專利名稱：牽引式深根中藥材聯合收獲機的制作方法
技術領域：
本發明屬于收獲機械領域。
背景技術：
本發明所屬技術領域內經查找檢索發現的現有技術有
國外從20世紀40年代開始根莖收獲機械的研究，如美國、西德、日本、法國、意大 利等發達國家均研制出了不同的收獲機械。現已實現對長根作物(蘿卜、甜菜等)和短根 作物(馬鈴薯、花生、大蒜、洋蔥等)的機械化收獲。例如，意大利的DSC-120和日本保田公 司產的DCL-130型土豆挖掘機；美國Courtesy of Lilli ston Mfg. Co.生產的LP-2型花 生收獲機和荷蘭Michigan生產的ra-2型花生收獲機，2002年美國Kelley Manufacturing 公司在KMC3376和KMC3374的基礎上研制出的新型花生聯合收獲機，是目前花生兩段收獲 方式下的最先進的聯合收獲機械，上述這些機型的工藝技術先進，工作可靠性高，結構較復 雜。美國的W. S.Kang和M. 1.Dawelbeit(1999年)還對馬鈴薯和花生收獲的主要工作部 件——振動式挖掘犁產進行了深入研究，以阻力最小為目標，進行了動力參數的優化試驗， 給出了影響犁鏟阻力的因素主要為振動頻率、振幅和機器前進速度，設計得當可以減少牽 引阻力達20 50%。 國內從20世紀60年代開始引進國外根莖挖掘機械，主要用于花生、薯類等短根莖 作物收獲。對于黃(紅)芪、黃岑、甘草等深根中藥材，其收獲主要依靠人工挖掘，勞動強度 大，效率低。我國從80年代開始深根莖中藥材挖掘機械的研究，先后開發出適于根莖小于 40cm的機型有山西省長治市農機試驗站研制的4WZ-140型，甘肅省渭源縣引進的4WG-120 型等。適用于根莖大于40cm的機型有吉林省白城市農機研究院研制的4GKJ-11型根莖類 藥材挖掘機等。現有中藥材挖掘機存在的主要問題是，功能單一，都需要人工撿拾，生產效 率不高，基本沒有除秧、集裝工序，沒有實現聯合作業。 國內外知識產權現狀經國內外聯機檢索，發現中藥材挖掘收獲機械化國內研究 報道不多，僅檢出7篇有關文獻，對根莖類藥材挖掘機有研究報道，其中黑龍江省水利科學 研究院報道了根莖類中藥材振動挖掘機，包括可產生振動的主機體和切割鏟，作業時主機 體產生的振動力可使牽引阻力降低20%以上。對根莖作物挖掘收獲有報道的相關文獻2 篇，其中1篇報道工作時兩挖掘鏟在根莖兩側下面的土壤里行走，挖掘鏟邊走邊振動，把 作物根周圍土壤振動松散并托起，這樣將有利于扎根較深的植物的根輕松而不受損傷地拔 出，但需要人工逐個拔出。未檢出國外對深根中藥材挖掘收獲技術裝備方面的研究報道，檢 出大量各國的根莖類作物挖掘收獲方面的專利及非專利文獻7篇。結論是國內外尚未發現 對深根莖中藥材能一次完成從粉碎除秧、深根莖挖掘、碎土傳送、根莖與土塊和土壤高效分 離、直至傳送裝車多道工序聯合作業的收獲技術與設備的研究。本課題的研發將達到國內 產品領先水平，形成自主知識產權。
發明內容
本發明的目的是設計一種在大型拖拉機的牽引和動力輸出軸動力驅動 下一次完成從粉碎除秧、深根挖掘、碎土傳送、根莖與土壤、硬土塊及石塊高效分離，直到升 運裝車多道工序聯合作業的收獲機械。
