一/二/三自由度五连杆机构式集蔗装置的制作方法

本发明涉及甘蔗收割机部件结构，具体为一种一/二/三自由度五连杆机构式集蔗装置。

背景技术：

集蔗装置是甘蔗收割机的一个不可缺少的部件，主要实现甘蔗的收集和卸载工作，对甘蔗收割机自动化收割作业具有重要意义。

集蔗装置应具有车架上实现集蔗和卸载的功能，以结构简单、维护方便、节省劳动力、降低甘蔗收割作业成本、提高甘蔗收割机效率、降低甘蔗的损坏程度为设计原则。

国内种植地形较为复杂，根据各地甘蔗种植状况，集中研制的集蔗装置有一侧式倾卸集堆机构、双侧式倾卸集堆机构、三角形集堆机构和悬挂式集蔗机构等。

应用中表明，以上多种集蔗机构在甘蔗收割作业中未能实现收割作业的全自动化，表现为柔性化程度低，活动度低，不能适用于丘陵山区地带的甘蔗集蔗，甘蔗的自由卸载能力低。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出了一种柔性化程度高，活动度高，可适用于丘陵山区地带的甘蔗集蔗，并可实现自由卸载功能的一/二/三自由度五连杆机构式集蔗装置。

技术方案一：能够解决上述技术问题的一自由度五连杆机构式集蔗装置，其技术方案包括通过前、后车轮组行走的车架以及设于车架上的集蔗机构，所不同的是所述集蔗机构包括集蔗箱，所述集蔗箱的底部通过左、右位置的铰链结构或前、后位置的铰链结构安装于车架上，对应于左、右位置的铰连结构，集蔗箱的前方设有五连杆组件驱动集蔗箱向后卸载，对应于前、后位置的铰连结构，集蔗箱的左方或右方设有五连杆组件驱动集蔗箱向右或向左卸载；所述五连杆组件包括转动杆、摆动杆、传动杆和操控杆，所述转动杆和摆动杆的下端均铰连于车架上，所述操控杆的一端铰连于集蔗箱对应的部位上，所述摆动杆的上端铰连于操控杆的杆体上，所述操控杆的另一端铰连于传动杆的一端，所述传动杆的另一端铰连于转动杆的上端。

进一步，所述转动杆或摆动杆设置为伺服电机驱动的主动杆，所述伺服电机设于车架上。

技术方案二：能够解决上述技术问题的二自由度五连杆机构式集蔗装置，其技术方案包括通过前、后车轮组行走的车架以及设于车架上的集蔗机构，所不同的是所述集蔗机构包括集蔗箱，所述集蔗箱的底部通过左、右位置的铰链结构或前、后位置的铰链结构安装于安装于转动板上，所述转动板通过旋转副安装于车架上，对应于左、右位置的铰连结构，集蔗箱的前方设有五连杆组件驱动集蔗箱向后卸载，对应于前、后位置的铰连结构，集蔗箱的左方或右方设有五连杆组件驱动集蔗箱向右或向左卸载；所述五连杆组件包括转动杆、传动杆、摆动杆和操控杆，所述转动杆和摆动杆的下端均铰连于转动板上，所述操控杆的一端铰连于集蔗箱对应的部位上，所述摆动杆的上端铰连于操控杆的杆体上，所述操控杆的另一端铰连于传动杆的一端，所述传动杆的另一端铰连于转动杆的上端。

进一步，所述转动杆或摆动杆设置为伺服电机驱动的主动杆，所述伺服电机设于转动板上。

技术方案三：能够解决上述技术问题的三自由度五连杆机构式集蔗装置，其技术方案包括通过前、后车轮组行走的车架以及设于车架上的集蔗机构，所不同的是所述集蔗机构包括集蔗箱，所述集蔗箱的底部通过左、右位置的铰链结构或前、后位置的铰链结构安装于安装于转动板上，所述转动板通过旋转副安装于举升板上，所述举升板底部的后端铰连于车架上，举升板的底部前端与车架之间设有将举升板向后翻转的举升液压缸；对应于左、右位置的铰连结构，集蔗箱的前方设有五连杆组件驱动集蔗箱向后卸载，对应于前、后位置的铰连结构，集蔗箱的左方或右方设有五连杆组件驱动集蔗箱向右或向左卸载；所述五连杆组件包括转动杆、传动杆、摆动杆和操控杆，所述转动杆和摆动杆的下端均铰连于转动板上，所述操控杆的一端铰连于集蔗箱对应的部位上，所述摆动杆的上端铰连于操控杆的杆体上，所述操控杆的另一端铰连于传动杆的一端，所述传动杆的另一端铰连于转动杆的上端。

进一步，所述转动杆或摆动杆为伺服电机驱动的主动杆，所述伺服电机设于转动板上。

本发明的有益效果：

1、本发明一自由度五连杆机构式集蔗装置中，集蔗箱的运动为单自由度，承载量大，通过伺服电机编程控制，可实现自由卸载功能；伺服电机安装于车架上，有效降低了杆件的重量，提高了运行稳定性以及集蔗和卸载效率。

2、本发明二自由度五连杆机构式集蔗装置中，集蔗箱的运动为单自由度，配合转动板的转动而具有空间两自由度运动，可实现全方位集蔗和卸载功能，承载量大，通过伺服电机编程控制，可实现自由卸载功能；伺服电机安装于转动板上，有效的降低了杆件的重量，提高了运行稳定性以及集蔗和卸载效率。

