一种滚刷式蓖麻收获机的制作方法

本发明涉及一种蓖麻收获机械，尤其是一种滚刷式蓖麻收获机，属于农业机械技术领域。

背景技术

蓖麻种植在我国已有1400多年历史，世界产量的20%产自于我国。蓖麻是含油量最高的作物，其含油量可达50％以上，是其它油料作物所不能比拟的。蓖麻油具有独特特点：粘度大、燃烧点高、凝固点低、比重大等，是航空航天最重要的润滑油之一。

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。随着石油资源的不断枯竭，生物能源将成为必然趋势，蓖麻籽和蓖麻油的需求量将日益剧增。

我国蓖麻年播种面积约33万公顷，居世界第二位。年均总产不足20万吨，供需缺口达50％以上。据专家预测，未来10--20年，蓖麻将成为最受人们重视的作物之一。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、生产成本高，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，目前尚无成熟且专用的蓖麻收获机，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、含杂率低的高效滚刷式蓖麻收获机，从而保证蓖麻收获的效率和质量。

为了达到以上目的，本发明的滚刷式蓖麻收获机基本技术方案为：包括前上部具有驾驶控制室的行走底盘，所述行走底盘的前下部通过升降装置装有前伸的滚刷式采摘台，所述滚刷式采摘台的输出端通过承接输出端的收集输送装置与刮板输送装置的输入端衔接，所述刮板输送装置的输出端通过位于行走底盘上前半部的气力输送装置与位于行走底盘上后半部的气杂分离式蓖麻储运箱衔接；

所述采摘台含有一组并列排布的采摘器，所述采摘器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。

为了解决多个采摘器的地面仿形问题，各采摘箱的高端分别铰装在与集中输送装置上端固连的支撑座上，所述集中输送装置的下部分别铰支对应各采摘箱的单元油缸的缸体，各单元油缸的活塞杆端分别与铰接支撑于对应的采摘箱底部，各采摘器的分禾器底部分别设有地面仿形传感装置，所述仿形传感装置的信号输出端分别通过控制电路接对应的单元油缸的控制阀。

所述采摘台后下部装有承接所述落果口的收集输送装置，所述收集输送装置由输送槽体、以及安置在输送槽体内的双向聚中输出搅龙组成，所述输送槽体的中部设有对应输出搅龙聚中位置的鹰嘴输出口。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本发明一个实施例的滚刷式蓖麻收获机结构示意图。

图2为图1实施例中滚刷式采摘台的结构示意图。

图3为图2的俯视图。

图4为图1实施例的一个采摘器结构示意图。

图5为图2的a-a剖视图。

图6为图4的d-d剖视图。

图7为图2中的滚刷体结构示意图。

图8为图1实施例中的升降装置结构示意图。

图9为图1实施例中的刮板输送装置结构示意图。

图10为图9的俯视图。

图11为图1实施例中的气力输送装置结构示意图。

图12为图1实施例中的气杂分离式蓖麻果储运箱倾倒状态结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的滚刷式蓖麻收获机基本结构如图1所示，前上部具有驾驶控制室k的行走底盘d前下部通过平稳升降装置p装有前伸的滚刷式采摘台c，该滚刷式采摘台c的输出端通过承接输出端的收集输送装置s与刮板输送装置g的输入端衔接，该刮板输送装置g的输出端通过位于行走底盘d前半部的气力输送装置q与位于行走底盘d后半部的气杂分离式蓖麻储运箱x衔接。

以上的关键构成部分滚刷式采摘台如图2和图3所示，含有四个一组并列排布的采摘器c11。各采摘器c11参见图4所示，包括长度方向由低至高倾斜安置的采摘箱c2，采摘箱c2长度方向由低至高倾斜，该采摘箱c2内支撑有一对前低后高的可旋转滚刷体c6，两滚刷体c6的外侧分别装有由低至高输送的螺旋输送器c5。采摘箱c2的低端固定一对朝前延伸形成v形引导口的分禾器c1（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c3。

齿轮传动箱c3参见图6，其中液压驱动马达c13带动的输入动力的水平主动轴c3-1通过伞齿轮副以及传动齿轮副与滚刷体联轴齿轮c3-2传动连接，再经过过桥齿轮c3-4与输送器联轴齿轮c3-3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c6旋向相反且邻近处线速度方向朝上，即图5中左、右侧滚刷体分别逆时针和顺时针，螺旋输送器c5与其相邻的滚刷体c6同向旋转。