本發明主要技術方案和創新點 (1)牽引式行走系統采用與拖拉機液壓提升機構的三個拉桿相對應的三點牽引
3架與拖拉機拉桿連接，行走輪以輪距和高度均可調的方式安裝。
(2)錘爪式高速旋轉刀輥式粉碎除秧系統。采用與藥材種植壟面仿形的刀輥結構
擊碎壟面以上的藥材的秧莖和雜草拋灑在地面上，被傳送鏈分離，防止纏堵傳送鏈。
(3)雙重振動沖擊式減阻挖掘系統。采用與挖掘鏟機架固連的上下振動的振動箱
與前后往復振動的柵條式振動篩組合的沖擊式雙重振動的減阻挖掘系統，實現深層堅實硬
土與深根莖的挖掘，不僅顯著減少阻力，而且抖動疏松了硬土層，使藥材根莖更容易實現與
土壤的分離。
(4)雙棘輥與柵條式傳送鏈構成的碎土和根莖無損傷分離傳送系統。采用相向
轉動的雙棘輥與柵條式傳送鏈同步轉動，使中藥材根莖在柵條式傳送鏈傳送過程中，硬土
塊被雙棘輥破碎，小于柵條間隙的細碎土壤和碎秧莖通過抖動的柵條式傳送鏈間隙落到地
面，藥材根莖無損傷通過雙棘輥間隙與土塊、石塊一起被傳送到彈性網傳送帶上再分離。
(5)轉動的彈性網傳送帶與柵條式往復振動篩組成的二次分離排石系統。采用具
有封閉回路的轉動的彈性網格式傳送帶與柵條式往復振動篩結構結合，使藥材根莖沿傳送
帶網格表面傳送到升運裝車系統的進料端工作面上，土塊、石塊及剩下的土壤沿網格孔間
隙落到振動篩上，小于振動篩柵條間隙的部分細碎物沿振動篩柵條間隙落到地面，較大土
塊和石塊沿振動篩斜面排放到機器一側，從而實現藥材根莖與土塊、石塊的高效分離。
(6)橫向傳送的柵條升運鏈升運裝車系統。采用進料端工作面抖動的折疊式柵條
升運鏈，將與土壤和雜物徹底分離的藥材根莖升運裝車。 (7)采用錘爪式高速旋轉刀輥粉碎除秧系統、沖擊式雙重振動減阻挖掘系統、同步 轉動的雙棘輥與抖動的柵條式傳送鏈碎土分離傳送系統、轉動的彈性網格式傳送帶與往復 振動篩二次分離排石系統、橫向升運鏈升運裝車系統，組裝成一次完成除秧、挖掘、分離及 根莖集裝多道工序的深根中藥材聯合收獲機。
具體實施例方式各系統結構按說明書附圖所示方位依次安裝到主機架(4)上。
1、牽引行走系統三點懸掛式三角牽引架(1)前部三角分布三個與拖拉機三點懸 掛裝置對應的三個銷孔，后部的兩個孔與過渡牽引架(3)前下方的十字叉橫軸(2)鉸連，從 而保證轉彎順利并靠拖拉機液壓提升機構使主機架(4)抬起到預定高度便于行走轉彎和 改變耕深。過渡牽引架(3)后端上下相對2孔用豎直銷軸與主機架(4)前端的豎直牽引孔 鉸連以保證過渡牽引架(3)能左右轉動，過渡牽引架(3)中部側面銷孔用可調長度的套筒 拉桿(42)與主機架(4)橫梁鉸連，用以調整和鎖定牽引角度從而保證收獲機對行作業。本 發明的行走輪(22)機架一端與主機架(4)鉸連，另一端用可調長度的套筒支桿(24)與主 機架(4)鉸連，用以改變收獲機地隙高度及挖掘鏟(9)和傳送鏈(17)工作面的傾角。行走 輪(22)采用伸縮式半軸支撐，改變半軸伸出長度用以單側調整輪距以便于對行作業。
