一种大葱联合收获机及方法与流程

本发明涉及农业收获设备领域，特别是涉及一种大葱联合收获机及方法。

背景技术

现有大葱收获设备包括犁刀、夹持运输、人工码垛等。犁刀只能进行犁出，不能进行前期松土；夹持传送只是实现同等大小的葱进行运输，不具备自动调节传送带松紧的功能；夹持传送只是进行运输，不能实现葱茎去土和葱须去土；码垛只是实现大葱零散着平躺在平板上，人工进行码垛，效率低，劳动力大，不具备定量，并自动打捆的功能。上述大葱收获设备在多方位、高质量、自动化、高效率收获方面存在严重不足。

因此，需要对一种大葱联合收获机进行新的研究设计。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种大葱联合收获机，能对大葱进行挖掘、运送、打捆等多功能的收获，并采用纯机械原件，实现自动定量打捆的控制，达到最大限度的自动化。

一种大葱联合收获机的具体方案如下：

一种大葱联合收获机，包括机架，机架的一侧设置破土机构，破土机构的上方倾斜向上设有用于夹持并传送大葱的柔性传送机构，柔性传送机构通过机架支撑，柔性传送机构下方设置用于使大葱向设定方向倒伏并传送的倒伏辅助机构，倒伏辅助机构末端设置用于将大葱打捆包装的打捆机构。

进一步地，所述柔性传送机构与所述打捆机构之间设有定量收集机构，定量收集机构设于所述柔性传送机构的末端以将设定量的大葱从所述柔性传送机构传送到定量收集机构。

进一步地，所述定量收集机构包括十字叶片，十字叶片中心套于叶片旋转轴且相对叶片旋转轴能够旋转设定角度，叶片旋转轴安装于机架，且叶片旋转轴与十字叶片中心设有弹簧，十字叶片旋转轴端部设置转子，机架设置定子，定子与转子配合，转子内开有盲孔，盲孔内安装带弹簧的顶针，定子端面设有多个凹槽，多个凹槽通过滑道相连通，转子相对于定子旋转，顶针沿着滑道能够滑入定子凹槽中，大葱通过倒伏辅助机构进入叶片之间，大葱重力对四扇叶产生转矩，转矩通过旋转轴传递至机架的定子，在定子端面凹槽处产生轴向分力，这个力靠弹簧的弹力平衡。初始位置时顶针被压入凹槽内，转子的位置被固定，当相邻两叶片的大葱达到一定的重量时，其重力对顶针的力矩克服顶针端部和凹槽之间的摩檫力矩，顶针从凹槽中被挤出沿着滑道运动，在运动过程中，叶片中的大葱落入大葱托盘中，当顶针滑入下一个凹槽中，转子再次被固定，之后随着新的大葱的落入重复以上过程。

进一步地，所述破土机构包括设于机架端部的破土机构机架，破土机构机架侧部设置由破土动力源驱动的偏心盘，偏心盘与破土机构机架之间设置破土铲连接件和松土铲连接件，破土铲连接件包括与偏心盘连接的破土铲连杆和与破土铲摆动架，破土铲摆动架与破土铲连接轴连接，破土铲连接轴与安装于破土机构机架的破土铲连接轴套连接，松土铲连接件包括与偏心盘连接的松土铲连杆和与松土铲摆动架，松土铲连接件包括与偏心盘连接的松土铲连杆和通过松土铲连接轴与破土机构机架连接的松土铲摆动架，破土铲相对于松土铲设于破土机构机架的前端。

进一步地，还包括设于定量收集机构出口端的传送收集机构，传送收集机构包括多个大葱托盘，大葱托盘设于链轮链条机构，在所述机架侧部设置与大葱托盘配合的两个行程开关，行程开关与收集传送机构的动力源连锁连接(或者行程开关与收集传送机构的动力源如电机均与plc控制器连接)，行程开关可替换为光敏开关。

