一种适于蓖麻收获的滚刷式采摘器的制作方法

本发明涉及一种采摘器械，尤其是一种滚刷式采摘器，属于农业机械技术领域。

背景技术

蓖麻被视为可再生的“石油”资源，石油中能得到的多数产品，均可从蓖麻油中获取。由于蓖麻果实密集且果壳坚硬、表面带刺，人工收获困难，劳动强度大，严重制约蓖麻生产种植规模。机械化收获是实现蓖麻产业化、规模化种植的必经之路。

据了解，目前生产上投入运用的采摘器大都是其他收获机械上改造而成。例如申请号为201410242083.5、201410000820.0、以及201720919015.7的中国专利文献分别公开了利用收割杆上梳齿打剥作用将蓖麻果实和部分叶片梳落的梳齿式采摘、由动刀和定刀形成的剪刀式采摘，以及刷丝式采摘。这些现有技术应用于蓖麻收获均需要先割取后分离，不仅存在收获过程复杂的缺点，而且果实脱离效率低、夹带损失严重。

此外，据申请人所知，滚刷式收获是棉花等农作物的现有收获方式之一。申请号为201720543889.7的中国专利公开了一种用于棉花采摘台的刷辊体，该刷辊体包括辊轴和固定在该辊轴上的刷板，所述刷板沿辊轴的圆周方向间隔设置；所述刷板的前端设有倒角从而使所述刷板远离辊轴的侧边分为采摘斜边和倒角边两部分，所述刷板整体呈梯形，所述采摘斜边和倒角边均向下弯折且弯折部分的末端紧贴刷板。本实用新型可以使得棉株在经过刷辊体时具有良好的通过性，在保证高采净率的同时不损伤棉纤维。另外，申请号为201410495339.3的中国专利公开的刷辊式采棉机也披露了采棉用的刷辊结构。然而，上述现有技术的刷辊体摘主体为板式结构，工作时采摘板之间间距通常为10-20mm，远小于棉铃，且棉杆直径通常在8-12mm左右，最粗不得超过15mm。而蓖麻杆直径较粗，通常在20mm左右，蓖麻果直径较小，约15mm，籽径只有5-8mm，果径基本小于杆径；因此板式刷辊体适于棉花采摘而完全不适合蓖麻采摘。

植毛形成的柔性滚刷虽在农业机械技术领域并不鲜见，但几乎不用于采摘，而如申请号为201621062330.4公开的那样，用于残膜回收等其它用途。

试验表明，采用现有滚刷采摘蓖麻存在如下矛盾：刚性的板式结构间距在允许蓖麻杆通过时，将无法作用于蓖麻果实现采摘；柔性的植毛结构采摘力过小，用于蓖麻的采净率太低。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对以上现有技术存在的问题，提出一种在保证蓖麻杆得以顺畅通过情况下能够实现采净率高、含杂率低的适于蓖麻收获的滚刷式采摘器，从而保证蓖麻收获的效率和质量。

为了达到以上目的，本发明的滚刷式采摘器基本技术方案为：

包括长度方向由低至高倾斜安置的采摘箱，所述采摘箱内支撑一对前低后高的滚刷体，所述滚刷体的外侧装有由低至高输送的螺旋输送器；所述采摘箱的低端固定一对朝前延伸形成v形引导口的分禾器，所述采摘箱的高端安装驱动两滚刷体和螺旋输出器旋转的齿轮传动箱；所述两滚刷体旋向相反且邻近处线速度方向朝上，所述螺旋输送器与其相邻的滚刷体同向旋转；所述采摘箱对应两滚刷体上的位置分别装有朝内侧下斜的阻尼刷罩，两阻尼刷罩形成底部具有槽缝口的v形；所述采摘箱下部具有对应槽缝口的通过槽；所述通过槽连通位于采摘箱高端底部的落果口；

所述滚刷体包括旋转芯轴，所述芯轴上周向间距均布径向延伸的采摘刷，旋转方向前后相邻的采摘刷之间装有助力刮板，所述助力刮板含有固定在所述芯轴上的切向安装板，所述切向安装板朝旋转方向的一端径向延伸出紧贴前侧采摘刷的助力板，所述切向安装板逆旋转方向的一端径向延伸出紧贴后侧采摘刷的支撑板，所述支撑板短于助力板，所述切向安装板外固定辐射状的辅助刷。

并且，申请人在对滚刷的制作材料进行了广泛调查、深入研究和反复试验基本上，形成了如下优选技术方案：

所述采摘刷的材质为尼龙，刷丝直径为1±0.2mm，抗压强度3-5gpa，根部密植固定,切向厚度8±2mm，伸出长度50±10mm。

所述采摘刷伸出长度、助力板的长度、支撑板的长度之比为4:2±0.5:1±0.2。

所述辅助刷的材质为尼龙，刷丝直径0.5-0.8mm，根部成簇固定。

采摘前行时，蓖麻杆在分禾器的引导下进入采摘箱，并沿通过槽和槽缝口，经过前低后高的两滚刷体间隙，反向高速旋转的滚刷体上助力板使得采摘刷对蓖麻杆上的蓖麻果产生由下向上的刷击作用力、并且紧接着采摘刷因刷击的小变形会因支撑板短于助力板而产生超位回弹，从而有效使蓖麻果脱离蓖麻杆被偏离抛向上方，在阻尼刷罩和辅助刷的共同作用下，被导向螺旋输送器，送至落果口，落到后续转移输送装置。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为图1的b向视图。

