一种山药收获装置

本实用新型涉及农业机械技术领域。

背景技术：

山药是柱状直生的深根类植物，垂直生长在土壤深处，其长短深浅各不相同且脆性较大，在挖掘山药时，很容易折断或刮伤山药的根茎。因此，为了避免在挖掘过程中损坏山药，大多采用人工收获的方法，即先由人工将山药两侧的土壤挖出，再慢慢取出山药。这种收获方式不但工作效率低，而且劳动强度极大，费时费力，造成山药的采收成本较高从而使得山药的市场价格较高，且不能保证山药的质量。山药生长在垄上，根茎部分生长在地下长达一米，一个人一天只能挖百十多米，一亩地一个人要挖十天左右，人工挖掘效率非常低。

随着社会需求量日益增长，种植规模也逐步扩大。但山药种植及收获的全程机械化程度依然很低，尤其是其收获作业仍以人工为主，现有的少数山药收获机械也存在机械结构复杂、功能不完善、能耗高、作业效率低、适应性差等诸多问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种山药收获装置，它能有效地解决收获山药棍的技术问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种山药收获装置，包括机架，减速机构，挖掘机构和输送机构，所述机架包括底部的两根平行设置的支撑杆，两支撑杆之间通过横担固定，支撑杆的左、右两端分别与左侧板、右侧板内侧的下部固定，中部设有减速箱，通过螺栓与横担固定；减速箱的左、右两侧均设有与支撑杆固定的支架座，支架座的支臂为双“l”形结构，其长支臂和短支臂均设有通孔，长支臂与底板长轴轴线两侧垂直固定；上连接架为对称设置的双折结构，两支上连接架的下端分别与减速箱左、右的支架座的短支臂通过螺栓固定，两支上连接架的上端合二为一，且位于两支侧架的上端之间并通过螺栓固定，两支侧架的下端分别与减速箱左、右的支架座的长支臂通过螺栓固定；左侧板、右侧板内侧的上部均设有侧板短轴，左侧板的中线两侧分别设有动力输出轴轴孔和挖掘主轴轴孔，右侧板设有挖掘主轴轴孔；动力输出轴通过轴承和法兰与左侧板的动力输出轴轴孔固定；

所述挖掘机构包括旋转摆臂、螺旋排土轴和链轮系，旋转摆臂为对称设置的直角板材结构，直角处内侧设有螺旋排土轴轴孔，上部垂直端内侧设有摆臂短轴，外侧设有长方形通孔，下部水平端分别与挖掘主轴的两端内侧固定，螺旋排土轴两端的内侧通过轴承和法兰与旋转摆臂固定；提升液压缸为左右对称设置，其活塞杆端与侧板短轴铰接，缸体尾端分别与旋转摆臂上端的摆臂短轴铰接；螺旋排土轴的左端设有第四链轮，第二链条与第三链轮和第四链轮配合成链环；旋向相反的两支螺旋叶片分别固定在螺旋排土轴两侧；挖掘主轴的左端设有第三链轮，其内侧同轴设有第二链轮，第一链条与第一链轮和第二链轮配合成链环；挖掘主轴的中部设有左右对称的两个第五链轮；挖掘支架为长条结构，其横截面为矩形，两端分别与两侧的旋转摆臂垂直端外侧的长方形通孔固定；挖掘链支撑架为对称设置的工字形材结构，其上端设有与挖掘支架横截面配合的凹槽，下端设有挖掘从动轴的轴孔，挖掘链支撑架上端的凹槽通过螺栓和压板与挖掘支架固定，挖掘链支撑架中部内侧设有挖掘短轴；张紧座为对称设置的“l”形结构，其水平端为底板，端部设有缺口，垂直端为双耳支座，底板的一侧紧靠挖掘链支撑架并与挖掘支架固定；张紧摆臂为对称设置的板材结构，其前端呈菱形，菱形中心设有张紧轴轴孔，长轴两端设有螺栓孔，其后端为双耳支座，中部为50°弯角，弯角中线设有张紧摆臂通孔，该通孔与张紧座垂直端的双耳支座通过螺栓固定，张紧弹簧两端设有挂钩，一端与张紧座水平端缺口内的短圆柱相挂，另一端与张紧摆臂后端双耳支座内的短圆柱相挂；张紧轴承座底部亦为菱形，其通过螺栓与张紧摆臂菱形两端的螺栓孔固定，张紧轴的两侧通过轴承分别与张紧轴承座固定；挖掘张紧链轮分别与张紧轴的两端固定；挖掘从动轴两端内侧通过轴承和法兰分别与挖掘链支撑架下端的挖掘从动轴轴孔固定，挖掘从动轴上均布旋耕刀，挖掘从动轴的左端设有第七链轮，内侧同轴设有第六链轮，右端设有第六链轮；挖掘链与第五链轮和第六链轮及挖掘张紧链轮配合成链环；

