双行四铲振动式木薯挖掘机的制作方法

本发明涉及一种农业机械领域的收获机械，具体为一种双行四铲振动式木薯挖掘机。

背景技术

随着新的能源政策的实施，木薯作为生物燃料乙醇的生产主要原料，其需求量必然会十分巨大。受制于木薯机械化收获的问题，我国木薯种植业发展困难，现有收获机械的适应性和作业效果都难以达到理想的机械化收获要求。

申请号201410099924.1《一种振动挖拔式木薯收获机》，提出一种木薯块根收获方法，主要是在拖拉机的牵引下，收获机向前移动，挖掘铲进入土中打破土薯连结，然后通过电液控制装置控制夹子夹持木薯茎秆，将木薯块根从地里拔出放置在地面上。该种收获机存在很大的局限性，对于粘性较大的土壤，很难达到作业效果；同时木薯茎秆的位置在生长过程中和收获作业过程中，都会出现位置上的变化，不一定对中，导致夹持机构无法准确的夹持到木薯茎秆完成木薯块根挖掘工作。

申请号201020665534.3《木薯收获机》，在拖拉机的牵引前进过程中，通过挖掘部件起土，木薯块根和土壤一起被运输到后方的输送链上，从而完成木薯块根的收获工作。存在的问题是，收获作业时起土量较大，木薯块根在输送链上运动的时间和距离太长，从而造成挖掘作业能耗高，木薯块根的损伤较大，木薯块根也有可能卡在输送链上进一步影响后续作业。

通过对国内外专利文献、期刊杂志及其他公开发表的文献(如互联网)进行检索，本发明在国内外未见报道，我们也未公开发表涉及本

技术实现要素：
的文章，本发明在国内外公众未知。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明采用四个异形松土铲，每个铲后都焊接有分离杆，通过齿轮箱输出的动力，带动松土铲振动。作业时随着拖拉机的前进，四个挖掘铲入土并交错振动(具体振动顺序为180°-0°-0°-180°)，抬起土壤与木薯块根，并在铲后焊接的分离杆上完成土薯分离，木薯块根被平铺在机器后方。本发明作业时，起土量小、土薯分离效果好，对木薯块根的伤害小，土壤适应性强，可以较好的完成木薯块根收获的机械化作业。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

双行四铲振动式木薯挖掘机，包括机架1、限深轮组件、挖掘铲组件和动力振动机构。

机架1由方形钢管焊接而成，所述机架1前横梁的外侧焊接有两组三点悬挂挂接板，前横梁的中部焊接有一组限深轮轮架挂接板，中横梁下部焊接有四组挖掘铲铲杆挂接板，机架1的上部焊接有斜拉板。

限深轮组件包括限深轮4、轮架2、轮轴10、深沟球轴承ⅰ和轮端盖9。限深轮4两端装有轮端盖9和深沟球轴承ⅰ，轮轴10穿过限深轮4两端的深沟球轴承ⅰ与轮架2的两端连接；所述限深轮组件通过限深轮轮架挂接板挂接在机架1的前横梁中部。

挖掘铲组件从左至右依次包括四个部分：左边铲组件、左中铲组件、右中铲组件和右边铲组件，每个部分均包括四种部件：铲尖11、铲柄、分离杆和铲杆。所述铲柄下端设有铲尖安装面，铲尖11通过铲尖安装面与铲柄固定连接。分离杆包括三根完全相同的底杆20和五根长短不一的侧杆，底杆20焊接在铲柄下端的铲尖安装面的后端，侧杆焊接在每个铲柄的后端。铲杆包括两块平行钢板、两根平行钢管、两块平行矩形空心钢和两个挂接块；两块平行矩形空心钢通过两根平行钢管与两块平行钢板固定连接，矩形空心钢前端焊接有挂接块，后端与铲柄固定连接；所述挖掘铲组件通过挂接块和销轴分别挂接在四组挖掘铲铲杆挂接板上。

