一种卧式杠杆木薯拔起装置的制作方法

本发明涉及农业作物的采摘机械领域，具体是一种卧式杠杆木薯拔起装置。

背景技术：

目前，木薯的拔起工作大部分仍然采用手工方法进行，虽然有大型的木薯采收装置，但是这些大型设备不太适合于广东、广西、贵州等地区的丘陵地带，而且大型设备的投入成本高，对农村地区的产品推广存在着很大的阻力。单纯靠手工收获木薯，已无法满足木薯的增长需求，限制了木薯产业的发展。因此，为了解决农民收获木薯过程中手工收获速度慢，容易伤手等问题，需要一种简单实用的机械装置来代替人力的收获，以提高工作效率，减轻劳动强度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种卧式杠杆木薯拔起装置，能够代替人工实现木薯采收的功能，提高木薯的采摘效率以及减少对农民手的伤害作用。

本发明的技术方案是：一种卧式杠杆木薯拔起装置，包括双齿轮驱动夹持木薯拔起机构、蜗轮蜗杆自锁木薯拔起机构以及多自由度木薯拔起机构，具体结构和连接关系为：

所述双齿轮驱动夹持木薯拔起机构由从动齿、右夹持块、主动齿、右转动夹持手柄、左夹持块、左转动夹持手柄、左齿轮固定板定位点、齿轮固定板、右齿轮固定板定位点、从动齿上轴承、从动齿转动轴、从动齿下轴承、蜗轮轴承、主动齿上轴承、主动齿转动轴、右转动夹持手柄调节螺栓、左转动夹持手柄调节螺栓以及主动齿下轴承组成，所述齿轮固定板在左齿轮固定板定位点和右齿轮固定板定位点上通过螺栓和螺母连接在蜗轮蜗杆自锁木薯拔起机构上支撑板的两侧，从动齿下轴承和主动齿下轴承焊接在齿轮固定板上，从动齿上轴承和主动齿上轴承焊接在支撑板的底部，蜗轮轴承焊接在支撑板上，主动齿转动轴和从动齿转动轴分别穿过主动齿的上下两个轴承和从动齿的上下两个轴承，在从动齿上轴承和从动齿下轴承之间分布着从动齿和右转动夹持手柄，右转动夹持手柄的前端焊接着右夹持块，尾端连接有右转动夹持手柄调节螺栓，在主动齿上轴承和主动齿下轴承之间分布着主动齿和左转动夹持手柄，左转动夹持手柄的前端焊接着左夹持块，尾端连接有左转动夹持手柄调节螺栓，

所述蜗轮蜗杆自锁木薯拔起机构由左蜗杆轴承座、蜗杆、蜗轮、右蜗杆轴承座、转动把手、握杆、连杆、转动杆、握杆定位块、握杆定位点、支撑板、连杆连接点、转动把手定位点、第一右蜗杆轴承座定位点、第二右蜗杆轴承座定位点、第一左蜗杆轴承座定位点以及第二左蜗杆轴承座定位点组成，左蜗杆轴承座在第一左蜗杆轴承座定位点和第二左蜗杆轴承座定位点上通过螺栓和螺母的作用使得左蜗杆轴承座和支撑板连接在一起，右蜗杆轴承座在第一右蜗杆轴承座定位点和第二右蜗杆轴承座定位点上通过螺栓和螺母的作用使得右蜗杆轴承座和支撑板连接在一起，蜗杆穿过两个蜗杆轴承座与蜗轮啮合在一起，蜗轮通过主动齿转动轴定位在支撑板上，握杆定位块在三个握杆定位点上通过螺栓和螺母的作用固定在支撑板上，握杆的一端焊接在握杆定位块上，在握杆的另一端上设有转动把手定位点，握杆在转动把手定位点上通过螺栓和螺母连接有转动把手，转动杆一端固定在蜗杆上，另一端铰接着连杆，连杆和转动把手在连杆连接点上通过螺栓和螺母连接在一起，

