一种割绳装置及割绳方法与流程

本发明涉及农业生产装备技术领域，尤其涉及一种用于打结器的割绳装置及割绳方法。

背景技术：

农作物秸秆是工业、农业生产的重要生产资源，秸秆除了作燃料外，还可以作为肥料、饲料和工业原料。收获农作物秸秆的主要设备是打捆机，打结器是打捆机的核心部件，是将捆绳打出绳结捆扎农作物秸秆的自动装置。现有的割绳装置和割绳方法，结构复杂，操作不便，而且割绳方法不够合理，造成割绳浪费。

中国专利文献(公告日：2013年3月13日，公告号：cn102124874b)公开了一种用于农作物秸秆或牧草方草捆自动打结装置，该装置安装在压捆机尾部的打结器主轴上，能够模拟人手双指将送绳机构送上的绳子夹持，并完成捆扎打结所需的搭绳、夹绳、绕绳、咬绳、割绳和脱扣动作，实现对压实草捆的自动捆扎和打结。该装置主要由复合齿盘、打结器支架、以及装配在打结器支架上的割绳刀臂、打结绕绳手指、打结勾钳手指、间歇式夹绳盘组件和夹绳盘驱动机构等组成。本发明结构简单，便于加工，制造成本低，打结可靠性高，可用于方草捆压捆机的自动打结。

技术实现要素：

本发明是为了解决现有技术中割绳装置结构复杂，操作不便，而且割绳方法不够合理，容易造成割绳浪费等问题，而提供一种结构简单，设计合理，操作方便，而且通过该割绳装置进行割绳的方法，操作简便，割绳不会造成浪费的割绳装置和割绳方法。

本发明实现其第一个发明目的所采用的技术方案是：

一种割绳装置，包括：

支架，用于实现支撑与安装的架体；

驱动齿轮盘；所述的驱动齿轮盘的盘面上设置有在径向上错开的一段直齿锥齿轮和一段斜齿锥齿轮；

蜗杆部件，用于实现传动的部件，所述的蜗杆部件分别与驱动齿轮盘和夹绳盘机构传动连接；所述的驱动齿轮盘的轮毂与斜齿锥齿轮之间设置有沟槽凸轮；

夹绳盘机构，夹绳盘机构设置在支架上，所述的夹绳盘机构上设置有与蜗杆部件相互啮合的圆柱斜齿轮；

打结机构，所述的打结机构上设置有与驱动齿轮盘上的直齿锥齿轮相啮合的打结嘴锥齿轮；

割绳机构，通过驱动齿轮盘带动实现割绳；所述的割绳机构包括刀臂和割绳刀；所述的驱动齿轮盘上的沟槽凸轮驱使刀臂摆动通过割绳刀完成割绳。

该割绳装置，通过对割绳机构与打结器其他机构的巧妙配合，在驱动齿轮盘上径向错开的设置有直齿锥齿轮和斜齿锥齿轮，同时在驱动齿轮盘上还设置有沟槽凸轮，直齿锥齿轮与打结嘴锥齿轮啮合，驱动打结嘴完成绕扣动作和咬捆绳动作，斜齿锥齿轮与蜗杆锥齿轮啮合，驱动夹绳盘完成夹绳动作，在驱动齿盘的轮毂与不完全锥齿轮之间设置控制割绳刀臂动作的凹槽凸轮，驱动刀臂完成导绳、割绳动作。该割绳装置，整个割绳过程连贯性能好，割绳效果好，而且割绳机构与驱动齿轮盘配合使得割绳更为精确。

作为优选，所述的支架上设置有动力轴孔、割绳刀臂轴孔、打结嘴轴孔、蜗杆传动轴孔和夹绳盘轴孔，各轴孔轴线之间呈空间异面结构设置；所述的蜗杆传动轴孔和打结嘴轴孔呈双角度结构设置。动力轴孔、割绳刀臂轴孔、打结嘴轴孔、蜗杆传动轴孔和夹绳盘轴孔，各轴孔轴线之间呈空间异面关系，尤其是蜗杆传动轴孔和打结嘴轴孔具有双角度，上述结构的设置使得整个结构更加精巧，各机构高度精准配合，各轴孔之间的角度能够保证各动作的完成。

作为优选，所述的蜗杆部件包括蜗杆和蜗杆传动轴，所述的蜗杆设置在蜗杆传动轴的一端，所述的蜗杆传动轴的另一端设置有与斜齿锥齿轮相啮合的蜗杆锥齿轮。蜗杆部件的上述结构使得夹绳盘机构能够在驱动齿轮盘的带动下实现夹绳，这样的结构也有保证割绳的顺利进行，保证割绳的力度。

