具有直线钩绳机构的打捆装置及打捆方法
【专利摘要】本发明涉及秸秆压缩打捆【技术领域】，特别涉及一种具有直线钩绳机构的打捆装置及打捆方法。一种具有直线钩绳机构的打捆装置，包括压缩室(1)和活塞(101)，活塞(101)位于压缩室(1)内部，活塞(101)的上下表面分别与压缩室(1)的上下表面平行，所述装置还包括：导轨(102)、秸秆喂入口(103)、钩绳孔(104)以及曲柄滑针机构，针杆往复运动一次，钩针约束捆绳在压缩室外满足打结条件，完成打结。可以通过提高曲柄转速，钩针将捆绳快速拉起，缩短钩针在压缩室内停留的时间，从而缩短打结时间，提高打捆机的工作效率；直线运动减小了钩针在压缩室内所占空间，简化活塞结构，增加活塞刚性。
【专利说明】具有直线钩绳机构的打捆装置及打捆方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及秸杆压缩打捆【技术领域】，特别涉及一种具有直线钩绳机构的打捆装置及打捆方法。
【背景技术】
[0002]目前在农作物秸杆收集中应用较多的是小方捆打捆机，它凭借着适应性极强，秸杆压捆质量与作业效率较高，整机结构布局先进、协调、整机可靠性较高与使用寿命较长获得了广泛的应用。其中送绳方式采用最多的是弧针送绳，该机构为曲柄摇杆机构，动力驱动曲柄转动一圈，带动摇杆上下摆动使得弧针上升和下降，曲柄摇杆机构驱动弧针送绳过程为:弧针进入压缩室，上升到上极限位置后满足打结条件(此时弧针在压缩室内)，然后弧针从上极限位置向下运动，退出压缩室，完成打结。在整个运动过程中，弧针到达上极限位置时，需短暂停顿以保证捆绳满足打结条件，这将制约送绳的速度，并且为防止活塞压着下一块秸杆过来时与弧针相撞，弧针的运动周期小于等于活塞的运动周期，以保证弧针有足够时间向下运动复位，这些问题将影响整个打捆机的工作效率。因此研究一种具有压缩室外满足打结条件的直线钩绳机构的打捆装置具有重要意义，该机构为曲柄滑针机构驱动钩针直线运动钩绳，其运动过程为:针杆末端固连的钩针进入压缩室，下行到达下极限位置后，钩住绳子立即返回，上升到上极限位置后满足打结条件，(此时针杆已退出压缩室)，完成打结。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种取代弧针送绳机构的秸杆打捆装置的具有直线钩绳机构的秸杆打捆装置，针杆往复运动一次，钩针约束捆绳在压缩室外满足打结条件，完成打结。可以通过提高曲柄转速，使得钩针将捆绳快速拉起，缩短钩针在压缩室内停留的时间，从而缩短打结时间，提高打捆机的工作效率。
[0004]本发明的另一目的是提供一种使用所述具有直线钩绳机构的打捆装置进行打捆的方法。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0006]一种具有直线钩绳机构的打捆装置，包括压缩室1和活塞101，活塞101位于压缩室1内部，活塞101的上下表面分别与压缩室1的上下表面平行，
[0007]所述装置还包括:导轨102、秸杆喂入口 103、钩绳孔104以及曲柄滑针机构，其中，
[0008]活塞101与草捆接触的前壁具有一个开槽105，开槽105贯穿其上下表面；
[0009]导轨102位于压缩室1上表面；稻杆喂入口 103位于压缩室1的下表面；钩绳孔104贯穿压缩室1上下表面，钩绳孔104的中心线与导轨102的中心线重合；
[0010]曲柄滑针机构，包括曲柄5、连杆6和针杆7，该曲柄滑针机构运动平面与包住草捆4的捆绳3所在平面平行，曲柄5转动连接于压缩室1上方，另一端与连杆6转动连接；连杆6的另一端与针杆7转动连接；针杆7末端固定连接钩针701 ;钩针701所在平面与包住草捆4的捆绳3所在平面垂直，且针杆7与捆绳3所在平面之间具有距离e ;在布置于压缩室1上方的打结器机架上安装有打结嘴8、卡线轮9和揽绳器10 ;捆绳3穿过固定在压缩室1下方的导线轮2包围进入压缩室1的草捆4、末端夹持在卡线轮9的凹槽内。
