一种柔性斜面导入式大蒜浮动切根装置的制作方法

本发明涉及农业机械技术领域，具体来说，是一种大蒜切根装置。

背景技术：

大蒜是我国重要的经济作物和极具竞争力的出口创汇产品。我国大蒜常年种植面积、产量、出口量均位居世界第一。近年来，由于人工收获大蒜成本升高、劳动强度大，大蒜生产成本居高不下，农民对大蒜机械化收获设备需求迫切。目前，国内市场尚无大蒜联合收获设备，少数大蒜联合收获样机仍处于研发阶段，主要原因就是机械化切根技术难题没有解决。机械化切根是大蒜联合收获设备亟需破解的主要难题，也是技术难度最大的作业环节。查阅国内外相关资料，均无可以实现机械化切根作业的大蒜收获产品。

现有专利cn201410335115.6/cn201410335084.4/cn201410335126.4等，均为滚动式切割(即切刀绕转轴旋转，刀刃平行于回转轴或略带一定倾斜角度)，实际应用效果不好，很难应用于实际生产中。问题如下：第一，该类切根装置仅在蒜头下球面位于切刀回转面的最高点时，才能获得最短的根系切割效果，此外，由于每根根系只能经过最高点一次，被切割次数少，因而存在漏切现象。第二，该类切根装置为了达到滑切效果，刀刃通常与回转轴设计有一定角度，这就导致“刃口中部距回转轴线距离最近”，即刃口中部切削点距离蒜头最远，使得该处比其他部位切割后残留根须长，无法获得最短切割效果。第三，均为无支撑切割(即根一端生长在蒜头上，另一端无支撑处于自由状态)，根系存在飘动可能，降低切刀对根系的作用力。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种柔性斜面导入式大蒜浮动切根装置，安装简便，结构精巧，可有效提高根系切净率、切割整齐度，降低切根时大蒜与该装置的碰撞损伤。

本发明的目的是这样实现的：一种柔性斜面导入式大蒜浮动切根装置，包括浮动切根主体部件，所述浮动切根主体部件处于一对对齐链之间的正下方位置，所述浮动切根主体部件包括：

固定设置的基座；

安装在基座上的支撑架，所述支撑架处于基座正上方并与基座留有间隙；

可拆卸地架装在支撑架之上的上罩壳，所述上罩壳上侧设置有网状结构；

固定安装在基座下侧的电机；

用于切根的刀盘，其下侧同轴连接有向下延伸的刀盘轴，所述刀盘处于上罩壳之内，所述刀盘轴下端传动连接电机的输出端，所述刀盘的切割回转面与上罩壳上侧平行，并靠近上罩壳内壁的上侧；

至少三根压缩弹簧，所述压缩弹簧上端支撑连接支撑架底部，所述压缩弹簧下端安装在基座上侧；

其中，所述上罩壳正朝蒜头的一侧设有基准斜面，所述上罩壳上侧设置为水平面，所述基准斜面顺应蒜头输送的方向倾斜，并与上罩壳上侧水平面接续，所述基准斜面上贴装有橡胶板；

所述网状结构包括若干依次间隔地排成一排的、容纳蒜头根须活动穿过的第一栅孔，以及若干依次间隔地排成一排的、容纳蒜头根须活动穿过的第二栅孔，以及处于上述两者之间并隔开两者的中间连接板部分，所述第一栅孔、第二栅孔均为长条孔结构且两者的长度方向平行于蒜头的输送方向，以蒜头的输送方向为参考，所述第一栅孔处于第二栅孔的正前方，所述第一栅孔的排列方向平行于第二栅孔的排列方向，且均垂直于蒜头的输送方向，所述第一栅孔和第二栅孔相互交错；

所述刀盘轴上同轴套装有深沟球轴承，所述刀盘轴通过深沟球轴承转动连接支撑架。

进一步地，前排的第一栅孔的最大间距和后排的第二栅孔的最大间距均大于蒜头根系的最大宽度，后排的第二栅孔的最大间距大于前排的第一栅孔的最大间距。

进一步地，所述第一栅孔、第二栅孔均设置为矩形孔结构，并且第一栅孔、第二栅孔的长度方向平行于蒜头输送方向，一排第一栅孔形成若干条第一栅条，一排第二栅孔形成若干条第二栅条。

进一步地，所有第一栅孔等间距排列。

进一步地，所述第一栅条的宽度尺寸小于第一栅孔的宽度尺寸。

进一步地，所述第二栅孔等间距排列，单个第二栅孔正对其中一个第一栅条，单个第二栅孔的宽度大于第一栅条的宽度。

进一步地，所述第二栅条的宽度尺寸小于第二栅孔的宽度尺寸。

进一步地，以蒜头输送方向为基准，所述上罩壳的左右两侧均设置为开口结构，以使上罩壳内腔为左右贯通的通道。

进一步地，所述刀盘包括环形的刀盘底座，以及周向均布于刀盘底座上侧的数个刀片，所述刀片倾斜布置且其刃口朝上靠近上罩壳的网状结构，所述刀盘底座下侧与刀盘轴上端同轴连接。