图3为图1的a-a剖视图。

图4为图2的d-d剖视图。

图5为图3中的滚刷体结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的滚刷式采摘器如图1至图4所示，采摘箱2长度方向由低至高倾斜，该采摘箱2内支撑有一对前低后高的可旋转滚刷体6，两滚刷体6的外侧分别装有由低至高输送的螺旋输送器5。采摘箱2的低端固定一对朝前延伸形成v形引导口的分禾器1（其具体结构与现有技术类同，可以参见201410105256.9等中国专利文献），高端安装齿轮传动箱3。采摘箱2高端底部的固定座4用于安装。

齿轮传动箱3中输入动力的水平主动轴3-1通过伞齿轮副以及传动齿轮副与滚刷体联轴齿轮3-2传动连接，再经过过桥齿轮3-4与输送器联轴齿轮3-3传动连接，从而可以实现驱动两滚刷体和螺旋输出器旋转。两滚刷体6旋向相反且邻近处线速度方向朝上，即图3中左、右侧滚刷体分别逆时针和顺时针，螺旋输送器5与其相邻的滚刷体6同向旋转。

采摘箱2对应两滚刷体6上的位置分别装有朝内侧下斜的阻尼刷罩8，阻尼刷罩8用尼龙丝制成，用于阻止采摘下的蓖麻果向上飞出；两阻尼刷罩8形成底部具有宽度与蓖麻杆直径适配槽缝口8-1的v形。采摘箱2下部具有对应槽缝口8-1的通过槽2-1，通过槽2-1连通至位于采摘箱2高端底部的落果口2-2。滚刷体6的底部装有自通过槽2-1边缘朝远离通过槽2-1方向延伸至超过四分之一圆弧的弧形围板2-3。螺旋输送器5的底部为半圆形的导槽。落果口2-2前部铰接挡果板2-4，用于遮挡当采摘器因地面仿形机构上升时与输送装置之间出现的间隙。

滚刷体6是实现理想采摘效果的关键部件，其具体结构如图5所示，其旋转芯轴6-1周向间距均布六个径向延伸的采摘刷6-2。鉴于刷丝种类、规格繁多，有必要从理论上进行研究：刷丝的扭曲度计算公式为d=wl³/0.147ed⁴（式中d为刷丝扭曲度，w为扭曲力，e为形变系数，l为伸出长度，d为刷丝直径），即其刚度（扭曲度的倒数）与受力、自身硬度、伸出长度以及直径等诸多因素有关，在理论计算基础上，经过反复试验，本实施例确定了尼龙材质采摘刷6-2的大致参数为：刷丝直径为2mm，抗压强度3gpa，根部密植固定,位于滚刷体时的切向厚度10mm，自身轴向伸出长度50mm；结合旋转方向前后相邻的采摘刷6-2之间配置助力刮板6-4，该助力刮板6-4截面呈l形，其底部的切向安装板6-b固定在芯轴6-1上，切向安装板6-b朝旋转方向的一端径向延伸出紧贴前侧采摘刷6-2的助力板6-a，切向安装板6-b逆旋转方向的一端径向延伸出紧贴后侧采摘刷的支撑板6-c，支撑板6-c短于助力板6-a，采摘刷6-2伸出长度为50mm，助力板6-a的长度为25mm、支撑板6-c的长度为12.5mm，反复试验表面三者的合适比例约为4:2:1，由此确定的刷丝参数以及助力刮板结构参数使得滚刷体旋转工作时，助力刮板辅助采摘刷借助较长的助力板使得采摘刷对蓖麻杆上的蓖麻果产生由下向上的有力刷击（小变形）、紧接着使其因支撑板较短而产生超位回弹（较大变形），从而有效使蓖麻果脱离蓖麻杆被朝两侧偏离抛向上方。

此外，切向安装板6-b外固定辐射状的成簇辅助刷6-3，其刷丝直径0.5-0.8mm，硬度较小，由于辅助刷与采摘刷构成了底部周向封闭的结构，因此在辅助刷的作用下，少部分反弹落向滚刷体的蓖麻果也将被送入螺旋输送器，最后由落果口输出后续转移输送装置处理。采摘后的蓖麻杆则由通过槽2-1经过。

试验表明，本实施例的采摘器切实解决了蓖麻采摘的难题，与现有技术相比，具有如下显著优点：

1）由于采用柔性尼龙刷作为采摘主体，大大减少了蓖麻枝杆等杂质、避免了蓖麻枝杆的拔起现象，因此采摘的含杂率显著下降、作业稳定性好；

2）助力刮板的设计合理解决采摘力与前进阻力的矛盾，机具前行时的阻力明显减小而采摘力显著增强，采净率得到有效提高；

3）辅助刷妥善解决了采摘后果实回带造成的损失问题，进一步减小了作业损失率。