2、錘爪式高速旋轉刀輥式粉碎除秧系統刀輥軸(8)支架橫向吊掛在主機架(4) 前下方，刀輥軸(8)端用鏈輪鏈條機構與中間軸(14)相連以獲得動力，在設定的除秧寬度 內的刀輥軸(8)上均勻分布焊有支座，動刀(7)上端鉸鏈在支座上，橫向各位置動刀(7)的 長度應保證動刀(7)下端與地面仿形，為提高粉碎效果在機架安全罩內表面沿每組相鄰動 刀間隙中對應焊接一組定刀(6)，使設定茬高以上的秧莖被充分打碎以防纏繞和堵塞傳送 鏈。實施本發明的最好方式傳送鏈采用活節式安裝以便于更換；挖掘鏟兩側的高犁柱外 側安裝輔助限深輪，振動篩吊掛方向可變，即可使出料端朝一側排石，還可以朝后使振動篩出料端位于升運鏈水平工作面上方，以實現收獲馬鈴薯、紅薯等塊莖作物的多種用途。
3、雙重振動沖擊式減阻挖掘系統在主機架(4)前下方兩側固連高強度的高犁柱 (12)，兩個高犁柱(12)下端之間按入土角斜度傾斜固連托鏵板(IO)，托鏵板(10)上按作 物行距對應安裝一組尾部帶單向活動板的組合式挖掘鏟(9)，挖掘鏟(9)上方的主機架(4) 上依次固連帶花鍵軸的傘齒輪箱(38)，齒輪油泵(39)和帶偏心塊的振動箱(36)，其中花 鍵軸(40)的花鍵端通過萬向節傳動軸(41)與拖拉機的動力輸出軸相連獲得動力，通過皮 帶或鏈條機構與齒輪油泵(39)軸相連，帶動油泵(39)通過油管和換向閥部件驅動折疊式 升運裝車機架輸出端的張開與折回，傘齒輪箱(38)的橫向軸輸出端與振動箱(36)的振動 軸(37)用一組鏈條機構相連，振動軸(37)上固連偏心振動塊，振動軸(37)與中間軸(14) 用一組皮帶傳動機構相連，中間軸(14)與1級傳送鏈主軸(31)之間以鏈條機構相連，柵 條式振動篩(23)出料端面向一側，振動篩四個角用四個活動吊桿掛在主機架(4)上，振動 篩(23)左右兩側前端均裝有短軸(21)用曲柄連桿機構(20)與偏心輪(19)相連。從而在 拖拉機牽引和動力輸出軸驅動下使挖掘鏟(9)實現振動箱(36)引起的上下振動和振動篩 (23)引起的前后沖擊式振動合成的振動源，組成雙重振動沖擊式減阻挖掘系統，不但明顯 減少了牽引阻力節省能源消耗，而且挖掘鏟抖松了挖到鏟面上的硬土，有利于藥材根莖與 土壤的分離。 4、碎土分離無損傷傳送系統寬幅柵條式傳送鏈(17)傾斜安裝在主機架(4)中部 下方，其工作面進料端從動輪(11)安裝在挖掘鏟(9)尾部活動板的后下方的兩側機架上， 傳送鏈(17)下方中部依次與傳送鏈主軸平行安裝抖動輪(16)機構，下棘輥(18)和偏心輪 機構，左側偏心輪(19)內側裝上雙排齒鏈輪(30)，一排齒與抖動輪軸(15)端部的鏈輪用 鏈條相連，一排與傳送鏈主軸(31)鏈輪相連，以驅動傳送鏈(17)工作面上下抖動分離土 壤；傳送鏈主軸(31)另一端安裝一對齒輪機構，在下棘輥(18)上方的傳送鏈(17)上方留 有一定范圍可調的間隙安裝上棘輥(35)，上棘輥(35)與傳送鏈主軸(31)之間的被動齒輪 軸(32)與上棘輥(35)用鏈條傳動機構相連，使上棘輥(35)與傳送鏈(17)按設定的速度 