马铃薯收获机的土薯分离装置的制作方法

本发明涉及农业机械技术领域，尤其涉及马铃薯收获机的土薯分离装置。

背景技术：

目前常用的马铃薯收获机的杆条式土薯分离装置的工作原理如图8所示，动力由变速箱传送到驱动轴上使其转动，驱动轴通过动杆条升运链将动力传输到从动轴；驱动轴通过链传动方式将动力输送到抖动轮激振机构，带动杆条升运链振动；限深轮起支撑和调节挖掘铲入土角度作用；作业时，杆条升运链将挖掘铲挖掘上来的土壤及薯块与土壤的混合物进行抖动、疏松，使得破碎分离的土块从杆条升运链的杆条间隙落下，而分离干净的薯块则成条状铺放在该装置的后面，再由人工捡拾完成马铃薯的收获。

该技术的缺点：

1、在土壤粘重较大的条件下，土壤对马铃薯的粘附力较大，土壤容易结块，使得土薯分离效果不好，明薯率较低。

2、由于在杆条升运链上进行振动分离泥土，被抛起的马铃薯在落下时碰撞杆条，容易造成马铃薯损伤，尤其是薯皮损伤较为严重。

3、采用抖动轮激振的方式对升运链进行振动，调节其振幅须通过改变抖动轮大小或手动调整抖动轮相对位置来实现，操作不便；且其振动频率不可调，不能满足多工况要求，不利于最佳工况点的寻找。

另外，还有一种马铃薯收获机的杆条式压力碎土土薯分离装置，工作原理如图9所示。前导轴提供工作动力并将动力通过杆条式碎土传动链传输到后导轴上，再由后导轴通过链传送方式将动力传输到驱动轴上，最后再由驱动轴将动力传输给抖动轮激振机构、从动轴；工作时，杆条升运链将挖掘上来的薯块与土壤的混合物向后输送、碎土，碎土机构与杆条升运链对挖掘产挖掘上来的薯、土和大的硬土块进行碾压、揉搓，去除粘附在马铃薯上的粘重土壤；已经破碎分离的土块从杆条升运链的杆条间隙落下，而分离干净的薯块则成条状铺放在该装置后面，再由人工捡拾；碎土机构中杆条式碎土传动链的线速度(v1)略大于杆条升运链的线速度(v2):v1＝1.34m/s、v2＝1.2m/s，杆条式碎土传动链与杆条升运链产生相对运动，对挖掘上来的薯、土有碾压、揉搓的作用，从而更有效的去除粘附在马铃薯上的粘重土壤，达到薯、土分离更加彻底，减少大土块，提高明薯率。

该技术的缺点：

1、由于马铃薯在杆条升运链上进行抖动输送，在落下时会与杆条碰撞，容易造成马铃薯表层损伤，尤其是薯皮损伤较为严重。

2、采用抖动轮激振机构使升运链发生抖动，调节其振幅须通过改变抖动轮大小或手动调整抖动轮相对位置来实现，操作不便；且其振动频率不可调，不能满足多工况要求，不利于最佳工况点的寻找。

因此设计一种土薯分离效果好且不伤薯的土薯分离装置，对于解决目前小型马铃薯收获机械存在的问题有着重要意义。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提出一种能解决上述不足的马铃薯收获机的土薯分离装置技术方案。

具体技术方案为：

马铃薯收获机的土薯分离装置，包括机架，机架从前到后依次安装有柔性防损伤机构、粘性土清理机构；柔性防损伤机构、粘性土清理机构下方安装有杆条土薯分离机构；杆条土薯分离机构上方与柔性防损伤机构、粘性土清理机构之间留有运输通道，并且沿着机架前后方向，杆条土薯分离机构与柔性防损伤机构、粘性土清理机构之间的运输通道逐渐变小；机架底部安装有限深轮；所述粘性土清理机构不少于三组；柔性防损伤机构、粘性土清理机构、杆条土薯分离机构分别通过传动机构进行动力连接。

