一种拨禾聚拢仿形切割装置

1.本发明主要应用于农林机械领域，尤其涉及对沙生灌木丛的聚拢仿形切割收获装备。


背景技术：

2.沙生灌木多种植于干旱、半干旱地区，具有生态适应性强、根系发达、吸水力强等特点，对我国的西北地区防风固沙、水土保持、改善土壤结构等方面起到重要作用。根据沙生灌木的生物学特性及种植农艺要求，每隔3～5年对其进行平茬作业1次，否则会使其生长速度减慢直至自然枯死。
3.由于沙生灌木生长地域沙石遍布、植株间距不均，在常年的风沙砂石作用下，柠条簇的根部隆起沙包，周围地面凹凸不平，沙地表面承载能力低，而目前现有牵引式或自走式柠条收获机多有机具功能单一与设备驱动性、仿形切割能力较差、切割质量不高等方面的问题，已成为制约柠条种植产业发展的突出问题。
4.因此，本发明针对沙生灌木丛生长的地形条件以及平茬作业要求，设计出了一款拨禾聚拢与浅山丘陵地形自适应的仿形平茬割台装置，能够对灌木丛根部因砂石、风沙堆积形成的“沙包”进行良好的仿形切割，从而保证其平茬高度一致，茬口平整。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供一种拨禾聚拢仿形切割装置，旨在解决目前沙生灌木平茬作业中仿形切割能力较差、切割质量不高等问题，为浅山丘陵地形沙生灌木的平茬提供良好的切割条件，提高灌木的切割质量。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
7.一种拨禾聚拢仿形切割装置，其特征在于：移动平台、悬挂支撑部件、拨禾聚拢部件、仿形切割部件、操纵台五个部分组成；移动平台为可在田间行走的具有前悬挂结构机动车辆；悬挂支撑部件通过车载驱动装置控制整个切割装置的切割位姿；仿形切割部件包括动力伸缩装置和切割装置两个部分，其中动力伸缩装置驱动切割装置运动，使其相对切割平台做纵向移动；拨禾聚拢部件可通过驱动装置调整其不同的摆动角度，以完成对不同地径灌木丛的聚拢。
8.仿形切割部件的仿形切割刀具的公转和自转分别通过齿轮的啮合传动以实现，到达对灌木丛根部沙包仿形切割的目的；切割装置在动力伸缩装置的驱动下，由水平切割刀具和仿形切割刀具共同切割完成。
9.拨禾聚拢部件中的提升装置包括驱动器、矩形管、支撑架，支撑架分别与驱动器和平行四杆机构铰接，通过改变驱动器的行程，从而调整平行四杆机构的往复摆动角度；拨禾聚拢部件的夹取机构固定在平行四杆机构连接件上，通过平行四杆机构的往复摆动，实现夹取机构的上下往复运动。
10.夹取机构的夹取爪分别铰接于连接支撑杆正反两侧，中间留有一定的间隙；连接
件与横向驱动器的一端固定连接，由伸缩驱动器的伸缩来控制夹取装置的开口度。
11.本发明提供的拨禾聚拢仿形切割装置的有益之处在于：分步对灌木丛进行平茬仿形切割，以满足仿形切割的切割要求。先通过切割锯片对灌木的根部平茬切割，后通过仿形锯片对其修剪，从而保证平茬高度一致性，提高茬口的切割质量。
附图说明
12.图1a为拨禾聚拢仿形切割装置的总体结构示意图；
13.图1b为图1a的a部悬挂支撑部件放大图；
14.图2为拨禾聚拢部件中提升机构的结构示意图；
15.图3为拨禾聚拢部件中夹取机构的结构示意图；
16.图4a为仿形切割部件的结构示意图；
17.图4b为图4a的b部隐去总支撑架的上部件后的动力伸缩装置放大图；
18.图5为仿形切割部件中切割机构的结构示意图；
19.图6为仿形切割部件中齿轮系统的剖视图；
20.图7a、7b为拨禾聚拢仿形切割装置的仿形切割过程示意图。
21.附图标记：
22.图中：1—移动平台、2—悬挂支撑部件、3—拨禾聚拢部件、4—仿形切割部件、5—操纵台、2a—拖拉机悬挂提升液压缸、2b—升降连接销、2c—移动平台前悬挂升降支架、2d —位姿调整液压缸、2e—位姿调整底座、3a—提升机构、3b—夹取机构、3aa—提升驱动器、 3ab—支撑杆、3ac—矩形管、3ad—平行四杆机构连接杆、3ba—夹取爪、3bb—连杆、3bc—电动推杆、3bd—连接支撑杆、41—动力伸缩装置、42—切割装置、43—总支撑架、41a—伸缩驱动器、41b—动力连接滑移销、41c—底座固定连接销、41d—位移连接滑移销、41e—伸缩杆、41f—伸缩杆连接销、42a—齿轮箱系统、42b—切割装置支架、42c—仿形动力输入液压马达、42d—导向轮、42e—切割锯片、42f—切割旋转轴、42g—分轴器、42h—切割动力输入软轴、42i—仿形自转动力输入软轴、42j—仿形公转旋转动力输入软轴、42aa—锥齿轮轴、 42ab—仿形切割旋转轴、42ac—仿形切割刀具、42ad—锥齿轮、42ae—仿形支撑旋转轴、42af —公转动力输入齿轮、42ag—齿轮箱体、42ah—自转动力输入齿轮、43a—车轮支撑架、43b —伸缩装置底座、43c—移动导向槽
具体实施方式
