一种四行花生联合收获机的制作方法

本发明涉及一种花生收获机，尤其是一种四行花生联合收获机，属于农林业植物保护技术领域。

背景技术：

检索可知，申请号201110093281.6的中国专利公开了一种《花生联合收获机》机体上设置有动力行走机构、挖掘机构、夹持输送机构、摘果机构、清选机构、以及升运储存机构，所述的机体的下部设置有动力行走机构，机体的上部设置有夹持输送机构，夹持输送机构的的前端部设有挖掘机构，夹持输送机构的下部依次设置有拍土机构、摘果机构，夹持输送机构的后部设置有清选机构，机体的一侧设置有升运储存机构；所述的夹持输送机构、摘果机构、清选机构的动力输入轴通过动力传递装置与动力机构相连。 然而，各地花生种植模式不同使得花生种植垄距有差异，而该花生联合收获机左右两侧的收获台间距相对固定，不能调整，所以进行垄距一定的花生收获，使用范围受到很大的制约。

201210516979.9、201210517038.7、201310280913.9号中国专利公开的花生联合收获机存在同样问题。并且现有技术收获机的后架总成中，振动筛直接安装在摘果辊下面，摘果辊中后端摘下的花生和杂质直接落在振动筛的后部，没有足够的筛选面积和筛选时间进行筛选，导致含杂率高；且风机安装在振动筛中后部下方，致使前筛面无风选，风选效果差，导致振动筛易挂膜挂秧。

另外，虽然现有技术实现了根据花生垄距进行手动调节，但收获台的姿态难以根据需要方便调整。申请号为201210516979.9的中国专利申请公开的技术方案也存在收获台收获姿态不能智能化自动调整的缺点，而依靠操作人员手动调整不仅工作繁重，而且滞后，不能满足及时适应作业环境、保证收获顺畅的要求。

技术实现要素：

本发明的首要目的在于：针对上述技术存在的主要缺点，提出一种不仅可以实现多垄花生收获后输送转移并轨，并且可以根据垄高和垄间距方便调节的四行花生联合收获机，从而使其因具有良好的适应性而用途广泛。

本发明进一步的目的在于：提出一种摘果后分离效率高、效果好，并且结构紧凑的四行花生联合收获机。

本发明更进一步的目的在于：提出一种可以智能化自动调控收获台姿态的四行花生联合收获机，从而实时适应作业环境、保证收获顺畅和收获质量。

为了达到以上首要目的，本发明的四行花生联合收获机基本技术方案为：包括行走底盘，所述行走底盘前侧安装收获台总成，所述收获台总成的后部一侧为位于行走底盘上的驾驶操控部件,所述收获台总成的后方一侧为位于行走底盘上与之前后形成衔接关系的后架总成，所述驾驶操控部件的后方为果箱总成；

所述收获台总成包括安装在收获台架一侧纵向延伸到收获机中部的主输送链，所述主输送链的前段与前段输送链构成第一夹持输送装置，所述主输送链的后段与L形输送链的纵向段构成第三夹持输送装置；所述收获台架的另一侧安装内侧和外侧两条副输送链构成的第二夹持输送装置，内侧副输送链的输出段与L形输送链的横向段构成横向夹持输送装置；所述第二夹持输送装置的中部两侧分别通过可锁定铰支结构与所述收获台架连接。

这样在收获时，割下的第一行花生始终沿主输送链被第一夹持输送装置和第三夹持输送装置前后衔接输送，另一行花生则先被第二夹持输送装置输送，再由横向输送链转接到第三夹持输送装置，从而完成与第一行花生的输送并轨。本发明不仅借助L形输送链实现了第二夹持输送装置向第一夹持输送装置的转移并轨，并且发掘性利用了第二夹持输送装置与L形输送链之间实际存在的可变位关系，合理设置了第二夹持输送装置的可锁定铰支结构，因此当花生收获时的两垄高不一致时，可通过浮动液压缸调整第二夹持输送装置的铰支倾角，实现第二夹拔输送装置围绕移动回转轴、固定回转轴上下旋转；而当垄间距发生变化时，可通过调整液压缸工作，实现第二夹持输送装置的左右位置调整，即可满足根据垄间距方便调节的变位需要，从而因具有良好的适应性而更易于得到推广。