如图5所示，采摘箱c2对应两滚刷体c6上的位置分别装有朝内侧下斜的阻尼刷罩c8，阻尼刷罩c8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c8形成底部具有宽度与蓖麻杆直径适配槽缝口c8-1的v形。采摘箱c2下部具有对应槽缝口c8-1的通过槽c2-1，通过槽c2-1连通至位于采摘箱c2高端底部的落果口c2-2。滚刷体c6的底部装有自通过槽c2-1边缘朝远离通过槽c2-1方向延伸至超过四分之一圆弧的弧形围板c2-3。螺旋输送器c5的底部为半圆形的导槽。

采摘台后下部装有承接各落果口c2-2的收集输送装置c12，该收集输送装置c12由半圆弧的输送槽体c12-1、以及安置在输送槽体内的双向聚中输出搅龙c12-2组成，输送槽体c12-1的中部设有对应输出搅龙c12-2聚中位置的鹰嘴输出口c12-3。

各采摘箱c2的高端分别铰装在与集中输送装置c12上端固连的支撑座c4上，且集中输送装置c12的下部分别铰支对应各采摘箱c2的单元油缸c14的缸体，各单元油缸c14的活塞杆端分别与铰接支撑于对应的采摘箱c2底部，各采摘器c11的分禾器1底部分别设有地面仿形传感装置c15，其信号输出端分别通过控制电路接对应的单元油缸c14的控制阀，因此采摘台的各采摘器可以单独随地面仿形升降，从而妥善解决了并列排布采摘器地面仿形难题。落果口c2-2前部铰接挡果板c2-4，用于遮挡当采摘台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c6是实现理想采摘效果的关键部件，其具体结构如图7所示，其旋转芯轴c6-1周向间距均布六个径向延伸的采摘刷c6-2。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c6-2的大致参数为：刷丝直径为1.2mm，抗压强度3gpa，根部密植固定,位于滚刷体时的切向厚度8mm，自身轴向伸出长度50mm；结合旋转方向前后相邻的采摘刷c6-2之间配置助力刮板c6-4，该助力刮板c6-4截面呈l形，其底部的切向安装板c6-b固定在芯轴c6-1上，切向安装板c6-b朝旋转方向的一端径向延伸出紧贴前侧采摘刷c6-2的助力板c6-a，切向安装板c6-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c6-c，支撑板c6-c短于助力板c6-a，采摘刷c6-2伸出长度为50mm，助力板c6-a的长度为25mm、支撑板c6-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c6-b外固定辐射状的成簇辅助刷c6-3，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c2-1经过。

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，本实施例的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。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。辅助刷的材质为尼龙，刷丝直径0.5-0.8mm，根部成簇固定。

本实施例的采摘台切实解决了蓖麻采摘的难题，其并列排布的采摘器同时作业，大大提高了蓖麻采摘的工作效率；各采摘器单独随地面仿形升降，因此具有良好的适应性，有助于保证各采摘器具有稳定一致的采摘质量；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；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；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。

由于蓖麻采摘收获时需要酌情调整采摘台的高度，因此本实施例配有图8所示的采摘台平稳升降装置p，采摘器后侧的收集输送装置c12的垂向安装架c1-8分别与平行上、下拉杆p3、p2的一端铰接，上、下拉杆p3、p2的另一端分别铰装在收获机行走底盘d的前部，行走底盘d的前下部铰装升降缸p4的缸体，升降缸p4的活塞杆与下吊杆p2的前下部铰接。由于安装架c1-8与平行上、下拉杆p3、p2的铰接点处于同一铅垂面内,因此含上、下拉杆的平行四连杆机构确保了采摘台不同高度下的采摘角度始终不变，平稳可靠；而且升降缸的活塞杆与下吊杆的前下部铰接，因此施力位置合理，更有利于采摘台升降平稳。

本实施例的刮板输送装置如图9和图10所示，沿输送方向延伸的输送槽壳g1两端分别支撑有环绕输送链g2的主动轴g3和从动轴g4。主动轴g3铰装于具有前垂安装面的采摘台连接座g7。输送链g2间隔安装有刮板g5。邻近主动轴g3的输送链g2上方的输送槽壳g1开设有输入口g6，输送槽壳g1邻近从动轮g4的一端开有输出口g8。输入口g6下方的输送链g2下部托在固定于输送槽壳g1的护轴托链板g9上。输送槽壳g1邻近从动轴g4的一端两侧分别装有张紧机构g10，该张紧机构g10包括与固定在输送槽壳g1上的上、下导轨g17构成水平移动副的从动轮支座g11和与固定支架g12构成移动副的张紧螺杆g13，张紧螺杆g13的一端旋入与从动轮支座g11固连的端架g14上，并在调好位置后借助并紧螺母锁紧固定，另一端通过调节螺母与固定支架g12之间隔有张紧簧g13，借助调节螺母可以调节预张紧度。

