果茎分离机构及其所构成的收获机的制作方法

本实用新型属于农业机械领域，具体涉及一种果茎分离机构及其所构成的收获机。

背景技术：

新疆是我国最大的加工番茄生产基地，同时也是世界三大生产番茄的地域之一。番茄加工制品由于品质优良，因此颇受国际市场青睐，加工番茄产业已成为新疆市场化、国际化、产业化水平最高的产业，是新疆重要的经济支柱。国家西部大开发总体规划中明确提出实施优势资源转换战略、大力发展特色产业，也为新疆发展番茄产业提供了前所未有的历史机遇和发展条件。

番茄种植面积的迅速扩大，带来最突出的问题是收获问题。目前，加工番茄的收获主要依靠人工，采用多次采摘的方式收获。人工采收番茄与工业化生产加工番茄之间存在诸多矛盾：一是手工采收劳动强度大、效率低，每天需要投入大量的劳力才能保证加工厂原料的充足供应；二是人工采摘过程需要经过多次搬运装卸，造成番茄的机械损伤影响到番茄制品的质量；三是番茄采收后期正值棉花采收劳力紧张的季节，番茄收获与棉花采收争劳力的矛盾突出，造成番茄采收人工成本加大或烂在地里的情况；四是人工采收费用高，直接影响农民的增收，也不利于降低番茄加工生产成本、提高新疆番茄制品在国际市场上的竞争力。

新疆加工番茄产业的发展，对实现番茄机械化收获提出了迫切要求。大规模工业化的加工番茄处理，需要保证加工原料的数量充足、价格低廉、质量优越和稳定有序的供应。人工采收番茄与大规模工业化生产之间存在的诸多矛盾凸现，已不能适应现代加工番茄产业的发展需要。实现番茄机械化收获，不但可以促进加工番茄种植面积的进一步扩大，实现规模化经营，保证番茄制品加工企业有充足的优质原料供应，而且可以降低原料生产成本，提高新疆番茄加工制品在国际市场上的竞争力，促进新疆“红色产业”的持续稳定发展。可以说，加工番茄机械化采收技术是提高农业直接经济效益，有效缓解劳力紧缺问题，减少劳力支出费用，节约成本，实现农户增收、农场增效的行之有效的途径，也是促进新疆加工番茄产业实现可持续发展的一项关键技术。而实现加工番茄机械化采收的核心技术之一就是果实与茎杆的有效分离技术。番茄果茎分离机构一直是国内外番茄收获机的研究重点，因其工作方式与工作效果的好坏直接决定了收获后番茄的含杂率多少、破损率的高低以及其分离率大小，而这些参数正是衡量番茄收获机是否合格的重要指标。

因此，一种果茎分离机构及其所构成的收获机被提出。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是番茄的产量高与收获质量差之间的矛盾，目的是在降低劳动成本、提高机械化作业的前提下改善番茄收获品质，提高果茎分离率。

为了解决上述技术问题，本申请提供一种果茎分离机构，至少包括机架(1)、输送机构和振动机构。

所述输送机构至少设有输送带，所述输送带包含链条、链轮和与链条连接的杆条，链轮包含主动链轮和被动链轮，主动链轮和被动链轮之间的链条上输送边下部设有偏心链轮，所述主动链轮通过联轴器与液压马达I连接。

所述振动机构至少设有振动筛，所述振动筛包括板条，板条的上边呈锯齿状，板条的侧面设有横向的指状杆阵列，多根并列的板条与板条的侧面横向的指状杆阵列形成筛面，所述板条连接于至少两根曲轴上形成振动筛筛面，其中一个为主动曲轴并通过联轴器与液压马达Ⅱ连接，所述振动筛筛面、曲轴与机架之间形成四杆机构。

进一步的，由调研知，加工番茄的横径平均为30～60mm，纵径平均为35～85mm，则杆条直径为8～12mm，杆条的最大间隙小于30mm。

作为优化，链条上设有挡板或者档栅，以防止番茄果秧打滑。

进一步的，根据新疆番茄种植模式，所述输送带的工作幅宽为1～1.2m。

实际使用时，输送机构在番茄收获过程中，将割台收割的番茄通过输送带运输到振动机构中，并且输送机构的工作边在偏心链轮的振动作用下，在某段时间内沿圆弧运动，对番茄果实和茎秧进行初步分离，振动机构将从输送带上落下未完全分离的番茄果实进行二次分离。