为了达到以上进一步的目的，本发明的四行花生联合收获机中，所述后架总成包括立体框架结构的后架台架，所述后架台架前上方支撑一对回环输送链组成的摘果夹持链，所述摘果夹持链的下方安置一对前低后高的摘果辊，所述摘果辊的下方安置前高后低的弹指振动筛，所述摘果辊的中部下方与弹指振动筛的中部上方安置前低后高的反向刮板输送带，所述弹指振动筛的后端下方安装横向输送带，所述弹指振动筛前部下方安置出风口朝向弹指振动筛的前风机，所述弹指振动筛后部下方安置出风口朝向输出方向的后风机。

这样在工作时，花生及杂质被摘果辊从秧蔓上刷落摘下，前部刷落的花生及杂质直接落在弹指振动筛上，后部刷落的花生及杂质落在刮板输送带上，并被方向输送至弹指振动筛前部，这种打破常规的反向输送辅助正向输送的方式以十分紧凑的结构有效增大了清选面积，并且在前、后风机的双重作用下，使整个筛面风选，结果本发明在显著提高清选分离效率的同时，确保了分离效果。

本发明进一步的完善是，所述收获台架由矩形外框和中间的可移动竖支架构成，所述第二夹持输送装置的外侧副输送链和内侧副输送链的中部分别通过回转轴承套与两侧分别固定在通过收获台架外框和竖支架上的固定回转轴和移动回转轴构成同轴可锁定铰支结构。这样不仅结构简单，支撑稳定，可实现第二夹拔输送装置围绕移动回转轴、固定回转轴上下旋转。

本发明更进一步的完善是，所述外侧副输送链的后段处装有沿输送方向延伸且趋向内侧副输送链方向的弹性压板，所述内侧副输送链的后段处装有弹性压杆；所述弹性压杆由邻近弹性压板的导出弯头和趋向靠拢L形输送链横向段的直柄部构成。这样，在转移并轨过程中，弹性压板可以避免花生在第二夹持输送装置输送端因副输送链的圆弧转角而导致的转向运动，始终保持其按所需的方向送进，带导出弯头的弹性压杆则实现由向横向输送的平稳转移，一方面借助杆身的弹性趋向实现与横向输送链的夹持，另一方面借助其端部的弯头引导花生稳定进入横向输送链，从而实现保持多垄花生收获后的输送转移并轨。

本发明还进一步的完善是，所述摘果夹持链输入端与过渡夹持链衔接，所述摘果夹持链的输出端与尾链衔接。

为了达到更进一步的目的，本发明的四行花生联合收获机中，所述收获台架的后端铰支于底盘车架，且固连左收获台；所述底盘车架铰装总液压缸的缸体，所述总液压缸的活塞伸出端与收获台架铰接；所述收获台架的右侧铰支右收获台，并铰装右液压缸的缸体，所述右液压缸的活塞杆伸出端与右收获台铰接；所述左、右收获台的外侧分别固连左、右挖掘铲，且分别铰装位于左、右挖掘铲前侧的左、右仿形轮；所述底盘车架装有车身倾角传感器，所述左、右收获台分别装有左、右挖掘倾角传感器，所述左、右仿形轮分别装有左、右仿形倾角传感器；各传感器的信号输出端分别接控制电路中智能器件的相应信号输入端，所述智能器件的对应控制信号输出端分别接总液压油缸和右液压油缸的受控端；

所述智能器件用以：

当接收到左仿形轮的左起伏倾角传感信号时，分别输出总液压缸和右液压缸控制信号，所述总液压缸控制信号使总液压缸驱动收获台架偏转与左起伏倾角相应的总补偿倾角，所述右液压缸控制信号用以使右液压缸驱动右收获台偏转与补充倾斜相应的右反向倾角；

