非圆齿轮驱动的同步拉拽式胡萝卜收获装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于农业机械领域，涉及胡萝卜收获机，具体涉及一种非圆齿轮驱动的同步 拉拽式胡萝卜收获装置。
【背景技术】
[0002] 胡萝卜是我国居民食用的一种农产品，我国胡萝卜的年产量约占世界年产量的三分 之一，但其机械化收获水平却非常低，大部分地区还主要依靠人工收获，少数地区所使用的 胡萝卜收获机技术还不是很成熟，仍存在各种问题。目前，在国内外市场上出售的自走式胡 萝卜收获机的收获部件主要是圆盘割刀式收获部件和液压传动驱动的拉拽式收获部件。圆 盘割刀式收获部件是通过圆盘割刀切除胡萝卜秧苗，收获过程中容易切伤胡萝卜，收获质量 不好，损伤率较高;液压驱动拉拽式收获部件是通过两个液压马达分别驱动两组拉拽杆实 现胡萝卜秧果的分离，收获过程中两个液压马达的同步性很难保证，可靠性低，且拉拽杆与 胡萝卜作用的速度曲线不理想，机构的收获效果没有达到最佳。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种非圆齿轮驱动的同步拉拽式收获 装置，该装置采用非圆齿轮传动的方式，根据需要设计非圆齿轮的节曲线而确保拉拽杆所 需输出速度曲线的要求;该装置采用非圆齿轮与锥齿轮配合作用，对两组拉拽杆同步输入 动力，能满足两组拉拽杆同步作用的要求，可靠性高。
[0004] 为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0005] 本发明包括装在安装架上的拉拽装置和非圆齿轮传动装置。所述的拉拽装置设置 在输送带下方;所述的非圆齿轮传动装置驱动拉拽装置。
[0006] 所述的拉拽装置包括两个拉拽杆组件;所述的拉拽杆组件包括主动轴、主动圆盘、 拉拽杆、从动圆盘和从动轴。所述的主动圆盘和从动圆盘内端均开设有沿圆周均布的η个圆 孔，η 2 5;主动圆盘和从动圆盘的每个圆孔与反向设置的一对轴承的外圈配合连接;每对轴 承之间通过轴套轴向定位;主动圆盘内端每对轴承的内圈与一根拉拽杆的一端配合连接， 每根拉拽杆的另一端与从动圆盘内端的一对轴承内圈配合连接;拉拽杆的两端端部均与圆 螺母连接，实现轴向固定;两个拉拽杆组件的主动圆盘及从动圆盘轴线均平行设置;位于两 个拉拽杆组件内侧的一对或两对拉拽杆相互交错设置。两个拉拽杆组件的主动圆盘外端盖 开设的轴孔分别与一根主动轴通过键连接，所述的主动轴端部与轴端盖通过螺栓固定;两 根主动轴通过轴承支承在两个轴承座上，该两个轴承座通过螺栓固定在安装架侧部;两个 拉拽杆组件的从动圆盘外端盖开设的轴孔分别与一根从动轴通过键连接，所述的从动轴端 部与轴端盖通过螺栓固定;两根从动轴通过轴承支承在两个轴承座上，该两个轴承座通过 螺栓固定在安装架顶部的输送带安装板上。
[0007] 所述的非圆齿轮传动装置包括动力轴、主动非圆齿轮、从动非圆齿轮、液压马达、 主动锥齿轮和从动锥齿轮;所述的主动非圆齿轮与传动轴通过键连接，传动轴与液压马达 的输出轴通过联轴器连接;所述的从动非圆齿轮与动力轴通过键连接，并与主动非圆齿轮 啮合;动力轴的两端通过轴承支承在轴承座上，该轴承座通过螺栓固定在安装架侧部;所述 的动力轴固定有反向设置的两个主动锥齿轮，每个主动锥齿轮与一个从动锥齿轮啮合;两 个从动锥齿轮固定在两个拉拽杆组件的主动轴上;所述的主动锥齿轮与从动锥齿轮的传动 比为1。
[0008] 主动非圆齿轮和从动非圆齿轮的节曲线设计过程如下：
[0009] (1)进行运动学分析，得出拉拽杆的运动学方程。
[0010] 拉拽杆在t时刻水平方向的输出速度：
[0011] V= ω Rsin( ω t)
[0012] 式中，R为主动圆盘内端圆孔中心轴线与主动圆盘圆心的距离，ω为主动圆盘的角 速度。
[0013] 两个拉拽杆组件内侧相对的两根拉拽杆的水平距离：
[0014] X = L+Rcos (1 · 531- Φ -Θ) -Rcos (1 · 53Τ+Θ) -21
[00?5]式中，L为主动圆盘与从动圆盘的中心距，1为拉拽杆作用杆部分相对安装杆部分 的安装圆孔中心轴线的偏距，Φ为相对的两根拉拽杆安装杆部分的偏转角，θ= ω t为拉拽 杆的角位移。
