一种麦冬收获方法与流程

1.本发明涉及麦冬种植领域，具体涉及一种麦冬收获方法。


背景技术：

2.麦冬是一种传统中药材，一般生长于地表下300mm以内，传统麦冬田间收获一般用犁翻耕土壤将麦冬翻出，或者人力用钉耙将泥土撬松后将其从土壤中刨出，再抖去泥土，装框运回切下块根和须根。因此其人工收获劳动强度极大，且效率低、作业质量不高；并且当前的根茎类作物挖掘基本只能将土壤翻抛，无法有效筛分泥土。因此，现有技术中始终缺乏专门针对麦冬适用的高效、高质的自动化收获方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种麦冬收获方法，以解决现有技术中麦冬收获过程中劳动强度大、效率低、难以筛分泥土等问题，实现高效且稳定的对麦冬进行收获的目的。
4.本发明通过下述技术方案实现：
5.一种麦冬收获方法，包括：
6.s1、将麦冬收获机连接在拖拉机后部，以拖拉机为动力拉动麦冬收获机前进；
7.s2、麦冬收获机前进过程中，通过二阶曲面挖掘铲将麦冬和泥土混合的物料挖出；
8.s3、物料经过条形件进入链排输送系统，输送过程中刨送滚筒对物料进行逐级变隙碾压碎土，并对破碎后的土块进行一次分离，麦冬根茎输送至第一级对辊挤压碎土装置；
9.s4、由第一级对辊挤压碎土装置对附着在麦冬根茎上的土块进行第一次对辊挤压碎土，破碎后的物料掉到循环筛上，随着循环筛的圆周运动，对土块和麦冬根茎进行第一次循环筛分，并提升抛洒至第二级对辊挤压装置上；
10.s5、由第二级对辊挤压碎土装置对附着在麦冬根茎上的土块进行第二次对辊挤压碎土，破碎后的物料再次掉至循环筛上；
11.s6、随着循环筛的圆周运动，对土块和麦冬根茎进行第二次循环筛分，并将麦冬根茎提升抛洒至振动集条收集系统；
12.s7、振动集条收集系统将麦冬呈条状输出，依次铺放在麦冬收获机尾部。
13.进一步的，二阶曲面挖掘铲将麦冬和泥土混合的物料挖出的方法包括：
14.s201、铲面前端的锯齿吃入土层20～30cm深度，对土层进行破碎；
15.s202、铲面进入破碎后的土壤下方，将土壤底部逐渐抬高；
16.s203、抬高过程中，由铲面中部的三棱锥体将土壤从中间劈开，使物料分别位于三棱锥体两侧的铲面上。
17.进一步的，物料经过条形件进入链排输送系统的方法包括：
18.s301、随着麦冬收获机的前进，位于三棱锥体两侧铲面上的物料分别进入相互向中心汇聚的两组条形件上；
19.s302、当物料从对应条形件上脱落时，抛洒至输送系统之上。
20.进一步的，所述链排输送系统在输送物料的过程中，通过逐级变隙碾压碎土系统对物料进行碾压碎土。
21.进一步的，逐级变隙碾压碎土系统对物料进行碾压的方法包括：
22.s303、输送系统采用链传动方式升运物料，输送系统上方的若干刨送滚筒转动，且刨送滚筒转动方向与输送系统的输送方向相反；
23.s304、随着物料的逐渐升运，与刨送滚筒之间的间隙逐渐减小，由刨送滚筒上呈螺旋状分布的第一弓齿碾压大块泥土；
24.s305、被碾压的大块泥土分裂为小块土壤，从链传动的输送系统底部网孔抛洒；麦冬和未被碾压成小块的泥土继续被升运。
25.进一步的，所述第一次对辊挤压碎土的方法包括：
26.s401、物料自输送系统末端抛洒至两个转向相反的第一对辊之间；
27.s402、由两个第一对辊上螺旋分布的第二弓齿对其间物料进行挤压，将附着在麦冬根茎上的土块破碎至小块；
28.s403、麦冬和小块土壤在经过两个第一对辊后抛洒至循环筛上；
29.进一步的，所述第二次对辊挤压碎土的方法包括：
30.s601、物料自循环筛抛洒至两个转向相反的第二对辊之间；
31.s602、由两个第二对辊上螺旋分布的第三弓齿对其间物料进行挤压，将残留在麦冬根茎上的土块破碎至小块；
32.s603、麦冬和小块土壤在经过两个第二对辊后再次抛洒至循环筛上。
33.进一步的，循环筛将物料抛洒至第二级对辊挤压碎土装置的方法包括：
34.s501、经第一级对辊挤压碎土装置处理后的物料抛洒至做方形回转运动的循环筛的内部底面靠近前进方向的一侧；
