专利名称：多功能玉米联合收割机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种农业机械，具体的说是一种以55马力 以上轮式拖拉机为行走及作业动力， 一次性完成茎杆切割、摘穗、 剥皮、收集、装车、茎杆不同处理等联合作业功能，实现对不同 农艺条件下种植的不同行距玉米作物，完成不对行切割摘穗、果 穗剥皮、收集后的果穗直接侧翻装车卸载、茎杆粉碎还田、切碎 收集或整株铺放等不同处理的多功能玉米联合收割机。
技术背景玉米是世界上最重要的三大粮食作物之一，全球玉米播种总 面积约1.4亿公顷。与其他粮食作物一样，收获也是玉米种植过 程中最重要的作业环节，这不仅因为收获环节能集中体现劳动成 果价值，更重要的是玉米收获环节的作业程序多、技术难度大， 而且劳动强度大、劳动力投入多，在一些需要一年两茬换种地区， 时间性要求还特别紧迫。为此，国际上很多技术先进的玉米种植 大国，现在已都基本实现了玉米收获作业全程机械化。我国是玉米种植大国，年播种面积约244 0万公顷，居世界 第二位。我国的玉米种植地区，主要集中在黄、淮流域以北的平 原和丘陵地区，绝大多数都逞大面积连片种植状态，极易实现机 械化收获作业。据有关专家估算，我国适于用机械进行收获的玉 米播种面积约1 7 5 0万公顷，占总播种面积71.7%;特别是我国 的东北三省，地处北方松辽嫩大平原上，是我国的玉米种植主产 区，播种总面积约68 0万公顷，占全国总播种面积28%。其中 黑龙江省播种面积2 7 0万公顷，吉林省播种面积2 5 0万公顷，辽 宁省播种面积160万公顷；在东北三省适于用机械进行收获作业 的玉米播种面积约5 6 0万公顷，占总播种面积的82. 4%。以东北三省这样适于机械收获的玉米主产区为例，因为气 候、墒情、品种，特别是耕作习惯的差异，区域内的玉米种植农 艺也有很大区别不仅在行距上有400 - 700mm的不等，株距上 也有2 00 400 mm的不同，产量上也存在着400-70Okg的差异；而且还存在着间种套种、地块大小、品种不一等诸多不同情况。 玉米种植的这种千差万别的客观现实，不仅为玉米收获的机械化
提出了极高要求，也给玉米收获机械的大面积推广应用带来了极 大困难。正是因为玉米种植的这种客观现实，形成了目前我国玉米收获机械的产品现状是品种很多，批量却都很小；生产企业不少， 规模却都不大。这种现状，造成了我国玉米收获机械全国保有量 极其有限，专项生产制造玉米收获机械的企业极少，玉米作物机 械收获率极低的落后局面。据有关机构2 005年统计，全国研制 生产玉米收获机械的生产企业不少于50家，但全国年生产总量 却不超过2000台；年生产销售量在50台以上的企业只有8家， 最高年生产量仅有320台；全国各种玉米收获机械总保有量约 8600台，玉米作物机械收获率仅达2. 8%。.这种现状，不要说与国际上技术先进的玉米种植大国相比，就是与国内麦类作物的机 械收获率已达到的74%,稻类作物的机械收获率已达到的48%相 比，差距十分明显。然而，也正是因为这种现状，可以为我国玉 米收获机械的发展，提供极大空间，创造极大机遇。 我国玉米收获机械当前存在的主要技术问题。 目前，我国已投放巿场的玉米收获机械，在结构形式、规格 型号、作业功能等各个方面，大多都是参照或借鉴了国际上现已 成熟的先进技术或成功结构，但均有较大改动；可以说各有不同， 也各有所长。从玉米果穗的收获方式上看有立式摘穗辊，也有卧式摘穗 辊，也有个别机型釆用摘穗板。