进一步地，所述柔性传送机构的入口端安装有导向圆锥棒。

进一步地，所述柔性传送机构为两组并排设置的双面柔性传送带，两组双面柔性传送带可选用橡胶材质，且两组内侧接触设置柔性传送带的内侧设置多个带扭力弹簧的张紧轮。

进一步地，所述柔性传送机构的下方设置用于对大葱根部拍土的抖土机构，抖土机构包括抖土动力源，该动力源通过偏心圆盘与抖土杆连接，具体动力源通过曲柄连杆机构带动抖土杆摆动实现去土，其中，曲柄连杆机构包括偏心圆盘、与偏心圆盘连接的连杆和与偏心圆盘连接的抖杆，抖杆与抖土杆连接带动抖土杆的摆动；

进一步地，所述柔性传送机构为双面柔性传送带，传送带的内侧设置多个带扭力弹簧的张紧轮。

而且，柔性传送机构与传送皮带垂直设置，柔性传送机构将倒伏的大葱送入传送皮带，然后由传送皮带送入定量收集机构的十字叶片，传送皮带设于柔性传送机构的侧部，以使大葱顺利从柔性传送机构送入传送皮带。

进一步地，所述柔性传送机构的下方设有用于去除大葱根部土的滚轮刷，滚轮刷设于旋转轴，旋转轴的两端固定于所述的机架，滚轮刷设于拍土机构的后方；

进一步地，所述打捆机构包括能够旋转设于机架的齿轮盘，齿轮盘的下方设置挤压片，挤压片与带刀片的刀片架联动设置，在刀片架的斜上方与齿轮盘之间设有胶带盘；挤压片为l型，且挤压片一侧设置复位头，复位头通过弹簧与机架连接以带动挤压片和刀片架复位。

进一步地，所述倒伏辅助机构包括第二传送机构，第二传送机构与所述的柔性传送机构相互平行，且设于第二传送机构的下方，但运动方向与柔性传送机构相反，第二传送机构通过倒伏辅助支架与所述的机架固连，第二传送机构为倒伏皮带，设于滚轮刷的后侧方，滚轮刷、拍土机构和倒伏皮带设于同一直线。

一种大葱联合收获机的使用方法，具体步骤如下：

1)机架在行驶机构的带动下沿着地垄前进，破土机构进行破土、松土；

2)随着破土、松土的进行，大葱被柔性传送机构进行夹持并倾斜向上传送；

3)在大葱传送过程中，设于柔性传送机构下方的抖土机构对大葱的根部进行拍打去土；

4)大葱被柔性传送机构传送到倒伏辅助机构，倒伏辅助机构将大葱卧倒，并送入定量收集机构将大葱每设定分量分为一组；

5)定量收集机构每次将收集的一组大葱送入打捆机构进行打捆。

大葱被大葱托盘送入打捆机构，打捆完成后的大葱继续由传送收集机构的大葱托盘送入收集框。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明通过整体结构的设置，可以实现大葱从破土、传送、定量打包和打捆等一系列动作的执行，功能完备，结构设置合理，有效减少人工劳动强度。

2)本发明通过十字叶片作为定量收集机构的设置，可对大葱进行定量收集和打捆，结构设置简单。

3)本发明通过抖土机构和滚轮刷的设置，有利于对大葱根部进行去土，保证成捆后大葱的干净程度。

4)本发明通过倒伏辅助机构的设置，可有利于将大葱倒伏送入定量收集机构。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是大葱联合收获机示意图；