所述输送机构包括输送支架、输送液压缸和链轮系，输送支架为长条状板材结构，对称设置，其上端设有输送从动轴轴孔，中上部设有突起的凸耳，凸耳内侧设有输送短轴，中下部设有偏心振动轴轴孔，下端设有角度为45°向上的折弯，端部设有铰接通孔，弯角处设有输送主动轴轴孔；输送液压缸为左右对称设置，其活塞杆的前端分别与两侧的输送支架凸耳内侧的输送短轴铰接，缸体的尾端与挖掘链支撑架中部的挖掘短轴铰接；输送主动轴的右端与右侧输送支架的输送主动轴轴孔通过轴承与法兰固定，左端设有第八链轮，内侧同轴设有第九链轮，第三链条与第七链轮和第八链轮配合成链环；输送主动轴的左侧与左侧的输送支架输送主动轴轴孔通过轴承与法兰固定；输送主动轴靠近输送支架的内侧设有滚筒；偏心振动轴的两端通过轴承和法兰与输送支架中下部的偏心振动轴轴孔固定，靠近两输送支架内侧偏心振动轴设有偏心轮，偏心振动轴的左端设有第十链轮；输送从动轴的一端与输送支架上端的输送从动轴轴孔通过轴承和法兰固定，靠近输送支架内侧的输送从动轴设有与支撑橡胶带啮合的传动轮，输送从动轴的左端设有第十一链轮；输送链条与第九链轮，第十链轮，第十一链轮及输送张紧链轮配合成链环；输送支架中上部外侧设有矩形结构的张紧托，其左侧设有链轮轴，右侧设有与圆柱形调节杆配合的通孔，该通孔轴线与链轮轴轴线垂直；输送张紧托的矩形内侧表面与输送支架接触，下表面与圆柱形调节杆上端固定，输送张紧链轮通过轴承与张紧托链轮轴固定；支撑橡胶带为环状，左右对称设置，其上、下两面均设有矩形齿，每间隔两齿的齿间设有并排的两个通孔，其连线与齿顶同向；输送杆中部为圆柱且设有输送齿排，两端为扁平结构，该扁平结构平面设有纵列的两个通孔，该通孔与左右两条支撑橡胶带齿间并排的两个通孔通过铆钉固定。

所述支架座的底板为矩形，长轴轴线两侧设有通孔，通过u型螺栓与支撑杆固定。

所述上连接架、侧架及支架座各为两支，通过螺栓连接构成立体五点悬挂机构。

所述挖掘链为非标准链条，挖掘刀等距间隔固定在挖掘链的两侧。

所述输送齿排为链齿结构，橡胶材质。

所述减速箱内部为圆锥齿轮传动。

所述传动轮为橡胶材质。

与现有技术相比，本实用新型有以下有益效果：本装置能够实现山药的自动挖掘、山药与土壤分离、输送等工作，实现山药收获智能化、一体化，大量减少了人工劳动力，减轻了人工劳动强度，提升了山药的质量和收获效率，能满足山药收获的需求。

附图说明

图1为本实用新型实施例整体结构示意图

图2为本实用新型整体结构的俯视图

图3为本实用新型整体结构的侧视图

图4为本实用新型减速机构与机架的装配结构示意图

图5为本实用新型机架的结构示意图

图6为本实用新型左侧板的结构示意图

图7为本实用新型右侧板的结构示意图

图8为本实用新型减速机构的结构示意图

图9为本实用新型挖掘机构的结构示意图

图10为本实用新型螺旋排土轴结构示意图

图11为本实用新型挖掘从动轴的结构示意图

图12为本实用新型挖掘链局部结构示意图

图13为本实用新型张紧座的结构示意图

图14为本实用新型第一链条的结构示意图

图15为本实用新型旋转摆臂的结构示意图

图16为本实用新型张紧摆臂的结构示意图

图17为本实用新型输送机构结构示意图

图18为本实用新型输送机构去掉支撑橡胶带和输送杆后的结构示意图

图19为本实用新型输送杆与支撑橡胶带的配合结构示意图

图20为本实用新型输送杆与传动轮配合的结构示意图

图21为本实用新型支撑橡胶带的结构示意图

图22为本实用新型输送张紧链轮的结构示意图

图23为本实用新型张紧托的结构示意图

图24为本实用新型输送支架的结构示意图

图25为本实用新型整体设计框图

图26为本实用新型传动路线图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1，图2，图3为一种山药收获装置在工作状态下的结构示意图，包括机架，减速机构，挖掘机构，输送机构，两提升液压缸37，两输送液压缸40及其他连接件。