从玉米收获作业的行走方式上看有牵引式行走，也有背负 式行走，还有自走方式。从玉米收获作业功能上看大多少型号的玉米收获机械除不 具备切割、摘穗、剥皮、脱粒、收集、装车、茎杆处理等玉米收 获全程机械作业功能。可见，我国玉米收获机械的现有技术状态，很难适应即将到 来的玉米机械化收获巿场快速发展的需要。我国玉米收获机械当 前存在的主要技术问题有①我国现有投放巿场的玉米收获机械，绝大多数机型都是 根据某一地区的玉米种植行距，对应设计了收割台的割幅及摘穗 机构行距；而且均未设计配置自动或人工的行距调整机构。这种 结构形式，致使现有的玉米收获机械，只能用于对应固定设计行
距的某一地区的玉米收获作业；不能实现不对行收获作业。大大限制了玉米收获机械的广泛适应能力，不便在大范围推广销售， 很难扩大生产规模。② 我国现有投放市场的玉米收获机械，绝大多数机型均釆 用夹持输送链方式输送玉米秸杆和玉米果穗。这种结构形式，由 于夹持输送链运行距离路线较长，玉米果穗在夹持链上运行时间 长，碰撞机率多，造成落穗、掉粒、破碎等损失大。③ 我国现有投放巿场的玉米收获机械，绝大多数机型均未 设计配置有玉米果穗剥皮的作业功能装置。这种结构形式，迫使已收获的玉米果穗运回场上后，必须安排补做剥皮作业；既影响 了玉米籽粒自然脱水干燥时间，又必须增加玉米果穗剥皮机具； 费时费力，增加成本，增多损失。④ 我国现有投放市场的玉米收获机械，绝大多数机型因受 选用的摘穗辊形式和行走方式的限制，均未能采用前置收割台结 构布置形式；也有少数背负式玉米收获机械，采用了前置收割台 的结构布置形式，但因受设计的收割行数、行距及采用的卧式摘 穗辊结构布置影响，使收割台前置的位置不得不偏移。这种结构 形式，使玉米收获机械在进行收获作业时，必须先由人工割出辅 助作业通道，费时费力。⑤ 我国现有投放巿场的玉米收获机械，绝大多数机型因受 结构布置限制，设计配置的果穗收集箱，无法实现侧翻；接运玉 米果穗的运输车辆，也无法从侧面靠近玉米收割机；致使果穗收 集箱只能进行直接后翻作业。这种结构形式，致使玉米收获机械 只能把收集的玉米果穗先成堆倾泻在地上，然后再通过人工捡拾 方法装到接运果穗的运输车上运回；既需增加劳力，又增加了运 输等待时间。 我国现在绝大多数地区都把玉米秸杆当做宝贵资源，但 因各地资源利用条件不同，对玉米茎杆的回收利用方式也各不相 同有些地区，需要把玉米秸杆粉碎还田，增加有机质肥力；也 有些地区，需把玉米茎杆切碎后收集起来，作为牲畜伺料贮存； 还有些地区，需要把玉米茎杆整株回收，用作燃料或工业原料。 我国现有投放市场的玉米收获机械，虽然大多数都设计配置了玉 米茎杆处理装置，但绝大多数机型都只能根据某一地区的特定需 要，设计配置一种固定的玉米茎杆处理装置。这种结构形式，致 使玉米收获机械只能适应某一地区的特殊需要，无法满足巿场多 方面的需要，大大限制了玉米收获机械的适应能力。 发明内容本实用新型解决的主要技术问题是提供一种对不同农艺条 件下种植的不同行距玉米作物，能进行不对行切割摘穗；能对完 成果穗剥皮及收集的果穗进行直接侧翻装车；能分别对茎杆进行 粉碎还田、切碎收集、整株铺放等不同方式处理的新型多功能玉 米联合收割机。