图2是大葱联合收获机俯视图；

图3是大葱联合收获机侧视图；

图4是破土机构示意图；

图5是导向圆锥棒示意图；

图6是张紧轮设置主视图；

图7是张紧轮设置的仰视图；

图8是倒伏辅助机构示意图；

图9是倒伏辅助机构俯视图；

图10是部分结构示意图；

图11是转子与定子装配剖视图；

图12是定子示意图；

图13是抖杆机构主视图；

图14是抖杆机构的a-a剖视图；

图中：1.车轮；2.后置机架；3.收集框；4.传送皮带液压马达；5.传送皮带；6.横向运输辊轮；7.定量收集机构；8.顺倒杆；9.运输大带轮；10.运输液压马达；11.悬挂连杆；12.螺母；13.倒伏辅助机构；14.滚轮刷；15.机架；16.架空框架结构；17.抖土机构；18.张紧轮支架；19.张紧轮；20.柔性传送带；21.小运输带轮张紧架；22.小运输轮轴；23.小运输带轮；24.导向圆锥棒；25.破土机构；26.大葱托盘；27.刀片架；28.胶带盘；29.打捆支板；30.齿轮盘；31.十字叶片；32.轴承；33.倒伏辅助支架；34.挤压片；35.复位头；36.链轮；37.底盘连接杆；

25-1：偏心盘；25-2：破土机构机架；25-3：破土铲连杆；25-4：松土铲连接轴；25-5：破土铲摆动架；25-6：破土铲；25-7：破土铲连接轴；25-8：松土铲；25-9：松土铲摆动架；25-10：松土铲连杆；25-11：液压马达；

15-1：限位块；15-2：张紧轮支架轴；15-3：开口销；18-1：支架弹簧；19-1：张紧轮轴；36-1：链条，35-1：复位头弹簧；

13-1：从动辊；13-2：倒伏皮带；13-3：主动辊；13-4：液压马达；33-1：u型螺栓；33-2：第一连接块；33-3：管状横梁；33-4：第二连接块；33-5：管状纵梁；33-6支撑板；

17-1：抖土液压马达；17-2：抖杆支撑座；17-3：偏心圆盘；17-4：连杆；17-5：抖杆；17-6：u型抖土支架；17-7：抖土杆；

39-1：定子；39-2：转子；39-3：顶针，39-4：顶针弹簧；39-5：滑道；39-6：凹槽。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种大葱联合收获机及方法。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1和图2所示，一种大葱联合收获机，包括机架15，机架15可直至与拖拉机连接，机架15设置架空框架结构16，架空框架结构16高出机架设置，保证机架的平衡，机架15设于拖拉机的侧部，与拖拉机的前进方向一致，后置机架2与机架15垂直，设于拖拉机的后方，后置机架2后侧方设置车轮1，机架15的一侧设置破土机构25，破土机构25的上方倾斜向上设有用于夹持并传送大葱的柔性传送机构，柔性传送机构通过机架支撑，柔性传送机构下方设置用于使大葱向设定方向倒伏并传送的倒伏辅助机构13，倒伏辅助机构13末端设置用于将大葱打捆包装的打捆机构。

柔性传送机构与打捆机构之间设有定量收集机构，定量收集机构设于所述柔性传送机构的末端以将设定量的大葱从所述柔性传送机构传送到定量收集机构，柔性传送机构通过悬挂连杆11和螺母12连接于机架，而且柔性传送机构出口端设置弯折的顺倒杆8以避免大葱脱出，而且在顺倒杆8的底部设置传送皮带5，传送皮带5由传送皮带液压马达4带动横向运输辊轮6进行工作，横向运输辊轮6通过轴承支撑，以将传送皮带5送入定量收集机构7。

定量收集机构7包括十字叶片31，十字叶片31中心套于叶片旋转轴且相对叶片旋转轴能够旋转设定角度，叶片旋转轴安装于后置机架2，且叶片旋转轴与十字叶片中心设有弹簧，十字叶片旋转轴端部设置转子39-2，机架设置定子39-1，定子39-1与转子39-2配合，转子39-2内开有盲孔，盲孔内安装带顶针弹簧39-4的顶针39-3，定子39-1端面设有多个凹槽39-6，多个凹槽39-6通过滑道39-5相连通，转子39-2相对于定子旋转，顶针沿着滑道能够滑入定子凹槽39-6中，初始位置时弹簧将顶针端部压入凹槽39-6内，转子的位置被固定，大葱通过倒伏辅助机构进入叶片之间，其重力对顶针的力矩克服顶针端部和凹槽之间的摩檫力矩，顶针从凹槽中被挤出沿着滑道39-5运动，在运动过程中，叶片中的大葱落入大葱托盘中，当顶针滑入下一个凹槽中，转子再次被固定，之后随着新的大葱的落入重复以上过程。，如图11和图12所示。

