[發明專利]一種木薯仿生收獲機

有效

• 申請號: 201910404230.7
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110024545B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 廖宇蘭;王高遠;益愛麗;袁成宇;王高平
• 申請（專利權）人: 海南大學
• 主分類號: A01D13/00
• 分類號: A01D13/00;A01D33/00;A01D33/06
• 代理公司: 海口翔翔專利事務有限公司 46001
• 代理人: 張耀婷

本發明公開了一種木薯仿生收獲機，屬農業機械技術領域。包括機架、仿生鏟機構、角度調節機構和抖動土薯分離機構；仿生鏟齒上下面曲線分為仿生鏟齒段和平緩升土鏟齒段，其中，以任一水平面去切割鏟齒段，其倆側面所得曲線均按照土壤相對運動軌跡設計成仿生曲線結構。整個鏟齒均設計成曲面，其中鏟齒上沿和下沿的設計分別按照土壤動物的足趾上沿和下沿輪廓設計。角度調節機構通過調整鏟柄上端螺栓長度完成角度調節。機架前后端皆設計有多孔位以適應土面凸凹狀況。抖動土薯分離裝置采用清潔能源電力驅動，通過傳輸鏈向后運動的同時以凸輪振動傳輸鏈向后實現拋土。經過仿生鏟挖掘和抖動分離裝置輸送分離后便可完成木薯塊根挖掘和土薯分離。

技術領域

本發明屬于農業機械技術領域，涉及一種收獲機，具體涉及一種木薯仿生收獲機。

背景技術

木薯收獲機械化將是我國木薯方面的主要趨勢之一，木薯收獲機械化不但有利于提高木薯產業的生產效率，更可以推動我國木薯產業發展進程。挖掘鏟作為木薯收獲機的關鍵部件，如何改善挖掘鏟工作時土壤粘附和阻力大的問題，使挖掘鏟同時具有良好的入土性、脫土性和減阻性是優化挖掘鏟設計的一大難點。

目前存在的挖掘鏟排土功能不理想、土壤的附著越多所需牽引力越大的問題，不僅對木薯的收獲有影響，而且會降低木薯挖掘機壽命，甚至損壞木薯挖掘裝置。抖動裝置作為木薯收獲機的關鍵部件，其結構形態與幾何參數將直接影響著木薯收獲機的收獲效率。同時，電能作為清潔能源，對農田作業有極其重要的意義，無污染植物是現代農業發展的目標之一。

基于工程仿生學理論，從土壤動物挖削土壤中獲得啟發，對木薯挖掘機挖掘鏟觸土部件進行仿生改形設計，進而提高其減阻性能，是一種新的研究途徑。模仿田鼠爪趾彎曲輪廓形狀設計的仿生彎曲型深松部件減阻效果明顯。另外，犬是一種挖掘能力強的動物，作為主要觸土部件，其爪趾在構形與形態方面處于最優化狀態，可將切削土壤時的阻力減至最小。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有木薯收獲機挖掘鏟形式單一，結構復雜，在挖掘木薯塊根時出現碎土、漏土能力有限，入土阻力較大，傷薯斷薯漏薯率較高；污染嚴重等問題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：提供一種木薯仿生收獲機，其中：包括機架、仿生鏟機構、角度調節機構和抖動土薯分離機構；所述仿生鏟機構由數段等距排列的仿生鏟齒、鏟梁和鏟耳組成，鏟梁的前端設置所述仿生鏟齒，鏟梁的末端設置所述鏟耳，所述仿生鏟齒的入土角度為30～50°，所述仿生鏟機構與機架鉸鏈連接；所述角度調節機構包括外表面均設置螺紋的鏟耳軸和機架軸，鏟耳軸上設置鏟耳套筒和機架套筒，角度調節機構通過鏟耳套筒與鏟耳連接，通過機架軸與機架連接(該部分結構根據使用需求，可拆卸，不需要調角時可不采用)；所述抖動土薯分離機構包括驅動輪組、凸輪振動組和鏈式傳輸帶，凸輪振動組設置在鏈式傳輸帶的內側；所述抖動土薯分離機構設置在仿生鏟機構的末端。

進一步地，所述仿生鏟齒設計為曲面結構，由仿生鏟齒段和平緩升土鏟齒段組成；其中，以任一水平面去切割鏟齒段，其倆側面所得曲線均按照土壤相對運動軌跡設計成仿生曲線結構；鏟齒上沿和下沿的設計分別按照土壤動物的足趾上沿和下沿輪廓設計。挖掘入土時，入土角定義為平緩升土鏟齒段下刃面與水平面的夾角，范圍在30～50°內均可，工作時前進最優角度為鏟尖下端面水平，鏟上端面的棱設有圓角以防木薯鏟出時被刮傷。

進一步地，所述仿生鏟齒前端最小直徑不小于5mm，鏟齒后端最大直徑不大于40mm，鏟齒后端底部相對鏟齒前端的垂直高度調整范圍為250～320mm，鏟齒互相平行且軸心所在面與鏟梁軸心垂直。鏟梁上方兩棱均采取倒圓形式，以便木薯的運輸，其中心線比下方鏈式傳輸帶靠后，使木薯滑落后確保穩穩向后運輸。鏟耳垂直高度應長于100mm，以減少角度調節裝置的受力。兩側鏟耳對稱相同，高30mm。銷孔周圍最小壁厚應大于20mm。

進一步地，所述鏟耳的數量為兩個，分布于鏟梁的兩側，鏟耳上設有與角度調節機構連接的凹槽。