嫩梢遇到上、下切刀被自動切斷,自動掉入收集框,脫下的葉片通過氣流和機內輸送帶8自動排出機外,而莖桿在主、副滾筒6末端的排出齒19作用下從出料滑板4下落。從而完成甜葉菊的喂入——自動摘葉——自動切斷——自動莖葉分離工序。本發明專利采用了雙滾筒摘葉方式,作業效率高,嫩梢自動切斷,莖桿與脫下的葉片自動分離,安全可靠,功耗小,安裝及維修方便。

柔性夾持鏈1采用張力較好的橡膠簾布帶制成,張緊于柔性夾持鏈驅動輪16與柔性夾持鏈被動輪上,被動輪一端有張緊機構5,保證柔性加持鏈正常工作;支撐托架2采用鋼板沖壓成型,分段用鉚釘鉸接,轉動靈活自如,在每個鉚接轉動處設置了一個彈簧支點,從而保證與柔性夾持鏈1在工作過程中始終處于常接觸狀態,以便防止由于摘葉時,不致將甜葉菊莖桿抽入滾筒內。

主滾筒7采用厚度為1.5毫米鋼板卷制而成,兩端有滾筒端蓋及輪轂,輪轂通過鍵與滾筒軸相連,滾筒軸兩端安裝于機架3上,滾筒圈表面從喂入端開始,依次為梳正齒17、刀齒18、排出齒19,它們均采用螺紋固定方式,安裝在滾筒圈上,梳正齒17與排出齒19與滾筒軸線傾斜一夾角,如圖5所示。主滾筒7與副滾筒6安裝高度相差25-60mm,如附圖2所示,副滾筒6結構與主滾筒7結構相似,但刀齒18的排列在軸向位置相差半個齒距,如圖6所示,主滾筒與副滾筒的直徑為300~450mm,轉速400~550r/min,轉向相同。

變速箱13有三個輸出端,其中兩個相向轉動的輸出端為上刀片12與下刀片11提供動力,另一輸出端為柔性夾持鏈1提供動力。

梳正齒17主要在喂料時能迅速將莖桿送入滾筒進入摘葉狀態,刀齒18主要用于摘葉,排出齒19主要用于將摘完葉子的莖桿迅速排出機外。考慮到工作過程中的耐磨以及強度的要求,梳正齒17采用直徑為6毫米的65Mn鋼絲制成,具體形狀見圖7a,安裝位置見圖5,與滾筒軸線程60~80度夾角,熱處理硬度HRC48~52;刀齒18采用直徑為10-12mm的45鋼制成,具體形狀見圖7b,熱處理硬度HRC43~48,按圖5所示位置正確安裝;排出齒19仍然采用直徑為6毫米的65Mn鋼制成,具體形狀見圖7c,安裝位置見圖5與滾筒軸線程60~80度夾角,熱處理硬度HRC48~52。

機架3設計成鱷魚式(如圖8),便于喂料與排出莖桿。主材采用(GB/T9787—1988?30×30×3/Q235A)型鋼制焊接而成,剛性好,制造成本低;機架3左右內側壁有1毫米鋼板作襯板,鏈條托架下方有前擋板,前滑板9與機內輸送帶8相接,構成了整個摘葉機的自動排葉系統。滾筒上蓋為蝸殼型弧形板。

整機傳動系統14如圖4所示,電動機10動力傳入中間軸15,一路進入主摘葉滾筒,主摘葉滾筒另一端通過鏈傳遞給副滾筒6和機內輸送帶8;另一路進入變速箱,經變速箱13換向后,達到所需工作轉速。變速箱13有三個輸出口,其中兩個相向旋轉的輸出端為自動切斷機裝置提供動力,用于裝配上切刀和下切刀;另一輸出端通過鍵與柔性夾持鏈1的鏈輪相聯,從而帶動柔性夾持鏈1工作。

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