CN103703924A - 一种秧草收获方法及收获机 - Google Patents

Abstract

本发明属于蔬菜收获机械领域，具体涉及一种秧草收获方法及收获机。本发明的收获方法包括双动切割、气力吹送、输送带输送、周转箱收集等工序；本发明收获机包括车架、行走装置、切割装置、倾斜输送装置、电动推杆、收集箱、扶手总成、锂电池，切割装置位于车架前部，切割装置通过切割装置连接件与倾斜输送装置固定连接，倾斜输送装置与扶手立柱固定连接，扶手立柱固定连接在车架上部后端，车架上部后端放置有收集箱；电动推杆安装在车架中部的纵梁上，并通过推升横杆与倾斜输送装置转动连接。该机采用锂电池提供动力源，清洁无污染，自动化程度高，降低了劳动强度，节约了劳动力和成本，提高了秧草收割的效率，有利于促进秧草的规模化种植。

Description

一种秧草收获方法及收获机

技术领域

 本发明属于蔬菜收获机械的技术领域，具体涉及一种秧草收获方法及收获机。

背景技术

 秧草，学名黄花苜蓿，又叫三叶菜、草头，豆科牧草属，1-2年生叶菜类蔬菜，其茎平卧或倾斜，三出复叶、叶呈浓绿色，主要种植在长江三角洲一带。由于其富含多种营养，具有很高的食用和医药价值，深受江浙沪一带居民欢迎。秧草一个种植期可进行6~8次收割，近年来在长三角形成规模化大棚种植，然而目前其采收主要靠菜农以剪刀、镰刀进行人工收割，劳动强度大、成本高、生产效率低，制约其规模化种植，然而目前市场上没有适合秧草收割的机械，有必要开发一种秧草收割机。

与水稻、小麦、玉米等粮食作物收获机械的发展相比，我国蔬菜收获机械发展很落后，叶菜收获机械尤其落后，在国内基本属空白；虽然近年来设施蔬菜（大棚蔬菜）生产遍布各地，蔬菜育种、移栽、灌溉、植保等技术发展很快，但叶菜收获发展缓慢；国外的叶菜收获机械发展成熟，比如针对生菜、菠菜、小叶蔬菜收获的收获机均早已面市，但由于国情、种植条件等不同，国外的叶菜收获机械并非完全使用于国内，比如国外叶菜收获机一般体积大、质量大、智能化程度高但价格贵；秧草作为一种大棚种植的叶菜，有其特殊的收割要求，因此有必要研究秧草的收获方法及收获机。

虽然秧草属于牧草属，但牧草收获机械也不适合秧草的收割；一方面，牧草多为分段收获，而为了保证秧草的新鲜，其收获必须为联合收获，且收获时间要短而连续；另一方面，牧草为牲畜饲料，其收割工作较为粗糙，而秧草作为食用蔬菜，其收割工作必须要精细。

　秧草有如下收割要求：第一次收割要掌握“低”和“平”的原则（留茬高度以5cm为宜），所以要求收获机的割台一定要低和平；由于每次的留茬高度不同，要求割台的高度要可调；由于秧草轻小，多汁，割刀不宜为锯齿，以防止堵塞，同时要求割刀的运动速度要高；由于秧草容易受到机械损伤，要求秧草的输送不能有机械的挤压，同时由于机器在秧草畦上行进，为避免压踏伤害，机器重量要轻；由于商品菜的净菜率要求，保持秧草干净无污染；为了保证秧草的新鲜，收割过程要流畅。

中国专利CN201957453 U公布了一种秧草快速收获装置，包括切割装置、风机、车架等，能实现秧草的收割，但采用汽油为切割装置和风机提供动力，油气污染大，无法保证秧草的卫生；通过螺栓螺母来实现割茬高度调节，操作不方便；切割下的秧草被吹送进收集袋，随着秧草的增多，收集袋容易堵塞，使得收割过程不流畅，并且采用布袋也不卫生；公布号为CN10207728 A的中国专利公开了一种秧草收获装置，采用电动机为切割装置驱动切割装置，清洁卫生；通过更换轴套来调节割茬高度，操作较为麻烦；采用平躺的收集箱来收集秧草，同样无法避免堵塞的问题。

上述两项专利的行走方式均为人推式，即由人推着机器在田间行进；秧草种植方式为整畦无序撒播，从生长期到结荚期，稠密度、茎秆高度均增加；生长期收获时，由于植株矮小，采用人推的行走方式阻力不大；结荚期收获，由于秧草的缠绕作用，操作人员推机器的阻力过大，劳动强度增加。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种秧草收获方法，以解决现有技术中存在的收割的秧草不清洁、收割不流畅、割茬高度调节不方便的问题，提高秧草收获效率和品质，促进秧草规模化种植。

