牵引型分段式花生收获机自动捡拾装置的设计

衡耀付,陈海需

(黄淮学院 电子科学与工程系,河南 驻马店 463000)

牵引型分段式花生收获机自动捡拾装置的设计

衡耀付,陈海需

(黄淮学院 电子科学与工程系,河南 驻马店 463000)

结合花生收获机捡拾装置特点及存在的问题，设计了一种牵引型分段式花生收获机自动捡拾装置，并详细地介绍了该装置的结构和工作原理.

牵引型；分段式；花生收获机；自动捡拾装置

花生收获机主要由机架、牵引架、传动变速装置、捡拾输送装置、搅龙装置、清选分离装置、集果装置等重要部分组成.花生收获机作业时自带动力或由农用拖拉机提供动力运转，用于花生收获后对在地表晾晒的花生秧果进行自动捡拾摘果，摘果干净，果壳破碎率低，损失少，工作效率高，极大地降低了农户农忙季节的劳动强度[1].然而，现有技术的花生收获机捡拾装置技术比较落后，在实际工作过程中仍会出现花生秧果在传送设备下端拥堵、传送过程不流畅的现象，秧果拥挤的情况下也会出现捡拾遗漏、被传送设备侧板挤掉、揉碎等问题，增加了农民的二次体力劳动，已成为一个亟待解决的问题.

1 自动捡拾装置设计

捡拾装置主要是在农机司机的操控下对在地表晾晒的花生秧果进行自动捡拾，并输送至花生摘果传送设备的进料端.装置主要由扒秧机构、动力传动机构、支架和捡拾指4大部分组成，如图1所示[2].

新型自动捡拾装置通过支架(11)安装在花生收获机的捡拾输送装置的传送设备(5)的进料端，支架一端铰接在传送设备(5)的进料端，另一端装有扒秧机构，动力传动机构设置在传送设备(5)的侧板(3)上，动力传动机构的动力输出端与扒秧机构的动力输入端相连.花生收获机的动力系统将动力传递给传送设备(5)上动力轮，动力轮旋转通过皮带带动同轴安装的第1主动轮(9)，第1主动轮(9)旋转通过皮带(10)带动的第1从动轮(8)，第1从动轮(8)通过齿轮传动带动第二从动轮(12)转动.由于第二从动轮(12)与扒秧轴(2)同轴，从而实现扒齿轴的伸缩运动和扒秧机构的转动扒秧.纵向拨秧辊(13)通过驱动轴(17)上的锥齿轮(7)传动，扒秧机构的两侧在传送设备(5)的进料端装有向外倾斜的挡板(14)，扒秧机构的两端与挡板(14)之间的间隙内设置有用于防止果秧缠绕、拥堵的拨秧辊(13)，拨秧辊(13)的动力输入端与动力传动机构的动力输出端相连，在传送设备入口侧板处给花生秧果以推进力，使得传送过程流畅、无遗漏.

为保证捡拾效果，扒秧机构设计有驱动轴(17)和装在驱动轴两端的驱动盘(1)，驱动盘(1)上设置有支撑杆(18)，两侧的支撑杆之间装有水平的扒秧轴(2)，扒秧轴(2)上设置有均布的扒秧齿(19)，拨秧辊(13)为立轴设置，位于挡板和传送设备之间，传送带上面均布排列捡拾指，扒秧齿与捡拾指之间的间距为秧果输送空间，扒秧轴、拨秧辊固定在传送设备前端，防飞挡条在传送带上方，扒秧轴、拨秧辊及传送带之间传动连接，液压设备固定在机架横梁上，与传送设备相连.驱动轴(17)上设置有调整机构，调整机构包括依次设置在驱动盘(1)一端外侧的转动盘(16)和偏心盘(15)，转动盘(16)和偏心盘(15)固定在一起，均通过轴承套装在驱动轴上，转动盘(16)上装有连接杆(6)，连接杆(6)经连接组件(4)与扒齿轴(2)的一端相连，连接组件(4)的一端与扒齿轴的一端固定在一起，另一端与连接杆的一端铰接，共同构成扒秧齿转动方位的调节结构.

捡拾指安装在传送带上，主要由捡拾指杆、弹性托板、固定螺栓组成，在花生秧果传送的过程中，起到防止秧蔓打滑、堆积的作用.由于在捡拾的过程中指杆与地面接触，且花生对捡拾指有直接作用力，要求捡拾指具有良好的柔韧性、抗冲击性、尺寸稳定性和机械强度[3，4].捡拾指通过螺钉和螺母与传送带固定相连，在传送带上按5组、4组交错排列，每组包括2根指杆，均匀分布在传送带的同一个面上[5].本设计捡拾指材料采用增韧尼龙6.如图2、图3所示.