所述柔性防损伤机构包括轴ⅳ、轴ⅴ、柔性杆条输送带；所述轴ⅳ、轴ⅴ两端分别通过轴承平行的安装在机架上；所述柔性杆条输送带套在轴ⅳ和轴ⅴ之间；所述柔性杆条输送带的表面包含有数根柔性杆条，柔性杆条与轴ⅳ平行；所述柔性杆条表面包裹有橡胶层，所述橡胶层呈荆棘状。

所述粘性土清理机构包括轴ⅵ、双链轮、轴承、轴承座、橡胶刮泥辊、螺母；所述轴ⅵ通过轴承和轴承座安装在机架上；所述轴ⅵ一端带有螺纹；所述双链轮通过轴ⅵ上的轴肩与螺母安装在轴ⅵ有螺纹的一端上；所述橡胶刮泥辊表面有一层刮泥片；所述橡胶刮泥辊包裹在轴ⅵ上。

所述杆条土薯分离机构包括杆条输送带、轴ⅰ、液压激振机构、轴ii、支撑导轮、间隙调整机构；所述杆条输送带包含有数根杆条；；所述轴ⅰ、轴ii和间隙调整机构中的轴iii依次通过轴承安装在机架上，轴ⅰ、轴ii、轴iii相互平行，轴iii位于粘性土清理机构下方，轴ⅰ位于柔性防损伤机构下方，轴ii设置在轴ⅰ、轴iii之间，所述杆条输送带安装在轴ⅰ、轴iii之间，并通过轴ii变向；所述支撑导轮固定连接在机架上并位于轴ⅰ、轴ii、轴iii之间，支撑导轮对所述杆条输送带提供支撑；两个液压激振机构布置并安装在机架两侧，使杆条输送带产生振动。

所述液压激振机构包括杆接头、双活塞液压缸、液压缸安装板、托辊；所述杆接头通过螺纹连接在双活塞液压缸的活塞杆杆头上；所述托辊空套在杆接头无螺纹的一端，紧靠所述杆条输送带；所述双活塞液压缸通过螺栓安装在液压缸安装板上；所述液压缸安装板通过螺栓安装在机架上。

所述间隙调整机构包括轴ⅲ轴承、轴ⅲ轴承座、导向轮、轴ⅲ、弹簧、调整螺母、弹簧支撑板、导杆；所述轴ⅲ轴承安装在轴ⅲ轴承座内部；所述轴ⅲ轴承座通过螺栓连接在机架上，其下端焊接有两根带有全螺纹的导杆；所述弹簧支撑板通过螺栓连接在机架上；所述导杆上空套弹簧，并穿过所述弹簧支撑板，在所述导杆下端用调整螺母固定；所述导向轮通过所述轴ⅲ的轴肩及键连接方式安装在轴ⅲ上。

所述的传动机构，包括链条；动力由所述轴ii输入，轴ii通过杆条输送带分别带动轴ⅰ、轴ⅲ转动；所述轴ii通过链条分别与轴ⅴ和轴ⅵ连接；所述轴ⅴ通过柔性杆条输送带将动力输送给轴ⅳ，链条上设置有张紧轮；并且轴ii为杆条输送带提供的线速度与轴ⅴ为柔性杆条输送带提供的线速度、轴ⅵ为橡胶刮泥辊提供的线速度不一致。

本发明技术方案带来的有益效果

1、采用柔性防损伤机构将马铃薯夹持运输，在不影响土薯分离效果的同时，大幅度减少了马铃薯在升运链上由于机械碰撞所产生的损伤。

2、采用粘性土清理机构进一步改善马铃薯与泥土分离效果，提高明薯率。

3、采用液压激振方式有利于调节液压控制参数获得最佳工况参数，优化装置的工作性能(寿命、分离效果)，可满足多工况要求，且其响应速度快。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的工作原理图；