动力振动机构包括齿轮箱25、四个偏心组件、八个轴承座组件和两个传动轴组件。齿轮箱25的前端为动力输入轴，左右两端为两个动力输出端，齿轮箱25通过螺栓固定在机架1的中部。所述传动轴组件包括中轴3、边轴15和万向节19，所述齿轮箱25一端的动力输出端与中轴3的一端连接，中轴3的另一端通过万向节19与边轴15连接；中轴3和边轴15上分别安装一偏心组件，偏心组件的两端安装有轴承座组件，轴承座组件分别固定在机架1的纵梁上，偏心组件分别与相应的挖掘铲组件连接；齿轮箱25左右两端的动力输出端上安装的部件相同且对称。

齿轮箱25将来自于拖拉机动力输出轴的动力，通过动力输入轴传递给两端的动力输出端，经由与动力输出端连接的传动轴组件，带动偏心组件转动，进而带动挖掘铲组件绕其在机架1上的挂接点做小角度摆动(1°—2°)，四组挖掘铲的振动初始相位角为180°-0°-0°-180°。

在上述方案的基础上，所述限深轮4为圆柱体形状，两端带有碎土圆锥盘，碎土圆锥盘中部设有深沟球轴承安装孔，用于安装深沟球轴承ⅰ；所述轮架2中部上端设有一组挂接孔和一组限位孔，机架1上的限深轮挂接板两端也相应设有一组挂接孔和三组限位孔；限深轮组件通过挂接销轴5穿过限深轮挂接板上的挂接孔和轮架2上的挂接孔与机架1连接；通过对齐限深轮挂接板上的限位孔和轮架2上的限位孔的位置，插上限位销轴6，能实现双行四铲振动式木薯挖掘机作业深度三级可调。

在上述方案的基础上，所述深沟球轴承ⅰ的内圈与轮轴10之间，以及深沟球轴承ⅰ的外圈与限深轮4两端的碎土圆锥盘之间都是过盈配合。

在上述方案的基础上，所述铲尖11前部开有刃口，中部开有三个沉头螺丝通孔；铲尖安装面上开有与铲尖11沉头螺丝通孔相对应的螺纹底孔，铲尖11通过螺钉固定在铲尖安装面上，所述矩形空心钢后端设有铲柄安装孔，铲柄通过螺栓安装在矩形空心钢的后端；钢板上设有三组下拉板挂接孔，用以调节挖掘铲组件振幅。

在上述方案的基础上，左边铲组件选用边铲杆13和左铲柄8；左中铲组件选用中铲杆7和右铲柄14；右中铲组件选用中铲杆7和左铲柄8；右边铲组件选用边铲杆13和右铲柄14；其余部件全部相同；左铲柄8和右铲柄14的区别为，左铲柄8和右铲柄14的折弯部位左右对称，其他尺寸完全相同；中铲杆7中钢管长度比边铲杆13中钢管长度短，以缩小中间左中铲组件和右中铲组件之间的距离。

在上述方案的基础上，齿轮箱25左右两端的动力输出端与传动轴组件之间为插接式连接，即传动轴组件插入齿轮箱的动力输出端。

在上述方案的基础上，所述偏心组件包括偏心轮26、圆柱滚子轴承27、卡簧16、偏心轴套18、轴套盖17和下拉板29，偏心轮26内圈开有键槽，外圈一侧开有卡簧安装槽，用于安装卡簧16，所述卡簧16与圆柱滚子轴承27内圈的凸台对圆柱滚子轴承27起着起着轴向限位作用；所述偏心轮26的外圈与圆柱滚子轴承27的内圈过盈配合，圆柱滚子轴承27的外圈与偏心轴套18上端内部的圆柱滚子轴承安装孔过盈配合。偏心轴套18上端外侧面有三个轴套盖螺纹底孔，轴套盖17通过轴套盖螺纹底孔与偏心轴套18固定，偏心轴套18下端开有下拉板安装槽，下拉板安装槽侧面开有两对安装通孔；下拉板29上端开有两组与偏心轴套18下端安装通孔相对应的通孔，可以实现挖掘深度的两级调节，下端为铲杆挂接孔，下拉板29通过铲杆挂接孔和钢板上的下拉板挂接孔与相应的挖掘铲组件连接。

