技术领域本实用新型属于农业机械领域，涉及胡萝卜收获机，具体涉及一种非圆锥齿轮驱动的同步拉拽式胡萝卜收获装置。
背景技术：
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。
技术实现要素：
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种非圆锥齿轮驱动的同步拉拽式收获装置，该装置采用非圆锥齿轮传动的方式，根据需要设计非圆齿锥轮的节曲线而确保拉拽杆所需输出速度曲线的要求；该装置采用非圆锥齿轮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，结构简单，可靠性高。为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：本实用新型包括装在安装架上的拉拽装置和非圆锥齿轮传动装置。所述的拉拽装置设置在输送带下方；所述的非圆锥齿轮传动装置驱动拉拽装置。所述的拉拽装置包括两个拉拽杆组件；所述的拉拽组件包括主动轴、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n个圆孔，n≥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；所述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，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，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。所述的非圆锥齿轮传动装置包括液压马达、动力轴、主动非圆锥齿轮和从动非圆锥齿轮；所述的动力轴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；所述液压马达的输出轴与动力轴通过联轴器连接；两个主动非圆锥齿轮通过键反向固定在动力轴上，且分别与一个从动非圆锥齿轮啮合；两个从动非圆锥齿轮与两个拉拽杆组件的主动轴通过键连接。本实用新型具有的效益效果是：本实用新型采用液压马达通过非圆锥齿轮传动的方式输入动力，减少一个动力装置，精简了动力传输路线，结构简单，传输效率高，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锥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。本实用新型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。附图说明图1为本实用新型的工作原理示意图；图2为本实用新型中拉拽装置的立体图；图3为本实用新型中从动圆盘与拉拽杆及从动轴的装配剖视图；图4为本实用新型中非圆锥齿轮传动装置的机构原理图；图5为本实用新型中拉拽装置的运动分析图；图6为本实用新型中拉拽杆的输出速度曲线图；图7为本实用新型中主、从动非圆锥齿轮的节曲线啮合示意图。图中：1、胡萝卜，2、输送带，3、拉拽装置，4、安装架，5、非圆锥齿轮传动装置，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、主动非圆锥齿轮，13-2、从动非圆锥齿轮。具体实施方式下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。如图1所示，一种非圆锥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和非圆锥齿轮传动装置5。拉拽装置3设置在输送带2下方；非圆锥齿轮传动装置5驱动拉拽装置3。如图2和图3所示，拉拽装置3包括两个拉拽杆组件；拉拽组件包括主动轴7、主动圆盘8、拉拽杆9、从动圆盘10和从动轴11；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。如图4所示，非圆锥齿轮传动装置5包括液压马达6、动力轴12、主动非圆锥齿轮13-1和从动非圆锥齿轮13-2；动力轴12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4侧部；液压马达6的输出轴与动力轴12通过联轴器连接；两个主动非圆锥齿轮13-1通过键反向固定在动力轴12上，且分别与一个从动非圆锥齿轮13-2啮合；两个从动非圆锥齿轮13-2与两个拉拽杆组件的主动轴7通过键连接。