2 工作原理

捡拾装置是花生收获机的工作入口设备.工作时，动力传动机构通过输出端将动力传送至捡拾机构的动力输入端，扒秧机构通过动力传动机构的传动和花生收获机动力系统的驱动带动扒秧机构的驱动轴转动，当驱动盘随着驱动轴转动的时候，扒秧轴也随着驱动轴做圆周运动，而拨秧齿在偏心轮的连带下随着扒秧轴做弧线往复运动，并保持齿尖一直朝向地面，拨秧齿运行到接近地面的时候，运动轨迹发生变化，与传送带上面均布排列捡拾指配合，从而把铺放在地表的花生捡拾起来.同时在旋转的拨秧辊及挡板配合下，在传送设备入口侧板处给花生秧果以推进力，使得传送过程流畅、无遗漏，能有效地防止果秧缠绕和拥堵，这样既保证了工作的安全，又有效防止了花生秧果被带出捡拾传送装置.

拨秧齿必须满足一定的速度要求才能在拖拉机的带动下捡拾花生，因此必须保证扒秧齿的速度v1大于或等于拖拉机的前进速度v2，即v1≥v2.拨秧齿的速度由扒秧轴决定，而扒秧轴的速度与转速满足以下关系：

v1=2π·r·n,

式中，n为扒秧轴的转速(r/min)；r为扒秧轴到驱动轴中心点的距离(mm)[6].

根据工作行数和幅宽的要求，结合机器本身大小及工作实际情况，本文所设计的捡拾装置宽度为900mm，设定扒秧轴到驱动轴中心点距离为320mm.

3 试验效果

本文所设计的分段式花生收获机自动捡拾装置经汝南县宇丰装备有限公司等单位联合设计样机，并进行工程可靠性试验，效果良好.样机在行走速度50m/min的情况下连续运转72h，工作平稳，并未发现薄弱环节及明显缺陷，自动捡拾装置抓秧能力显著，捡拾花生秧干净，有效地解决了果秧输送无力、缠绕、拥堵等现象，花生损失率小，降低了劳动强度，提高了工作效率.

4 结束语

本设计是在充分借鉴现有花生收获机捡拾装置研究成果的基础上，通过增加扒秧轴、扒秧齿、拨秧辊和挡板等部件设计的一种新型花生收获机自动捡拾装置，解决了现有花生收获机捡拾装置捡拾不干净，果秧输送无力、缠绕、拥堵等问题，实现了对花生果秧的自动捡拾功能.该捡拾装置结构简单，性能稳定，生产、安装成本低，易于推广实施，可广泛应用于各类花生收获机械中.

[1] 柴恒辉，杨然兵，尚书旗，等.4SHWZ-1800自走型分段式花生收获机的研制[J].农机化研究第，2014(9)：76-80.

[2] 程晋.花生收获作业机械发展现状概述[J].农业科技与装备，2013,224(2);47-51.

[3] 王东伟，尚书旗，韩坤，等.4HJL-2 型花生捡拾摘果联合收获机的设计与试验[J].农业工程学报，2013,29(11)：27-36.

[4] 胡志超，王海鸥，彭宝良，等.半喂入花生摘果装置优化设计与试验[J].农业机械学报，2012,43(10):131-136.

[5] 丁保江，唐殿明，付华良，等.小型背负式花生联合收获机的设计研究[J].农业装备与车辆工程，2005,12(3):30-32.

[6] 孙同珍.花生联合收获机摘果及清选部件的设计与试验研究[D].青岛：青岛农业大学，2009.

HENG Yaofu,CHEN Haixu

(DepartmentofElectronScienceandEngineering，HuanghuaiUniversity,HenanZhumadian463000，China)

(责任编辑：陈 欣)

The design of automatic picking up device of trailed and segmented peanut harvester

In this paper,we design a sort of Automatic picking up device mounted on trailed and segmented peanut harvester,based overall consideration of the characteristic and the problem of Picking up device of peanut harvester.And the paper describes the structure and the principle of the device in detail. Key words trailed model;segmentation;peanut harvester;automatic picking up device

2015-09-19

河南省高等学校重点科研项目(15A460028).

衡耀付(1966-)，男，河南西平人，黄淮学院电子科学与工程系教授，主要从事机电一体化研究.

S225.7

A

1008-2441(2015)06-0033-03