[0011]所述开槽105的宽度大于钩针701的最大宽度，开槽105的深度为活塞101沿压缩室1轴向上的长度的1/3-1/2。
[0012]所述开槽105的宽度为钩针701的最大宽度的1.2倍。
[0013]所述距离e = 1.5d?3d，其中d为针杆7直径。
[0014]卡线轮9通过其中心点固定在打结器机架上，卡线轮9绕其中心点逆时针转动。
[0015]揽绳器10通过其末端固定在打结器机架上，卡线轮9与揽绳器10的轴线平行。
[0016]一种使用前述的具有直线钩绳机构的打捆装置进行打捆的方法，所述方法包括如下步骤:
[0017]从上一草捆打结完成到下一草捆到达预设长度之前，曲柄滑针机构一直处于静止状态，此时曲柄5与连杆6重叠共线，针杆7处于上极限位置，此时捆绳3已被钩针701拉起、位于卡线轮9上方，在此位置满足成结条件；
[0018]当草捆达到预设长度、且活塞101前壁到达压缩室1的钩绳孔104时，驱动力由曲柄5输入；
[0019]针杆7由曲柄5、连杆6带动在活塞101的开槽105中向下运动，在此过程中，柔性的捆绳3将避让刚性的钩针701 ；
[0020]针杆7下降到下极限位置，此时捆绳3位于钩针701上方，捆绳3落入针杆7与钩针701形成的钩绳角内，满足拉绳条件；
[0021]针杆7在活塞101的开槽105中由下极限位置运动到上极限位置，此时捆绳3 —边与打结嘴8相切，满足打结条件，以便打结嘴8将搭在其上的捆绳3缠绕完成打结；捆绳3另一边与卡线轮9上的凹槽相切，以便卡线轮9转过一定角度将捆绳3卡紧；
[0022]活塞101退回，活塞101的前壁离开压缩室1的钩绳孔104，由秸杆喂入口 103喂入秸杆，以形成下一个草捆。
[0023]本发明的有益效果在于:
[0024]针杆往复运动一次，钩针约束捆绳在压缩室外满足打结条件，完成打结。可以通过提高曲柄转速，钩针将捆绳快速拉起，缩短钩针在压缩室内停留的时间，从而缩短打结时间，提高打捆机的工作效率；直线运动减小了钩针在压缩室内所占空间，简化活塞结构，增加活塞刚性。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本发明的具有直线钩绳机构的打捆装置机构简图；
[0026]图2本发明的卡线轮与揽绳器在压缩室上方相对位置俯视图；
[0027]图3本发明的针杆在下极限位置满足钩绳条件的机构左视图；
[0028]图4本发明的针杆在上极限位置满足打结条件的机构左视图；
[0029]图5本发明的针杆在上极限位置直线钩绳机构静止状态图；
[0030]图6本发明的针杆在下极限位置满足钩绳条件的机构位置图；
[0031]图7本发明的针杆在上极限位置满足打结条件的机构位置图。
[0032]附图标记:
[0033]1:压缩室101:活塞102:导轨
[0034]103:秸杆喂入口 104:钩绳孔105:开槽
[0035]2:导线轮3:捆绳4:草捆
[0036]5:曲柄6:连杆7:针杆
[0037]701:钩针8:打结嘴9:卡线轮
[0038]10:揽绳器
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0040]如图1-图3所示，活塞101位于压缩室1内部，并可沿压缩室1的轴向往复运动；导轨102位于压缩室1上表面；秸杆喂入口 103位于压缩室1的下表面；钩绳孔104贯穿压缩室1上下表面,钩绳孔104的中心线与导轨102的中心线重合。活塞101的上下表面分别与压缩室1的上下表面平行，活塞101与草捆接触的前壁具有一个开槽105，开槽105贯穿其上下表面。开槽105的宽度大于钩针701的最大宽度，优选为钩针701的最大宽度的1.2倍；开槽105的深度为活塞101沿压缩室1轴向上的长度的1/3?1/2。
