一种自适应调节的甘蔗收割机的切割装置的制作方法

本实用新型涉及农用机械收割技术领域，具体为一种自适应调节的甘蔗收割机的切割装置。

背景技术：

甘蔗是一种多年生草本植物，新植甘蔗采用栽种甘蔗苗繁殖，栽种后不久即生根，长出许多嫩芽，形成丛状。收割时仅收割甘蔗茎，将根仍留在土壤内，即宿根。来年，宿根重新分枝生茎。因此，它的收获多的可达7～8次，在中国一般为3次，即三年后挖去宿根，重新种植。

为保护好宿根以免其破坏影响来年的发芽，联合收割机收获作业时对甘蔗的割茬和切割高度有相应的要求。蔗农对切割高度的要求通常以北回归线为界，以北地区的宿根要低于地垄表面1～2cm，这可以防止霜冻冻坏宿根，保证宿根来年的发芽；以南地区的宿根高于地垄表面1～2cm，这样便于机械化收获。宿根切割过高，缩短了蔗茎长度，降低了甘蔗的出糖率，增加浪费，影响产量。切割过低导致割刀与泥土接触，加速割刀钝化且致使泥土附着于蔗茎上，增加了甘蔗的含杂率，不利于机械化收获的推广。通过试验得到，切割高度保持在1.2cm左右时效果最好，既能保证宿根高度和来年的发芽率，又能提高出糖率，减少含杂量，增加产量和减少割刀钝化。

但由于农田土壤松软，地面高低起伏，地形不平整，加之履带式车辆具有严重的滞后性等特点，驾驶员很难控制切割刀盘的切割高度，使其保持在1.2cm左右。目前的甘蔗收割机切割机构都是驾驶员根据目测观察并结合经验，通过手动控制切割刀盘升降液压缸来控制切割高度，这无疑对驾驶员的技术水平和经验提出了更高的要求，同时也增加了驾驶员的劳动强度，不利于机械化收获的推广。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种可自适应调节的甘蔗收割机切割机构，从而克服现有甘蔗收割机自动化水平低，操作复杂，劳动强度高，适应性差，操作要求高和切割精度不足等缺点。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种自适应调节的甘蔗收割机的切割装置，包括随地装置、切割刀盘、割刀升降缸和控制模块；

其中，随地装置包括承力支柱、承力支柱活塞杆和随地万向轮；承力支柱与甘蔗切割机的机架连接，承力支柱活塞杆安装在承力支柱中且能够上下滑动，随地万向轮与承力支柱活塞杆的下端连接；

螺旋扶蔗装置安装在甘蔗切割机前方，切割刀盘通过割刀升降缸安装在甘蔗切割机机架的底部，随地装置位于切割刀盘与螺旋扶蔗装置之间，控制系统用于检测随地万向轮位移量，并根据该位移量调节切割刀盘的高度，使甘蔗切割机在工作时保证切割刀盘与地面的距离始终保持相同。

进一步，所述控制模块包括控制器，以及与控制器连接的反馈电位器和指令电位器；所述指令电位器安装在承力支柱中，指令电位器的滑动臂与承支柱活塞杆连接；反馈电位器与割刀升降缸连接，控制器控制割刀升降缸的升降。

进一步，所述反馈电位器的电阻器与割刀升降缸的缸筒连接，反馈电位器的滑动臂与割刀升降缸的活塞杆连接。

进一步，所述割刀升降缸的活塞杆上还设置有连接轴套，反馈电位器的滑动臂通过水平的连接杆与连接轴套连接。

进一步，所述括承力支柱上还套装有复位弹簧，用于对随地万向轮施加向下的推力，保证随地万向轮始终与地面接触。

进一步，所述承力支柱上还设置有调整螺母，用于调整复位弹簧的压缩量。

进一步，还包括用于对随地装置进行折叠或展开的收放机构；

所述收放机构包括竖直连杆、水平连杆和收放动作缸；竖直连杆的上端与机架连接，其下端与承力支柱铰接，水平连杆的一端与竖直连杆的上部连接，其另一端与机架连接，收放动作缸的缸体端部与水平连杆铰接，收放动作缸的活塞杆与承力支柱的下部铰接。