如图4所示，破土机构25包括设于机架端部的破土机构机架25-2，破土机构机架25-2侧部设置由破土动力源驱动的偏心盘25-1，偏心盘25-1与破土机构机架25-2之间设置破土铲连接件和松土铲连接件，破土铲连接件包括与偏心盘25-1连接的破土铲连杆25-3和与破土铲摆动架25-5，破土铲摆动架25-5与破土铲连接轴25-7连接，破土铲连接轴25-7与安装于破土机构机架的破土铲连接轴套连接(破土铲连接轴设于该轴套使得破土铲连接轴沿着轴套移动)，松土铲连接件包括与偏心盘连接的松土铲连杆25-10和与松土铲摆动架25-9，松土铲连接件包括与偏心盘25-1连接的松土铲连杆25-10和通过松土铲连接轴25-4与破土机构机架连接的松土铲摆动架25-9，破土铲连杆与松土铲连杆与偏心盘25-1的同一处连接，破土铲25-6相对于松土铲25-8设于破土机构机架的前端，从而先实现破土，然后实现松土，破土机构机架相对于机架倾斜向下设置。

破土铲与破土铲摆动架连接，松土铲与松土铲连接轴连接，而且松土铲摆动架25-9呈l型设置，破土铲摆动架25-5通过破土铲连杆25-3与破土机构之间连接，松土铲摆动架25-9在松土铲连杆25-10的作用下绕松土铲连接轴套前后摆动，进而通过松土铲连接轴25-4带动松土铲25-8上下振动；破土铲摆动架25-5在破土铲连杆25-3的作用下绕破土铲连接轴套左右摆动，进而通过破土铲连接轴25-7带动破土铲25-6前后振动。

大葱联合收获机还包括设于定量收集机构出口端的传送收集机构，传送收集机构包括多个大葱托盘26，大葱托盘26设于链轮链条机构，在机架15侧部设置与大葱托盘配合的两个行程开关，行程开关与收集传送机构的动力源(电机)连锁连接，行程开关可替换为光敏开关。

柔性传送机构柔性传送机构为两组并排设置的双面柔性传送带，柔性传送带通过运输大带轮9、运输小带轮23带动旋转，运输小带轮23通过小运输轮轴22支撑于机架15，且运输大带轮9由运输液压马达10进行驱动，两组柔性传送带之间接触设置以实现对大葱的夹持，柔性传送带通过主动输送轮和被动传送轮带动传动，且两组柔性传送带接触侧主动输送轮和被动传送轮之间设有多个所述的张紧轮19，机架15通过底盘连接杆37与拖拉机的底盘连接。

柔性传送机构的入口端安装有导向圆锥棒24，如图5所示，导向圆锥棒24通过连接架与柔性穿传送机构的运输小带轮23连接，导向圆锥棒24将大葱收聚在一起，然后喂给柔性传送机构，导向圆锥棒24包括两个，每个分别设于柔性传送机构的前端，二者距离设定距离设置，且导向圆锥棒24呈圆锥形状。

柔性传送机构的下方设置用于对大葱根部拍土的抖土机构，抖土机构包括设于机架的抖土动力源(抖土液压马达17-1)，如图13和图14所示，抖土机构17还包括与架空框架结构16连接的两组u型抖土支架17-6，该支架与机架固连，通过连接轴17-8(通过抖杆支撑座17-2活动设置)和横杆连接两u型抖土支架，抖土液压马达驱动设于u型抖土支架的偏心圆盘17-3，该偏心圆盘与连杆17-4连接，连杆17-4与抖杆17-5活动连接，抖杆17-5与抖土杆17-7连接且二者连接处设于连接轴17-5，抖土杆17-7呈近v型，抖土杆通过连接轴17-8可设置有多个，抖土液压马达17-1带动偏心圆盘17-3转动，偏心圆盘17-3通过连杆17-4、抖杆17-5拉动抖土杆17-7左右摆动，从而实现对大葱根部泥土的去除，将u型抖土支架设于柔性传送机构的下方，连接轴与柔性传送带平行，被柔性传送带夹持的大葱穿过u型支架和抖土杆，抖土杆左右摆动，以从大葱根部两侧对大葱进行抖土。