进一步的，所述指状杆阵列与板条通过焊接或铆接的方式连接，指状杆阵列(13) 长70～80mm,半径为9～11mm。

进一步的，所述指状杆阵列外部设有橡胶层，防止番茄果实损伤。

实际使用时，由于板条的上边呈锯齿状，以及指状杆阵列的作用，一方面能够与番茄果实产生撞击而导致果实分离，另一方面由于板条的凸起可以阻止番茄果秧在筛面上前进速度过快，将茎杆挂起，在来回摆动的情况下使番茄果茎能够更好的分离。

进一步的，所述振动筛工作幅宽与输送带工作幅宽一致，且为防止输送带上落下的番茄果茎能落到振动筛上，位于输送带下方的振动筛安装应稍向前一点，与输送带有一部分重合。

作为本申请的优化方案：由于番茄果秧须向前做运动，为防止输送带上落下的番茄果秧在振动筛上无法前行而产生拥堵，设液压马达Ⅱ的正转转速为n1，反转转速为n2，且n1>n2，番茄果秧在前进一段距离后又往回运动一段距离，番茄果秧在筛面上由于不停前进后退，果实与筛面上的胶棒产生撞击，导致果茎分离，位于筛面上方的番茄果实在不同加速度的作用下产生振动，由于惯性力的作用导致果茎分离，落入下方的输送带或果实收集装置中，而由于正转速度大于反转速度，番茄果秧以一定的速度向前行进，最终将茎杆抛入地里。

进一步的，所述振动筛筛面的摆幅为曲轴偏心半径的两倍，所述曲轴偏心半径为 60mm,由资料知实现番茄果实脱落加速度分布区间为80～180m/s²，当加速度为 120m/s²时，则偏心轮的转速为7.12rad/min，取n1为450rad/min，n2为300rad/min。

进一步的，所述振动筛筛面的筛孔尺寸为：95mm×95mm～105mm×105mm，筛孔的总面积与筛面的总面积之比为筛孔率，筛孔率的大小影响分离效率，通常在保证不堵塞的情况下，以筛孔尺寸小，筛孔率大为好，并且还能有效的阻止番茄茎杆掉入果实收集框内。

一种收获机，至少包括上述果茎分离机构。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、有效的提高了番茄收获中机械化作业程度，解决了劳力紧缺问题并减少劳力支出费用，节约成本；

2、实现农户增收和农场增效；

3、番茄分离率提高，而含杂率和破损率降低，对提高新疆番茄加工制品在国际市场上竞争力具有有益效果，促进了新疆“红色产业”的持续稳定发展。

附图说明

图1是果茎分离机构的主视图；

图2是果茎分离机构的俯视图；

图3是图2中A结构的局部放大示意图；

图4是果茎分离机构的左视图；

图5是曲轴的结构示意图；

图6是实施例2的结构示意图。

图中所示：1是机架，2是液压马达Ⅰ，3是液压马达Ⅱ，4是主动链轮，5是偏心链轮，6是筛面，7是联轴器，8是杆条，9是链条，10是被动链轮，11是板条， 12是主动曲轴，13是指状杆阵列，14是橡胶层，15是从动曲轴，16是挡板。

具体实施方式

下面详细说明本发明的优选实施方式。

实施例1：参照图1～5，为本实施例的结构示意图，一种果茎分离机构，包括机架1、输送机构和振动机构，所述输送机构设有输送带，所述输送带包含链条9、链轮和与链条9连接的杆条8，链轮包含主动链轮4和被动链轮10，主动链轮4和被动链轮10之间的链条9上输送边下部设有偏心链轮5，所述主动链轮4通过联轴器7 与液压马达I2连接；所述振动机构设有振动筛，所述振动筛包括板条11，板条11 的上边呈锯齿状，板条11的侧面设有横向的指状杆阵列13，多根并列的板条11与板条11的侧面横向的指状杆阵列13形成筛面6，所述板条11连接于两根曲轴上形成振动筛筛面6，其中一个为主动曲轴12并通过联轴器7与液压马达Ⅱ3连接，所述振动筛筛面6、曲轴与机架1之间形成四杆机构。