图3为本发明的柔性防损伤机构结构示意图；

图4为本发明的粘性土清理机构结构示意图；

图5为本发明的杆条土薯分离机构结构示意图；

图6为本发明的液压激振机构结构示意图；

图7为本发明的间隙调整机构结构示意图；

图8为现有技术之一的工作原理图；

图9为现有技术之二的工作原理图。

具体实施方式

结合附图说明本发明的具体结构示意图。

如图1和图2所示，马铃薯收获机的土薯分离装置，包括机架1，机架1从前到后依次安装有柔性防损伤机构2、粘性土清理机构3；柔性防损伤机构2、粘性土清理机构3下方安装有杆条土薯分离机构4；杆条土薯分离机构4上方与柔性防损伤机构2、粘性土清理机构3之间留有运输通道，并且沿着机架1前后方向，杆条土薯分离机构4与柔性防损伤机构2、粘性土清理机构3之间的运输通道逐渐变小；机架1底部安装有限深轮5；所述粘性土清理机构3不少于三组；柔性防损伤机构2、粘性土清理机构3、杆条土薯分离机构4分别通过传动机构进行动力连接。

如图3所示，所述柔性防损伤机构2包括轴ⅳ21、轴ⅴ22、柔性杆条输送带23；所述轴ⅳ21、轴ⅴ22两端分别通过轴承平行的安装在机架1上；所述柔性杆条输送带23套在轴ⅳ21和轴ⅴ22之间；所述柔性杆条输送带23的表面包含有数根柔性杆条231，柔性杆条231与轴ⅳ21平行；所述柔性杆条231表面包裹有橡胶层，所述橡胶层呈荆棘状。

如图4所示，所述粘性土清理机构3包括轴ⅵ31、双链轮32、轴承33、轴承座34、橡胶刮泥辊35、螺母36；所述轴ⅵ31通过轴承33和轴承座34安装在机架1上；所述轴ⅵ31一端带有螺纹；所述双链轮32通过轴ⅵ31上的轴肩与螺母36安装在轴ⅵ31有螺纹的一端上；所述橡胶刮泥辊35表面有一层刮泥片；所述橡胶刮泥辊35包裹在轴ⅵ31上。

如图5所示，所述杆条土薯分离机构4包括杆条输送带41、轴ⅰ42、液压激振机构43、轴ii44、支撑导轮45、间隙调整机构46；所述杆条输送带41包含有数根杆条411；所述杆条411表面包裹有一层橡胶；所述轴ⅰ42、轴ii44和间隙调整机构46中的轴iii464依次通过轴承安装在机架1上，轴ⅰ42、轴ii44、轴iii464相互平行，轴iii464位于粘性土清理机构3下方，轴ⅰ42位于柔性防损伤机构2下方，轴ii44设置在轴ⅰ42、轴iii464之间，所述杆条输送带41安装在轴ⅰ42、轴iii464之间，并通过轴ii44变向；所述支撑导轮45固定连接在机架1上并位于轴ⅰ42、轴ii44、轴iii464之间，支撑导轮45对所述杆条输送带41提供支撑；两个液压激振机构43布置并安装在机架1两侧，使杆条输送带41产生振动。

如图6所示，所述液压激振机构43包括杆接头431、双活塞液压缸432、液压缸安装板433、托辊434；在所述杆接头431通过螺纹连接在双活塞液压缸432的活塞杆杆头上；所述托辊434空套在杆接头431无螺纹的一端，紧靠所述杆条输送带41；所述双活塞液压缸432通过螺栓安装在液压缸安装板433上；所述液压缸安装板433通过螺栓安装在机架1上。

如图7所示，所述间隙调整机构46包括轴ⅲ轴承461、轴ⅲ轴承座462、导向轮463、轴ⅲ464、弹簧465、调整螺母466、弹簧支撑板467、导杆468；所述轴ⅲ轴承461安装在轴ⅲ轴承座462内部；所述轴ⅲ轴承座462通过螺栓连接在机架1上，其下端焊接有两根带有全螺纹的导杆468；所述弹簧支撑板467通过螺栓连接在机架1上；所述导杆468上空套弹簧465，并穿过所述弹簧支撑板467，在所述导杆468下端用调整螺母466固定；所述导向轮463通过所述轴ⅲ464的轴肩及键连接方式安装在轴ⅲ464上。