本实用新型通过以下技术方案得以实现以55马力以上轮式拖拉机为行走及作业动力；釆取前置悬挂切割摘穗收割台，背负其他功能作业装置的安装连接结构布置 形式；通过对切割摘穗收割台、果穗输送装置、果穗剥皮装置、 果穗收集箱、茎杆处理装置等主要作业功能部件的独特研究设计 及科学匹配衔接布置，使其具有一次性完成切割、摘穗、输送、 剥皮、果穗收集、侧翻装车、茎杆不同方式处理等联合收获作业 功能；实现提供 一 种对不同农艺条件下种植的不同行距玉米作 物，能进行不对行联合收获作业的新型多功能玉米联合收割机。实现本实用新型技术方案的具体内容如下该收割机包括切割摘穗收割台、果穗输送装置、果穗剥皮装 置、果穗收集箱、可互换的茎杆处理装置，所述的切割摘穗收割 台通过前横梁、收割台挂接支架以前置悬挂安装.连接方式设置安 装在配套使用的轮式拖拉机前方；切割摘穗收割台的下方设置有 收割台油缸，通过收割台油缸的升降，调节切割摘穗收割台的收 获作业位置；切割摘穗收割台的下面设置有前万向传动轴，靠前 万向传动轴、传递输入作业动力；所述的作业功能部件果穗输送 装置、果穗剥皮装置、果穗收集箱、可互换茎杆处理装置通过前 横梁、纵梁、后支架及各功能部件的安装连接支架，以背负安装 连接形式分别设置安装在配套使用的轮式拖拉机的上方和后方， 通过后万向传动轴，传递输入作业动力。所述的切割摘穗收割台是由收割台壳体、收割台升降油缸、 收割台挂接支架、扶禾器、锥形螺旋导入辊、动力传动轴、摘穗 齿轮箱、摘穗辊、拉茎辊、果穗拨盘、果穗输送装置、园盘式切 割装置等主要工作部件组成。所述的扶禾器、锥形螺旋导入辊、动力传动轴、摘穗齿轮箱、
摘穗辊、拉茎辊、果穗拨盘和园盘式切割装置构成一套独立的切 割摘穗机构。所述的切割摘穗收割台设置了并列的三套切割摘穗机构，在 三套切割摘穗机构中，分别设置了并列的三根相互独立的动力传 动轴；在三根动力传动轴上分别对应设置有三个摘穗齿轮箱，由三根动力传动轴分别对应并控制着三个摘穗齿轮箱；在每个摘穗齿轮箱的前方分层对应设置有由二对摘穗辊、二对拉茎辊、二个果穗拨盘共同组成独立的摘穗作业单元，由每个摘穗齿轮箱分别 控制并带动其工作，在每个摘穗作业单元的前方对应设置了三根一组的锥形螺旋导入辊，在每组锥形螺旋导入辊的前方对应设置了二个扶禾器；在每个摘穗作业单元的下方，对应设置了二把园盘式切割装置。所述的果穗剥皮装置包括安装连接支架、剥皮装置壳体、主 动剥皮辊、被动剥皮辊、伞齿轮动力箱、调整机构、排杂清理机构；果穗剥皮装置设置在果穗输送装置与果穗收集箱之间，通过 纵梁和果穗剥皮装置的安装连接支架安装固定在配套的轮式施 拉机上，靠后万向传动轴，传递输入作业动力。所述的果穗收集箱包括果穗收集箱壳体、安装翻转支架、果 穗箱油缸、安全锁紧机构；果穗收集箱设计在配套的轮式拖拉机 的后部左上方的边沿处，靠纵梁及果穗收集箱的安装翻转支架固 定，靠果穗箱油缸的支升，实现侧翻倾倒装车；收获作业时，靠 安全锁紧机构固定。在所述的切割摘穗收割台中，对能实现不对行切割摘穗功能 的摘穗辊、控茎辊、锥形螺旋导入辊、园盘式切割装置、果穗拔 盘等关键核心工作部件，分别按各自的托扶、强制引导、夹持拉 动、摘取、切割等不同作业功能，研究设计出具有独特结构形状、 结构尺寸及运行参数；按相互分层对应配合的作业程序，研究设 计布置出具有科学匹配及合理衔接的相互位置关系。本实用新型具有以下优点和积极效果l、由于切割摘穗收割台是以前置悬桂安装连接形式，设置 在配套使用的轮式拖拉机前方，而且使割幅宽度大于配套使用的 轮式拖拉机宽度。可以使多功能玉米联合收割机从作业地块的任 意位置直接进行切割摘穗作业；解决了其他机型必须先由人工割 出辅助作业通道的技术难题。