进一步地，每个压缩弹簧均配套有一个弹簧导杆和两个螺母，所述弹簧导杆设置为螺柱结构，所述弹簧导杆上端固定连接支撑架，所述弹簧导杆沿轴向穿过对应的压缩弹簧内部并向下穿透基座，所述两个螺母套装在弹簧导杆向下露出基座的部分，两个螺母相互贴靠，其中靠上的螺母贴靠基座下侧。

本发明的有益效果在于：

1、由于设置了橡胶板，橡胶板顺应蒜头的输送方向倾斜，很方便地引导蒜头自动移动到上罩壳上侧水平面上，而且能够利用橡胶板的软质材料的特性来适当缓冲蒜头对橡胶板的冲击力，形成软接触，以达到柔性引导的目的，以免造成蒜头的损坏；

2、由于设置了压缩弹簧，可以对上罩壳和支撑架组合形成弹性支撑，在蒜头不断的冲击下，上罩壳可在三维立体空间内任意方向倾斜摆动，针对不同大小的蒜头，均可实现仿形浮动切割，上罩壳能够根据蒜头下球面朝向的变化而同步变化，蒜头下球面朝向任意方向时，上罩壳均能正对蒜头下球面，实现正面切割，切割不受蒜头下球面朝向影响，切割效率高；

3、整个作业过程中，蒜头底部始终紧贴上罩壳上侧水平面，保证切割后根系最短，切割整齐；

4、可对蒜头的根系进行完全的切割，在蒜头的运动过程中，蒜头的一部分根系先插入第一栅孔中进行切割，由于第一栅孔和第二栅孔相互交错，因此随着蒜头的运动，压在第一栅条上的蒜头的另一部分根系会被释放并插入第二栅孔中，以便切割蒜头的另一部分根系，因此，通过第一栅孔和第二栅孔相互交错的排列方式，可使得蒜头的根系能够被切割干净；

5、由于设置了深沟球轴承，刀盘轴通过深沟球轴承转动连接支撑架，可以利用深沟球轴承既能承受径向载荷、也能承受一定的轴向载荷的机械特性，来充分适应上罩壳和支撑架在受蒜头不断冲击的情况下进行反复振动的工况，不影响刀盘轴的传动效果。

附图说明

图1是本发明的立体组装图。

图2是本发明的侧向组装图。

图3是刀盘的结构示意图。

图4是基准斜面的布置示意图。

图5是第一栅孔和第二栅孔的布置方式示意图。

图6是本发明的传动关系示意图。

图7是浮动切根主体部件的侧向安装位置示意图。

图8是蒜头输送方向视角下浮动切根主体部件的位置示意图。

图中，1电机，2刀盘轴，3刀盘，3a刀盘底座，3b刀片，4上罩壳，401第一栅孔，402第一栅条，403中间连接板部分，404第二栅孔，405第二栅条，406基准斜面，5橡胶板，6支撑架，7压缩弹簧，8弹簧导杆，9螺母，10基座，11深沟球轴承，12夹持链，13对齐链，14浮动切根主体部件。

具体实施方式

下面结合附图1-8和具体实施例对本发明进一步说明。

如图7、8所示，一种柔性斜面导入式大蒜浮动切根装置，包括浮动切根主体部件14，浮动切根主体部件14处于一对对齐链13之间的正下方位置，一对对齐链13处于夹持链12正下方，如图1、2所示，浮动切根主体部件14包括：

固定设置的基座10；

安装在基座10上的支撑架6，支撑架6处于基座10正上方并与基座10留有间隙；

可拆卸地架装在支撑架6之上的上罩壳4，上罩壳4上侧设置为水平面结构，且设置有网状结构；

固定安装在基座10下侧的电机1；

用于切根的刀盘3，其下侧同轴连接有向下延伸的刀盘轴2，刀盘3处于上罩壳4之内，刀盘轴2下端传动连接电机1的输出端，刀盘3的切割回转面与上罩壳4上侧平行，并靠近上罩壳4内壁的上侧；

至少三根压缩弹簧7，压缩弹簧7上端支撑连接支撑架6底部，压缩弹簧7下端安装在基座10上侧。

其中，上罩壳4正朝蒜头的一侧设有基准斜面406，基准斜面406顺应蒜头输送的方向倾斜，并与上罩壳4上侧水平面接续，基准斜面406上贴装有橡胶板5，结合图4、6所示，橡胶板5的倾斜角度与基准斜面406的倾斜角度α一致，为15-30°，倾斜角度越小基准斜面406越长，蒜头可以更加平滑的被导入至上罩壳4的上侧水平面，蒜头损伤越小。由于设置了橡胶板5，橡胶板5顺应蒜头的输送方向倾斜，很方便地引导蒜头移动到上罩壳4上侧水平面上，而且能够利用橡胶板5的软质材料的特性来适当缓冲蒜头对橡胶板5的冲击力，形成软接触，以达到柔性引导的目的，以免造成蒜头的损坏。