3、本发明三自由度五连杆机构式集蔗装置中，集蔗箱的运动为单自由度，配合转动板的转动和举升板的翻转而具有空间三自由度运动，柔性化程度高，可控性好，可实现全方位集蔗和大空间卸载功能；伺服电机安装于转动板上，有效的降低了杆件的重量，提高了运行稳定性以及集蔗和卸载效率。

附图说明

图1为本发明第一种实施方式的立体结构示意图。

图2为本发明第二种实施方式的立体结构示意图。

图3为本发明第三种实施方式的立体结构示意图。

图4为图3实施方式中举升液压缸翻转举升板的结构示意图。

图号标识：1、车架；2、集蔗箱；3、前车轮组；4、后车轮组；5、铰链结构；6、转动杆；7、摆动杆；8、操控杆；9、转动板；10、旋转副；11、举升板；12、举升液压缸；13、传动杆。

具体实施方式

下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。

第一种实施方式：本发明一自由度五连杆机构式集蔗装置，其结构包括车架1和集蔗箱2，所述车架1通过前、后悬架安装于前、后车轮组3、4上而实现拖动式行走；所述集蔗箱2为上大下小的梯形状箱体，集蔗箱2的布置为其长度方向沿前、后向，集蔗箱2底部的前、后端中央通过前、后铰链结构5支撑安装于车架1上，集蔗箱2左侧中部的车架1上设有驱动集蔗箱2向右翻转卸载的五连杆组件；所述五连杆组件包括处于左、右垂直面上的短转动杆6、中等长传动杆13(长于转动杆6)、长摆动杆7(长于传动杆13)和最长操控杆8(长于摆动杆7)，所述转动杆6(靠后设置)和摆动杆7(靠前设置)的下端均铰连于车架1上，所述操控杆8向右上方斜置，操控杆8的前端铰连于集蔗箱2的左侧面上，所述摆动杆7的上端铰连于操控杆8的中前部杆体上，操控杆8的后端铰连于传动杆13上端，所述传动杆13的下端铰连于转动杆6的上端；将转动杆6设为伺服电机驱动的主动杆，所述伺服电机设于车架1上，如图1所示。

第二种实施方式：本发明二自由度五连杆机构式集蔗装置，其结构包括车架1和集蔗箱2，所述车架1通过前、后悬架安装于前、后车轮组3、4上而实现拖动式行走；所述集蔗箱2为上大下小的梯形状箱体，集蔗箱2的布置为其长度方向沿前、后向，集蔗箱2底部的前、后端中央通过前、后铰链结构5支撑安装于水平的转动板9上，所述转动板9的底部中央通过旋转副10(水平面内360°转动)安装于车架1上，集蔗箱2左侧中部的转动板9上设有驱动集蔗箱2向右翻转卸载的五连杆组件；所述五连杆组件包括处于左、右垂直面上的短转动杆6、中等长传动杆13(长于转动杆6)、长摆动杆7(长于传动杆13)和最长操控杆8(长于摆动杆7)，所述转动杆6(靠后设置)和摆动杆7(靠前设置)的下端均铰连于转动板9上，所述操控杆8向右上方斜置，操控杆8的前端铰连于集蔗箱2的左侧面上，所述摆动杆7的上端铰连于操控杆8的中前部杆体上，操控杆8的后端铰连于传动杆13的上端，所述传动杆13的下端铰连于转动杆6的上端；将转动杆6设为伺服电机驱动的主动杆，所述伺服电机设于转动板9上，如图2所示。

上述结构中，旋转副10带动转动板9使其与车架1产生错位，可实现集蔗装置的全方位集蔗和卸载的功能：如旋转副10带动转动板9转动90°可实现集蔗装置向后卸载；如旋转副10带动转动板9转动180°可实现集蔗装置向左卸载。

第三种实施方式：本发明三自由度五连杆机构式集蔗装置，其结构包括车架1和集蔗箱2，所述车架1通过前、后悬架安装于前、后车轮组3、4上而实现拖动式行走；所述集蔗箱2为上大下小的梯形状箱体，集蔗箱2的布置为其长度方向沿前、后向，集蔗箱2底部的前、后端的中央通过前、后铰链结构5支撑安装于水平的转动板9上，所述转动板9的底部中央通过旋转副10(水平面内360°转动)安装于举升板11上，所述举升板11的后端中央铰连于车架1上，举升板11的前端中央与车架1之间设有将举升板11向后翻转的举升液压缸12(液压缸缸体铰装于车架1上，活塞杆铰装于集蔗箱2底部)，集蔗箱2左侧中部的转动板9上设有驱动集蔗箱2向右翻转卸载的五连杆组件；所述五连杆组件包括处于左、右垂直面上的短转动杆6、中等长传动杆13(长于转动杆6)、长摆动杆7(长于传动杆13)和最长操控杆8(长于摆动杆7)，所述转动杆6(靠后设置)和摆动杆7(靠前设置)的下端均铰连于转动板9上，所述操控杆8向右上方斜置，操控杆8的前端铰连于集蔗箱2的左侧面上，所述摆动杆7的上端铰连于操控杆8的中前部杆体上，操控杆8的后端铰连于传动杆13的上端，所述传动杆13的下端铰连于转动杆6的上端；将转动杆6设为伺服电机驱动的主动杆，所述伺服电机设于转动板9上，如图3、图4所示。

上述结构中，旋转副10带动转动板9使其与车架1产生错位，可实现集蔗装置的全方位集蔗和卸载的功能：如旋转副10带动转动板9转动90°可实现集蔗装置向后卸载；如旋转副10带动转动板9转动180°可实现集蔗装置的向左卸载。

通过举升液压缸12翻转举升板11，可实现大空间向后、向左卸载功能。