2、 本实用新型切割摘穗机构的结构布置形式，使每套摘穗 机构前方设计割幅宽度内的所有玉米植株，无论是否与摘穗机构 对行生长，都能在扶禾器的分拨及锥形螺旋导入辊的强制引导 下，顺利进入摘穗机构内，接受切割、摘穗作业处理，从而实现 不对行收获作业。解决了其他机型只能按设计的收获行距，进行 对行收获作业的技术难题。3、 本实用新型切割摘穗机构的结构布置形式，使早期成熟 或下垂的玉米果穗，能在扶禾器的托起扶正、锥形螺旋导入辊的 强制导入托扶、以及果穗拨盘的覆盖拨划等先后联合作用下，迅 速平稳落入果穗输送装置内。解决了其他机型在收获作业时，常 常使一些早熟或下垂的果穗，因机器前进产生的自然碰撞弹跳蹦 落到机器之外而造成损失的技术难题。4、 本实用新型切割摘穗机构的结构布置形式，省略了果穗 夹持输送链；由摘穗辊和拉茎辊通过夹持拉动作用，分离茎杆，摘下玉米果穗；由果穗拨盘把摘取的玉米果穗，直接拨送进果穗输送装置内。解决了其他机型设置使用夹持输送链造成的落穗、 掉粒、破碎等损失问题。5、 本实用新型切割摘穗机构的结构布置形式，玉米植株茎杆由园盘式切割装置直接按设计要求的留茬高度切断。解决了其 他机型因未设计配置茎杆切割装置，玉米茎杆只能靠摘穗机构的夹持及拉扯作用，自然撕扯拉断；造成残留的玉米茎杆高低不齐，倒立不一，给后续的玉米茎杆处理作业造成困难的技术难题。6 、本实用新型的果穗剥皮装置使多功能玉米联合收割机具备了对玉米果穗在收获作业现场同时进行果穗剥皮的收获作业 功能。解决了其他机型不能在收获作业现场同时进行玉米果穗剥 皮作业的重要技术功能缺失问题。7、 本实用新型的果穗收集箱，在果穗箱油缸支升和翻转支 架的作用下，果穗收集箱可以实现侧翻倾倒，直接把收集的玉米 果穗倾倒在运输车内。这种结构布置形式，改变了其他机型运输 车无法靠近， 一般都采取让果穗箱直接后翻，先把玉米果穗成堆 倾泻倒在地上，然后再通过人工捡拾装车的传统作法，提高了生 产效率，节省了劳力。8、 本实用新型的茎杆处理装置分别设计配置了可用于茎杆 还田的粉碎还田装置；可用于茎杆侗料贮存的切碎收集装置；可 用于茎杆整株收集应用的整株铺放装置。设计配置的这几种茎杆 处理装置，都设计配置了安装连接位置和相关接口、连接零件， 可以互换使用，能供不同需要的用户选择；大大提高了多功能玉 米联合收割机的适应能力。
图1为多功能玉米联合收割机整体结构示意图。图2为本实用新型切割摘穗收割台结构布置示意图。图3为本实用新型切割摘穗机构结构布置示意图。图4为本实用新型切割摘穗机构结构俯视图。图5为本实用新型切割摘穗机构摘穗辊、拉茎杆、锥形螺旋导入辊、果穗拨盘和园盘式切割装置位置关系布置示意图。图6、 7、 8为本实用新型摘穗辊、拉茎辊、锥形螺旋导入辊结构示意图。图9为本实用新型果穗剥皮装置结构示意图。图10为本实用新型果穗收集箱结构示意图。
具体实施方式
如附图1所示本实用新型多功能玉米联合收割机是由切割 摘穗收割台(2)、果穗输送装置(7)、果穗剥皮装置(ll)、果穗收 集箱(12)、可互换茎杆处理装置(15)等主要作业功能部件组成。切割摘穗收割台(2),是通过前横梁(8)、收割台挂接支架 (5),以前置悬挂安装连接形式，布置在配套使用的轮式拖拉机 前方；靠收割台油缸(4)的升降，调节切割摘穗收割台(2)的收获 作业高度；靠前万向传动轴(6),传递输入作业动力。果穗输送装置(7)、果穗剥皮装置(ll),果穗收集箱U2)、 茎杆处理装置(15)等作业功能部件，通过前横梁(8)、纵梁(17)、 后支架(16)及各功能部件的安装连接支架，以背负安装连接形 式，分别布置在配套使用的轮式拖拉机上方或后方；靠后万向传 动轴(9)，传递输入作业动力。