进一步，所述收放机构还包括第一摇杆和第二摇杆；第一摇杆的一端与水平连杆铰接，其另一端与第二摇杆的一端铰接，第二摇杆的另一端与承力支柱铰接，收放动作缸的活塞杆与第一摇杆和第二摇杆的铰接处铰接。

进一步，所述切割刀盘与地面的距离保持在1～2cm。

进一步，所述反馈电位器和指令电位器均为电位器式位移传感器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型提供了一种自适应调节的甘蔗收割机的切割装置，包括随地装置、切割刀盘、割刀升降缸和控制模块，控制模块实时监测随地万向轮的位移量，并根据该位移量调节割刀升降缸的伸缩量，进而控制切割刀盘与地面的高度，保证甘蔗收割机在收割时，切割刀盘能够跟随随地万向轮随地面波动自适应地调节切割高度，使切割刀盘与地面的距离始终保持一致。

进一步在割刀升降缸和随地装置上分别设置位移传感器，通过位移传感器精确测量随地万向轮的移动量，进而通过控制器调节割刀升降缸的伸缩量，实现切割刀盘对甘蔗收割高度保持一致。

进一步在承力支柱上设置复位弹簧和调整螺母，通过调节调整螺母的位置进而调节复位弹簧的压缩量，确保随地万向轮与地面实时接触，同时起到减震缓冲的作用。

进一步通过控制收放机构，可在不进行收割作业时，将随地装置收起，一方面可以节约空间，另一方面便于转场运输。

进一步切割高度保持在地上1.2cm时，既能保证宿根高度和来年的发芽率，又能提高出糖率，减少含杂量，增加产量和减少割刀钝化。

附图说明

图1为本实用新型总体结构示意图；

图2为本实用新型随地装置结构示意图；

图3为本实用新型割刀升降缸的结构示意图；

图4为本实用新型随地装置结构示意图；

图5为本实用新型控制系统工作原理方框图；

图6为本实用新型控制系统原理图。

图中：1-螺旋扶蔗装置、2-收放动作缸、3-随地装置、4-割刀、5-切割刀盘、6-割刀升降缸、7-随地万向轮、8-复位弹簧、9-承力支柱活塞杆、10-承力支柱、11-调整螺母、12-安装孔、13-连接轴套、14-反馈电位器、15-指令电位器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

如图1所示，一种自适应调节的甘蔗收割机的切割装置，包括螺旋扶蔗装置1、随地装置3、割刀4、切割刀盘5、割刀升降缸6、收放机构和控制模块。

其中，螺旋扶蔗装置1安装在甘蔗收割机的正前方，多个割刀4圆周均布在切割刀盘5上，切割刀盘5通过割刀升降缸6安装在收割机的底部，随地装置3通过收放机构安装在甘蔗收割机的底部。

控制模块包括控制器，以及与控制器连接的反馈电位器14和指令电位器15，控制器包括比较器和比例放大器。

如图3所示，割刀升降缸6通过电液比例阀与控制器连接，割刀升降缸6上安装反馈电位器14，反馈电位器14的电阻器通过螺钉与割刀升降缸6的缸筒外壁连接，割刀升降缸6的活塞杆上设置连接轴套13，反馈电位器14的滑动臂通过连接轴套13与升降缸活塞杆连接。反馈电位器14的滑动臂能够跟随割刀升降缸6活塞杆上下移动，实时获取割刀4的位置。

随地装置3纵向位于螺旋扶蔗装置与切割刀盘之间，且靠近切割刀盘的位置，横向位于两切割刀盘的对称面上。

如图2所示，随地装置3包括随地万向轮7、承力支柱活塞杆9、承力支柱10、指令电位器15。

承力支柱10为筒状结构，指令电位器15和承力支柱活塞杆9依次安装在承力支柱10中，指令电位器15的电阻器通过螺栓与承力支柱10的顶部连接，指令电位器15的滑动臂与承力支柱活塞杆9上端连接，承力支柱活塞杆9的下端与随地万向轮7连接，反馈电位器14和指令电位器15连接成桥式电路；复位弹簧8套装在承力支柱10上，承力支柱10的外壁上设置有螺纹并安装有调整螺母11，通过调节调整螺母11的位置进而调节复位弹簧的压缩量，确保随地万向轮与地面实时接触，同时起到减震缓冲的作用。