柔性传送机构的下方设有滚轮刷14，滚轮刷14设于由滚轮刷液压马达驱动的旋转轴，旋转轴的两端固定于所述的机架；滚轮刷14设于抖土机构的后侧方。

两组柔性传送带20的内侧均设置多个带扭力弹簧的张紧轮19。如图6和图7所示，机架侧部通过张紧轮支架轴15-2设置张紧轮支架18，张紧轮支架18一端通过支架弹簧18-1与设于机架的限位块15-1连接，限位块15-1和张紧轮支架轴15-2焊机在机架，限位块15-1和张紧轮支架上开有小孔，张紧轮19一端通过螺栓固定张紧轮轴19-1，张紧轮轴19-1设于柔性传送带一侧以使张紧轮贴合柔性传送带设置，张紧轮支架轴15-2端部设置小孔连接开口销15-3，限制张紧轮支架的上下运动，张紧轮轴19-1和张紧轮为间隙配合，张紧轮轴19-1端部直径大于张紧轮开孔的大小，限制其上下运动，图6示位置时张紧轮支架和限位块接触。

如图7所示，张紧轮支架18在支架弹簧的作用下会向内转动，但在限位块15-1的作用下其转动夹角会被限制，保证了张紧轮19紧贴柔性传送带；当有大葱通过时，张紧轮19会被推向外侧，张紧轮支架18则会绕着张紧轮支架轴15-2向外转动，但由于支架弹簧的作用其转动角度会被限制，进而使张紧轮能够紧贴柔性传送带，保证了合适的夹紧力。

如图8和图9所示，倒伏辅助机构13由从动辊13-1、第二传送机构、倒伏辅助支架、主动辊13-3和液压马达13-4组成，第二传送机构为倒伏皮带13-2；倒伏辅助支架由u型螺栓33-1、第一连接块33-2、管状纵梁33-3、第二连接块33-5、管状横梁33-3和支撑板33-6组成。液压马达固定在支撑板33-6，其轴连接主动辊，从动辊13-1固定在支撑板，倒伏皮带13-2套在主动辊13-3和从动辊13-1。管状纵梁33-5一端焊接支撑板33-6，另一端通过第二连接块连接管状横梁33-3，管状横梁33-3和第一连接块通过螺栓固定，第一连接块则通过u型螺栓33-1固定于机架15，倒伏皮带13-2相对于管状横梁倾斜向上设置，管状纵梁设于支撑板33-6的中部。

作业时液压马达13-4通过主动辊13-3带动倒伏皮带13-2运动，其运动方向和柔性传送带相反，倒伏辅助机构13和柔性传送带平行，二者的距离同皮带夹持部位到大葱根部的距离相等，当大葱被运输到伏辅助机构的位置时，其根部会受到反向力的作用，而大葱的上部在柔性传送带20的作用下会向前运动，因此整个大葱会向运输的方向发生倾斜，从而实现了大葱的倒伏。

传送皮带5、定量输送机构7、打捆机构和收集框设于后置机架2。

大葱托盘26设有多个，多个大葱托盘间隔设定距离设于链条36-1，链条36-1由电机驱动，大葱由定量机构进行定量收集运送到下方的大葱托盘26，在大葱下落的过程中，设于后置机架2的光敏传感器(设于定量机构下方大葱托盘的侧部)感应，当大葱完全落入大葱托盘后，光敏传感器对电机发出信号，电机转动，链轮36会随电机的转动带动链条转动，链条带动大葱托盘26继续运送，在运送的过程中，当下一个大葱托盘到达定量收集机构的下方时，电机会在另一个光敏传感器(设于前一个大葱托盘26的侧部)的作用下停止转动。当收集定量装置中的大葱再次进去大葱托盘26后，电机继续转动，上一个大葱托盘中的大葱进入打捆机构。