本实施例中，上罩壳4材质采用65mn弹簧钢，经过热处理后该材料强度高、韧性好，不易变形。

而且由于设置了压缩弹簧7，可以对上罩壳4和支撑架6组合形成弹性支撑，在蒜头不断的冲击下，上罩壳4可在三维立体空间内任意方向倾斜摆动，针对不同大小的蒜头，均可实现仿形浮动切割，上罩壳4能够根据蒜头下球面朝向的变化而同步变化，蒜头下球面朝向任意方向时，上罩壳4均能正对蒜头下球面，实现正面切割，切割不受蒜头下球面朝向影响。

为了使得压缩弹簧7具有符合工艺要求的预紧力，每个压缩弹簧7均配套有一个弹簧导杆8和两个螺母9，弹簧导杆8设置为螺柱结构，弹簧导杆8上端固定连接支撑架6，弹簧导杆8沿轴向穿过对应的压缩弹簧7内部并向下穿透基座10，两个螺母9套装在弹簧导杆8向下露出基座10的部分，两个螺母9相互贴靠，其中靠上的螺母9贴靠基座10下侧。弹簧导杆8用于控制压缩弹簧7的摆动范围，根据作业工况调整压缩弹簧7的预紧力。弹簧导杆8配置在压缩弹簧7的内部，弹簧导杆8上端与支撑架6焊接为一个整体，弹簧导杆8下端穿过基座10并安装两个螺母9，相互锁紧，通过调整两个螺母9的位置以增大或减小弹簧导杆8的有效长度，从而调整压缩弹簧7的预紧力。

如图6所示，为了充分适应上罩壳4和支撑架6在受蒜头不断冲击的情况下进行反复振动的工况，上述刀盘轴2上同轴套装有深沟球轴承11，刀盘轴2通过深沟球轴承11转动连接支撑架6，以充分利用深沟球轴承既能承受径向载荷、也能承受一定的轴向载荷的机械特性。

为了保障对蒜头根系的切净率，如图1、5所示，上述网状结构包括若干依次间隔地排成一排的第一栅孔401，以及若干依次间隔地排成一排的第二栅孔404，以及处于上述两者之间并隔开两者的中间连接板部分403，切根时蒜头的根须活动穿过第一栅孔401和第二栅孔404，以蒜头的输送方向为参考方向，第一栅孔401处于第二栅孔404的前方，第一栅孔401的排列方向平行于第二栅孔404的排列方向，且均垂直于蒜头的输送方向，第一栅孔401和第二栅孔404相互交错，前排的第一栅孔401的最大间距和后排的第二栅孔404的最大间距均大于蒜头根系的最大宽度，后排的第二栅孔404的最大间距大于前排的第一栅孔401的最大间距，以便切割时能够全面覆盖蒜头根系。

在蒜头的运动过程中，蒜头的一部分根系先插入第一栅孔401中进行切割，由于第一栅孔401和第二栅孔404相互交错，因此随着蒜头的运动，压在第一栅条402上的蒜头的另一部分根系会被释放并插入第二栅孔404中，以便切割蒜头的另一部分根系，因此，通过第一栅孔401和第二栅孔404相互交错的排列方式，可使得蒜头的根系能够被切割干净。

具体地，如图1、5所示，第一栅孔401、第二栅孔404均设置为矩形孔结构，并且第一栅孔401、第二栅孔404的长度方向平行于蒜头输送方向，使得蒜头的根系能够沿长度方向在第一栅孔401、第二栅孔404中滑动，便于减小蒜头根系切割时的阻力，并进一步增加切割效率，一排第一栅孔401形成若干条第一栅条402，一排第二栅孔404形成若干条第二栅条405；所有第一栅孔401等间距排列；所述第一栅条402的宽度尺寸小于第一栅孔401的宽度尺寸；第二栅孔404等间距排列，单个第二栅孔404正对其中一个第一栅条402，单个第二栅孔404的宽度大于第一栅条402的宽度，使得被压在第一栅条402上的蒜头根系能够完全地被释放到第二栅孔404中，以使得蒜头根系能够得到完全切割；第二栅条405的宽度尺寸小于第二栅孔404的宽度尺寸。

以蒜头输送方向为基准，上罩壳4的左右两侧均设置为开口结构，以使上罩壳4内腔为左右贯通的通道。

如图3所示，上述刀盘3包括环形的刀盘底座3a，以及周向均布于刀盘底座3a上侧的数个刀片3b，刀片3b倾斜布置且其刃口朝上靠近上罩壳4的网状结构，刀盘底座3a下侧与刀盘轴2上端同轴连接。刀片3b是采用可拆卸的方式安装在刀盘底座3a上。

以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护范围之内。