本发明的另一个目的是提供一种秧草收获机，利用该机可以大大降低秧草收获的劳动强度，可以实现切割和收集联合作业，节约收割成本，只需一人就可完成作业，节约劳动力。

为了实现上述目的：本发明提供如下方案：

一种秧草收获方法，具体步骤如下：

双动切割：采用双动往复式切割方式，高速切割下割刀附近的秧草；往复式切割割茬整齐，且容易增加割幅；双动割刀的切割速度高，且有利于降低机器振动；

风力吹送：切割下来的秧草经风力吹送到输送带，避免了采用链式、夹板式、螺旋式等传统方式会给秧草造成的损伤，保证了秧草的品质，有利于秧草运输、储存和售卖；

输送带输送：输送带将秧草输送到后方的周转箱中；输送带的使用避免了秧草输送的堵塞问题，保证了收割的流畅性，提高了收集效率；

周转箱收集：周转箱容纳输送带输送的秧草；一方面，周转箱干净卫生；另一方面，一个周转箱收集满，可迅速换上另一只周转箱，而收集满的周转箱进行称重、运输、加工工作，提高了秧草后续加工的效率。

为了避免油气污染，保证秧草的清洁无污染和降低操作人员的劳动强度，进一步地，采用锂电池为收获机的各工作装置提供动力源；特别地，采用轮毂电机实现秧草收获机自行走，大大降低了操作人员的劳动强度。

为了方便调整割茬高度，进一步地，采用“电动推杆+平行四杆”的形式，有如下有益效果：

1）电动，无污染；2）调整过程完全自动化，降低人的劳动强度；3）平行四杆机构使得了割台在调整过程中始终保持水平，保证了割茬的平整。

一种秧草收获机，包括车架、行走装置、切割装置、倾斜输送装置、电动推杆、收集箱、扶手总成、锂电池和电池箱，所述扶手总成包括有扶手立柱和扶手，所述切割装置位于车架前部，切割装置通过切割装置连接件与倾斜输送装置固定连接，倾斜输送装置与扶手立柱固定连接，扶手立柱固定连接在车架上部后端，车架上部后端放置有收集箱；所述车架中部的纵梁上固定连接有电池箱，电池箱中放置有锂电池；所述电动推杆安装在车架中部的纵梁上，并通过推升横杆与倾斜输送装置形成转动副连接；行走装置位于车架下部。

上述技术方案，所述切割装置包括两片双动割刀、割刀传动轴、带传动机构、连接法兰盘、联轴器、齿轮传动机构、切割电机、风扇、风扇壳和风管，电机轴与连接法兰盘固定连接，连接法兰盘、风扇与联轴器三者通过螺钉固定连接，联轴器上设有带轮，该带轮为主动带轮，其与从动带轮和张紧轮形成带传动机构，从动带轮通过齿轮传动机构将动力传递至割刀传动轴，割刀传动轴与两片双动割刀形成曲柄滑块机构。切割装置的作用是：一方面切割秧草嫩茎叶，另一方面风扇产生的风力将切割下来的秧草吹送到后面的输送装置上。

上述技术方案，所述倾斜输送装置包括主动滚筒、从动滚筒、输送带、输送主动带轮、输送从动带轮、输送皮带、输送电机、托举连杆，固定连杆、可调连杆、切割连杆、推升横杆、收窄板和输送带张紧装置，从动滚筒与托举连杆前端旋转副连接，主动滚筒通过托举连杆后端的导向槽与托举连杆形成旋转副连接，输送带套在从动滚筒和主动滚筒上；所述主动滚筒上设有输送从动带轮，其与输送电机轴固定连接的输送主动带轮和输送皮带形成皮带传动；所述托举连杆、固定连杆、可调连杆和切割连杆通过销轴铰接成平行四杆机构；电动推杆伸缩带动倾斜输送装置摇动，从而使切割装置的离地高度发生变化，即割茬高度改变。平行四杆机构是用来使得切割装置在割茬高度调节过程中，割台保持平动的；所述输送带张紧装置，包括一对螺栓螺母，螺栓与主动滚筒的轴固定连接，沿着导向槽调整主动滚筒到输送带张紧的位置，拧紧螺母即可完成输送到的张紧；所述收窄板覆盖在托举连杆，收窄板的作用有二：1）防止输送带的秧草脱离输送带；2）在输送带后端缩小秧草通过区域，确保秧草进入收集箱。