23.下面结合附图和具体实施方式对本发明专利做进一步详细说明。应该强调是，下述说明仅仅是解释本发明，而不是为了限制本发明专利的范围及其应用。
24.本发明的拨禾聚拢仿形切割装置，具体实施方式如图1至图7所示：
25.如图1a所示，本发明的拨禾聚拢仿形切割装置由移动平台1、悬挂支撑部件2、拨禾聚拢部件3、仿形切割部件4、操纵台5组成。
26.拨禾聚拢仿形切割装置的移动平台1为具有前悬挂结构的农用轮式拖拉机，也可以为其他相同功能的前悬挂结构的移动平台。
27.拨禾聚拢仿形切割装置中悬挂支撑部件2的作用是调整整个装置与切割目标的相对位姿，使其达到最佳的切割位置。如图1b所示，悬挂提升液压缸2a与移动平台悬挂升降支
架2c通过升降连接销2b进行铰链连接，总支撑架43的卡环套入移动平台悬挂升降支架2c 的卡槽内锁紧；位姿调整机构由位姿调整液压缸2d、位姿调整底座2e、总支撑架43组成；位姿调整液压缸2d两端分别铰接总支撑架43和位姿调整底座2e；位姿调整液压缸2d驱动总支撑架43以移动平台前悬挂升降支架2c的卡槽为圆心作侧面往复摆动运动。
28.如图2所示，拨禾聚拢部件分为提升机构3a和夹取机构3b两部分，其中提升机构 3a由提升驱动器3aa、支撑杆3ab、矩形管3ac、平行四杆机构连接杆3ad组成；矩形管3ac 两端开孔与总支撑架43、平行四杆机构连接杆3ad铰接；支撑杆3ab与平行四杆机构连接杆 3ad固定连接；提升驱动器3aa的两端分别与总支撑架43、支撑杆3ab铰接；通过控制提升驱动器3aa的伸缩位移间接控制夹取机构3b的夹取位置。如图3所示，夹取机构3b由夹取爪3ba、连杆3bb、电动推杆3bc、连接支撑杆3bd组成；电动推杆3bc的底部与平行四杆机构连接杆3ad固定连接，电动推杆3bc的推杆与连接支撑杆3bd固定连接。夹取爪3ba分别铰接于连接支撑杆3bd的正反两侧。夹取爪3ba和平行四杆机构连接杆3ad之间通过连杆3bb 连接。利用电动推杆3bc的推程调整夹取爪3ba的开口度。
29.如图4a所示，仿形切割部件4分为动力伸缩装置41、切割装置42和总支撑架43三个部分。动力伸缩装置41是由若干个伸缩杆41e与伸缩杆连接销41f铰接组成，如图4b所示，侧边分别通过侧边别通过底座固定连接销41c与切割装置支架42b、总支撑架43铰接；伸缩驱动器41a的两端分别与伸缩装置底座43b、动力连接滑移销41b铰接，动力连接滑移销41b在支架移动导向槽43c内进行滑动，通过驱动伸缩驱动器41a以控制动力伸缩装置41 的伸缩。位移连接滑移销41d与动力伸缩装置41铆接后，在切割装置支架42b的移动滑槽内进行滑移，从而给切割装置42提供横向移动驱动力。当切割装置42处于作业状态时，动力伸缩装置41进行伸展，给切割装置42提供纵向驱动力。当切割装置42处于非作业状态时，动力伸缩装置41进行收缩，使其导向轮42d落在车轮支撑架43a上。
30.如图5所示，切割装置42通过动力伸缩装置41与总支撑架43连接。分轴器42g通过切割动力输入软轴42h、仿形自转动力输入软轴42i将动力传入切割旋转轴42f和齿轮箱系统42a，分别为切割锯片42e、仿形切割刀具42ac提供切割动力。切割锯片42e固定在切割旋转轴42f的一端，通过切割旋转轴42f旋转带动切割锯片42e旋转切割。仿形动力输入液压马达42c通过仿形公转旋转动力输入软轴42j给仿形支撑旋转轴42ae提供旋转动力。
31.齿轮箱系统如图6所示，仿形切割旋转轴42ab的两端分别固定连接仿形切割刀具42ac 和锥齿轮42ad。仿形支撑旋转轴42ae对仿形切割旋转轴42ab进行支撑，其自转速度控制仿形切割刀具42ac的公转速度；锥齿轮42ad与锥齿轮轴42aa啮合传动控制仿形切割刀具42ac 的自转速度。
32.仿形切割刀具42ac的自转动力传输路线：分轴器42g
→
仿形自转动力输入软轴42i
ꢀ→
自转动力输入齿轮42ah
→
锥齿轮轴42aa
→
锥齿轮42ad
→
仿形切割旋转轴42ab
→
仿形切割刀具42ac自转。
33.仿形切割刀具42ac的公转动力传输路线：仿形公转旋转动力输入软轴42j
→
公转动力输入齿轮42af
→
仿形支撑旋转轴42ae
→
仿形切割刀具42ac公转。
34.下面结合具体的作业情况进行说明，整个平茬过程分两步切割：
35.第一步：如图7a所示，拨禾聚拢部件3对灌木丛的根部进行夹取聚拢提升后，动力伸缩装置41进行伸展，驱动切割锯片42e向前移动进行平行切割；
36.第二步：如图7b所示，切割锯片42e对灌木丛平行切割完成后，随着动力伸缩装置 41进一步伸长驱动，驱动仿形切割刀具42ac向沙包靠近，当达到沙包的最高点时，动力伸缩装置41停止驱动，由仿形切割刀具42ac的公转和自转完成对沙生灌木“沙包”的仿形切割。
37.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。