所述多自由度木薯拔起机构由支架、前轮、左轴承座、左导槽、后轮、弹簧、弹簧连杆、弹簧连杆定位孔、挡板、转动轴承、转动轴、右轴承座、右导槽、第一右轴承座定位点、第二右轴承座定位点、第一左轴承座定位点、第二左轴承座定位点、连接角钢、导槽轮以及导槽轮连接板组成，前轮通过前轮轴安装在支架的前方，后轮通过后轮轴安装在支架的后方，在支架的顶部焊接有左导槽和右导槽，左右两个导槽轮分别安装在导槽轮连接板的两侧，并使得这四个导槽轮能够在导槽中滚动，转动轴承焊接在导槽轮连接板上，转动轴承上焊接着挡板，左轴承座在第一左轴承座定位点和第二左轴承座定位点上通过螺栓和螺母固定在挡板的左侧，右轴承座在第一右轴承座定位点和第二右轴承座定位点上通过螺栓和螺母固定在挡板的右侧，转动轴穿过左轴承座和右轴承座，在转动轴上焊接着连接角钢，连接角钢通过螺栓和螺母的作用连接在支撑板的底部，在挡板的尾端设有弹簧连杆定位孔，弹簧连杆穿过弹簧和弹簧连杆定位孔，并通过螺栓和螺母铰接在支撑板上，

所述右转动夹持手柄调节螺栓可以调节右转动夹持手柄夹持角度以及右转动夹持手柄在从动齿转动轴的高度。

所述左转动夹持手柄调节螺栓可以调节左转动夹持手柄夹持角度以及左转动夹持手柄在主动齿转动轴的高度。

所述齿轮固定板的中间部分是凹的，凹进去的部分焊接着从动齿下轴承和主动齿下轴承。

所述双齿轮驱动夹持木薯拔起机构中的主动齿和从动齿的传动比是1。

所述蜗轮蜗杆自锁木薯拔起机构上的握持部分以转动把手定位点为支点，作用在转动把手上的力为动力，作用在连杆上的力为阻力，组成一个杠杆机构，进行双齿轮驱动夹持木薯拔起机构的夹持工作。

所述蜗轮蜗杆自锁木薯拔起机构上的握杆与支撑板的夹角为30°。

所述三个握杆定位点在握杆定位块上呈三角形分布

所述多自由度木薯拔起机构上通过转动轴的作用可以实现铅直方向的转动。

所述多自由度木薯拔起机构上通过导槽轮在左导槽和右导槽的滑动实现水平方向的进给运动。

所述多自由度木薯拔起机构上通过转动轴承的作用实现水平方向的旋转运动，从而能够在夹紧木薯杆的情况下，左右摆动握杆，使得木薯杆的根部松动，便于实现木薯的拔起工作。

所述卧式杠杆木薯拔起装置通过往下压握杆，能够实现木薯的拔起工作。

本发明的突出优点在于：

采用半机械作业代替人工作业，改变了传统的作业方式，提高了工作效率，减少了工人的工作强度和伤害。

多自由度木薯拔起机构通过转动轴可以实现铅直方向的转动，多自由度木薯拔起机构通过导槽轮在左导槽和右导槽的滑动实现水平方向的进给运动，多自由度木薯拔起机构上通过转动轴承实现水平方向的旋转运动，从而能够在夹紧木薯杆的情况下，左右摆动握杆，使得木薯杆的根部松动，同时利用弹簧的弹性作用能够实现装置的自动复位功能，因此该装置具有多个自由度，使得木薯的夹持和拔起工作更加便于实现。