主动非圆锥齿轮13-1和从动非圆锥齿轮13-2的节曲线设计过程如下：(1)如图5所示，进行运动学分析，得出拉拽杆的运动学方程。拉拽杆水平方向的输出速度：v＝ωRsin(ωt)式中，R为主动圆盘8内端圆孔中心轴线与主动圆盘8圆心的距离，ω为主动圆盘8的角速度。两个拉拽杆组件内侧相对的两根拉拽杆的水平距离：X＝L+Rcos(1.5π-φ-θ)-Rcos(1.5π+θ)-2l式中，L为主动圆盘8与从动圆盘10的中心距，l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＝ωt为主动圆盘8的角位移。(2)如图6所示，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要求，并建立拉拽杆水平方向的速度曲线方程如下：v=mx33-3600mx0≤x<π340hπ3≤x<2π3-mx33+180x2-(h+1802m)x+c22π3≤x<4π3-40h4π3≤x<5π3mx33-360mx2+(h+3602m)x+c35π3≤x<2π]]>式中，参数c2=1803m3+180h,c3=3603m3-360h,]]>h＝-3600m；x为主动非圆锥齿轮的转角；由2∫0T6(mx33-3600mx)dx+hT6=∫0T2ωsin(ωt)dt]]>求出m，从而得到速度曲线方程中的参数c2、c3和h；式中，T为主动非圆锥齿轮的转动周期。(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锥齿轮副的平面节曲线方程。由v＝ωsinωt＝θ'sinθ得-∫vdt＝cosθ，再通过积分求出θ的曲线方程，进而求出从动非圆锥齿轮的角速度方程，即主动圆盘8的角速度ω的方程。又由于主动非圆锥齿轮的角速度ω1已知，故而非圆锥齿轮副的传动比i12可求。再给定非圆锥齿轮副平面的中心距a，通过下式求出非圆锥齿轮副的平面节曲线方程：r1=ai12r2=a-r1=ai121+i12]]>式中，r1为主动非圆锥齿轮水平投影的向径，r2为从动非圆锥齿轮水平投影的向径。根据主、从动非圆锥齿轮水平投影的向径，可求解主动非圆锥齿轮的平面节曲线坐标(x1,y1)和从动非圆锥齿轮的平面节曲线坐标(x2,y2)。(4)根据非圆锥齿轮的平面节曲线方程，运用投影法求出非圆锥齿轮的空间节曲线方程。a)主动非圆锥齿轮为一阶非圆锥齿轮，采用球面法向投影求其空间节曲线方程如下：x=λx1y=λy1z=R12-x2-y2λ=R1x12+y12+H2]]>式中，(x,y,z)为主动非圆锥齿轮的空间节曲线坐标；R1为投影的球面半径；H为球面的球心至主动非圆锥齿轮的平面节曲线所在平面的距离。b)从动非圆锥齿轮为五阶非圆锥齿轮，采用柱面等半径值投影求其空间节曲线方程如下：R=R2η=arctany2x2z′=x22+y22]]>式中，(R，η，z′)为从动非圆锥齿轮的空间节曲线坐标；R2为投影的柱面半径，R2＝R1。求得的非圆锥齿轮副空间节曲线如图7所示。该非圆锥齿轮驱动的同步拉拽式胡萝卜收获装置，工作原理如下：非圆锥齿轮传动装置5的液压马达6驱动动力轴12，动力轴12将动力传给反向设置的两个主动非圆锥齿轮13-1；主动非圆锥齿轮13-1与从动非圆锥齿轮13-2啮合传动，两个从动非圆锥齿轮13-2分别驱动两个拉拽杆组件的主动圆盘8，使得两个拉拽杆组件的主动圆盘8反向转动，并带动各自的拉拽杆9。胡萝卜1在输送带的夹持下随着输送带斜向上运动，当胡萝卜进入两个拉拽杆组件的内侧时，两个拉拽杆组件相对的一对或两对拉拽杆正好开始相互交错将胡萝卜夹住往下拉拽，此时胡萝卜的秧苗在拉拽杆和输送带的共同作用下完成胡萝卜秧果分离，达到收获胡萝卜的目的。通过设计主动非圆锥齿轮13-1和从动非圆锥齿轮13-2的节曲线可优化拉拽杆输出速度(拉拽杆的转速在竖直方向的分量)，提高该非圆锥齿轮驱动的同步拉拽式胡萝卜收获装置的工作效率，降低胡萝卜的损伤率，提高果秧分离效果。主动非圆锥齿轮13-1和从动非圆锥齿轮13-2啮合的节曲线如图7所示时，拉拽杆水平方向的输出速度v随液压马达6的输出轴角位移β变化的曲线如图6所示。图7中，主动非圆锥齿轮13-1为一阶非圆锥齿轮，从动非圆锥齿轮13-2为五阶非圆锥齿轮。可见，拉拽杆与胡萝卜作用时，拉拽杆的速度在液压马达6的输出轴角位移变化较小时从零增加到最大，然后保持最大速度平稳拉拽胡萝卜，符合胡萝卜秧苗在平稳高速拉拽作用下易被拉断的特点。