当接收到右仿形轮的右起伏倾角传感信号时，输出右液压缸控制信号，所述右液压缸控制信号使右液压缸驱动右收获台偏转与右起伏倾角相应的右补偿倾角；

当接收到车身的摆动倾角传感信号时，输出总液压缸控制信号，所述总液压缸控制信号使总液压缸驱动收获台架偏转与摆动倾角相应的总反向倾角。

由于左、右挖掘铲与左、右收获台是刚性连接，左收获台与收获台架也是刚性连接，因此采用以上技术方案后，四行花生联合收获机的收获台收获高度成为两级浮动调整，即左收获台和收获台架与底盘车架间为一级铰接浮动和右收获台与收获台架间为二级铰接浮动。智能控制电路根据各种情况传感信号的采集，在分别单独处理的基础上，可以实现对各种复杂工作环境的综合适应性调控，始终保持左、右挖掘深度不变，从而保证收获顺畅和收获质量。

总之，本发明由行走底盘、收获台总成、驾驶台、后架总成、果箱总成组成。收获台总成包括收获台架、第一和第二夹持输送装置；收获台架的矩形外框上、下梁锁定套装可移位竖支架上、下两端，第二夹持输送装置的中部两侧分别通过可锁定铰支结构连接。收获台架的后端铰支于底盘车架并铰装总液压缸，右侧铰支右收获装置并铰装右液压缸，前端分别铰装左、右仿形轮；底盘车架、左右收获装置、左右仿形轮分别装有倾角传感器；智能器通过各传感器信号控制总液压油缸和右液压油缸动作。本发明可液压辅助调节收获垄间距，实现按垄独立智能控制自动限深，具有良好的适应性而更易于得到推广。

附图说明

图1是本发明一个实施例的立体结构示意图。

图2是图1实施例的平面投影结构示意图。

图3是图1实施例中的收获台总成结构示意图。

图4是图3拆去主输送链的立体结构示意图。

图5是图4另一视角的立体结构示意图。

图 6是图1实施例中的后架总成结构示意图。

图 7是图6的俯视图。

图8是图6的立体结构示意图。

图9是图1实施例收获台总成的立体结构示意图。

图10是图9的机构简图。

图11是实施例中的智能控制电路多通道复用采样电路原理图。

图12是实施例中的智能控制电路传感器信号采集电路原理图。

图13是实施例中的智能控制电路液压缸调整驱动电路原理图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的四行花生联合收获机如图1至图3所示，基本结构与现有技术类同，包括履带式行走底盘Z1，该行走底盘Z1的前侧安装收获台总成Z5，该收获台总成Z5的后部一侧为位于行走底盘Z1上的驾驶操控部件Z4,包括驾驶座、操控杆等。收获台总成Z5的后方一侧为位于行走底盘Z1上与之前后形成衔接关系的后架总成Z2，驾驶操控部件Z4的后方为果箱总成Z3。

本实施例花生联合收获机的收获台总成如图3、4、5所示，包括安装在收获台架3一侧纵向延伸到收获机中部的主输送链10，主输送链10的前段与前段输送链11构成第一夹持输送装置J1，主输送链10的后段与L形输送链12的纵向段构成第三夹持输送装置J3。收获台架3的另一侧安装两条副输送链——右夹拨输送链1和右合并输送链5构成的第二夹持输送装置J2，第二夹持输送装置内侧的右合并输送链5输出段与L形输送链12构成横向夹持输送装置H。第二夹持输送装置的中部分别通过可锁定铰支结构与收获台架3连接，其具体结构为收获台架3由矩形外框和中间竖支架2构成，中间竖支架2的上下两端分别通过可锁定的滑套套装于矩形外框的上下梁，因而构成左右可移动结构。

第二夹持输送装置的外侧副输送链即右夹拨输送链1的中部通过回转轴承套9与固定在收获台架3外框上的固定回转轴8构成可锁定铰支结构，内侧副输送链即右合并输送链5的中部通过回转轴承套6与固定在收获台架竖支架2上的可移轴4构成可锁定铰支结构，两铰支结构同轴。