相向轉動；下棘輥(18)兩端采用與傳送鏈(17)嚙合的鏈輪使之與傳動鏈(17)同步轉動并 托住傳送鏈(17)的柵條，超過上棘輥(35)與該柵條間隙尺寸的大土塊被壓碎，一部分土壤 及細碎物沿傳送鏈(17)柵條間隙下落到地面上，根莖無損傷地與其余土壤及小土塊、石塊 沿傳送鏈(17)工作面被拋送到彈性網格式傳送帶(29)上，上棘輥(35)軸兩端的軸承座支 臂(33)與主機架(4)間安裝彈簧壓緊裝置(34)，提高碎土效果并保證石塊通過雙棘輥間隙 時棘輥和傳送鏈柵條不被損壞。 5、彈性網傳送帶與振動篩組成的二次分離排石系統以具有封閉回路的彈性網格 傳送帶包圍著振動篩(23)，用固定在主機架(4)兩側的多組軸承座中的輥軸支撐，使傳送 帶(29)出料端的后輥軸(28)提高至升運裝車系統進料工作面上方，后輥軸(28)端部安裝 鏈輪與傳送鏈主軸(31)端用鏈條機構連接以驅動傳送帶(29)轉動。被拋送到傳送帶(29) 工作面進料端上的物料中根莖沿傳送帶工作面被排送到升運裝車系統的工作面上，而剩余 土壤及細碎物沿傳送帶網格孔隙下落到振動篩(23)直至地面，而大于網格孔隙的土塊和 石塊則撐大網格孔落到振動篩(23)表面，沿篩斜面被排放到收獲機一側，從而完成收獲物 根莖與土壤及土塊、石塊的高效分離。 6、升運裝車系統采用橫向布置的柵條式升運鏈(27)，以折疊式機架支撐，水平
5橫架為進料端，橫向水平固連在收獲機主機架(4)的后端下方，其工作面鏈條下兩側相對 安裝橢圓形鏈輪，實現工作面的上下抖動，以徹底分離收獲物根莖上粘、混的泥土，中架下 端兩側與水平橫架鉸接、其上端兩側與出料端小支架鉸鏈，中支架的張開與折回利用液壓 油缸驅動，出料端小支架側面安裝一個液壓馬達(26)，馬達軸端與升運鏈(27)的主動軸 (25)端部以鏈條機構連接，構成液壓驅動的升運鏈式升運裝車系統。 (7)、上述六種工作系統的組合牽引行走系統、錘爪式高速旋轉刀輥式粉碎除秧 系統、雙重振動沖擊式減阻挖掘系統、碎土分離無損傷傳送系統、彈性網傳送帶與振動篩組 成的二次分離排石系統、升運裝車系統和萬向節傳動軸、液壓驅動裝置、鏈條機構、齒輪機 構、皮帶機構等動力傳動裝置按說明書附圖所示的空間位置和連接關系組合，成為能同步 運轉的一次完成除秧、挖掘、分離及根莖集裝多道工序聯合作業的深根中藥材聯合收獲機。
附圖1是本發明結構原理側視示意圖
附圖2是本發明結構原理俯視圖 圖中1_三角牽引架，2-十字叉橫軸，3-過渡牽引架，4-主機架，5-吊桿，6-定刀， 7-動刀，8-刀輥軸，9-挖掘鏟，10-托鏵板，11-從動輪，12-高犁柱，13-支桿，14-中間軸， 15-抖動輪軸，16-抖動輪，17-傳送鏈，18-下棘輥，19-偏心輪，20-曲柄連桿機構，21-短 軸，22-行走輪，23-振動篩，24-套筒支桿，25-主動軸，26-液壓馬達，27-升運鏈，28-后輥 軸，29-傳送帶，30-雙排齒鏈輪，31-傳送鏈主軸，32-被動齒輪軸，33-支臂，34-彈簧壓緊 裝置，35-上棘輥，36-振動箱，37-振動軸，38-傘齒輪箱，39-齒輪油泵，40-花鍵軸，41-萬 向節傳動軸，42-套筒拉桿。