上述技术方案，所述行走装置主要包括主动轮总成、从动轮总成和万向轮总成，主动轮总成与从动轮总成分别固定连接车架前端的两侧，万向轮总成与车架后端固定连接；主动轮总成中设有轮毂电机，该轮毂电机驱动机器行走；主动轮上设有碟刹装置。

上述技术方案，所述锂电池为切割装置、行走装置、电动推杆和输送电机提供电力；锂电池没电时，可以将其从电池箱中移出充电，也可直接充电。

上述技术方案，所述扶手的直径为20~23 mm,纵向方向呈“S”形，横向方向呈“U”形，扶手上安装有调速把手和碟刹操作把手，调速把手通过线缆与主动轮总成中的轮毂电机连接，用于控制轮毂电机启动和调节转速；碟刹操作把手通过刹车线与碟刹装置连接。

本发明的有益效果是：

1.采用“双动切割—气力吹送—输送带输送—周转箱收集”的收割作业流程，避免了秧草的损伤、实现了切割与收集的联合作业、收割过程顺畅，提高了收割效率，保证了秧草的商品菜品质，有利于秧草的规模化种植。

2. 切割装置采用双动刀往复式切割，割茬平整，降低了因切割引起的振动；

 3. 采用风力吹送的方式，有效避免了传统的机械方式对秧草的损伤；

 4.采用倾斜输送带输送秧草，使得收集过程流畅，提高了收割效率；

5.周转箱收集，一方面干净卫生，另一方面，提高了秧草周转和后续加工效率；

6. 采用锂电池为整机提供动力，清洁无污染，保证了秧草的干净卫生；

7. 采用轮毂电机实现机器自行走，降低了操作人员的劳动强度；

8. 采用“电动推杆+平行四杆”来调整割茬高度，调整过程完全自动化，降低了劳动强度；

 9.电动秧草收割机整机质量在50~60 kg,质量较小，对秧草的压踏作用小。

附图说明

  图1为电动自走式秧草收割机的前视立体图。

图2 为电动自走式秧草收割机的俯视立体图。

图3为电动自走式秧草收割机的侧视图。

图4为电动自走式秧草收割机的后视立体图。

图5为电动自走式秧草收割机切割装置立体图。

 图中：1.切割装置，2.倾斜输送装置，3.扶手总成，4.扶手，5.固定连杆，6.扶手立柱，7.收集箱，8.万向轮总成，9.锂电池，10.电池箱，11.主动轮总成，12.碟刹装置，13.风扇壳，14.切割电机，15.从动滚筒，16.从动轮总成，17.收窄板，18.调速把手，19.碟刹把手，20.切割装置连接件，21.割刀，22.风管，23.可调连杆，24.输送带张紧装置，25.输送电机，26.导向槽，27.车架，28.电动推杆，29.输送带，30.托举连杆，31.切割连杆，32.输送从动带轮，33.主动滚筒，34.输送皮带，35.输送主动带轮，36.推升横杆，37.连接法兰盘，38.风扇，39.联轴器，40.从动带轮，41.皮带，42.齿轮传动机构，43.割刀传动轴，44.张紧轮。

具体实施方式

下面结合附图来说明本发明的具体实施方式。

一种秧草收获方法如下：

双动切割：双动往复式割刀高度运动；采用双动往复式切割方式，往复式切割割茬整齐，且容易增加割幅；双动割刀的切割速度高，且有利于降低机器振动；

风力吹送：切割下来的秧草经风力吹送到输送带，避免了采用链式、夹板式、螺旋式等传统方式会给秧草造成的损伤，保证了秧草的品质，有利于秧草运输、储存和售卖；

输送带输送：输送带将秧草输送到后方的周转箱中；输送带的使用避免了秧草输送的堵塞问题，保证了收割的流畅性，提高了收集效率；

周转箱收集：周转箱容纳输送带输送的秧草；一方面，周转箱干净卫生；另一方面，一个周转箱收集满，可迅速换上另一只周转箱，而收集满的周转箱则可进行称重、运输、加工等工作，提高了秧草后续加工的效率。

为了避免油气污染，保证秧草的清洁无污染和降低操作人员的劳动强度，进一步地，采用锂电池为收获机的各工作装置提供动力源；特别地，采用轮毂电机实现秧草收获机能自行走，大大降低了操作人员的劳动强度。