图5为机架的结构示意图。所述机架包括上连接架1，侧架2，支架座3，左侧板4，右侧板5，两支撑杆7，四个横担8，侧板短轴6，u型螺栓9，动力输出轴轴孔70，挖掘主轴轴孔69及其他连接件构成；两根支撑杆7平行设置，两支撑杆7之间通过横担8固定，支撑杆7的左、右两端分别与左侧板4、右侧板5内侧的下部固定，左侧板4、右侧板5内侧的上部均设有侧板短轴6，左侧板4的中线两侧分别设有动力输出轴轴孔70和挖掘主轴轴孔69，右侧板5设有挖掘主轴轴孔69；动力输出轴17通过轴承和法兰与左侧板4的动力输出轴轴孔70固定；所述上连接架1、侧架2及支架座3各为两支，通过螺栓连接构成立体五点悬挂机构，五点悬挂机构挂接在大型农用拖拉机上，由拖拉机控制五点悬挂机构的升降进而控制整个山药收获装置的状态。

图6为减速机构的结构示意图。所述减速机构包括万向节11，减速箱输入轴12，减速箱13，减速箱输出轴14，联轴器15，动力输出轴17，轴承座16，第一链轮18及其他连接件。拖拉机动力输出轴与万向节11连接并将动力传到山药收获装置中，万向节11将动力传给减速箱输入轴12，减速箱输入轴12通过减速箱13内的圆锥齿轮传动将动力传给减速箱输出轴14，减速箱输出轴14通过联轴器15将动力传给动力输出轴17，动力输出轴17将动力传给第一链轮18。

图4为减速机构与机架的装配结构示意图，减速箱13底部通过螺栓固定在两个横担8上，轴承座16底部通过螺栓固定在两横担8上，动力输出轴17固定在轴承座16与左侧板4的动力输出轴轴孔上。

图9为挖掘机构的结构示意图。所述挖掘机构包括挖掘主轴19，挖掘链27，挖掘刀28，旋转摆臂22，挖掘从动轴21，旋耕刀38，挖掘张紧链轮35，张紧轴29，螺旋排土轴20，挖掘链支撑架24，挖掘支架23，第五链轮25，第六链轮26，第三链轮30，第二链轮31，第四链轮32，螺旋叶片33，摆臂短轴34，挖掘短轴36，张紧摆臂57,张紧座58，张紧弹簧59，第一链条63，第二链条65，螺旋排土轴轴孔77，长方形通孔68，张紧轴轴孔75，张紧摆臂通孔76及其他连接件。旋转摆臂22为对称设置的直角板材结构，直角处内侧设有螺旋排土轴轴孔77，上部垂直端内侧设有摆臂短轴34，外侧设有长方形通孔68，下部水平端分别与挖掘主轴19的两端内侧固定，螺旋排土轴20两端的内侧通过轴承和法兰与旋转摆臂22固定；提升液压缸37为左右对称设置，其活塞杆端与侧板短轴6铰接，缸体尾端分别与旋转摆臂22上端的摆臂短轴34铰接；螺旋排土轴20的左端设有第四链轮32，第二链条65与第三链轮30和第四链轮32配合成链环；旋向相反的两支螺旋叶片33分别固定在螺旋排土轴20两侧；挖掘主轴19的左端设有第三链轮30，其内侧同轴设有第二链轮31，第一链条63与第一链轮18和第二链轮31配合成链环；挖掘主轴19的中部设有左右对称的两个第五链轮25；挖掘支架23为长条结构，其横截面为矩形，两端分别与两侧的旋转摆臂22垂直端外侧的长方形通孔68固定；挖掘链支撑架24为对称设置的工字形材结构，其上端设有与挖掘支架23横截面配合的凹槽，下端设有挖掘从动轴21的轴孔，挖掘链支撑架24上端的凹槽通过螺栓和压板与挖掘支架23固定，挖掘链支撑架24中部内侧设有挖掘短轴36；张紧座58为对称设置的“l”形结构，其水平端为底板，端部设有缺口，垂直端为双耳支座，底板的一侧紧靠挖掘链支撑架24并与挖掘支架23固定；张紧摆臂57为对称设置的板材结构，其前端呈菱形，菱形中心设有张紧轴轴孔75，长轴两端设有螺栓孔，其后端为双耳支座，中部为50°弯角，弯角中线设有张紧摆臂通孔76，该通孔与张紧座58垂直端的双耳支座通过螺栓固定，张紧弹簧59两端设有挂钩，一端与张紧座58水平端缺口内的短圆柱相挂，另一端与张紧摆臂57后端双耳支座内的短圆柱相挂；张紧轴承座60底部亦为菱形，其通过螺栓与张紧摆臂57菱形两端的螺栓孔固定，张紧轴29的两侧通过轴承分别与张紧轴承座60固定；挖掘张紧链轮35分别与张紧轴29的两端固定；挖掘从动轴21两端内侧通过轴承和法兰分别与挖掘链支撑架24下端的挖掘从动轴轴孔固定，挖掘从动轴21上均布旋耕刀38，挖掘从动轴21的左端设有第七链轮39，内侧同轴设有第六链轮26，右端设有第六链轮26；挖掘链27与第五链轮25和第六链轮26及挖掘张紧链轮35配合成链环；所述挖掘链27为非标准链条，挖掘刀28间隔一端距离均匀固定在挖掘链27的两侧；两提升液压缸37均与拖拉机相连，拖拉机为液压缸的动力源。挖掘机构主要实现挖掘山药周围的土壤的功能。减速机构的第一链轮18将动力传给第二链轮31，第三链轮30将动力传给第四链轮32，第五链轮25将动力传给第六链轮26；链轮盖10通过螺栓固定在左侧板4上，用于遮盖左侧板4外侧的第一链轮18，用于防止过多的土壤将链轮堵塞。挖掘链27为非标准链条，挖掘刀28间隔一定距离均匀地固定在挖掘链27的两侧。