如图1和图2所示所述的切割摘穗收割台(2),是由收割 台壳体U4)、收割台升降油缸(4)、收割台挂接支架(5)、扶禾器 (1)、锥形螺旋导入辊(18)、动力传动轴(23)、摘穗齿轮箱(22)、 摘穗辊(20)、拉茎辊U9)、果穗拨盘(21)、果穗输送装置(7)、 园盘式切割装置(3)等主要工作部件组成。如图1和图2所示在切割摘穗收割台(2)上，设计布置了 并列的三套切割摘穗机构H。
如图3、 4、 5、 6、 7、 8所示在三套切割摘穗机构H中， 分别设计布置了三根相互独立的动力传动轴(23);由三根动力传 动轴(23)分别对应并控制着三个摘穗齿轮箱(22)。
由每个摘穗齿轮箱(22)分别控制并带动着按分层对应设计 布置的二对摘穗辊(20) 、 二对拉^辊(19)、 二个果穗拨盘(21)， 共同组成独立的摘穗作业单元。
在每个摘穗作业单元的前方，对应设计布置了三根一组的锥 形螺旋导入辊(18);在每组锥形螺旋导入辊(18)的前方，对应设计布置了 二个扶禾器(l)。
在每个摘穗作业单元的下方，对应设计布置了 二把园盘式切 割装置(3)。所述的切割摘穗收割台(2)关键核心作业部件是摘穗辊 (20)、拉茎辊(19)、锥形螺旋导入辊(18)、果穗拨盘(21)、园盘 式切割装置(3)等五个关键核心工作部件组成的切割摘穗机构H 。
在所述的切割摘穗机构H中，上述五个关键核心工作部件的 位置关系布置、以及摘穗辊(20)、拉茎辊(19)、锥形螺旋导入辊 (18)的结构形状、尺寸等参数的设计，如附图3、 4、 5、 6、 7、8所示。
如图1和图9所示所述的果穗剥皮装置(11)，设计布置 在果穗输送装置(7)与果穗收集箱(12)之间；通过纵梁(17)和果 穗剥皮装置的安装连接支架(26)，安装固定在配套轮式拖拉机上 方；靠后万向传动轴(9),传递输入作业动力。果穗剥皮装置(ll) 是由安装连接支架(26)、剥皮装置壳体(28)、主动剥皮辊(27)、 被动剥皮辊U9)、伞齿轮动力箱(25)、调整机构(30)、排杂清理机构(IO)等主要工作部件组成。
如图1和图10所示所述的果穗收集箱(12),设计布置在配套轮式拖拉机的后部左上方外边沿上；靠纵梁(17)及果穗收集 箱的安装翻转支架(36)固定；靠果穗箱油缸(13)的支升，实现侧 翻倾倒装车；收获作业时靠安全锁紧机构U5)固定。果穗收集箱 (12)是由果穗收集箱壳体(34)、安装翻转支架(36)、果穗箱油 缸(13K安全锁紧机构(35)等主要工作部件组成。
如图l所示所述的茎杆处理装置(15),设计布置在配套轮 式拖拉机后部；通过后支架(16)与拖拉机连接；靠液压悬挂装置(14) 的升降，调节茎杆处理装置工作位置高低。茎杆处理装置(15) ，可以根据用户的不同需要，更换有不同处理功能的茎杆处 理装置。
权利要求1、 一种多功能玉米联合收割机，其特征在于该收割机包 括切割摘穗收割台(2 )、果穗输送装置(7 )、果穗剥皮装置(11 )、 果穗收集箱(12)、可互换的茎杆处理装置(15),所述的切割摘 穗收割台(2 )通过前横梁(8 )、收割台挂接支架(5 )以前置悬 挂安装连接方式设置安装在拖拉机前方；切割摘穗收割台(2) 的下方设置有收割台油缸(4 ),切割摘穗收割台(2 )的下面设 置有前万向传动轴(6),所述的果穗输送装置(7 )、果穗剥皮装 置(11)、果穗收集箱(12)、可互换茎杆处理装置(15)通过前 横梁(8)、纵梁(17)、后支架(16)及各功能部件的安装连接 支架以背负安装连接形式分别设置安装在拖拉机的上方和后方。
