一种高机动性棉花打顶装置

1.本实用新型属于农业机械领域，涉及一种高机动性棉花打顶装置，实现棉花打顶作业过程中的高机动性及自动化作业。


背景技术：

2.棉花具有无限生长的习性，打顶可以消除顶端优势，增量增产。人工打顶费工费时，劳动效率低，制约了棉花生产。机械打顶可提高打顶效率，节约植棉成本，适应棉花全程机械化生产需要。目前，棉花打顶对人员依赖程度大，机械机动性不足，机型较大，自动化程度不足，研究一款机型轻便、高效作业、作业幅度可调节的棉花打顶装置具有重要意义。
3.经对现有技术文献检索发现，中国发明专利“一种棉花智能打顶机构”，申请号 201811377360.8，该机器实现了垂直地面的上下升降作业，在棉花打顶作业宽度范围上未做调节；中国发明专利“棉花打顶装置”，申请号201310493610.5，通过改变轴与连接套筒之间不同螺栓孔的连接位置来调节单个打顶割刀的离地高度，在棉花打顶作业宽度范围上仍未做调节。
4.因此针对现有机械机动性不足，作业宽度范围不具备调节功能，自动化程度不足等问题，迫切需要发明一种高机动性棉花打顶装置，以提高机具机动性和自动化程度，实现棉花打顶的高效及优质作业。