如图3和图10所示，齿轮盘30设于大葱托盘26的侧部，用于捆扎大葱靠近根部的部分，齿轮盘30的下方设置可旋转安装于后置机架2的挤压片34，挤压片34为l型，且挤压片34侧另一侧下方设置与挤压片34连接的复位头35，复位头35与机架之间设置复位头弹簧35-1，复位头35相对后置机架2可旋转设置，复位头35与挤压片连接端为尖锐状，挤压片与刀片架27连接以使得刀片架27随着挤压片的运动而运动，刀片架27顶端向下弯折且通过轴承与打捆支板29连接，刀片架的斜上方设置胶带盘28，刀片架27设于齿轮盘的一侧，打捆支板29上设置的胶带盘28上缠绕的胶带在第一次操作时通过人工将胶带沿着齿轮盘(从齿轮盘上方)拉至齿轮盘30的下方，且胶带的粘面朝向大葱设置，大葱随大葱托盘的移动进入齿轮盘的齿廓间与胶带粘合，并推动齿轮盘30转动；齿轮盘30转动的同时，齿轮盘30的齿端带动挤压片的向下移动；挤压片又会带动带有刀片的刀片架向下移动，刀片架27相对于机架转动，带动刀片移动碰触到包绕于大葱的胶带，将胶带割断，保证下一次胶带无需人工操作，从而实现了大葱的打捆；在大葱移动后，挤压片27在复位头的作用下，重新恢复到原来的状态，进而继续下一次的打捆，打捆后的大葱进入设于后置机架2侧部的大葱收集框内。

首先是利用导向圆锥棒，通过导向圆锥棒将大葱聚拢，以保证所有大葱都能进行收集。然后，利用破土、松土多功能破土机构，通过液压马达驱动偏心盘25-1的转动，带动连杆来控制破土铲和松土铲的运动，实现大葱的破土、松土的功能。进一步，利用双面对称式柔性夹持输送装置，通过双面对称式柔性传送带，以及带有扭力弹簧的张紧轮19，实现对不同直径大葱的夹持和运送，并且此双面对称式柔性夹持输送装置，可在液压马达带动作用下，进行对不同高度的大葱进行夹持运输，在此双面对称式柔性传送带下方安装有抖杆机构和滚轮刷14，抖杆机构通过抖土液压马达驱动偏心轮，带动抖土杆17进行左右拍打大葱茎部，进行去土，滚轮刷为圆柱毛刷的滚子，过滚轮刷液压马达直接进行驱动，对大葱根部进行去土。当大葱通过柔性传送带的运送，根部碰到双面对称式柔性传送带下方的倒伏辅助机构，大葱顺势倒在横向传送皮带上，然后经过横向运输到达智能定量收集机构，定量收集机构的四叶扇对大葱进行收集，大葱重力对四扇叶产生转矩，转矩通过中轴传递至定子，在定子端面凹槽处产生轴向分力，这个力靠弹簧的弹力平衡。当大葱重量达到规定值时，定子端面凹槽上的轴向分力大于弹簧弹力，扇叶旋转，大葱落入托盘，扇叶转矩消失，在惯性的作用下运动至下一凹槽，顶针弹出，扇叶停止运动继续下一次的收集。然后进入传送收集机构，由电机在plc控制器的控制下，带动链轮和链条运动，安装在链条上的大葱托盘也实现了运输，大葱托盘26在链条的运送下，到达相应位置，触碰到行程开关，使下个托盘到达定量收集机构的正下方，同时托盘里面的大葱也在下个工位进行了打捆。最后打好捆的大葱，随着链条的再次运动，进行翻转，进入大葱的最终收集装置。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。