农林废弃物捡拾打捆装置的制作方法

本发明涉及农林废弃物收集装置，具体地指一种农林废弃物捡拾打捆装置。

背景技术：

我国幅员辽阔，林业资源丰富，但目前的实际利用率很低。某些企业虽然拥有一千多万亩的林地，但是旗下的几十家生物质电厂经常出现生物质燃料不足的情况，而且生产过程中山林杂灌的实际占比极低。其中一个重要原因在于自然状态的枝丫柴和能源草装车后仍然很蓬松，浪费了运输车的大部分吨位，导致运输效率低，成本很高，而林业资源多位于山区，地点偏僻、道路崎岖、电力不足，不利于市场上现有打捆机等大中型设备的运输和使用。此外，清山柴、枝桠材等枝丫互相缠绕，抓多了不能喂入破碎机，抓少了破碎机的效率发挥不出来，导致破碎成本高，因此设计一种转运灵活、自带动力、破碎效率高而且能够适应山区作业的打捆机迫在眉睫。

现有技术中，授权公告号为cn204184594u的中国实用新型专利公开了一种移动式山区树枝液压切割压块打捆机，理论上可以满足以上打捆要求，但仍然存在着以下几个问题：(1)压缩仓的进料口设置在侧面，不利于机械化进料，实际工作时需要人工进料，不仅效率低、成本高，而且劳动强度大；(2)虽然设计有液压切割系统，但是耗费动力过大，对拖拉机的要求过高；(3)打捆机箱体密闭，不能对直径较大、长度较长的枝丫柴进行打捆，适用范围窄、实用性差；(4)穿绳打结需要人工操作，不能机械化作业，耗时费力、操作复杂、工作效率低。

技术实现要素：

本发明的目的就是要提供一种农林废弃物捡拾打捆装置，该捡拾打捆装置能够适应山区作业，且能够实现收割、捡拾、压缩、打捆、装车的全程机械化，从而提高工作效率、降低劳动强度和成本。

为实现上述目的，本发明所设计的农林废弃物捡拾打捆装置，安装在拖拉机上用于对农林废弃物捡拾打捆，所述拖拉机的尾部挂接有车架，它包括捡拾机构、收割机构、液压压缩机构、以及打捆机构；所述捡拾机构包括液压抓手和用于驱动液压抓手上下移动和周向旋转的机械臂组件，所述机械臂组件安装在拖拉机的后桥上；所述收割机构设置在液压抓手的正下方与其固定连接；

所述液压压缩机构包括若干个并排设置在车架前端的第一液压缸、与第一液压缸伸缩端固定连接的活动推压板、设置在车架后端与活动推压板正对布置且具有进料口和出料口的压缩箱、以及设置在压缩箱的出料口处通过第二液压缸驱动开闭的挡板；

所述打捆机构包括设置在压缩箱顶部与进料方向垂直布置的旋转轴、若干个设置在旋转轴上的打结器、安装在旋转轴的一端用于驱动旋转轴旋转的液压马达、以及安装在压缩箱的两侧侧壁上用于与打结器配合使用的送针机构。

进一步地，所述捡拾机构还包括用于安装机械臂组件的基座，所述基座与设置在拖拉机后桥上的支架台固定连接。

进一步地，所述第一液压缸的液压油进口通过液压管与拖拉机的液压输出油箱连接，所述活动推压板可在第一液压缸的驱动下朝向进料口运动进入压缩箱内与挡板配合形成用于压缩物料的压缩空间。

进一步地，所述送针机构包括设置在压缩箱两侧通过内置电机驱动旋转的摇臂轴、设置在车架底部与两侧摇臂轴底端固定连接的安装轴、以及若干个设置在安装轴上且与打结器相对布置的针杆，所述针杆与打结器之间穿设有绑绳，所述车架上设置有用于供针杆穿过将绑绳送入打结器的通孔。

进一步地，所述机械臂组件包括竖向穿设在基座内通过内置液压马达驱动自转的旋转机械臂、与旋转机械臂顶端铰接且通过第三液压缸驱动上下移动的一级机械臂、以及与一级机械臂顶端铰接且通过第四液压缸驱动上下移动的二级机械臂，所述一级机械臂和二级机械臂可在旋转机械臂的驱动下带动液压抓手以旋转机械臂为轴周向旋转。