如图5所示，中间竖支架2的上端与安装在收获台架3矩形外框上的平移油缸YH的活塞杆端连接，第二夹持输送装置的前端铰接支撑在缸体铰支于收获台架3底部的顶升油缸YV活塞杆端，这样可以借助液压驱动，便于第二夹持输送装置的安装调整。

外侧副输送链1的后段处装有沿输送方向延伸且趋向内侧副输送链方向的弹性压板7，内侧副输送链5的后段处装有弹性压杆6。弹性压板7由上下两片输入端带引导弧、输出端呈直角的平行压片构成，安装时，在弹簧作用下产生趋向内侧副输送链方向的趋势，保持对被输送物的所需引导。弹性压杆由邻近弹性压板的导出弯头和在弹簧作用下趋向靠拢L形输送链横向段的直柄部构成。

后架总成的结构如图6、7、8所示，立体框架结构的后架台架W1前上方支撑一对回环输送链组成的摘果夹持链W3，摘果夹持链W3的下方安置一对前低后高、轴向与水平面夹角24°（20°-30°均可）的摘果辊W2，摘果辊W2的下方安置前高后低、与水平面夹角5°（2°-8°均可）的弹指振动筛W7(其结构参见申请号为201410172501.8的中国专利文献)，这些与现有技术基本相同，不另赘述。摘果辊W2的中部下方与弹指振动筛W7的中部上方安置前低后高、与水平面夹角12°（8°-15°均可）的反向刮板输送带W4，弹指振动筛W7的后端装有逐稿器W11（其典型结构参见申请号为201420826609.X的中国专利文献），下方安装横向输送带W10，弹指振动筛W7前部下方安置出风口朝向弹指振动筛的前风机W8，弹指振动筛W7后部下方安置出风口朝向输出方向的后风机W6。此外，摘果夹持链W3输入端与过渡夹持链W9衔接，输出端与尾链W5衔接，从而实现与收获机前、后部件的关联。其它机械传动的设计、张紧机构的设置等本领域技术人员不难根据机械原理实现，故不详述。

本实施例花生联合收获机的收获台实现了变位交接输送，能够可靠保证输送的并轨交接，而且由于竖支架通过滑套和收获台架上下主梁连接以及第二夹持输送装置的铰装机构，使其可以适应垄面高低不一、不同垄间距的花生收获。收获之后，花生秧蔓在由摘果夹持链夹持向后输送过程中，下部的花生及杂质被摘果辊从秧蔓上刷落摘下，前部刷落的花生及杂质直接落在弹指振动筛上，后部刷落的花生及杂质落在刮板输送带上，并被方向输送至弹指振动筛前部，因此有效增大了清选面积，使花生与杂质充分分离，并且在前、后风机的双重作用下，使整个筛面可风选，将茎叶和沙土等杂物分离排出机外，花生则自振动筛输出从逐稿器的齿条间隔中落在横向输送带上，送入后续的垂直提升机至集果箱，逐稿器的齿条则排出花生长茎杆、残膜等杂质；脱荚后的花生藤蔓继续被夹持向后输送，直至抛出机后。本实施例结构十分紧凑，实践证明，本实施例的花生联合收获机不仅通过各级输送装置的合理设置建立了多垄花生收获后的转移并轨途径，而且还借助巧妙的弹性趋向构件，解决了稳定转移以及横向输送的夹持难题。并且将其应用于花生联合收获机时，可以在显著提高清选分离效率的同时，确保分离效果，避免振动筛挂膜挂秧。