在上述方案的基础上，所述轴承座组件包括轴承座12和深沟球轴承28，深沟球轴承28内圈与传动轴组件，外圈与轴承座12均为过盈配合，轴承座12前后两端开有螺栓通孔，通过螺栓固定在机架1的纵梁上。

在上述方案的基础上，所述中轴3上分别开有与齿轮箱25动力输出端、偏心轮26和万向节19对应的安装键槽，安装完成后中轴3的轴肩位于齿轮箱25和最里侧轴承座12之间；边轴15上分别开有与万向节19和偏心轮26对应的安装键槽，边轴15的轴肩和深沟球轴承28内圈配合。万向节19左右两端均有键槽和限位孔。

在上述方案的基础上，所述挖掘铲组件绕其在机架1上的挂接点作1°-2°小幅度往复振动，振动频率8hz～10hz，挖掘深度250mm～400mm，挖掘入土角21°左右。

本发明作业时，起土量小土薯分离效果好，对木薯块根的伤害小，土壤适应性强，可以较好的完成木薯块根收获的机械化作业。本发明的双行四铲振动式木薯挖掘机采用采用齿轮和轴传动，动力大，工作可靠，保养维护简便易行；采用振动式挖掘，减小了牵引阻力，提高了土薯分离的效果；铲柄后端焊接的分离杆进一步增强土薯分离的可靠性；通过限深轮前端的挂接孔和偏心组件的下拉板和偏心轴套的组装方式，可实现挖掘深度的六级可调。

附图说明

本发明有如下附图：

图1为本发明的双行四铲振动式木薯挖掘机的三维示意图；

图2为本发明的双行四铲振动式木薯挖掘机的机架三维示意图；

图3本发明的双行四铲振动式木薯挖掘机的限深轮组件三维示意图；

图4本发明的双行四铲振动式木薯挖掘机的限深轮组件的剖视图；

图5本发明的双行四铲振动式木薯挖掘机的左边铲组件结构示意图；

图6本发明的双行四铲振动式木薯挖掘机的左中铲组件结构示意图；

图7本发明的双行四铲振动式木薯挖掘机的右中铲组件结构示意图；

图8本发明的双行四铲振动式木薯挖掘机的右边铲组件结构示意图；

图9本发明的双行四铲振动式木薯挖掘机的动力振动机构结构示意图。

图中符号标记为：1机架、2轮架、3中轴、4限深轮、5挂接销轴、6限位销轴、7中铲杆、8左铲柄、9轮端盖、10轮轴、11铲尖、12轴承座、13边铲杆、14右铲柄、15边轴、16卡簧、17轴套盖、18偏心轴套、19万向节、20底杆、21侧杆a、22侧杆b、23侧杆c、24侧杆d、25齿轮箱、26偏心轮、27圆柱滚子轴承、28深沟球轴承、29下拉板、30侧杆e。

具体实施方式

以下结合附图1-9对本发明作进一步详细说明。

本发明的目的是提供一种适用于垄作木薯收获的收获机械，可对不同的垄高和挖深的木薯进行收获。双行四铲振动式木薯挖掘机，包括机架1、限深轮组件、挖掘铲组件和动力振动机构。

机架1由方形钢管焊接而成，所述机架1前横梁的外侧焊接有两组三点悬挂挂接板，前横梁的中部焊接有一组限深轮轮架挂接板，中横梁下部焊接有四组挖掘铲铲杆挂接板，机架1的上部焊接有斜拉板。

限深轮组件包括限深轮4、轮架2、轮轴10、深沟球轴承ⅰ和轮端盖9。限深轮4两端装有轮端盖9和深沟球轴承ⅰ，轮轴10穿过限深轮4两端的深沟球轴承ⅰ与轮架2的两端连接；所述限深轮组件通过限深轮轮架挂接板挂接在机架1的前横梁中部。