反馈电位器14和指令电位器15均为电位器式位移传感器。

收放机构3包括支架、第一摇杆、第二摇杆和收放气缸。

其中，支架包括竖直连杆和水平连杆，竖直连杆的一端与机架固定连接，承力支柱10通过上端的安装孔12与竖直连杆的另一端与铰接，承力支柱10能够沿竖直连杆的下端部转动，水平连杆的一端与竖直连杆的上部固定连接，水平连杆的另一端与机架固定连接；第一摇杆的一端与水平连杆铰接，其另一端与第二摇杆的一端铰接，第二摇杆的另一端与承力支柱10铰接；收放气缸的缸体与水平连杆的中部铰接，收放气缸的的活塞端部与第一摇杆和第二摇杆的铰接处铰接。

当甘蔗收割机在工作时，在收放气缸的作用力下第一摇杆第二摇杆展开位于同一轴线，且与承力支柱10和水平连杆构成一个三角形；

当甘蔗收割机在工作完成时，在收放气缸的作用力下第一摇杆第二摇杆折叠，并带动承力支柱10逆时针转动，完成承力支柱10的回收。

下面对本实用新型提供的一种自适应调节的甘蔗收割机的切割装置的工作原理进行详细的说明。

如图5和6所示，在甘蔗收割机工作时，随地万向轮7在弹簧的作用下始终与地面保持接触，并随地面波动自适应地调节切割高度，在承力支柱10中内置有指令电位器15，其将随地万向轮7的位移量xi转换为电压值ur。被控制的切割刀盘5的位移量xp由安装在割刀升降缸6上的反馈电位器14转换为反馈电压uf，两个线性电位器连接成桥式电路。当随地万向轮7由于地面不平整而上下波动时，指令电位器15两端的电压值ur将随之发生变化，在切割刀盘5位置发生变化之前，电桥输出一偏差电压ue＝ur-uf≠0，其经控制器比较放大后变成电流信号控制电液比例阀的开度以控制割刀升降缸6的伸缩，从而控制切割刀盘5的位置。随着切割刀盘5的移动，电桥输出偏差电压逐渐减少，当切割刀盘5的位移量Δxp和随地万向轮7的位移量Δxi相等时，电桥输出偏差电压为零，切割刀盘5停止运动，从而实现切割刀盘5位置自适应调节的目的。切割刀盘5能够跟随随地万向轮7随地面波动自适应地调节切割高度，使其始终保持在1.2cm左右。

随地万向轮7通过空套在承力支柱10上的复位弹簧8与地面实时接触，还能起到减震缓冲的作用。此外，通过转动它上面的调整螺母11，可以改变复位弹簧8的压缩量，进而调节随地装置3的灵敏度，以减少内置在承力支柱10中的指令电位器15对振动的敏感性。

通过安装在驾驶室内的操控面板，可以设置不同的切割高度，以适应各地区因环境不同导致甘蔗割茬和切割高度不同的问题。

随地万向轮7通过收放机构与机架相连，通过控制收放动作缸2，可在不进行收割作业时，将随地万向轮7收起，一方面可以节约空间，另一方面便于转场运输。

该甘蔗切割机由于增加了随地装置，切割刀盘能够跟随随地万向轮随地面波动自适应地调节切割高度，使其始终保持在1.2cm左右。这一方面提高了甘蔗收割机自动化水平，减少了驾驶员的劳动强度，降低了操作难度和要求，另一方面，既能保证宿根高度和来年的发芽率，又能提高出糖率，减少含杂量，增加产量和减少割刀钝化。此外，通过安装在驾驶室内的操控面板，可以设置不同的切割高度，以适应各地区因环境不同导致甘蔗割茬和切割高度不同的问题。此外，通过控制收放机构，可在不进行收割作业时，将随地装置收起，一方面可以节约空间，另一方面便于转场运输。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。