35.s502、被破碎的泥土经循环筛上的孔洞向外抛洒，剩余物料随循环筛移动至方形侧面；
36.s503、通过循环筛内壁的大量档杆避免剩余物料坠落，使剩余物料随同循环筛在侧面向上攀爬；
37.s504、剩余物料随循环筛攀爬至顶部后，在重力作用下向下抛洒至倾斜的第一导板上；
38.s505、物料沿第一导板向下滑落，抛洒至第二级对辊挤压碎土装置中的两个第二对辊中间位置。
39.进一步的，循环筛将麦冬根茎提升抛洒至振动集条收集系统的方法包括：
40.s701、经第二级对辊挤压碎土装置处理后的物料抛洒至所述循环筛的内部底面远离前进方向的一侧；
41.s702、被破碎的泥土经循环筛上的孔洞向外抛洒，剩余麦冬随循环筛移动至方形侧面；
42.s703、通过循环筛内壁的大量档杆避免麦冬坠落，使麦冬随同循环筛在侧面向上攀爬；
43.s704、麦冬随循环筛攀爬至顶部后，在重力作用下向下抛洒至倾斜的第二导板上；
44.s705、物料沿第二导板向下滑落至振动集条收集系统。
45.进一步的，振动集条收集系统将麦冬呈条状输出的方法包括：
46.s801、麦冬沿第二导板向下滑落至出料振动板上；
47.s802、麦冬沿出料振动板继续向下滑落，进入集条架上；
48.s803、麦冬从集条架上若干相互平行的杆体之间抛洒至地面。
49.进一步的，麦冬输出过程中，由振动机构驱动出料振动板和集条架做往复晃动去土。
50.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
51.1、本发明一种麦冬收获方法，集深度挖掘、碎土输送、循环筛分、集条收集等方法为一体，有效解决了在粘性土壤情况下的麦冬根茎筛分难题，可使麦冬类中药材实现以高效的机械收获方式代替传统的人工收获，从而使麦冬在收获过程中能够实现高效率、低成本，低掉果率、低破损率等效果。
52.2、本发明一种麦冬收获方法，通过三棱锥体破开土壤将其分隔为两部分，再由两侧铲面渐深入土层中将上方土壤铲开，以此实现将麦冬连土铲出的目的，相较于传统的平面铲而言入土效果有明显提升，有利于提高挖掘效率。
53.3、本发明一种麦冬收获方法，通过第一锯齿、第二锯齿，使得铲子更加容易吃入土层中，且利用锯齿的尖端对前方土壤进行预破碎，使得铲子主体抵达时土壤已经处于疏松状态，更加有利于提高挖掘效率；并可以使得使土壤发生折断劈裂，以此更加提高碎土能力、且减小了机具的动力消耗。
54.4、本发明一种麦冬收获方法，能够使得麦冬尽量呈方向相同的条状铺设，为农户的捡拾收集提供便利。
附图说明
55.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
56.图1为本发明具体实施例中麦冬收获机的结构示意图；
57.图2为本发明具体实施例中麦冬收获机的结构示意图；
58.图3为本发明具体实施例中麦冬收获机的局部透视图；
59.图4为本发明具体实施例中麦冬收获机的挖掘系统正视图；
60.图5为本发明具体实施例中麦冬收获机的挖掘系统等轴侧视图；
61.图6为本发明具体实施例中麦冬收获机的挖掘系统俯视图；
62.图7为本发明具体实施例中刨送滚筒的等轴侧视图；
63.图8为本发明具体实施例中第一对辊的等轴侧视图；
64.图9为本发明具体实施例中第二对辊的等轴侧视图；
65.图10为本发明具体实施例中振动集条收集系统的等轴侧视图；
66.图11为本发明具体实施例中振动机构的结构示意图；
67.图12为本发明具体实施例中集条架的俯视图。
68.附图中标记及对应的零部件名称：
69.1-三棱锥体，2-第一平面部，3-第二平面部，4-第一锯齿，5-第二锯齿，6-第一条形件， 7-第二条形件，8-刨送滚筒，9-第一对辊，10-第二对辊，11-循环筛，12-挡板，13-第二
导板， 14-出料振动板，15-杆体，16-滚轮，17-振动轴，18-摆臂，19-第一连杆，20-第二连杆，21-l 型档杆，22-第二弓齿，23-第三弓齿，24-第一弓齿，25-第一导板。