为了方便调整割茬高度，进一步地，采用“电动推杆+平行四杆”的形式，自动化调整割茬高度，且在调整过程中，割台保持平动。

为了实施本发明所公开的上述收获方法所设计的秧草收获机，如图1-5所示。

一种电动自走式秧草收割机，包括车架27、行走装置、切割装置1、倾斜输送装置2、电动推杆28、收集箱7、扶手总成3、锂电池9和电池箱10，所述扶手总成3包括有扶手立柱6和扶手4，所述切割装置1位于车架27前部，切割装置1通过切割装置连接件20与倾斜输送装置2固定连接，倾斜输送装置2与扶手立柱6固定连接，扶手立柱6固定连接在车架27上部后端，车架27上部后端放置有收集箱7；所述车架中部的纵梁上固定连接有电池箱10，电池箱10中放置有锂电池9；所述电动推杆28安装在车架中部的纵梁上，并通过推升横杆36与倾斜输送装置2形成转动副连接；行走装置位于车架27下部。

所述切割装置1包括两片双动割刀21、割刀传动轴43、带传动机构、连接法兰盘37、联轴器39、齿轮传动机构42、切割电机14、风扇38、风扇壳13和风管22，电机轴与连接法兰盘37固定连接，连接法兰盘37、风扇38与联轴器39三者通过螺钉固定连接，联轴器39上设有带轮，该带轮为主动带轮，其与从动带轮40、皮带41和张紧轮44形成带传动机构，从动带轮40通过齿轮传动机构42将动力传递至割刀传动轴43，割刀传动轴43带动两片双动割刀21进行往复运动。切割电机上电开始工作，带动风扇旋转，风扇产生的风从风管吹出；此时若张紧轮44张紧，则皮带传动机构和齿轮传动机构42带动割刀做往复运动。

所述倾斜输送装置2包括主动滚筒33、从动滚筒15、输送带29、输送主动带轮35、输送从动带轮32、输送皮带34、输送电机25、托举连杆30，固定连杆5、可调连杆23、切割连杆31、推升横杆36、收窄板17和输送带张紧装置24，从动滚筒15与托举连杆30前端旋转副连接，主动滚筒33通过托举连杆30后端的导向槽26与托举连杆30形成旋转副连接，输送带29套在从动滚筒15和主动滚筒33上；所述主动滚筒33上设有输送从动带轮32，其与输送电机25的轴固定连接的输送主动带轮35和输送皮带34形成皮带传动；所述托举连杆30、固定连杆5、可调连杆23和切割连杆31通过销轴铰接成平行四杆机构；所述输送带张紧装置24，包括一对螺栓螺母，螺栓与主动滚筒33的轴固定连接，沿着导向槽调整主动滚筒到输送带张紧的位置，拧紧螺母即可完成输送到的张紧；所述收窄板覆盖在托举连杆上，通过螺钉固定。

所述行走装置主要包括主动轮总成11、从动轮总成16和万向轮总成8，主动轮总成11与从动轮总成16分别固定连接在车架27前端的两侧，万向轮总成8与车架27后端通过螺栓螺母固定连接；主动轮总成11中设有轮毂电机，主动轮上设有碟刹装置12；轮毂电机和碟刹装置12分别由安装在扶手4上的调速把手18和碟刹装置19来控制。

整机的工作流程为：

１.根据收割期秧草的割茬高度要求调节割台距地面的割茬高度：控制电动推杆伸缩，电动推杆伸缩带动托举连杆30所支撑的倾斜输送装置2摇动，从而使切割装置1的离地高度发生变化，即割茬高度改变，由平行四杆机构的特性可知，切割装置在割茬高度调节过程中，割台保持平动；调整割台到指定高度后，电动推杆断电。

启动切割电机14，拨动张紧轮44使得皮带张紧，风扇38转动，割刀21开始做往复运动，可先在田中进行试切割，以方便将切割电机14调到合适的转速。

给行走装置的轮毂电机通电，调整轮毂电机到合适转速，启动输送电机25，操作人员推动扶手，则收割机开始自行走收割作业；需要操作人员通过扶手施加一个向前的推力原因为：主动轮和从动轮独立，且从动轮和万向轮均随动，行走装置的前进方向不定，因此需要操作人员施加一个向前的推力，由于此推力主要是用来控制机器的前进方向，不是来推动收割机，故所需推力较小。当机器需要短暂降速时，可通过捏紧碟刹操作把手18控制碟刹装置19来降低主动轮速度。

收割机作业时，割刀21切割下的秧草，随即被风扇38吹送到后面的倾斜输送装置2上，然后进入位于倾斜输送装置2后下方的收集箱7中。

收割工作完成后，分别给轮毂电机、切割电机14和输送电机25断电，收割机停止动作。

所述锂电池9为切割装置1、行走装置、输送电机25和电动推杆28提供电力；锂电池9没电时，可以将其从电池箱10中移出充电，也可直接充电。

  虽然结合附图描述了本发明的实施方式， 但是本领域的技术人员可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种秧草收获方法，其特征在于：具体步骤如下：