技术实现要素：

5.针对现有机械机动性不足，作业宽度范围不具备调节功能，自动化程度不足等问题，发明了一种高机动性棉花打顶装置，以提高机具机动性和自动化程度，实现棉花打顶的高效及优质作业。
6.本实用新型一种高机动性棉花打顶装置所采用的技术方案：包括高机动并联机构和打顶机构。所述的高机动并联机构结合scara并联机构和双平行四边形机构，可以实现打顶作业过程中高度和宽度的快速调节，可使底部连接杆始终保持平行于机架的姿势作业，完成高效、高性能作业；所述的打顶机构进行棉花打顶作业，打顶电机通过动力软轴将动力传递给旋转刀片，使动力传递不受高机动并联机构运动影响。
7.所述的高机动并联机构包括机架、运动电机、scara右侧主动杆、scara右侧从动杆、从动杆一、从动杆二、底部连接杆、scara左侧从动杆、中部连接杆、scara左侧主动杆；所述的机架固定在移动平台上的方式决定了两种田间作业方案，方案一将机架垂直于棉行方向固定在移动平台上，打顶装置进行y轴和z轴方向上的作业调节，方案二将机架平行于棉行方向固定在移动平台上，扶禾装置将棉株进行收集，打顶装置进行x轴和z轴方向上的作业调节，机架用于固定整个打顶装置及识别顶心空间坐标的双目定位系统；所述的运动电机有两个，为scara左、右侧主动杆提供旋转动力，其响应快，精度高，大幅提高打顶机构的运动机动性和准确性；所述的scara右侧主动杆与机架和scara右侧从动杆铰接，在运动电机的驱动下转动；所述的scara右侧从动杆与scara右侧主动杆、底部连接杆和从动杆二铰
接，和 scara右侧主动杆组成scara并联机构的右侧部分；所述的从动杆一与中间连接杆、机架和从动杆二铰接，与scara左侧主动杆、中部连接杆和机架组成第一个平行四边形机构；所述的从动杆二与中部连接杆、底部连接杆、scara右侧从动杆和从动杆一铰接；所述的底部连接杆与从动杆二、scara左侧从动杆和scara右侧从动杆铰接，与从动杆二、scara左侧从动杆和中部连接杆组成第二个平行四边形机构；所述的scara左侧从动杆与中部连接杆、底部连接杆和scara左侧主动杆铰接，和scara左侧主动杆组成scara并联机构的左侧部分；所述的中部连接杆与scara左侧主动杆、scara左侧从动杆、从动杆一和从动杆二铰接，是两个平行四边形机构的共用杆；所述的scara左侧主动杆与中部连接杆、机架和scara左侧从动杆铰接，在运动电机的驱动下转动。
8.所述的打顶机构包括打顶电机、刀片转轴、旋转刀片、刀罩、刀架、动力软轴、万向节；所述的打顶电机固定在机架上，通过万向节将动力传递给动力软轴；所述的刀片转轴固定在刀架上，将动力传递给旋转刀片；所述的旋转刀片固定在刀片转轴上，对棉株进行打顶，刀片可更换；所述的刀罩固定在刀架上，对刀片起保护作用，且便于对准棉株顶心；所述的刀架固定在底部连接杆上，固定刀片转轴以及刀罩；所述的动力软轴分别与两个万向节连接，实现双平行四边形机构运动过程中不同轴部件的动力连接；所述的万向节有两个，将打顶电机和刀片转轴通过动力软轴连接。
9.本实用新型的有益效果：
10.1、设计了一种高机动性棉花打顶装置，装置结构简便，各连杆材质轻，重量集中在机架上，可以实现棉花打顶过程中的高机动性。
11.2、实现打顶区域宽度和高度的快速调节，作业区域广泛,使刀片可以保持平行地面姿势或其他角度姿势作业。
附图说明
12.图1为棉花打顶装置的轴测图；
13.图2为棉花打顶装置的主视图；
14.图3为棉花打顶装置的右视图；
15.图4为田间作业方案一示意图；
16.图5为田间作业方案二示意图；
17.图中：1、机架2、打顶电机3、运动电机4、scara右侧主动杆5、scara右侧从动杆6、从动杆一7、从动杆二8、底部连接杆9、刀片转轴10、旋转刀片11、刀罩12、刀架13、scara 左侧从动杆14、动力软轴15、万向节16、中部连接杆17、scara左侧主动杆
具体实施方式
18.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。本实用新型提供了一种高机动性棉花打顶装置，如图1、2、3、4、5所示，所述的高机动并联机构包括机架(1)、运动电机(3)、scara右侧主动杆(4)、scara右侧从动杆(5)、从动杆一(6)、从动杆二(7)、底部连接杆(8)、scara左侧从动杆(13)、中部连接杆(16)、scara左侧主动杆(17)；所述的机架(1)固定在移动平台上的方式决定了两种田间作业方案，方案一将机架(1)垂直于棉行方向固定在移动平台上，打顶装置进行y轴和z轴方向上的作业调节，方案二将机架(1)平行于棉行方向固定在移动
平台上，扶禾装置将棉株进行收集，打顶装置进行x轴和z轴方向上的作业调节，机架(1)用于固定整个打顶装置及识别顶心空间坐标的双目定位系统；所述的运动电机(3)有两个，为scara左、右侧主动杆提供旋转动力，其响应快，精度高，大幅提高打顶机构的运动机动性和准确性；所述的scara右侧主动杆(4)与机架(1)和scara右侧从动杆(5)铰接，在运动电机(3)的驱动下转动；所述的scara右侧从动杆(5)与scara右侧主动杆(4)、底部连接杆(8)和从动杆二(7)铰接，和scara 右侧主动杆(4)组成scara并联机构的右侧部分；所述的从动杆一(6)与中间连接杆、机架(1)和从动杆二(7)铰接，与scara左侧主动杆(17)、中部连接杆(16)和机架(1)组成第一个平行四边形机构；所述的从动杆二(7)与中部连接杆(16)、底部连接杆(8)、scara右侧从动杆(5)和从动杆一 (6)铰接；所述的底部连接杆(8)与从动杆二(7)、scara左侧从动杆(13)和scara右侧从动杆(5) 铰接，与从动杆二(7)、scara左侧从动杆(13)和中部连接杆(16)组成第二个平行四边形机构；所述的scara左侧从动杆(13)与中部连接杆(16)、底部连接杆(8)和scara左侧主动杆(17)铰接，和scara左侧主动杆(17)组成scara并联机构的左侧部分；所述的中部连接杆(16)与scara左侧主动杆(17)、scara左侧从动杆(13)、从动杆一(6)和从动杆二(7)铰接，是两个平行四边形机构的共用杆；所述的scara左侧主动杆(17)与中部连接杆(16)、机架(1)和scara左侧从动杆(13) 铰接，在运动电机(3)的驱动下转动。
19.如图1、2、3所示，所述的打顶机构包括打顶电机(2)、刀片转轴(9)、旋转刀片(10)、刀罩(11)、刀架(12)、动力软轴(14)、万向节(15)；所述的打顶电机(2)固定在机架(1)上，通过万向节(15)将动力传递给动力软轴(14)；所述的刀片转轴(9)固定在刀架(12)上，将动力传递给旋转刀片(10)；所述的旋转刀片(10)固定在刀片转轴(9)上，对棉株进行打顶，刀片可更换；所述的刀罩(11)固定在刀架(12)上，对刀片起保护作用，且便于对准棉株顶心；所述的刀架(12)固定在底部连接杆(8)上，固定刀片转轴(9)以及刀罩(11)；所述的动力软轴(14)分别与两个万向节 (15)连接，实现双平行四边形机构运动过程中不同轴部件的动力连接；所述的万向节(15)有两个，将打顶电机(2)和刀片转轴(9)通过动力软轴(14)连接。