输送机构在番茄收获过程中，将割台收割的番茄通过输送带运输到振动机构中，并且输送机构的工作边在偏心链轮5的振动作用下，在某段时间内沿圆弧运动，对番茄果实和茎秧进行初步分离，取偏心链轮齿数z＝17，那么偏心链轮的其他参数分别为:节距p＝19.05mm，设计偏心链轮的中心孔大小为30mm，偏心半径为10mm。

当收获番茄时，田间工作环境较为恶劣，灰尘较大并且负荷也比较大，而链传动是一种挠性传动，能在低速、重载和高温条件、灰土飞扬的恶劣环境中工作，并且能够保证准确的平均传动比，传动功率较大，作用在轴和轴承上的力较小，传递效率较高，在重载、多尘、潮湿、等恶劣的工作环境下能较好的传递运动和动力，因此本申请的输送机构采用链式输送，在滚子链上安装杆条8，设计杆条式输送带。

为了防止番茄果实掉入输送链而导致损伤，则杆条8的直径设计为12mm，杆条8 间的最大间隙为28mm。

振动机构将从输送带上落下未完全分离的番茄果实进行二次分离。

振动筛的分离效率决定于茎杆层的厚度和振动筛的动力参数。茎杆层越薄，越松散，分离效率越高，茎杆层的厚度主要取决于输送链的喂入量和振动筛宽度，当喂入量一定时，加宽振动筛宽度，能够使茎杆层减薄，从而改善工作质量。输送带的工作幅宽为1.2m，振动筛工作幅宽应与输送带工作幅宽一致，所以振动筛的筛面幅宽也为1.2m。因为输送带位于振动筛的上方，为防止落下的番茄果实不能落入到振动筛上，所以振动筛安装应稍向前一点，有一部分与输送带相重合。

进一步的，所述指状杆阵列13与板条11通过焊接或铆接的方式连接，指状杆阵列13长70mm,半径为11mm。

进一步的，所述指状杆阵列13外部设有橡胶层14，防止果实损伤。

实际使用时，由于板条11的上边呈锯齿状，以及指状杆阵列13的作用，一方面能够与番茄果实产生撞击而导致果实分离，另一方面由于板条11的凸起，可以阻止番茄果秧在筛面6上前进速度过快，将茎杆挂起，在来回摆动的情况下使番茄果茎能够更好的分离。

作为本申请的优化方案：由于番茄果秧须向前做运动，为防止输送带上落下的番茄果秧在振动筛上无法前行而产生拥堵，设液压马达Ⅱ3的正转转速为n1，反转转速为n2，且n1>n2，番茄果秧在前进一段距离后又往回运动一段距离，番茄果秧在筛面上由于不停前进后退，果实与筛面上的胶棒产生撞击，导致果茎分离，位于筛面上方的番茄果实在不同加速度的作用下产生振动，由于惯性力的作用导致果茎分离，落入下方的输送带或果实收集装置中，而由于正转速度大于反转速度，番茄果秧以一定的速度向前行进，最终将茎杆抛入地里。

进一步的，所述振动筛筛面6的摆幅为曲轴偏心半径的两倍，所述曲轴偏心半径为60mm,实现番茄果实脱落加速度a＝120m/s²，则偏心轮的转速为7.12rad/s，取n1 为450rad/min，n2为300rad/min。

筛孔总面积与筛面6总面积只比为筛孔率筛面通过率。筛孔率的大小影响分离损失，通常在保证不堵塞的情况下，以筛孔尺寸小，筛孔率大为好，并且还能有效的阻止番茄茎杆掉入果实收集框内。根据单个番茄果实尺寸的大小：番茄果实大多呈椭圆形，纵径为35～95mm，横径为30～60mm，考虑到番茄果实在筛面上位置摆放呈现出来的的不规则性，为了提高分离率，故将筛孔的尺寸设计为95mm×95mm。

实施例2：参照图1～6，为本实施例的结构示意图，一种果茎分离机构，包括输送机构和振动机构，

所述输送机构设有输送带，所述输送带包含链条9、链轮和与链条9连接的杆条 8，链轮包含主动链轮4和被动链轮10，主动链轮4和被动链轮10之间的链条9上输送边下部设有偏心链轮5，所述主动链轮4通过联轴器7与液压马达I2连接；所述振动机构设有振动筛，所述振动筛包括板条11，板条11的上边呈锯齿状，板条11 的侧面设有横向的指状杆阵列13，多根并列的板条11与板条11的侧面横向的指状杆阵列13形成筛面6，所述板条11连接于两根曲轴上形成振动筛筛面6，其中一个为主动曲轴12并通过联轴器7与液压马达Ⅱ3连接，所述振动筛筛面6、曲轴与机架 1之间形成四杆机构。