所述的传动机构，包括链条7；动力由所述轴ii44输入，轴ii44通过杆条输送带41分别带动轴ⅰ42、轴ⅲ464转动；所述轴ii44通过链条7分别与轴ⅴ22和轴ⅵ31连接；所述轴ⅴ22通过柔性杆条输送带23将动力输送给轴ⅳ21，链条7上设置有张紧轮6；并且轴ii44为杆条输送带41提供的线速度与轴ⅴ22为柔性杆条输送带23提供的线速度、轴ⅵ31为橡胶刮泥辊35提供的线速度不一致。

装置工作原理：动力由轴ii44输入，通过杆条输送带41分别带动轴ⅰ42、轴ⅲ464转动；所述轴ii44通过链条7将动力输送给轴ⅴ22和粘性土清理机构3中的轴ⅵ31；所述轴ⅴ22通过柔性杆条输送带23将动力输送给轴ⅳ21。

工作时，柔性防损伤机构2、粘性土壤清理机构3和杆条土薯分离机构4将薯块与土壤的混合物8夹持并向后运输，激振液压机构2对杆条输送带41进行激振，薯块与土壤的混合物8中的土壤受到抖动、疏松、振动、破碎作用，从杆条411的间隙落下；薯块与土壤的混合物8在经粘性土清理机构3清泥后，则成条状铺放在该装置后面。

所述柔性防损伤机构2与杆条土薯分离机构4相互作用工作原理：柔性杆条输送带23的柔性杆条231外层套有荆棘状的橡胶套，这使得马铃薯在由于激振力上抛的过程中受到柔性杆条231的弹力作用，减少了马铃薯与杆条411和柔性杆条231的刚性碰撞，降低了伤薯率；随着柔性杆条输送带23与杆条输送带41之间间隙的减少，薯块与土壤的混合物8将被夹持在柔性杆条输送带23与杆条输送带41之间，在不改变土薯分离效果的同时大幅度减少了马铃薯与杆条输送带41之间的碰撞，降低了伤薯率；同时杆条输送带41的线速度与柔性杆条输送带23的线速度不同，能对马铃薯进行揉搓和挤压，增强土薯分离效果；柔性杆条231外层荆棘状的橡胶套有助于破碎包裹在马铃薯表层的粘性土壤，进一步增强土薯分离效果；经过柔性防损伤机构2处理后的薯块与土壤的混合物8进入粘性土清理机构3继续处理。

所述粘性土清理机构3与杆条输送带41相互作用工作原理：粘性土清理机构3与杆条输送带41的线速度不同，二者间会产生相对运动，橡胶刮泥辊35对薯块与土壤的混合物8进行刮泥处理，进一步去除粘附在马铃薯表面的粘重黏土；随着马铃薯向后输送，粘性土清理机构3与杆条输送带41之间的间隙逐步减少，薯块与土壤的混合物8受挤压状态下进行刮泥处理，提高土薯分离效果。

液压激振机构43的工作原理：在液压控制作用下，双活塞液压缸432的活塞杆产生一定频率和振幅的上下振动，从而使杆接头431和托辊434一起振动，托辊434再带动杆条输送带41振动；通过液压控制，可以改变液压激振机构43的工作频率和振幅。

间隙调整机构46的工作原理：由于粘性土清理机构3与杆条输送带41之间的间隙逐步减少，薯块与土壤的混合物8在杆条输送带41的输送作用下，挤压在粘性土清理机构3和杆条输送带41间的马铃薯，当马铃薯的挤压力达到一定时，弹簧465被压缩，粘性土清理机构3与杆条输送带41之间的间隙增大，防止马铃薯在杆条输送带41上出现堆积，减少马铃薯损伤，保证马铃薯的正常输送；通过调整螺母466可以调节弹簧465的压缩量，从而改变粘性土清理机构3与杆条输送带41之间的间隙和对马铃薯的挤压力。