图17为输送机构的结构示意图，图18是输送机构去掉支撑橡胶带54和输送杆55之后的结构示意图。所述输送机构包括输送主动轴41，偏心振动轴42，输送从动轴43，输送支架47，输送张紧链轮51，支撑橡胶带54，输送齿排56，传动轮46，输送杆55，偏心轮45，滚筒44，输送短轴48，第十链轮50，第十一链轮52，第九链轮53，第八链轮49，输送张紧托61，张紧托62，第三链条66，输送链条64，输送主动轴轴孔71，偏心振动轴轴孔72，输送从动轴轴孔73，链轮轴67及其他连接件。输送支架47对称设置，其上端设有输送从动轴轴孔73，中上部设有突起的凸台，凸台内侧设有输送短轴48，中下部设有偏心振动轴轴孔72，下端设有角度为45°向上的折弯，端部设有铰接通孔74，弯角处设有输送主动轴轴孔71；输送液压缸40为左右对称设置，其活塞杆的前端分别与两侧的输送支架47凸台内侧的输送短轴48铰接，缸体的尾端与挖掘链支撑架24中部的挖掘短轴36铰接；输送主动轴41的右端与右侧输送支架47的输送主动轴轴孔71通过轴承与法兰固定，左端设有第八链轮49，内侧同轴设有第九链轮53，第三链条66与第七链轮39和第八链轮49配合成链环；输送主动轴41的左侧与左侧的输送支架47输送主动轴轴孔71通过轴承与法兰固定；输送主动轴41靠近输送支架47的内侧设有滚筒44；偏心振动轴42的两端通过轴承和法兰与输送支架47中下部的偏心振动轴轴孔72固定，靠近两输送支架47内侧偏心振动轴42设有偏心轮45，偏心振动轴42的左端设有第十链轮50；输送从动轴43的一端与输送支架47上端的输送从动轴轴孔73通过轴承和法兰固定，靠近输送支架47内侧的输送从动轴43设有与支撑橡胶带54啮合的传动轮46，输送从动轴43的左端设有第十一链轮52；输送链条64与第九链轮53，第十链轮50，第十一链轮52及输送张紧链轮51配合成链环；输送支架47中上部外侧设有矩形结构的张紧托62，其左侧设有链轮轴67，右侧设有与圆柱形调节杆配合的通孔，该通孔轴线与链轮轴67轴线垂直；输送张紧托61的矩形内侧表面与输送支架47接触，下表面与圆柱形调节杆上端固定，输送张紧链轮51通过轴承与张紧托62链轮轴固定；支撑橡胶带54为环状，左右对称设置，其上、下两面均设有矩形齿，每间隔两齿的齿间设有并排的两个通孔，其连线与齿顶同向；输送杆55中部为圆柱且设有输送齿排56，两端为扁平结构，该扁平结构平面设有纵列的两个通孔，该通孔与左右两条支撑橡胶带54齿间并排的两个通孔通过铆钉固定。挖掘机构的第七链轮39将动力传给输送结构的第八链轮49，第九链轮53将动力传给第十链轮50和第十一链轮52。