具体实施方式
70.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
71.实施例1：
72.一种麦冬收获方法，基于麦冬收获机实现，具体过程如下：
73.(一)将麦冬收获机连接在拖拉机后部，以拖拉机为动力拉动麦冬收获机前进；
74.(二)麦冬收获机前进过程中，通过二阶曲面挖掘铲将麦冬和泥土混合的物料挖出：
75.铲面前端的锯齿吃入土层20～30cm深度，对土层进行破碎；
76.铲面进入破碎后的土壤下方，将土壤底部逐渐抬高；
77.抬高过程中，由铲面中部的三棱锥体将土壤从中间劈开，使物料分别位于三棱锥体两侧的铲面上。
78.(三)物料经过条形件进入输送系统、通过输送系统输送至第一级对辊挤压碎土装置，输送过程中对物料进行碾压碎土、并对破碎后的土块进行一次筛分：
79.随着麦冬收获机的前进，位于三棱锥体两侧铲面上的物料分别进入相互向中心汇聚的两组条形件上；
80.当物料从对应条形件上脱落时，抛洒至输送系统之上；
81.输送系统采用链传动方式升运物料，输送系统上方的若干刨送滚筒转动，且刨送滚筒转动方向与输送系统的输送方向相反；
82.随着物料的逐渐升运，与刨送滚筒之间的间隙逐渐减小，由刨送滚筒上呈螺旋状分布的第一弓齿碾压大块泥土；
83.被碾压的大块泥土分裂为小块土壤，从链传动的输送系统底部网孔抛洒；麦冬和未被碾压成小块的泥土继续被升运。
84.(四)由第一级对辊挤压碎土装置对附着在麦冬根茎上的土块进行第一级辊压碎土，破碎后的物料抛洒至循环筛上：
85.物料自输送系统末端抛洒至两个转向相反的第一对辊之间；由两个第一对辊上螺旋分布的第二弓齿对其间物料进行挤压，将附着在麦冬根茎上的土块破碎至小块；麦冬和小块土壤在经过两个第一对辊后抛洒至循环筛上；
86.(五)循环筛将破碎后的土块进行二次筛分，并将剩余的物料输送至第二级对辊挤压碎土装置：
87.经第一级对辊挤压碎土装置处理后的物料抛洒至做方形回转运动的循环筛的内部底面靠近前进方向的一侧；
88.被破碎的泥土经循环筛上的孔洞向外抛洒，剩余物料随循环筛移动至方形侧面；
89.通过循环筛内壁的大量档杆避免剩余物料坠落，使剩余物料随同循环筛在侧面向上攀爬；
4、第二锯齿5均为表面呈钝角三角形的板体，钝角三角形的钝角端与铲体相邻、且位于靠近三棱锥体1的一侧；第一条形件6、第二条形件7均从靠近铲体的一端至远离铲体的一端，逐渐向靠近三棱锥体1的方向倾斜。
111.优选的，三棱锥体1由两块平板拼接而成，其内部为空心结构以减低重量。
112.优选的，第一锯齿4与水平面的夹角为5～8
°
、第二锯齿5与水平面的夹角为15～25
°
。
113.传统的根茎类作物收获机挖掘铲为普通平面铲，入土效果不佳，挖掘效率不高。麦冬收获要求挖掘深度为地下20～30cm、要求铲面的碎土能力强、土壤阻力小。因此本实施例考虑麦冬的生长特性、土壤的状态参数、配套动力、挖掘铲的入土倾角、铲面形状和铲体强度进行设计。低阻力深挖松土技术通过对普通平面铲、二阶曲面铲的机械结构、土壤阻力、铲面角度、切削刃等进行建模分析，引入土壤压缩和破坏理论，建立衡量碎土性能的数学模型，在同样的铲面倾角和长度的情况下，二阶曲面挖掘铲的铲面压强要小于普通平面铲。当挖掘铲倾角取15
°
，铲面压强比普通平面铲降低了42.7％。
114.二阶曲面挖掘铲位于机器的前部，在锯齿形平面铲一阶倾角的基础上，增加一个倾角平面，并结合凸面铲碎土性能优越的特点，二阶曲面挖掘铲具有两个不同的倾角曲面使土壤发生折断劈裂，提高碎土能力，且减小了机具的动力消耗。
115.在更为优选的实施方式中，碾压碎土系统包括位于输送系统上方的若干刨送滚筒8，刨送滚筒8上具有若干螺旋分布的第一弓齿24，各刨送滚筒8间通过链条传动；沿输送系统的输送方向，各刨送滚筒8至输送系统的间距逐渐减小。
116.第一级对辊挤压碎土装置包括如图8所示的第一对辊9，第一对辊9上设置若干螺旋分布的第二弓齿22；第二级对辊挤压碎土装置包括如图9所示的第二对辊10，第二对辊10上设置若干螺旋分布的第三弓齿23；第二弓齿22的分布螺距，大于第三弓齿23的分布螺距。