權利要求
一種牽引式深根中藥材聯合收獲機，其特征在于該機主要由錘爪式高速旋轉刀輥粉碎除秧系統、雙重振動的沖擊式減阻挖掘系統、相向轉動的雙棘輥和上下抖動的柵條式傳送鏈組成的碎土和根莖無損傷分離傳送系統、彈性網格式傳送帶與柵條式往復式振動篩組成的2級分離排石傳送系統、橫柵條升運鏈式升運裝車系統及萬向節傳動軸、液壓驅動裝置、鏈條機構、齒輪機構、皮帶機構等動力傳動裝置組成。
2. 根據權利要求1所述的收獲機，其特征在于分案1-錘爪式高速旋轉刀輥粉碎除秧 系統可以安裝在拖拉機后部、收獲機主機架的前端下方；分案2_錘爪式高速旋轉刀輥粉碎 除秧系統安裝在拖拉機前部，通過鏈條機構、傘齒輪機構、萬向節傳動軸與拖拉機動力輸出 軸連接。
3. 根據權利要求1所述的收獲機，其特征在于雙重振動的沖擊式減阻挖掘系統，由安 裝在挖掘鏟上方主機架上的偏心塊式振動箱和主機中部的柵條式往復振動篩組成，該振動 箱通過鏈條機構、傘齒輪機構、萬向節傳動軸與拖拉機動力輸出軸連接，柵條式往復振動篩 前端兩側的短軸與曲柄連桿機構的連桿鉸接。
4. 根據權利要求1所述的收獲機，其特征在于該機的1級碎土、傳送分離機構的一對 相向轉動的棘輥，其中上下兩個棘輥軸心線均與1級傳送鏈主軸平行安裝，下棘輥安裝在1 級傳送鏈工作面下方，下棘輥兩端裝有鏈輪分別與1級傳送鏈工作面兩側的鏈節嚙合，傳 送鏈主軸上安裝主動齒輪，靠向上方棘輥一側安裝被動齒輪相嚙合，被動齒輪軸端部和上 方棘輥的軸端部以鏈輪、鏈條機構連接，上下棘輥間保留一定間隙安裝。
5. 根據權利要求1所述的收獲機，其特征在于該機的2級分離排石傳送系統采用各 軸均平行于主軸、包圍著振動篩轉動的彈性網格式傳送帶，該傳送帶的工作面進料端安裝 在1級傳送鏈出料端的后下方，傳送帶的出料端主動軸安裝在升運裝車裝置進料工作面上 方。
6. 根據權利要求1所述的收獲機，其特征在于用以驅動升運裝車系統的液壓油泵安 裝在收獲機前部主機架上，液壓油泵軸與安裝萬向節傳動軸的傘齒輪箱的花鍵軸以三種分 案連接，分案一以鏈條機構連接，分案二以齒輪機構連接，分案三以皮帶機構連接。
全文摘要
一種牽引式深根中藥材聯合收獲機，屬于收獲機械領域；主要解決在節省能源的情況下，對生長在通常犁底層以下的堅實土壤中的藥材根莖進行挖掘、分離土壤、清選和升運裝車的技術問題；主要采用沖擊式雙重振動的減阻挖掘系統、相向轉動的雙棘輥與柵條式傳送鏈組成的碎土和根莖無損傷分離傳送系統、彈性網格式傳送帶與柵條式振動篩組成的二次分離傳送系統、柵條升運鏈式升運裝車系統通過鏈條機構、曲柄連桿機構、齒輪機構、皮帶機構等動力傳動機構連接同步運轉的技術方案，該機用于在拖拉機的牽引和動力輸出軸的驅動下收獲甘草、防風、黃芪等深根莖中藥材，也可用于收獲紅薯、馬鈴薯、胡蘿卜、芋頭等農作物。
文檔編號A01D33/12GK101766081SQ20081020982
公開日2010年7月7日 申請日期2008年12月29日 優先權日2008年12月29日
發明者白寶仁 申請人:白寶仁