两个提升液压缸37和两个输送液压缸40都与拖拉机相连，拖拉机为其提供动力并控制其伸缩。

图中上连接架1，侧架2及支架座3通过螺栓连接组成了五点悬挂机构。

该山药收获装置未工作时的状态为：提升液压缸37和输送液压缸40均处于缩进状态，挖掘链27斜放在地面上，机架放于离地面一定高度的平台上。

请参考图1，本实用新型的工作过程为：

1、将拖拉机的五点悬挂装置挂接在拖拉机后面，将万向节11与拖拉机的动力输出轴连接，将两个提升液压缸37和两个输送液压缸40与拖拉机连接。拖拉机驱动五点悬挂机构抬起机架，拖拉机驱动提升液压缸37和输送液压缸40使挖掘机构与输送机构离开地面，此时整个山药收获装置都悬挂在拖拉机的后面，完全离开地面。到达山药种植地，拖拉机缓慢放下五点悬挂机构，拖拉机驱动两个提升液压缸37缓慢伸出，挖掘机构底部的挖掘从动轴21接近土壤。此时拖拉机动力输出轴输出动力，万向节21获取动力并通过减速箱13的减速将动力传到第一链轮18上，第一链轮18将动力传给第二链轮31，此时挖掘主动轴19获取动力并转动，第三链轮30将动力传给第四链轮32，螺旋排土轴20获取动力并带动螺旋叶片33转动。第五链轮25将动力传给第六链轮26，挖掘从动轴21获取动力并带动旋耕刀38转动，挖掘链27带动挖掘刀28转动。第七链轮39将动力传给第八链轮49，输送主动轴41获取动力并转动。第九链轮53将动力传给第十链轮50和第十一链轮52，偏心振动轴42和输送从动轴43获取动力并转动，输送张紧链轮51起到张紧链条的作用。持续伸出两个提升液压缸37，两条挖掘链27挖掘山药两侧的土壤并将土壤挖出地面，旋耕刀38转动挖掘中间的土壤并深入土壤，同时输送机构的两侧随着两条挖掘链27挖出的两侧空隙进入土壤。当旋耕刀38到达山药底部，两个提升液压缸37停止伸出并保持不动，两个输送液压缸40缓慢伸出，使其达到输送倾角的位置后并保持不动。此时整个山药收获装置处于图1所示的工作状态，螺旋排土轴20靠近地面，螺旋排土轴20以下的部位处于地面下方。

2、山药收获装置到达工作状态的位置后，挖掘链27带动挖掘刀28挖掘山药两侧的土壤，同时旋耕刀38挖掘山药底部的土壤，将带泥土山药与周围的土壤分离。挖掘刀28挖掘土壤并将土壤送到地面，螺旋排土轴20带动螺旋叶片33转动，螺旋叶片33将挖掘刀28挖到地面的土壤输送到山药收获装置的两侧，以防止挖出的土壤落回挖掘刀28挖出的两道沟中。经过挖掘机构挖掘，土壤中并排的两行山药由于与周围土壤分离，在山药收获装置前进的过程中，带有泥土的两行山药缓慢倾倒在输送机构的输送齿排56上。输送机构的输送齿排56将山药缓慢输送到地表面，在输送过程中偏心振动轴42转动，偏心轮45产生振动，在输送山药的过程中抖动山药并去除粘在山药上土壤。

3、山药收获工作结束后，拖拉机提升五点悬挂机构，拖拉机控制两个提升液压缸37缓慢缩回，挖掘机构上升直到离开土壤完全到达地面，此时拖拉机控制两个输送液压缸40缓慢缩回使得挖掘机构与输送机构回到非工作状态，随后拖拉机动力输出轴停止输出动力，整个山药收获装置回到静止状态，最后由拖拉机提升五点悬挂机构，将整个山药收获装置抬离地面并运走，到此结束所有工作。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。