117.本技术挖掘出的土茎粘结牢固，采用普通的抖动分离难以达到生产要求，为此，混合物需进行抖动分离，去除未与根茎黏连的土块，避免对麦冬造成损伤。变隙式碾压碎土输送技术采用链传动连接转轴，小倾角链板升运，保证土块杂质升运过程中下落，实现土茎混合物的抖动分离，保证果茎的平稳输送。逐级碾压输送去土装置的碎土筛分率达到55％，并将植株和与根茎黏连的土块输送至下一级碎土筛分装置。
118.逐级碾压输送去土装置由上部刨送滚筒和下部升运循环链组成，安装在机架中部，位于挖掘铲的后方。刨送滚筒如图7所示，共有三个，其与下部升运循环链的间隙由大逐渐减小，刨送滚筒上设计有螺旋分布的第一弓齿24，刨送滚筒和升运循环链在工作时做相对运动，将喂入收获机的泥土向后上方输送的同时，可有效将大块泥土碾压裂解并筛分出大部分碎土。
119.其中，碾压碎土系统底部为升运循环链所构成的输送系统，便于筛分泥土。
120.优选的，第一弓齿、第二弓齿、第三弓齿均为凹面向内的v型件。
121.与根茎黏连的土块由于土壤粘性，无法被碾压碎土系统完全去除，土茎混合物进入第一级对辊挤压碎土装置，对辊将粘附在根茎上的土块辊压碎土，然后筛分；筛分后的土茎混合物进入第二级对辊挤压碎土装置进行二次辊压碎土，将与根茎粘连的小块土壤进一步辊压碎土。
122.在更为优选的实施方式中，循环筛分系统包括包覆在第一级对辊挤压碎土装置和
第二级对辊挤压碎土装置外的、首尾相接的循环筛11，循环筛11内部左右两侧均设置挡板12，挡板12与循环筛11之间具有间隙；还包括位于第一级对辊挤压碎土装置上方的第一导板25、位于第二级对辊挤压碎土装置上方的第二导板13；第一导板25、第二导板13均位于循环筛 11内部，且第一导板25和第二导板13均从前往后逐渐向下倾斜；第一导板25的底端位于第二级对辊挤压碎土装置上方，第二导板13的底端与集条收集系统相连；
123.经过第一级对辊挤压碎土装置的物料抛洒至底部的循环筛11上、由循环筛11输送至顶部后抛洒至第一导板25上；
124.经过第二级对辊挤压碎土装置的物料抛洒至底部的循环筛11上、由循环筛11输送至顶部后抛洒至第二导板13上。
125.如图3所示，本实施例的循环筛分系统循环筛，配合双级对辊挤压碎土装置进行作业，可有效去除与麦冬根茎粘连在一起的土壤：双级对辊挤压碎土装置辊压碎土粘附在麦冬根茎上的土壤，离心抛散式循环筛将碎土筛分，90％以上的土壤被有效筛分。
126.循环筛分系统的循环筛11为两条同步转动的回转链条，其之间连接若干连杆，且在连杆上设置了若干向内延伸的档杆，用于在上升过程中勾住麦冬枝条、避免麦冬下坠。
127.循环筛采用离心抛散式循环的原理，其回转链条系统安装在机架上，位于双级对辊挤压碎土装置外侧，通过链条传动与换向减速机相连，对土茎混合物进行分离、升运输送、离心抛撒等作业，实现高效筛分。
128.在更为优选的实施方式中，如图9与图10所示，振动集条收集系统包括从前往后逐渐向下倾斜的出料振动板14、与出料振动板14相连的振动机构、与出料振动板14底端相连的集条架，集条架包括若干根相互平行且均布的杆体15。
129.振动机构包括连接在出料振动板14前端的振动轴17、连接在振动轴17一端的摆臂18、与摆臂18铰接的第一连杆19，第一连杆19远离摆臂18的一端偏心安装在滚轮16上；当滚轮16转动时，振动轴17往复转动。
130.本实施例中滚轮16、第一连杆19、摆臂18组成曲柄摇杆机构，用于驱动振动轴17往复转动。
131.集条架包括垂直于出料振动板14的第二连杆20，杆体15固定在第二连杆20上，且杆体15从靠近第二连杆20的一端至远离第二连杆20逐渐向下倾斜；还包括固定在第二连杆 20远离出料振动板14一端的l型档杆21，l型档杆21的长边位于各杆体15之上、且与杆体15平行。
132.集条收集装置将筛选后的麦冬有规律的摆放于收获机后方，麦冬植株呈条状均匀铺放于作业区一侧，降低了捡拾难度。