[0016] (2)根据胡萝卜秧苗力学特性对拉拽杆竖直方向的速度要求推导拉拽杆水平方向 的速度V随液压马达的输出轴角位移变化的曲线要求，并建立拉拽杆水平方向的速度曲线 方程如下：
[0018] 式中，参数
X为主 动非圆齿轮的转角；
[0019] 由
求出参数m，从而得 到速度曲线方程中的参数c2、C3和h;式中，T为主动非圆齿轮的转动周期。
[0020] (3)根据建立的拉拽杆水平方向速度曲线方程和拉拽杆运动方程反求非圆齿轮副 的节曲线。
[0021] 由
再通过积分求出Θ的曲线方程，进而 求出从动非圆齿轮的角速度方程，即主动圆盘的角速度ω的方程。
[0022] 又由于主动非圆齿轮的角速度Co1已知，故而非圆齿轮副的传动比i12可求。再给定 非圆齿轮副的中心距a，通过下式求出非圆齿轮副的节曲线方程：
[0024]式中，η为主动非圆齿轮的向径，r2为从动非圆齿轮的向径。
[0025]本发明具有的效益效果是：
[0026]本发明采用液压马达通过非圆齿轮传动与两对锥齿轮配合的方式输入动力，减少 一个动力装置，并且保证了两组拉拽杆组件同步运转，提高了收获部件的可靠性，更重要的 是根据需要设计非圆齿轮的节曲线而确保拉拽杆所需输出速度曲线的要求，使工作效率最 优，降低胡萝卜的损伤率，提高果秧分离效果。本发明收获的胡萝卜还留有一点秧叶，便于胡 萝卜有比较长的货架期。
【附图说明】
[0027]图1为本发明的工作原理示意图；
[0028] 图2为本发明中拉拽装置的立体图；
[0029] 图3为本发明中从动圆盘与拉拽杆及从动轴的装配剖视图；
[0030] 图4为本发明中非圆齿轮传动装置的机构原理图；
[0031 ]图5为本发明中拉拽装置的运动分析图；
[0032]图6为本发明中拉拽杆的输出速度曲线图；
[0033] 图7为本发明中主动非圆齿轮与从动非圆齿轮的节曲线啮合示意图。
[0034] 图中：1、胡萝卜，2、输送带，3、拉拽装置，4、安装架，5、非圆齿轮传动装置，6、液压马 达，7、主动轴，8、主动圆盘，9、拉拽杆，10、从动圆盘，11、从动轴，12、动力轴，13-1、主动非圆 齿轮，13-2、从动非圆齿轮。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
[0036] 如图1所示，非圆齿轮驱动的同步拉拽式胡萝卜收获装置，包括装在安装架4上的拉 拽装置3和非圆齿轮传动装置5。拉拽装置3设置在输送带2下方;非圆齿轮传动装置5驱动拉 拽装置3。
[0037] 如图2和图3所示，拉拽装置3包括两个拉拽杆组件;拉拽杆组件包括主动轴7、主动 圆盘8、拉拽杆9、从动圆盘10和从动轴11;
[0038] 主动圆盘8和从动圆盘10内端均开设有沿圆周均布的五个圆孔;主动圆盘8和从动 圆盘10的每个圆孔与反向设置的一对轴承的外圈配合连接;每对轴承之间通过轴套轴向定 位;主动圆盘8内端每对轴承的内圈与一根拉拽杆9的一端配合连接，每根拉拽杆9的另一端 与从动圆盘10内端的一对轴承内圈配合连接;拉拽杆9的两端端部均与圆螺母连接，实现轴 向固定;两个拉拽杆组件的主动圆盘8及从动圆盘10轴线均平行设置;位于两个拉拽杆组件 内侧的一对或两对拉拽杆9相互交错设置。两个拉拽杆组件的主动圆盘8外端盖开设的轴孔 分别与一根主动轴7通过键连接，主动轴7端部与轴端盖通过螺栓固定;两根主动轴7通过轴 承支承在两个轴承座上，该两个轴承座通过螺栓固定在安装架4侧部;两个拉拽杆组件的从 动圆盘10外端盖开设的轴孔分别与一根从动轴11通过键连接，从动轴11端部与轴端盖通过 螺栓固定;两根从动轴11通过轴承支承在两个轴承座上，该两个轴承座通过螺栓固定在安 装架4顶部的输送带安装板上。
[0039] 如图4所示，非圆齿轮传动装置5包括动力轴12、主动非圆齿轮13-1、从动非圆齿轮 13-2、液压马达6、主动锥齿轮和从动锥齿轮;主动非圆齿轮13-1与传动轴通过键连接，传动 轴与液压马达6的输出轴通过联轴器连接;从动非圆齿轮13-2与动力轴12通过键连接，并与 主动非圆齿轮13-1啮合;动力轴12的两端通过轴承