[0041]曲柄滑针机构，包括曲柄5、连杆6和针杆7，该曲柄滑针机构的运动平面与包住草捆4的捆绳3所在平面平行。曲柄5转动连接于压缩室1上方，在图中以点A表示，另一端与连杆6转动连接；连杆6的另一端与针杆7转动连接；针杆7末端固定连接钩针701 ;钩针701所在平面与包住草捆4的捆绳3所在平面垂直，且针杆7与捆绳3所在平面之间具有距离e，常取距离e = 1.5d?3d，其中d为针杆7的直径；针杆7在导轨102上沿中心线进行往复直线运动。在布置于压缩室1上方的打结器机架(图中未示出)上安装有打结嘴8、卡线轮9和揽绳器10 ;捆绳3穿过固定在压缩室1下方的导线轮2包围进入压缩室1的草捆4、末端夹持在卡线轮9的凹槽内；针杆7在上极限位置时满足捆绳3在打结嘴8上的成结条件，在下极限位置时满足拉绳条件；由曲柄5驱动的针杆7与活塞101、打结嘴8、卡线轮9、揽绳器10相对运动关系满足运动时序条件。
[0042]如图2所示，卡线轮9通过其中心点C固定在打结器机架上，卡线轮9绕C点逆时针转动；揽绳器10通过其末端D固定在打结器机架上，揽绳器10绕D点往复摆动，顺时针摆动揽绳、逆时针摆动复位，其中卡线轮9与揽绳器10的轴线平行。卡线轮9和缆绳器10在与压缩室1上表面平行的平面上运动。
[0043]如图3所示，针杆7运动到下极限位置，此时捆绳3位于钩针701上方，由于捆绳3的张力作用，捆绳3落入针杆7与钩针701形成的钩绳角内，此时满足拉绳条件；其中根据机械设计手册查得钢与塑料之间的摩擦系数为0.35?0.5，可换算得钩针701与捆绳3之间的摩擦角为19.29°?26.565°，从而算得针杆7与钩针701形成的钩绳角为63.435°?70.71°。针杆7与钩针701形成的钩绳角小于计算所得角度时将能克服捆绳3的摩擦，因此，常取该钩绳角为50°?60°。
[0044]如图4所示，针杆7运动到上极限位置，此时捆绳3已被钩针701拉起、位于卡线轮9上方，在此位置满足成结条件。
[0045]如图5所示，从上一草捆打结完成到下一草捆到达预设长度之前，曲柄滑针机构一直处于静止状态，此时曲柄5与连杆6重叠共线，针杆7处于上极限位置，当草捆达到预设长度、且活塞101前壁到达压缩室1的钩绳孔104时，驱动力由曲柄5输入。
[0046]如图6所示，针杆7由曲柄5、连杆6带动在活塞101的开槽105中向下运动，在此过程中，柔性的捆绳3将避让刚性的钩针701，针杆7下降到下极限位置，此时满足拉绳条件；其中为防止针杆7与草捆4相撞，针杆7将在活塞101的开槽105中运动，故在打结时，钩针701和捆绳3都在开槽105内。
[0047]如图7所示，针杆7在活塞101的开槽105中由下极限位置运动到上极限位置，此时捆绳3 —边与打结嘴8相切，满足打结条件，以便打结嘴8将搭在其上的捆绳3缠绕完成打结；捆绳3另一边与卡线轮9上的凹槽相切，以便卡线轮9转过一定角度将捆绳3卡紧。
[0048]活塞101退回，活塞101的前壁离开压缩室1的钩绳孔104，由秸杆喂入口 103喂入秸杆，以形成下一个草捆。
[0049]具有直线钩绳机构的打捆装置机构的工作原理为:驱动力由曲柄5输入，经过连杆6、针杆7传动，实现钩针701的往复直线运动。曲柄5与竖直方向的夹角为α，当α =0时，曲柄5与连杆6重叠共线，针杆7处于上极限位置；当α = 180°时，曲柄5与连杆6拉直共线，针杆7处于下极限位置；当α从0运动到180°时，针杆7沿导轨102的中心线向下运动，柔性捆绳3将避让刚性钩针701，直至针杆7到达下极限位置，此时捆绳3位于钩针701上方，由于捆绳3的张力作用，捆绳3落入针杆7与钩针701形成的钩绳角内；当α从180°运动到360°时，捆绳3从草捆4下端被钩起，捆绳3在钩针701约束下共同随针杆7上升，上升过程接近升程末端时，位于草捆4上部、被卡线轮9卡住一端的捆绳3也将被钩针701钩住，直至针杆7运动到上极限位置，此时捆绳3 —边与打结嘴8相切，另一边与卡线轮9上的凹槽相切，满足打结条件；同时揽绳器10绕固定点D顺时针转动90°，将打结嘴8下方的捆绳3揽起，使捆绳3搭在打结嘴8上，同时卡线轮9绕固定点C逆时针转过一定的角度，将捆绳3卡紧，打结嘴8绕搭在其上的捆绳3转一圈完成打结，揽绳器10复位，随后推绳机构(图中未示出)将打好的绳结退离打结嘴8，切刀将捆绳3切断，完成一个草捆的打结，秸杆打捆装置进入下一个循环动作开始，以备下一个草捆形成。