本实施例的输送装置可以高效实现并排采摘机械化输送作业过程中的蓖麻类作物输送；其封闭输送结构保证了输送的稳定可靠，合理的支撑结构使输送过程顺畅平稳，安装结构调节方便，有利于保持与后续气力输送装置的过渡衔接，张紧机构可以同时调整从动轴的张紧位置与输送链的张紧度。

本实施例的气力输送装置如图11所示，倾斜的输送管道q1入口端q1-1在下、出口端q1-2在上，双进流离心式送风机q2安置在邻近入口端的输送管道q1下方。入口端q1-1具有与刮板输送装置连接时的垂向定位面，并分叉成在上的物料入口q1-3和在下的气力入口q1-4。物料入口q1-3和气力入口q1-4之间形成端部为铰装圆弧的插装槽q1-5。该插装槽q1-5由水平的插口段和朝上倾斜的插装段构成，因此具有插挂作用，便于安装。送风机q2的出风口经流通面积渐小的j形象鼻加速弯管q3从底部穿入气力入口q1-4，与之连通，因此可以通过文丘里效应使物料入口q1-3产生负压。出口端q1-2装有水平尺寸渐扩、垂向尺寸渐缩的匀散鸭嘴q4。安装时，将刮板输送装置g输出端的从动轮轴由插装槽插至铰装圆弧位置，即可使其输出与物料入口对接，并且便于根据蓖麻储运箱的位置调节输送管道的倾斜角度；气力输送装置的出口端通过匀散鸭嘴与蓖麻储运箱x的气杂分离进口对接即可。

当采摘台采摘的蓖麻果经刮板输送至物料入口时，在自重和负压作用下进入输送管道，被气力加速输往出口端，在经匀散鸭嘴均匀进入气杂分离式蓖麻储运箱。本实施例的气力输送装置结构紧凑，安装调整方便，输送顺畅，为后续的气杂分离创造了有利条件。

本实施例的气杂分离式蓖麻储运箱如图12所示，储运箱体x1的释放侧底部铰支在收获机行走底盘d上，其顶部为气杂分离式入口x3。储运箱体x1的释放侧底部铰装具有两侧挡板的释放门x4，收获机行走底盘d2的中下部与顶升缸x5的缸体铰接，该顶升缸x5的活塞杆与储运箱的箱底中部铰接。储运箱体1的两端侧分别铰装v形杆x6的拐折处，v形杆x6的一端与连动杆x7的上端铰接，连动杆x7的下端铰装在行走底盘d2上部邻近储运箱体x1铰支点的一侧；v形杆x6的另一端与门控杆x8的上端铰接，门控杆x8的下端与释放门x4铰接。

当顶升缸活塞处于缩回状态时，如图1所示，储运箱体的箱底落座在行走底盘d上，释放门处于直立关闭位置。当顶升缸的活塞杆伸出至极限位置时，如图12所示，储运箱体绕铰支轴翻转侧掀，同时通过联动机构将释放门同步开启至与储运箱体的箱底共面位置，从而使储运箱体中的蓖麻果得以倾倒并从释放门及时卸果排出，极大方便了储运作业，显著减轻了劳动强度。

当调整好采摘台的高度驾驶行走底盘采摘前行时，并列排布的采摘器同时工作、分别地面仿形，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，落到收集输送装置中，由双向聚中输出搅龙输送到鹰嘴输出口，输出到后续的刮板输送装置，由输入口进入输送槽壳，被刮板输送到输出口，进入气力输送装置，再由气流输送至蓖麻储运箱上的气杂分离装置，经多级导流卸流栅进行卸流排杂，碎叶细杂随风从导流栅缝隙溢出，蓖麻果在自身重力及导流作用下落入储运箱内。当需要卸果时，控制升降油缸使储运箱体升起处于斜立卸果状态，转位淌果门处于与与水平呈一定角度的位置；蓖麻果在重力作用下，即可沿箱底下滑卸出。

总之，本实施例的滚刷式蓖麻收获机采摘效率很高，同时采净率高、含杂率低，且结构简单、生产成本低、操控方便。