本实施例采用的收获姿态控制系统如图9、图10所示，位于行走底盘Z1上的底盘车架K10通过铰支轴K10-1铰支收获台架3的后端，收获台架3的前部固连左收获台K17。底盘车架K10铰装收获台调整的总液压缸K8的缸体，总液压缸K8的活塞伸出端与收获台架3的底部铰接，因此可以通过调控总液压缸K8活塞的伸缩改变收获台架的抬升角。收获台架3的右侧通过固定在边框上的固定回转轴8和安装在可移位中间竖支架2上的可移轴4铰支右收获台K16，收获台架3的右侧还铰装右液压缸K12的缸体，该右液压缸K12的活塞杆伸出端与右收获台K16铰接，因此可以通过右液压缸K12活塞的伸缩改变右收获台的抬升角，构成为二级铰接浮动结构，即左收获台和收获台架与底盘车架间为一级铰接浮动，右收获台与收获台架间为二级铰接浮动。左、右挖掘铲与左、右收获台的连接都是刚性连接，左收获台与收获台架也是刚性连接，液压缸调整收获台高度实为调整挖掘铲的挖掘深度。

左、右收获台K17、K16的外侧分别固连左、右挖掘铲K5、K3，且分别铰装位于左、右挖掘铲K5、K3前侧的左、右仿形轮K4、K1。底盘车架10上装有车身倾角传感器K11，左、右收获台K17、K16分别装有左、右挖掘倾角传感器K6、K2，左、右仿形轮K4、K1分别装有左、右仿形倾角传感器K13、K14以及转速传感器K15；各传感器的信号输出端分别接控制电路中智能器件的相应信号输入端。

控制电路的主要构成部分如图11、12、13所示。其中的五只双轴电压输出倾角传感器分别监测仿形轮连杆倾角、挖掘倾角和车身姿态。

如图11所示，各倾角传感器IASx分别以0~5V电压信号形式输出X轴和Y轴的倾斜角，通过限流电阻R4和R5后形成倾角信号Xn和Yn供A/D采样芯片采集。开关二极管D2、D3、D4和D5在电路中起箝位作用，限制输入信号在A/D采样芯片有效输入电压范围内。由于五只倾角传感器共有10通道模拟量输出，而A/D采样芯片只有4通道输入，因此需要设计多路复用电路完成对所有通道模拟量的采集。图12中，各传感器的信号输出端分别通过并联三个四通道双向模拟开关U1、U2、U3后经A/D采样芯片U4接智能器件MCU。当模拟开关控制信号CRTL1为高电平、CTRL2和CTRL3为低电平时，通道X1，Y1，X2，Y2被打开，此时A/D采样芯片采样此4个通道的模拟电压信号。同样如果CTRL2为高电平、CTRL1和CTRL3为低电平，则A/D采样芯片采样X3，Y3，X4，Y4通道的模拟信号；CTRL1和CTRL2为低电平，CTRL3为高电平时，A/D采样芯片采样X5，Y5通道信号。这样可以较少的电路构成器件扩展较多通道，控制迅速，成本经济。

MCU的控制输出如图13所示，MCU输出上拉控制信号COILx经过限流电阻R3和消抖电容C1以及二级驱动放大三极管Q2，Q1接受控液压油缸的受控端。工作时，上拉控制信号COILx经过限流电阻R3和消抖电容C1驱动NPN三极管Q2，使三极管Q2的集电极和发射极导通，从而使PNP三极管Q1基极为低电平0V。当三极管Q1的基极为0V，其集电极和发射极导通，使得电磁阀线圈CL1输入电压差为24V，产生电磁力，驱动相应的液压缸电磁阀打开。R1为上拉电阻，R2为限流电阻，D1为续流二极管。此驱动电路共4路，分别驱动总液压油缸或右液压油缸的伸缩控制左、右收获台上下动作。