作为优选，所述的夹绳盘机构包括夹绳盘轴、夹绳盘、夹绳静片、夹绳动片和限位弹片；所述的夹绳盘轴穿设在支架上，所述的圆柱斜齿轮设置在支架外侧的夹绳盘轴上，所述的夹绳静片和夹绳动片间隔设置在夹绳盘轴上。夹绳盘机构的上述结构是为了保证能够顺利夹绳，同时通过限位弹片对夹绳盘进行限位，以方便割绳过程的顺利进行，当驱动齿轮盘与蜗杆锥齿轮啮合旋转，进而通过蜗杆传动轴、蜗杆带动夹绳盘旋转，当夹绳盘旋转1/8圆周时，把送绳针送来的绳夹入与夹绳盘配合使用的夹绳动片之间的空隙，使捆绳牢牢的被夹住，为下一步的割绳提供保障。

作为优选，所述的夹绳动片与夹绳盘之间配合设置有夹绳空隙；所述的夹绳盘上均布有夹绳缺口。夹绳空隙和夹绳缺口的设置是为了方便送绳和夹绳。

作为优选，所述的限位弹片设置在支架上并且对应夹绳盘设置。限位弹片的设置是为了实现对夹绳盘的限位。

作为优选，所述的打结机构包括打结嘴和钩钳机构，所述的打结嘴通过轴承与支架转动连接，所述的打结嘴锥齿轮通过圆柱销固定在打结嘴上。打结嘴和钩钳机构的上述结构是为了实现良好的绕圈和打结。

作为优选，所述的钩钳机构包括钩钳和钩钳压板，所述的钩钳上设置有打结嘴开合滚轮；所述的钩钳压板内侧设置有滚轮导向槽；所述的钩钳压板外侧设置有钩钳压板限位板。钩钳上设置打结嘴开合滚轮是为了与滚轮导向槽配合实现钩钳的开合，进而实现钩绳打结。

作为优选，所述的刀臂呈v型槽结构设置有固定刀臂和转动刀臂，所述的固定刀臂上设置有强制脱扣缺口，所述的转动刀臂上设置有刀臂棱廓；所述的割绳刀设置在固定刀臂和转动刀臂连接的一端；所述的转动刀臂上远离与固定刀臂连接的一端设置有刀臂滚轮。刀臂上设置不规则的刀臂棱廓主要是完成导绳，从而使捆绳可靠的搭在打结嘴上，刀臂上的强制脱扣缺口作用为将绳圈从打结嘴表面强制脱下，刀臂滚轮和割绳刀组成的部件主要是用来完成割绳。

本发明实现其第二个发明目的所采用的技术方案是：

一种通过割绳装置进行割绳的方法，包括以下步骤：(1)送绳和搭绳：送绳针将捆绳送到夹绳盘的夹绳缺口位置，捆绳在负载力的作用下沿着刀臂棱廓滑行至槽底，使捆绳可靠的搭在打结嘴上；(2)夹绳：驱动齿轮盘与蜗杆锥齿轮啮合旋转，从而通过蜗杆传动轴、蜗杆带动夹绳盘旋转，当夹绳盘旋转1/8圆周时，把送绳针送来的捆绳夹入与夹绳盘配合使用的夹绳动片之间的夹绳空隙，使捆绳牢牢的被夹住；(3)打结：驱动齿轮盘与打结嘴锥齿轮啮合旋转，打结嘴进行绕扣动作，当打结嘴旋转3/4圆周后，打结嘴上形成绳圈，同时钩钳尾部的打结嘴开合滚轮正好到达滚轮导向槽，驱使钩钳张开，完成钩钳咬捆绳动作；送绳针回位并把捆绳放到刚好转到上面的夹绳盘的夹绳缺口里，做为下一次打结前绳头；(4)割绳：驱动齿轮盘继续转动，驱动齿轮盘的沟槽凸轮驱使刀臂摆动带动割绳刀完成割绳。

该割绳方法，操作连贯性能好，精度高，而且割绳短，浪费少。

本发明的有益效果是：该割绳装置，整个割绳过程连贯性能好，割绳效果好，而且割绳机构与驱动齿轮盘配合使得割绳更为精确。该割绳方法，操作连贯性能好，精度高，而且割绳短，浪费少。