133.本实施例中，集条收集装置的出料振动板通过铰链方式固定在机架的尾部，出料振动轴上安装有偏心轮即滚轮16，旋转时使出料振动板上下振动，出料振动板14呈倾斜向下安装，第二连杆20上每隔20～30mm距离固定一根杆体15。
134.本实施例集深度挖掘、碎土输送、循环筛分、收集功能为一体，有效解决了在粘性土壤情况下的麦冬根茎筛分难题，可使麦冬类中药材实现以高效的机械收获方式代替传统的人工收获，从而使麦冬在收获过程中能够实现高效率、低成本，低掉果率、低破损率等效果。
135.本实施例特设计专用于麦冬自动收获的二阶曲面挖掘铲，通过三棱锥体破开土壤
将其分隔为两部分，再由两侧的平面部逐渐深入土层中将上方土壤铲开，以此实现将麦冬连土铲出的目的，相较于传统的平面铲而言入土效果有明显提升，有利于提高挖掘效率；同时可以使得在同样铲面倾角和总长度的情况下，铲面压强小于常规平面铲。
136.本实施例通过第一锯齿、第二锯齿，使得铲子更加容易吃入土层中，且利用锯齿的尖端对前方土壤进行预破碎，使得铲子主体抵达时土壤已经处于疏松状态，更加有利于提高挖掘效率。此外，第一锯齿和第二锯齿的倾角不等，用于使土壤发生折断劈裂，以此更加提高碎土能力、且减小了机具的动力消耗。
137.本实施例中各弓齿为凹面朝内、外侧端部为平滑曲线状的凸齿，螺旋分布的弓齿能够使得土壤被碾压得更加细碎，克服了标准的直线分布方式容易导致土壤虽然能够被碾压、但碾压后依然呈块状分布的缺陷，特别是对于板结的土壤此种现象尤为明显。
138.本实施例通过双级辊压碎土的方式，逐渐对附着在麦冬根茎上的土块进行处理，能够实现很好的碎土效果。
139.本实施例由振动机构对出料振动板进行振动，使得麦冬快速滑落至集条架上，由若干相互平行的杆体对麦冬进行引导，使得麦冬植株能够有规律的、呈条状的铺放在收获机后方一侧，显著降低了农户的捡拾难度。集条架的设置相对于传统的平板式输出而言，能够使得麦冬尽量呈方向相同的条状铺设，为农户的捡拾收集提供便利。
140.实施例3：
141.基于实施例2的麦冬收获机，本实施例与实施例2的区别在于集条架的结构。
142.本实施例的集条架如图12所示，包括若干连接在第二连杆20上的杆组，每个杆组由两根对称分布的异形杆26组成，其中所述异形杆26上沿长轴方向均布有若干弧形段261。在任意杆组内，两根异形杆26之间的弧形段261凹面相对、两个相对的弧形段261之间形成一个第一扩宽部262；而在相邻两个杆组之间，两侧的弧形段261则自动形成了宽度减小的部位，因此将相邻两个杆组之间非弧形段相对的位置定义为第二扩宽263。
143.本实施例的设计是由于在大量实验过程中，发明人发现因不同麦冬的块根大小不同，集条架上杆体的设置间距难以准确把控，通用性不高；而若是将杆体设置为可移动式的，虽然能够调节间距了，但受限于麦冬埋于地下、在完全挖掘出来之前是无法判断本批次麦冬块根主要大小的，因此常规容易想到的可调式结构的适用性也不强。
144.而本实施例中，使得每组杆组内，两个异形杆之间能够构成多个第一扩宽部262，而相邻两个杆组之间也能够形成多个第二扩宽部263。由于集条架整体是向下倾斜且受振动机构驱动做往复晃动的，因此无论麦冬的块根是掉在杆组内的两根异形杆之间、还是掉在相邻杆组的两根异形杆之间，若块根较大无法快速下落时，都能够在振动和重力的共同作用下向下滑动，当体积较大的块根滑动至第一扩宽部262或第二扩宽部263之间时，该麦冬就能够整体以条状姿态掉落抛洒，这有利于显著提高本技术的“集条”效果，克服了因麦冬块根体积较大导致的“集条”效果不佳的问题。
145.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。此外，在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连，也可以是经由其他部件间接相连。
146.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。