挖掘铲组件从左至右依次包括四个部分：左边铲组件、左中铲组件、右中铲组件和右边铲组件，每个部分均包括四种部件：铲尖11、铲柄、分离杆和铲杆。所述铲柄下端设有铲尖安装面，铲尖11通过铲尖安装面与铲柄固定连接。分离杆包括三根完全相同的底杆20和五根长短不一的侧杆：侧杆a21、侧杆b22、侧杆c23、侧杆d24、侧杆e30；底杆20焊接在铲柄下端的铲尖安装面的后端，侧杆焊接在每个铲柄的后端。铲杆包括两块平行钢板、两根平行钢管、两块平行矩形空心钢和两个挂接块；两块平行矩形空心钢通过两根平行钢管与两块平行钢板固定连接，矩形空心钢前端焊接有挂接块，后端与铲柄固定连接；所述挖掘铲组件通过挂接块和销轴分别挂接在四组挖掘铲铲杆挂接板上。

动力振动机构包括齿轮箱25、四个偏心组件、八个轴承座组件和两个传动轴组件。齿轮箱25的前端为动力输入轴，左右两端为两个动力输出端，齿轮箱25通过螺栓固定在机架1的中部。所述传动轴组件包括中轴3、边轴15和万向节19，所述齿轮箱25一端的动力输出端与中轴3的一端连接，中轴3的另一端通过万向节19与边轴15连接；中轴3和边轴15上分别安装一偏心组件，偏心组件的两端安装有轴承座组件，轴承座组件分别固定在机架1的纵梁上，偏心组件分别与相应的挖掘铲组件连接；齿轮箱25左右两端的动力输出端上安装的部件相同且对称。

齿轮箱25将来自于拖拉机动力输出轴的动力，通过动力输入轴传递给两端的动力输出端，经由与动力输出端连接的传动轴组件，带动偏心组件转动，进而带动挖掘铲组件绕其在机架1上的挂接点做小角度摆动(1°—2°)，四组挖掘铲的振动初始相位角为180°-0°-0°-180°。

在上述方案的基础上，所述限深轮4为圆柱体形状，两端带有碎土圆锥盘，碎土圆锥盘中部设有深沟球轴承安装孔，用于安装深沟球轴承ⅰ；所述轮架2中部上端设有一组挂接孔和一组限位孔，机架1上的限深轮挂接板两端也相应设有一组挂接孔和三组限位孔；限深轮组件通过挂接销轴5穿过限深轮挂接板上的挂接孔和轮架2上的挂接孔与机架1连接；通过对齐限深轮挂接板上的限位孔和轮架2上的限位孔的位置，插上限位销轴6，能实现双行四铲振动式木薯挖掘机作业深度三级可调。

在上述方案的基础上，所述深沟球轴承ⅰ的内圈与轮轴10之间，以及深沟球轴承ⅰ的外圈与限深轮4两端的碎土圆锥盘之间都是过盈配合。

在上述方案的基础上，所述铲尖11前部开有刃口，中部开有三个沉头螺丝通孔；铲尖安装面上开有与铲尖11沉头螺丝通孔相对应的螺纹底孔，铲尖11通过螺钉固定在铲尖安装面上，所述矩形空心钢后端设有铲柄安装孔，铲柄通过螺栓安装在矩形空心钢的后端；钢板上设有三组下拉板挂接孔，用以调节挖掘铲组件振幅。

在上述方案的基础上，左边铲组件选用边铲杆13和左铲柄8；左中铲组件选用中铲杆7和右铲柄14；右中铲组件选用中铲杆7和左铲柄8；右边铲组件选用边铲杆13和右铲柄14；其余部件全部相同；左铲柄8和右铲柄14的区别为，左铲柄8和右铲柄14的折弯部位左右对称，其他尺寸完全相同；中铲杆7中钢管长度比边铲杆13中钢管长度短，以缩小中间左中铲组件和右中铲组件之间的距离。