附图说明

图1是本发明割绳装置一种结构示意图；

图2是本发明割绳装置的另一角度的结构示意图；

图3是本发明中支架的一种结构示意图；

图4是本发明中驱动齿轮盘与蜗杆部件和打结机构的一种连接结构示意图；

图5是本发明中钩钳机构的一种结构示意图；

图6是本发明中钩钳压板与钩钳压板限位板的一种安装结构示意图；

图7是本发明中送绳和搭绳的一种结构示意图；

图8是本发明中夹绳的一种结构示意图；

图9是本发明中打结的一种结构示意图；

图10是本发明中割绳的一种结构示意图；

图11是本发明中脱扣的一种结构示意图；

图中：1、支架，2、驱动齿轮盘，3、直齿锥齿轮，4、斜齿锥齿轮，5、蜗杆部件，6、夹绳盘机构，7、沟槽凸轮，8、圆柱斜齿轮，9、打结机构，10、打结嘴锥齿轮，11、割绳机构，12、刀臂，13、割绳刀，14、动力轴孔，15、割绳刀臂轴孔，16、打结嘴轴孔，17、蜗杆传动轴孔，18、夹绳盘轴孔，19、滚轮导向槽，20、蜗杆，21、蜗杆传动轴，22、蜗杆锥齿轮，23、夹绳盘机构，24、夹绳盘轴，25、夹绳盘，26、夹绳静片，27、夹绳动片，28、限位弹片，29、夹绳空隙，30、夹绳缺口，31、打结嘴，32、钩钳机构，33、轴承，34、圆柱销，35、钩钳，36、钩钳压板，37、打结嘴开合滚轮，38、钩钳压板限位板，39、固定刀臂，40、转动刀臂，41、强制脱扣缺口，42、刀臂棱廓，43、刀臂滚轮，44、捆绳。

具体实施方式

下在通过具体实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。

实施例1：

在图1、图2、图3所示的实施例中，一种割绳装置，包括：

支架1，用于实现支撑与安装的架体；

驱动齿轮盘2；驱动齿轮盘2的盘面上设置有在径向上错开的一段直齿锥齿轮3和一段斜齿锥齿轮4；

蜗杆部件5，用于实现传动的部件，蜗杆部件5分别与驱动齿轮盘2和夹绳盘机构6传动连接；驱动齿轮盘2的轮毂与斜齿锥齿轮4之间设置有沟槽凸轮7；

夹绳盘机构6，夹绳盘机构6设置在支架1上，夹绳盘机构6上设置有与蜗杆部件5相互啮合的圆柱斜齿轮8；

打结机构9，打结机构9上设置有与驱动齿轮盘2上的直齿锥齿轮3相啮合的打结嘴锥齿轮10；

割绳机构11，通过驱动齿轮盘2带动实现割绳；割绳机构11包括刀臂12和割绳刀13；驱动齿轮盘2上的沟槽凸轮7驱使刀臂12摆动通过割绳刀13完成割绳。

支架1上设置有动力轴孔14、割绳刀臂轴孔15、打结嘴轴孔16、蜗杆传动轴孔17和夹绳盘轴孔18(见图3)，各轴孔轴线之间呈空间异面结构设置；蜗杆传动轴孔17和打结嘴轴孔16呈双角度结构设置。

蜗杆部件5包括蜗杆20和蜗杆传动轴21(见图4)，蜗杆20设置在蜗杆传动轴21的一端，蜗杆传动轴21的另一端设置有与斜齿锥齿轮4相啮合的蜗杆锥齿轮22。

夹绳盘机构23包括夹绳盘轴24、夹绳盘25、夹绳静片26、夹绳动片27和限位弹片28；夹绳盘轴24穿设在支架1上，圆柱斜齿轮8设置在支架11外侧的夹绳盘轴24上，夹绳静片26和夹绳动片27间隔设置在夹绳盘轴24上。

夹绳动片27与夹绳盘25之间配合设置有夹绳空隙29；夹绳盘25上均布有夹绳缺口30。

限位弹片28设置在支架1上并且对应夹绳盘25设置。

打结机构9包括打结嘴31和钩钳机构32(见图5)，打结嘴31通过轴承33与支架1转动连接，打结嘴锥齿轮10通过圆柱销34固定在打结嘴31上。

钩钳机构32包括钩钳35和钩钳压板36，钩钳35上设置有打结嘴开合滚轮37；钩钳压板36内侧设置有滚轮导向槽19；钩钳压板36外侧设置有钩钳压板限位板38(见图6)。

刀臂12呈v型槽结构设置有固定刀臂39和转动刀臂40，固定刀臂39上设置有强制脱扣缺口41，转动刀臂40上设置有刀臂棱廓42；割绳刀13设置在固定刀臂39和转动刀臂40连接的一端；转动刀臂上40远离与固定刀臂39连接的一端设置有刀臂滚轮43。