双动切割：双动往复式割刀高速运动，切割下割刀附近的秧草；

风力吹送：切割下来的秧草经风力吹送到输送带；

输送带输送：输送带将秧草输送到后方的周转箱中；

周转箱收集：周转箱容纳输送带输送的秧草，当一个周转箱收集满，可迅速换上另一只周转箱，而收集满的周转箱对秧草进行称重、运输、加工工作。

2.根据权利要求1所述的一种秧草收获方法，其特征在于：采用锂电池为收获机的各工作装置提供动力源。

3.根据权利要求1所述的一种秧草收获方法，其特征在于：采用“电动推杆+平行四杆”实现割茬高度调节。

4.根据权利要求1所述的一种秧草收获方法，其特征在于，采用轮毂电机驱动整个机器自行走。

5.一种实现权利要求1~4任一项权利要求所述的秧草收获方法的秧草收获机，包括车架(27)、行走装置、切割装置(1)、倾斜输送装置(2)、电动推杆(28)、收集箱(7)、扶手总成(3)、锂电池(9)和电池箱(10)，所述扶手总成(3)包括有扶手立柱(6)和扶手(4)，所述切割装置(1)位于车架(27)前部，切割装置(1)通过切割装置连接件(20)与倾斜输送装置(2)固定连接，倾斜输送装置(2)与扶手立柱(6)固定连接，扶手立柱(6)固定连接在车架(27)上部后端，车架(27)上部后端放置有收集箱(7)；所述车架中部的纵梁上固定连接有电池箱(10)，电池箱(10)中放置有锂电池(9)；所述电动推杆(28)安装在车架(27)中部的纵梁上，并通过推升横杆(36)与倾斜输送装置(2)形成转动副连接；行走装置位于车架(27)下部。

6.如权利要求5所述的一种秧草收获机，其特征在于：所述切割装置(1)包括两片双动割刀(21)、割刀传动轴(43)、带传动机构、连接法兰盘(37)、联轴器(39)、齿轮传动机构(42)、切割电机(14)、风扇(38)、风扇壳(13)和风管(22)，电机轴与连接法兰盘(37)固定连接，连接法兰盘(37)、风扇(38)与联轴器(39)三者通过螺钉固定连接，联轴器(39)上设有带轮，该带轮为主动带轮，其与从动带轮(40)、皮带(41)和张紧轮(44)形成带传动机构，从动带轮(40)通过齿轮传动机构(42)将动力传递至割刀传动轴(43)，割刀传动轴(43)与两片双动割刀(21)形成曲柄滑块机构。

7.如权利要求5所述的一种秧草收获机，其特征在于：所述倾斜输送装置(2)包括主动滚筒(33)、从动滚筒(15)、输送带(29)、输送主动带轮(35)、输送从动带轮(32)、输送皮带(34)、输送电机(25)、托举连杆(30)，固定连杆(5)、可调连杆(23)、切割连杆(31)、推升横杆(36)、收窄板(17)和输送带张紧装置(24)，从动滚筒(15)与托举连杆(30)前端旋转副连接，主动滚筒(33)通过托举连杆(30)后端的导向槽(26)与托举连杆(30)形成旋转副连接，输送带(29)套在从动滚筒(15)和主动滚筒(33)上；所述主动滚筒(33)上设有输送从动带轮(32)，其与输送电机轴(25)固定连接的输送主动带轮(35)和输送皮带(34)形成皮带传动；所述托举连杆(30)、固定连杆(5)、可调连杆(23)和切割连杆(31)通过销轴铰接成平行四杆机构；所述输送带张紧装置(24)，包括一对螺栓螺母，螺栓与主动滚筒(33)的轴固定连接；所述收窄板(17)覆盖在托举连杆(30)上。

8.如权利要求5所述的一种秧草收获机，其特征在于：所述行走装置包括主动轮总成(11)、从动轮总成(16)和万向轮总成(8)，主动轮总成(11)与从动轮总成(16)分别固定连接在车架(27)前端的两侧，万向轮总成(8)与车架(27)后端通过螺栓螺母固定连接；主动轮总成(11)中设有轮毂电机，主动轮上设有碟刹装置(12)。

9.如权利要求8所述的一种秧草收获机，其特征在于：所述扶手(4)的直径为20~23 mm，纵向方向呈“S”形，横向方向呈“U”形，扶手（4）上安装有调速把手(18)和碟刹把手(19)，所述调速把手(18)通过线缆与主动轮总成(11)中的轮毂电机连接，所示碟刹操作把手(19)通过刹车线与碟刹装置（12）连接。

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