采用蜗轮蜗杆机构，利用蜗轮蜗杆的自锁功能使得双齿轮驱动夹持木薯拔起机构可以紧紧地夹紧木薯杆，对木薯的拔起起到很大的作用。

同时，在双齿轮驱动夹持木薯拔起机构中，利用外啮合齿轮的齿轮转动方向相反，使得装置可以夹紧木薯杆，从而进行木薯的拔起工作。

附图说明

图1是本发明所述卧式杠杆木薯拔起装置的第一结构示意图。

图2是本发明所述卧式杠杆木薯拔起装置的第二结构示意图。

图3是本发明所述卧式杠杆木薯拔起装置的第三结构示意图。

图4是本发明所述双齿轮驱动夹持木薯拔起机构的第一结构示意图。

图5是本发明所述双齿轮驱动夹持木薯拔起机构的第二结构示意图。

图6是本发明所述蜗轮蜗杆自锁木薯拔起机构的结构示意图。

图7是本发明所述多自由度木薯拔起机构的第一结构示意图。

图8是本发明所述多自由度木薯拔起机构的第二结构示意图。

图中标记为：左蜗杆轴承座1、键槽2、蜗杆3、蜗轮4、从动齿5、右夹持块6、主动齿7、右转动夹持手柄8、左夹持块9、右蜗杆轴承座10、左转动夹持手柄11、左齿轮固定板定位点12、蜗杆轴13、齿轮固定板14、支架15、前轮16、转动把手17、握杆18、连杆19、转动杆20、握杆定位块21、握杆定位点22、支撑板23、左轴承座24、左导槽25、后轮26、连杆连接点27、转动把手定位点28、第一右蜗杆轴承座定位点29、第二右蜗杆轴承座定位点30、右齿轮固定板定位点31、从动齿上轴承32、从动齿转动轴33、从动齿下轴承34、蜗轮轴承35、主动齿上轴承36、主动齿转动轴37、第一左轴承座定位点38、第二左轴承座定位点39、弹簧41、弹簧连杆42、弹簧连杆定位孔43、挡板44、转动轴承45、右转动夹持手柄调节螺栓46、左转动夹持手柄调节螺栓47、主动齿下轴承48、第一左蜗杆轴承座定位点49、第二左蜗杆轴承座定位点50、转动轴51、右轴承座52、右导槽53、第一右轴承座定位点54、第二右轴承座定位点55、第一左轴承座定位点56、第二左轴承座定位点57、连接角钢58、导槽轮59、导槽连接板60。

具体实施方式

如图1至图8所示，本发明所述卧式杠杆木薯拔起装置，包括双齿轮驱动夹持木薯拔起机构、蜗轮蜗杆自锁木薯拔起机构以及多自由度木薯拔起机构，具体结构和连接关系为：

所述双齿轮驱动夹持木薯拔起机构由从动齿5、右夹持块6、主动齿7、右转动夹持手柄8、左夹持块9、左转动夹持手柄11、左齿轮固定板定位点12、齿轮固定板14、右齿轮固定板定位点31、从动齿上轴承32、从动齿转动轴33、从动齿下轴承34、蜗轮轴承35、主动齿上轴承36、主动齿转动轴37、右转动夹持手柄调节螺栓46、左转动夹持手柄调节螺栓47以及主动齿下轴承48组成，所述齿轮固定板14在左齿轮固定板定位点12和右齿轮固定板定位点31上通过螺栓和螺母连接在蜗轮蜗杆自锁木薯拔起机构上支撑板23的两侧，从动齿下轴承34和主动齿下轴承48焊接在齿轮固定板14上，从动齿上轴承32和主动齿上轴承36焊接在支撑板23的底部，蜗轮轴承35焊接在支撑板23上，主动齿转动轴37和从动齿转动轴33分别穿过主动齿7的上下两个轴承和从动齿5的上下两个轴承，在从动齿上轴承32和从动齿下轴承34之间分布着从动齿5和右转动夹持手柄8，右转动夹持手柄8的前端焊接着右夹持块6，尾端连接有右转动夹持手柄调节螺栓46，在主动齿上轴承36和主动齿下轴承48之间分布着主动齿7和左转动夹持手柄11，左转动夹持手柄11的前端焊接着左夹持块9，尾端连接有左转动夹持手柄调节螺栓47，

所述蜗轮蜗杆自锁木薯拔起机构由左蜗杆轴承座1、蜗杆3、蜗轮4、右蜗杆轴承座10、转动把手17、握杆18、连杆19、转动杆20、握杆定位块21、握杆定位点22、支撑板23、连杆连接点27、转动把手定位点28、第一右蜗杆轴承座定位点29、第二右蜗杆轴承座定位点30、第一左蜗杆轴承座定位点49以及第二左蜗杆轴承座定位点50组成，左蜗杆轴承座1在第一左蜗杆轴承座定位点49和第二左蜗杆轴承座定位点50上通过螺栓和螺母的作用使得左蜗杆轴承座1和支撑板23连接在一起，右蜗杆轴承座10在第一右蜗杆轴承座定位点29和第二右蜗杆轴承座定位点30上通过螺栓和螺母的作用使得右蜗杆轴承座10和支撑板23连接在一起，蜗杆3穿过两个蜗杆轴承座与蜗轮4啮合在一起，蜗轮4通过主动齿转动轴37定位在支撑板23上，握杆定位块21在三个握杆定位点22上通过螺栓和螺母的作用固定在支撑板23上，握杆18的一端焊接在握杆定位块21上，在握杆18的另一端上设有转动把手定位点28，握杆18在转动把手定位点28上通过螺栓和螺母连接有转动把手17，转动杆20一端固定在蜗杆3上，另一端铰接着连杆19，连杆19和转动把手17在连杆连接点27上通过螺栓和螺母连接在一起，