如图7、图8、图9、图10、图11所示，一种通过割绳装置进行割绳的方法，包括以下步骤：(1)送绳和搭绳：送绳针将捆绳44送到夹绳盘25的夹绳缺口30位置，捆绳44在负载力的作用下沿着刀臂棱廓42滑行至槽底，使捆绳44可靠的搭在打结嘴31上；(2)夹绳：驱动齿轮盘2与蜗杆锥齿轮22啮合旋转，从而通过蜗杆传动轴21、蜗杆20带动夹绳盘25旋转，当夹绳盘25旋转1/8圆周时，把送绳针送来的捆绳44夹入与夹绳盘25配合使用的夹绳动片之间的夹绳空隙29，使捆绳44牢牢的被夹住；(3)打结：驱动齿轮盘2与打结嘴锥齿轮10啮合旋转，打结嘴31进行绕扣动作，当打结嘴31旋转3/4圆周后，打结嘴31上形成绳圈，同时钩钳尾部的打结嘴开合滚轮37正好到达滚轮导向槽45，驱使钩钳35张开，完成钩钳35咬捆绳动作；送绳针回位并把捆绳44放到刚好转到上面的夹绳盘25的夹绳缺口30里，做为下一次打结前绳头；(4)割绳：驱动齿轮2盘继续转动，驱动齿轮盘2的沟槽凸轮7驱使刀臂12摆动带动割绳刀13完成割绳。

打结器为一空间复合传动机构，驱动齿轮盘采用为精密铸造而成，盘面上设置径向错开的两段不完全锥齿轮，一段为直齿锥齿轮，一段为斜齿锥齿轮。其中直齿锥齿轮与打结嘴锥齿轮啮合，驱动打结嘴完成绕扣动作和咬捆绳动作。斜齿锥齿轮与蜗杆锥齿轮啮合，驱动夹绳盘完成夹绳动作。在驱动齿盘的轮毂与不完全锥齿轮之间设置控制割绳刀架动作的凹槽凸轮，驱动刀臂完成导绳、割绳和脱绳动作。

刀臂也采用为精密铸造而成，不规则的刀臂棱廓主要是完成导绳，从而使捆绳可靠的搭在打结嘴上。刀臂上的强制脱扣缺口作用为将绳圈从打结嘴表面强制脱下，和割绳刀组成的部件主要是用来完成割绳。

支架为精密铸造而成，机架上有五个轴孔分别为动力轴孔、割绳刀臂轴孔、打结嘴轴孔、蜗杆传动轴孔和夹绳盘轴孔，各轴孔轴线之间呈空间异面关系，尤其是蜗杆传动轴孔和打结嘴轴孔具有双角度。这样的结构使得打结器及割绳装置本身结构精巧，各机构高度精准配合，各轴孔之间的角度精确设计，配合使得打结器上的割绳装置能够可靠的完成打结割绳动作。

打结器割绳装置的工作原理及割绳方法如下：

1.送绳和搭绳(见图7)：送绳针将绳送到夹绳盘的夹绳缺口位置，由于捆绳有一定的负载，所以绳子在负载力的作用下沿着刀臂棱廓滑行至v型槽底，从而使捆绳可靠的搭在打结嘴上，完成送绳和搭绳动作。

2.夹绳(见图8)：驱动齿轮盘此时与蜗杆锥齿轮啮合旋转，从而通过蜗杆传动轴、蜗杆带动夹绳盘旋转。当夹绳盘旋转1/8圆周时，把送绳针送来的绳夹入与夹绳盘配合使用的夹绳动片之间的夹绳空隙，使捆绳牢牢的被夹住。

3.打结(见图9)：驱动齿轮盘此时与打结嘴锥齿轮啮合旋转，打结嘴进行绕扣动作，当打结嘴旋转3/4圆周后，打结嘴上形成绳圈，同时钩钳尾部的滚轮正好到达支架滚轮导向装置，驱使钩钳张开，完成钩钳咬捆绳动作。送绳针回位并把绳放到刚好转到上面的夹绳盘的夹绳缺口里，做为下一次打结前绳头。

4.割绳(见图10、图11)：驱动齿轮盘继续转动，驱动齿轮盘的沟槽凸轮驱使刀臂摆动完成割绳。刀臂上的强制脱扣缺口将绳圈从打结嘴表面强制脱下，并在脱扣的过程中使绳结拉紧，最终将绳子的一端从绳圈里掏出形成一个绳结。

该割绳装置，通过对割绳机构与打结器其他机构的巧妙配合，在驱动齿轮盘上径向错开的设置有直齿锥齿轮和斜齿锥齿轮，同时在驱动齿轮盘上还设置有沟槽凸轮，直齿锥齿轮与打结嘴锥齿轮啮合，驱动打结嘴完成绕扣动作和咬捆绳动作，斜齿锥齿轮与蜗杆锥齿轮啮合，驱动夹绳盘完成夹绳动作，在驱动齿盘的轮毂与不完全锥齿轮之间设置控制割绳刀臂动作的凹槽凸轮，驱动刀臂完成导绳、割绳动作。该割绳装置，整个割绳过程连贯性能好，割绳效果好，而且割绳机构与驱动齿轮盘配合使得割绳更为精确。