【权利要求】
1.一种具有直线钩绳机构的打捆装置，包括压缩室(I)和活塞(101)，活塞(101)位于压缩室(I)内部，活塞(101)的上下表面分别与压缩室(I)的上下表面平行，其特征在于: 所述装置还包括:导轨(102)、秸杆喂入口(103)、钩绳孔(104)以及曲柄滑针机构，其中， 活塞(101)与草捆接触的前壁具有一个开槽(105)，开槽(105)贯穿其上下表面； 导轨(102)位于压缩室(I)上表面；秸杆喂入口(103)位于压缩室(I)的下表面；钩绳孔(104)贯穿压缩室(I)上下表面，钩绳孔(104)的中心线与导轨(102)的中心线重合； 曲柄滑针机构，包括曲柄(5)、连杆(6)和针杆(7)，该曲柄滑针机构运动平面与包住草捆(4)的捆绳(3)所在平面平行，曲柄(5)转动连接于压缩室(I)上方，另一端与连杆(6)转动连接；连杆￠)的另一端与针杆(7)转动连接；针杆(7)末端固定连接钩针(701);钩针(701)所在平面与包住草捆(4)的捆绳(3)所在平面垂直，且针杆(7)与捆绳(3)所在平面之间具有距离e ;在布置于压缩室(I)上方的打结器机架上安装有打结嘴(8)、卡线轮(9)和揽绳器(10);捆绳(3)穿过固定在压缩室(I)下方的导线轮(2)包围进入压缩室(I)的草捆(4)、末端夹持在卡线轮(9)的凹槽内。
2.如权利要求1所述的具有直线钩绳机构的打捆装置，其特征在于:所述开槽(105)的宽度大于钩针(701)的最大宽度，开槽(105)的深度为活塞(101)沿压缩室(I)轴向上的长度的1/3-1/2。
3.如权利要求2所述的具有直线钩绳机构的打捆装置，其特征在于:所述开槽(105)的宽度为钩针(701)的最大宽度的1.2倍。
4.如权利要求1所述的具有直线钩绳机构的打捆装置，其特征在于:所述距离e=1.5d?3d，其中d为针杆(7)直径。
5.如权利要求1所述的具有直线钩绳机构的打捆装置，其特征在于:卡线轮(9)通过其中心点固定在打结器机架上，卡线轮(9)绕其中心点逆时针转动。
6.如权利要求1所述的具有直线钩绳机构的打捆装置，其特征在于:揽绳器(10)通过其末端固定在打结器机架上，卡线轮(9)与揽绳器(10)的轴线平行。
7.一种使用权利要求1-6之一所述的具有直线钩绳机构的打捆装置进行打捆的方法，其特征在于: 所述方法包括如下步骤: 从上一草捆打结完成到下一草捆到达预设长度之前，曲柄滑针机构一直处于静止状态，此时曲柄(5)与连杆(6)重叠共线，针杆(7)处于上极限位置，此时捆绳(3)已被钩针(701)拉起、位于卡线轮(9)上方，在此位置满足成结条件； 当草捆达到预设长度、且活塞(101)前壁到达压缩室(I)的钩绳孔(104)时，驱动力由曲柄(5)输入； 针杆(7)由曲柄(5)、连杆(6)带动在活塞(101)的开槽(105)中向下运动，在此过程中，柔性的捆绳⑶将避让刚性的钩针(701)； 针杆(7)下降到下极限位置，此时捆绳(3)位于钩针(701)上方，捆绳(3)落入针杆(7)与钩针(701)形成的钩绳角内，满足拉绳条件； 针杆(7)在活塞(101)的开槽(105)中由下极限位置运动到上极限位置，此时捆绳(3)一边与打结嘴(8)相切，满足打结条件，以便打结嘴(8)将搭在其上的捆绳(3)缠绕完成打结；捆绳(3)另一边与卡线轮(9)上的凹槽相切，以便卡线轮(9)转过一定角度将捆绳(3)卡紧； 活塞(101)退回，活塞(101)的前壁离开压缩室(I)的钩绳孔(104)，由秸杆喂入口(103)喂入秸杆，以形成下一个草捆。
【文档编号】A01F15/04GK104303723SQ201410582023
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】韩鲁佳, 李雪, 李海涛, 陈龙健, 魏文军, 张绍英 申请人:中国农业大学