进一步地，所述二级机械臂的操作端与液压抓手铰接，所述液压抓手与二级机械臂之间设置有用于驱动液压抓手上下移动的第五液压缸。这样，液压抓手可以满足拖拉机周边任意位置枝丫柴的捡拾、喂入液压压缩机构和装车等工作要求。

进一步地，所述收割机构为用于剪断农林废弃物的液压剪，所述液压抓手的正下方设置有用于安装收割机构的安装支架。这样，收割机构对于临近路边的生物质燃料，用液压抓手抓紧后，可以启动收割机构完成剪切收割，并直接放入压缩箱的进料口中。

进一步地，所述活动推压板朝向进料口的一侧设置有呈圆弧形的导向凹口。这样，物料容易被压缩成捆状，方便打捆机构对物料进行打捆。

进一步地，所述车架的底部设置有放置绑绳的储存箱。

进一步地，所述通孔与活动推压板为间隔设置。

进一步地，所述压缩箱的高度为40～60cm。

进一步地，所述打结器和针杆的数量相同，且数量均为3～5个。

进一步地，它还包括设置在拖拉机操作室内的控制箱，所述控制箱的控制信号输出端分别与捡拾机构、收割机构、液压压缩机构、以及打捆机构的控制信号输入端连接。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

其一，本发明的农林废弃物捡拾打捆装置由拖拉机提供作业和牵引动力，液压抓手可满足拖拉机周边任意位置枝丫柴的捡拾、喂入液压压缩机构和装车等工作要求，收割机构对于临近路边的生物质燃料，用液压抓手抓紧后，可以启动收割机构完成剪切收割，并直接放入压缩箱的进料口中，转运和作业灵活，能够适应山区作业，大幅提高了生物质燃料运输状态的密度，提高了运输效率，降低了运输成本。

其二，本发明的压缩箱进料口为敞开式，进口宽敞，方便捡拾机构将把物料顺利放入，经过压缩机构和打捆机构压缩打捆后，最后由捡拾机构直接把捆包装车，一次完成作业，机械化程度高、劳动强度小、工作效率高、通用性强。

其三，本发明的打捆机构可以通过打结器和送针机构相配合使用对大多数枝丫柴和全部能源草的压缩打捆作业，灵活便捷，既实现了打捆作业的自动化，也大幅压缩了打捆机构的尺寸。

其四，本发明的压缩箱高度为40～60cm，这样可以对打捆尺寸进行了限制，与破碎机的进料口相匹配，在破碎时可直接喂入，尽可能大地提高破碎效率。

附图说明

图1为一种农林废弃物捡拾打捆装置的立体结构示意图；

图2为图1中拖拉机上方部件的立体放大结构示意图；

图3为图1中拖拉机后方部件的立体放大结构示意图；

图中：拖拉机1、车架2、捡拾机构3、收割机构4、液压压缩机构5、打捆机构6、液压抓手7、机械臂组件8、基座9、支架台10、第一液压缸11、活动推压板12、进料口13.1、出料口13.2、压缩箱14、第二液压缸15、挡板16、液压管17、旋转轴18、打结器19、液压马达20、送针机构21、摇臂轴22、安装轴23、针杆24、绑绳25、通孔26、旋转机械臂27、第三液压缸28、一级机械臂29、第四液压缸30、二级机械臂31、第五液压缸32、安装支架33、导向凹口34、储存箱35。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图中所示的一种农林废弃物捡拾打捆装置，安装在拖拉机1上用于对农林废弃物捡拾打捆，拖拉机1的尾部挂接有车架2，它包括捡拾机构3、收割机构4、液压压缩机构5、以及打捆机构6，还包括设置在拖拉机1操作室内的控制箱，控制箱的控制信号输出端分别与捡拾机构3、收割机构4、液压压缩机构5、以及打捆机构6的控制信号输入端连接。捡拾机构3包括液压抓手7、用于驱动液压抓手7上下移动和周向旋转的机械臂组件8、以及用于安装机械臂组件8的基座9，基座9与设置在拖拉机1后桥上的支架台10固定连接；收割机构4设置在液压抓手7的正下方与其固定连接；液压抓手7的正下方设置有用于安装收割机构4的安装支架33，收割机构4为用于剪断农林废弃物的液压剪。液压抓手7可满足拖拉机周边任意位置枝丫柴的捡拾、喂入液压压缩机构5和装车等工作要求。收割机构4对于临近路边的生物质燃料，用液压抓手7抓紧后，可以启动收割机构4完成剪切收割，并直接放入压缩箱14的进料口中。