输送机构在番茄收获过程中，将割台收割的番茄通过输送带运输到振动机构中，并且输送机构的工作边在偏心链轮5的振动作用下，在某段时间内沿圆弧运动，对番茄果实和茎秧进行初步分离，取偏心链轮齿数z＝17，那么偏心链轮的其他参数分别为:节距p＝19.05mm，设计偏心链轮的中心孔大小为30mm，偏心半径为10mm。

当收获番茄时，田间工作环境较为恶劣，灰尘较大并且负荷也比较大，而链传动是一种挠性传动，能在低速、重载和高温条件、灰土飞扬的恶劣环境中工作，并且能够保证准确的平均传动比，传动功率较大，作用在轴和轴承上的力较小，传递效率较高，在重载、多尘、潮湿、等恶劣的工作环境下能较好的传递运动和动力，因此本申请的输送机构采用链式输送，在滚子链上安装杆条8，设计杆条式输送带。同时，为防止番茄果秧打滑，链条9上设有挡板16。

为了防止番茄果实掉入输送链而导致损伤，则杆条8的直径设计为8mm，杆条8 间的最大间隙为25mm。

振动机构将从输送带上落下未完全分离的番茄果实进行二次分离。

振动筛的分离效率决定于茎杆层的厚度和振动筛的动力参数。茎杆层越薄，越松散，分离效率越高，茎杆层的厚度主要取决于输送链的喂入量和振动筛宽度，当喂入量一定时，加宽振动筛宽度，能够使茎杆层减薄，从而改善工作质量。输送带的工作幅宽为1m，振动筛工作幅宽应与输送带工作幅宽一致，所以振动筛的筛面幅宽也为 1m。因为输送带位于振动筛的上方，为防止落下的番茄果实不能落入到振动筛上，所以振动筛安装应稍向前一点，有一部分与输送带相重合。

进一步的，所述指状杆阵列13与板条11通过焊接或铆接的方式连接，指状杆阵列13长80mm,半径为9mm。

进一步的，所述指状杆阵列13外部设有橡胶层14，防止果实损伤。

实际使用时，由于板条11的上边呈锯齿状，以及指状杆阵列13的作用，一方面能够与番茄果实产生撞击而导致果实分离，另一方面由于板条11的凸起，可以阻止番茄果秧在筛面6上前进速度过快，将茎杆挂起，在来回摆动的情况下使番茄果茎能够更好的分离。

作为本申请的优化方案：由于番茄果秧须向前做运动，为防止输送带上落下的番茄果秧在振动筛上无法前行而产生拥堵，设液压马达Ⅱ3的正转转速为n1，反转转速为n2，且n1>n2，番茄果秧在前进一段距离后又往回运动一段距离，番茄果秧在筛面上由于不停前进后退，果实与筛面上的胶棒产生撞击，导致果茎分离，位于筛面上方的番茄果实在不同加速度的作用下产生振动，由于惯性力的作用导致果茎分离，落入下方的输送带或果实收集装置中，而由于正转速度大于反转速度，番茄果秧以一定的速度向前行进，最终将茎杆抛入地里。

进一步的，所述振动筛筛面6的摆幅为曲轴偏心半径的两倍，所述曲轴偏心半径为60mm,实现番茄果实脱落加速度a＝120m/s²，则偏心轮的转速为7.12rad/s，取n1 为450rad/min，n2为300rad/min。

筛孔总面积与筛面6总面积之比为筛孔率(筛面通过率)。筛孔率的大小影响分离损失，通常在保证不堵塞的情况下，以筛孔尺寸小，筛孔率大为好，并且还能有效的阻止番茄茎杆掉入果实收集框内。根据单个番茄果实尺寸的大小：番茄果实大多呈椭圆形，纵径为35～95mm，横径为30～60mm，考虑到番茄果实在筛面上位置摆放呈现出来的的不规则性，为了提高分离率，故将筛孔的尺寸设计为105mm×105mm。

实施例3：一种收获机，至少包括上述果茎分离机构。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变化和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。