初次进行收获作业时，先手动调整左挖掘铲K5和右挖掘铲K3的高度，使之挖掘深度达到最优收获作业位置，并通过按键触发控制器对左仿形倾角传感器K13、左挖掘倾角传感器K6、右仿形倾角传感器K14、右挖掘倾角传感器K2和车身倾角传感器K11的XY轴向倾角数据进行采样保存。所保存的倾角数据作为设备作业过程姿态保持的基准参考位置数据和计算依据。由于仿形轮位于挖掘铲的前方，前置量直线距离为L，所以在仿形轮感知作业起伏后到控制器输出挖掘高度调整命令需要延时T，此延时T与设备行驶速度V有关，满足T=L/V。当由于作业地面起伏引起左仿形倾角传感器K13角度输出变化，控制器采样计算变化量Δβ13，延时T时间后输出收获台总调整液压缸K8控制信号，使左挖掘倾角传感器K6倾角变化量为Δβ6，使左挖掘铲K5的挖掘深度保持不变。调整量满足Δβ6=AΔβ13，式中系数A为左仿形轮支撑臂和左收获台上下浮动旋转半径之比。由于右收获台是铰连接在与左收获台刚性连接的收获台架上，对左收获台进行调整时，同样也引起了右收获台的高度，即右挖掘深度会同步被改变。而实际作业时，右挖掘铲K3此时高度不能改变，所以控制器在输出收获台总调整液压缸控制信号的同时也输出右收获台调整液压缸的控制信号，反向调整右收获台，使右挖掘倾角传感器K2产生Δβ2的变化量，保证右挖掘铲K3的挖掘深度不变，调整量满足Δβ2=BΔβ6，式中系数B为左收获台和右收获台上下浮动旋转半径之比。当由于作业地面起伏引起右仿形倾角传感器K14角度输出变化，控制器采样计算变化量Δβ14，延时T时间后输出右收获台调整液压缸K12控制信号，使右挖掘倾角传感器K2倾角变化量为Δβ2，使右挖掘铲K3的挖掘深度保持不变。调整量满足Δβ2=CΔβ14，式中系数C为右仿形轮支撑臂和右收获台上下浮动旋转半径之比。当作业地面起伏引或设备行走过程的冲击引起车身摆动，也会引起左挖掘铲K5和右挖掘铲K2的摆动，导致挖掘深度的改变。安装在设备底盘中心位置安装车身倾角传感器K11感知车身的摆动角度Δβ11。为了消除Δβ11对挖掘深度的影响，控制器需立刻输出收获台总调整液压缸控制信号，使左右挖掘铲的挖掘深度保持不变，即使左挖掘倾角传感器K6倾角变化量为Δβ6，调整量满足Δβ6=DΔβ11，式中系数D为左收获台上下浮动旋转半径和底盘车架重心点到左挖掘铲距离之比。

归纳起来，本实施例与现有技术相比具有如下显著特点：

①采用左右夹拔装置便捷组配可调结构，通过液压系统控制实现左右夹拔装置距离调整（范围700mm-900mm），可收获不同种植垄距的花生，实现对垄起秧，适用范围广；

②可按垄独立智能控制自动限深，右夹拔装置可独立上下旋转，且在前端配置拨轮对垄面进行自动仿形，由电液系统控制挖掘深度和夹拔高度，以适应垄面的高低变化，实现对垄起秧、夹拔整齐、挖深一致；

③设计了错位交接合并输送装置，在输送花生秧蔓时，采用链链夹持、链杆夹持组合输送和可调式弹性组合夹持输送结构，合理配置交接区结构参数和运动参数，实现花生秧蔓顺畅交接、垂直转向输送、有序合并输送和空间错位交接，提高了作业顺畅性，减小了花生秧蔓输送通道斜度，降低了整机高度；

④采用大倾角广适性防缠绕摘果装置，花生摘果作业采用半喂入夹持输送，由两个前后大倾角组配相向旋转的对辊将果实刷脱，摘净率高、破损率低、无秧膜缠绕，且作业后花生秧蔓完整，可以作动物饲料用，提高了农业产业效益；

⑤采用首尾配置双风机、多排弹齿搭接振动筛结构，消除了筛面横档，实现全筛面风选、无横档筛选，可有效提高荚果清洁度，避免挂膜挂秧、筛面堵塞。

可以显著提高花生联合收获的自动化、智能化水平，消除操作人员手动调整收获姿态的滞后性和工作繁重度，提高设备对作业条件的适应性和收获顺畅性，为推进花生产业全程机械化提供有力技术与装备支撑。