所述多自由度木薯拔起机构由支架15、前轮16、左轴承座24、左导槽25、后轮26、弹簧41、弹簧连杆42、弹簧连杆定位孔43、挡板44、转动轴承45、转动轴51、右轴承座52、右导槽53、第一右轴承座定位点54、第二右轴承座定位点55、第一左轴承座定位点56、第二左轴承座定位点57、连接角钢58、导槽轮59以及导槽轮连接板60组成，前轮16通过前轮轴安装在支架15的前方，后轮26通过后轮轴安装在支架15的后方，在支架15的顶部焊接有左导槽25和右导槽53，左右两个导槽轮59分别安装在导槽轮连接板60的两侧，并使得这四个导槽轮59能够在导槽中滚动，转动轴承45焊接在导槽轮连接板60上，转动轴承45上焊接着挡板44，左轴承座24在第一左轴承座定位点56和第二左轴承座定位点57上通过螺栓和螺母固定在挡板44的左侧，右轴承座52在第一右轴承座定位点54和第二右轴承座定位点55上通过螺栓和螺母固定在挡板44的右侧，转动轴51穿过左轴承座24和右轴承座52，在转动轴51上焊接着连接角钢58，连接角钢58通过螺栓和螺母的作用连接在支撑板23的底部，在挡板44的尾端设有弹簧连杆定位孔43，弹簧连杆42穿过弹簧41和弹簧连杆定位孔43，并通过螺栓和螺母铰接在支撑板23上，

所述右转动夹持手柄调节螺栓46可以调节右转动夹持手柄8夹持角度以及右转动夹持手柄8在从动齿转动轴33的高度。

所述左转动夹持手柄调节螺栓47可以调节左转动夹持手柄11夹持角度以及左转动夹持手柄11在主动齿转动轴37的高度。

所述齿轮固定板14的中间部分是凹的，凹进去的部分焊接着从动齿下轴承34和主动齿下轴承48。

所述双齿轮驱动夹持木薯拔起机构中的主动齿7和从动齿5的传动比是1。

所述蜗轮蜗杆自锁木薯拔起机构上的握持部分以转动把手定位点28为支点，作用在转动把手17上的力为动力，作用在连杆19上的力为阻力，组成一个杠杆机构，进行双齿轮驱动夹持木薯拔起机构的夹持工作。

所述蜗轮蜗杆自锁木薯拔起机构上的握杆18与支撑板23的夹角为30°。

所述三个握杆定位点22在握杆定位块21上呈三角形分布

所述多自由度木薯拔起机构上通过转动轴51的作用可以实现铅直方向的转动。

所述多自由度木薯拔起机构上通过导槽轮59在左导槽25和右导槽53的滑动实现水平方向的进给运动。

所述多自由度木薯拔起机构上通过转动轴承45的作用实现水平方向的旋转运动，从而能够在夹紧木薯杆的情况下，左右摆动握杆18，使得木薯杆的根部松动，便于实现木薯的拔起工作。

所述卧式杠杆木薯拔起装置通过往下压握杆18，能够实现木薯的拔起工作。

工作原理及过程

在双齿轮驱动夹持木薯拔起机构中，用右转动夹持手柄调节螺栓46和左转动夹持手柄调节螺栓47使得右转动夹持手柄8和左转动夹持手柄11分别与从动齿转动轴33和主动齿转动轴37连接在一起，使得转动夹持手柄随着齿轮转动轴的转动而转动，利用外啮合齿轮的齿轮转动方向相反，当主动齿7顺时针转动时，从动齿5逆时针转动，左夹持块9和右夹持块6会靠近，进行木薯杆的夹持工作。

在蜗轮蜗杆自锁木薯拔起机构中，蜗轮蜗杆自锁木薯拔起机构上的握持部分以转动把手定位28为支点，作用在转动把手上17的力为动力，作用在连杆19上的力为阻力，组成一个杠杆机构，进行双齿轮驱动夹持木薯拔起机构的夹持工作，摆动转动把手17，利用连杆19和转动杆20将动力传到蜗轮4蜗杆3处，驱动双齿轮运动，可实现装置的夹持功能，同时利用蜗轮4蜗杆3的自锁原理，可以将木薯杆紧紧地夹持住，方便木薯的拔起工作。此外，通过往下压握杆18，以转动轴51的轴心为支点，作用在握杆18上的力为动力，作用在夹持块上的力为阻力，形成一个杠杆机构，从而能够实现木薯的拔起工作。

在多自由度木薯拔起机构中，通过转动轴51的作用可以实现铅直方向的转动，从而能够实现木薯的拔起运动；通过导槽轮59在左导槽25和右导槽53的滑动实现水平方向的进给运动；通过转动轴承45的作用实现水平方向的旋转运动，从而能够在夹紧木薯杆的情况下，左右摆动握杆18，使得木薯杆的根部松动。此外，还能够利用弹簧41的弹性作用能够实现装置的自动复位功能，该装置的多自由度设计能够满足绝大部分的社会的生产需要，具有很好的应用前景。