在上述方案的基础上，齿轮箱25左右两端的动力输出端与传动轴组件之间为插接式连接，即传动轴组件插入齿轮箱的动力输出端。

在上述方案的基础上，所述偏心组件包括偏心轮26、圆柱滚子轴承27、卡簧16、偏心轴套18、轴套盖17和下拉板29，偏心轮26内圈开有键槽，外圈一侧开有卡簧安装槽，用于安装卡簧16，所述卡簧16与圆柱滚子轴承27内圈的凸台对圆柱滚子轴承27起着起着轴向限位作用；所述偏心轮26的外圈与圆柱滚子轴承27的内圈过盈配合，圆柱滚子轴承27的外圈与偏心轴套18上端内部的圆柱滚子轴承安装孔过盈配合。偏心轴套18上端外侧面有三个轴套盖螺纹底孔，轴套盖17通过轴套盖螺纹底孔与偏心轴套18固定，偏心轴套18下端开有下拉板安装槽，下拉板安装槽侧面开有两对安装通孔；下拉板29上端开有两组与偏心轴套18下端安装通孔相对应的通孔，可以实现挖掘深度的两级调节，下端为铲杆挂接孔，下拉板29通过铲杆挂接孔和钢板上的下拉板挂接孔与相应的挖掘铲组件连接。

在上述方案的基础上，所述轴承座组件包括轴承座12和深沟球轴承28，深沟球轴承28内圈与传动轴组件，外圈与轴承座12均为过盈配合，轴承座12前后两端开有螺栓通孔，通过螺栓固定在机架1的纵梁上。

在上述方案的基础上，所述中轴3上分别开有与齿轮箱25动力输出端、偏心轮26和万向节19对应的安装键槽，安装完成后中轴3的轴肩位于齿轮箱25和最里侧轴承座12之间；边轴15上分别开有与万向节19和偏心轮26对应的安装键槽，边轴15的轴肩和深沟球轴承28内圈配合。万向节19左右两端均有键槽和限位孔。

通过机架1上布置的挂接点与拖拉机的三点悬挂装置，用销轴连接；布置在机架1上的齿轮箱的输入轴，通过转轴与拖拉机的后输出轴连接。齿轮箱25将来自于拖拉机动力输出轴的动力，通过输入轴传递给两端的传动轴组件，经传动轴组件上安装的偏心轮26，带动偏心组件转动；进而带动挖掘铲组件绕其在机架1上的挂接点作小角度摆动(1°—2°)，四组挖掘铲的振动初始相位角为180°-0°-0°-180°。

所述挖掘铲组件的铲框高约为650mm，宽约为250mm，通过铲柄的倾斜，在挖掘时铲柄能对土壤实现挤压作用。所述双行四铲振动式木薯挖掘机为双行四铲形式，适应种植垄形为大垄双行的种植模式，一次作业能完成两行木薯块根的收获作业。所述木薯种植模式为梯形大垄，垄底宽1400mm，垄高250mm～300mm，垄顶宽900mm～1100mm，垄距1800mm；在播插种茎时，种茎直插或斜插，栽植行距垄内窄行距为500mm～600mm，邻垄宽行距1200mm～1300mm；挖掘深度250mm～400mm可调，挖掘入土角21°左右，挖掘铲组件绕挂接点作小幅度(1°-2°)往复转动，振动频率8hz～10hz。

本发明双行四铲振动式木薯挖掘机在作业过程中，通过限深轮调节到合适的挖掘深度，拖拉机后输出轴输出的动力通过动力振动机构带动四组挖掘铲组件振动，在作业过程中绕各自的挂接点来回小角度振动；随着拖拉机的前进挖掘铲入土挖掘，木薯块根和部分周围的土壤被抬起，到铲柄后焊接的分离杆上，在挖掘铲和分离杆完成土薯分离工作；木薯块根和土壤从分离杆的末端掉下，从而实现了木薯块根与土壤的分离。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。