液压压缩机构5包括若干个并排设置在车架2前端的第一液压缸11、与第一液压缸11伸缩端固定连接的活动推压板12、设置在车架2后端与活动推压板12正对布置且具有进料口13.1和出料口13.2的压缩箱14、以及设置在压缩箱14的出料口13.2处通过第二液压缸15驱动开闭的挡板16；第一液压缸11的液压油进口通过液压管17与拖拉机1的液压输出油箱连接，活动推压板12可在第一液压缸11的驱动下朝向进料口13.1运动进入压缩箱14内与挡板16配合形成用于压缩物料的压缩空间，活动推压板12朝向进料口13.1的一侧设置有呈圆弧形的导向凹口34，压缩箱14的高度为40～60cm，这样可以使包捆尺寸与破碎机进料口相适应，提高破碎机的工作效率。

打捆机构6包括设置在压缩箱14顶部与进料方向垂直布置的旋转轴18、若干个设置在旋转轴18上的打结器19、安装在旋转轴18的一端用于驱动旋转轴18旋转的液压马达20、以及安装压缩箱14的两侧侧壁上用于与打结器19配合使用的送针机构21。送针机构21包括设置在压缩箱14两侧通过内置电机驱动旋转的摇臂轴22、设置在车架2底部与两侧摇臂轴22底端固定连接的安装轴23、以及若干个设置在安装轴23上且与打结器19相对布置的针杆24，打结器19和针杆24的数量相同，且数量均为3～5个，针杆24与打结器19之间穿设有绑绳25，车架2上设置有用于供针杆24穿过将绑绳25送入打结器19的通孔26，通孔26与活动推压板12为间隔设置。车架2的底部设置有放置绑绳25的储存箱35。待进料口13.1堆放足够的物料，由第一液压缸11推动活动推压板12对物料进行压缩，穿设在针杆24与打结器19之间的绑绳25会随着物料进入压缩箱14，当物料被压缩到合适密度的时候，针杆24沿顺时针方向旋转将绑绳25送入打结器19中，绑绳25将物料围成一个圈，然后液压马达20开始驱动打捆机构6工作，完成压缩、打结工作。

上述技术方案中，机械臂组件8包括竖向穿设在基座9内通过内置液压马达驱动自转的旋转机械臂27、与旋转机械臂27顶端铰接且通过第三液压缸28驱动上下移动的一级机械臂29、以及与一级机械臂29顶端铰接且通过第四液压缸30驱动上下移动的二级机械臂31，一级机械臂29和二级机械臂31可在旋转机械臂27的驱动下带动液压抓手7以旋转机械臂27为轴周向旋转。二级机械臂31的操作端与液压抓手7铰接，液压抓手7与二级机械臂31之间设置有用于驱动液压抓手7上下移动的第五液压缸32。这样，液压抓手7不仅可以直接抓取周边的枝丫柴和能源草放入进料口，还可以直接抓住工作半径内未收割的农林废弃物。

本发明的工作过程为：作业前，由农民到山上对枝丫柴和能源草进行收割和简单整理，并运输至路边，由拖拉机1把本发明的装置牵引至物料堆放点附近，活动推压板12处于最前端，挡板16处于闭合状态。作业时，一方面，捡拾机构3可直接抓取周边的枝丫柴和能源草放入压缩箱14的进料口13.1中；另一方面，捡拾机构3的液压抓手7可直接抓住工作半径内未收割的农林废弃物，经收割机构4进行收割后，直接放入压缩箱14的进料口13.1。待进料口13.1堆放足够的物料后，由第一液压缸11推动活动推压板12对物料进行压缩，这时穿设在针杆24与打结器19之间的绑绳25会随着物料进入压缩箱14，当物料被压缩到合适密度的时候，针杆24沿顺时针方向旋转将绑绳25送入打结器19中，绑绳25将物料围成一个圈，然后液压马达20开始驱动打捆机构6工作，完成压缩、打结工作。压缩、打结工作完成后，打开压缩箱14后面的挡板16，活动推压板12继续向后推，直至把整捆物料完全推出压缩箱14；捡拾机构3则把包捆捡拾起来并放置到旁边的运输车上，从而完成物料的装车工作，并开始下一个工作循环。待一个地点的物料装车完毕后，可由拖拉机牵引整套设备到下一个工作地点进行作业。

以上，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。