2、 根据权利要求1所述的多功能玉米联合收割机，其特征 在于所述的切割摘穗收割台(2)包括收割台壳体(24)、收割台 升降油缸(4)、收割台挂接支架(5)、扶禾器(l)、锥形螺旋导入 辊(1S)、动力传动轴(23)、摘穗齿轮箱(22)、摘穗辊(20)、拉茎 辊(19)、果穗拨盘(21)、果穗输送装置(7)和园盘式切割装置(3) 主要工作部件。
3、 根据权利要求1所述的多功能玉米联合收割机，其特征 在于所述的扶禾器(1)、锥形螺旋导入辊(18)、动力传动轴(2 3)、 摘穗齿轮箱(22)、摘穗辊(20)、拉茎辊(19)、果穗拨盘(21)和园 盘式切割装置(3)构成一套独立的切割摘穗机构H。
4、 根据权利要求1所述的多功能玉米联合收割机，其特征 在于所述的切割摘穗收割台(2)设置了并列的三套切割摘穗 机构H,在三套切割摘穗机构H中分别设置了并列的三根相互独 立的动力传动轴(23);在三根动力传动轴(23)上分别对应设 置有三个摘穗齿轮箱(22)，由三根动力传动轴(23)分别对应 并控制着三个摘穗齿轮箱(22);在每个摘穗齿轮箱(22)的前 方分层对应设置有由二对摘穗辊(20)、 二对拉茎辊(19)和二 个果穗拨盘(21 )共同组成的独立的摘穗作业单元，由每个摘穗 齿轮箱(22 )分别控制并带动其工作，在每个摘穗作业单元的前 方对应设置了三根锥形螺旋导入辊(18)，在锥形螺旋导入辊(18) 的前方对应设置二个扶禾器(1),在每个摘穗作业单元的下方， 对应设置了 二把园盘式切割装置(3)。
5、 根据权利要求1所述的多功能玉米联合收割机，其特征在于所述的果穗剥皮装置(11 )包括安装连接支架(26 )、剥 皮装置壳体(28)、主动剥皮辊(27)、被动剥皮辊(29)、伞齿 轮动力箱(25)、调整机构(30)、排杂清理机构(10);果穗剥皮 装置(11 )设置在果穗输送装置(7 )与果穗收集箱(12 )之间， 通过纵梁(17)和果穗剥皮装置的安装连接支架(26)安装固定 在配套的轮式施拉机上，靠后万向传动轴(9),传递输入作业动 力。
6、 根据权利要求1所述的多功能玉米联合收割机，其特征 在于所述的果穗收集箱(12)包括果穗收集箱壳体(34)、安 装翻转支架(36)、果穗箱油缸(13)、安全锁紧机构(35);果 穗收集箱(12)设计在配套的轮式拖拉机的后部左上方的边沿处， 靠纵梁(17)及果穗收集箱的安装翻转支架(36)固定，靠果穗 箱油缸(13)的支升，实现侧翻倾倒装车；收获作业时，靠安全 锁紧机构(35 )固定。
专利摘要本实用新型涉及一种多功能玉米联合收割机，该收割机包括切割摘穗收割台、果穗输送装置、果穗剥皮装置、果穗收集箱、可互换的茎杆处理装置，它以55马力以上轮式拖拉机为行走及作业动力，能一次性完成茎杆切割、摘穗、剥皮、收集、装车、茎杆不同处理等联合作业功能，能实现对不同农艺条件下种植的不同行距玉米作物，完成不对行切割摘穗、果穗剥皮、收集后的果穗直接侧翻装车卸载、茎杆粉碎还田、切碎收集或整株铺放等不同处理功能。
文档编号B02B3/00GK201018785SQ200720093368
公开日2008年2月13日 申请日期2007年3月12日 优先权日2007年3月12日
发明者尤永众, 李明祥 申请人:尤永众