用于马铃薯收获的秧蔓夹拔切碎抛撒装置

本发明提供一种用于马铃薯收获的秧蔓夹拔切碎抛撒装置，主要用于在马铃薯机械化收获前对杀秧后的留置秧蔓进行夹拔切碎抛撒作业。

背景技术：

1、马铃薯作为国内的重要的主粮和工业原料作物。马铃薯机械化收获是马铃薯全程机械化生产的关键环节，一般马铃薯机械化联合收获和分段收获之前需进行机械化杀秧作业，将秧蔓杂草切断切碎之后抛撒还田，避免薯秧杂草缠绕马铃薯收获机关键部件，确保收获过程的流畅性；同时，适时的杀秧作业，可以加速马铃薯木栓层的老化，减少马铃薯收获环节的破皮率和伤薯率，确保收获品质。但是，为了避免杀秧机的粉碎刀对薯块造成机械损伤，一般秧蔓的留茬高度一般在100~150mm；杀秧作业后留置在薯垄上的与薯块连接在一起的秧蔓，会影响马铃薯收获机分离筛的分离效率和分离品质，从而导致收获效率低、清选除秧除杂成本高，制约着国内马铃薯收获模式与收获装备朝着精细化的方向发展。

2、目前，马铃薯机械化杀秧存在薯秧除净率低和秧蔓的留茬高度较大的问题，也会导致马铃薯机械化收获需要增设“摘薯”的装置将马铃薯与秧蔓脱附，“摘薯”不彻底、不顺畅等也会影响收获效率和清选品质。倘若能够在不损伤马铃薯的情况下，直接对薯秧进行拔除切碎，实现马铃薯收获的秧蔓精细化处理作业，对于马铃薯收获机械化的发展具有重要的现实意义。因此，亟需一种用于马铃薯收获的秧蔓夹拔切碎抛撒装置解决杀秧后留置秧蔓的精细处理难题。

3、综观马铃薯收获机械行业现状，亟需一种秧蔓除净率高、不损伤马铃薯和能够实现秧蔓精细化处理的用于马铃薯收获的秧蔓夹拔切碎抛撒装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种能够克服现有马铃薯收获装备行业所存在的问题，伤薯破皮率低、秧蔓除净率高、精细化秧蔓处理效果好且能够实现自动导向和将粉碎后的秧蔓抛撒至垄沟的用于马铃薯收获的秧蔓夹拔切碎抛撒装置。

2、其技术方案为：包括机架、导向装置、聚秧拔秧装置、夹持输送装置、切蔓装置和抛撒装置，机架包括聚秧拔秧架、夹持输送架、切蔓架和导秧槽，横向对称布置的机架分为前、中、后三段，朝着秧蔓夹拔切碎抛撒装置的前进方向看，聚秧拔秧架位于机架的前部，夹持输送架位于机架的中部，切蔓架位于机架的后部，聚秧拔秧架的最前端设有铅锤布置的挡板，在挡板的前部下方固定有导向装置，挡板后方设有呈双层平板结构的托架，在托架上层平板结构和下层平板结构的中部均设有轴线一致的圆孔，托架后方设有呈一侧开口的半包围结构的安装腔，安装腔后方设有沿着秧蔓夹拔切碎抛撒装置的前进方向对称布置的立板，立板后方设有呈前低后高的三角形结构的夹持输送架，横向对称布置的夹持输送架之间设有呈前高后低坡面的导秧槽，夹持输送架后方设有切蔓架，切蔓装置设置在呈矩形框架结构的切蔓架上，呈u形的抛撒装置固定在切蔓装置的后方，导向装置包括导向板、调整组件、支撑组件，导向装置置于秧蔓夹拔切碎抛撒装置前进方向的最前端，用于马铃薯收获的秧蔓夹拔切碎抛撒装置在水平方向上横向对称设有两个导向装置，导向板后半部分是由上板面和侧板面构成的呈钝角的仿垄形板，导向板前半部分设有朝前上方翘起的导引板ⅰ，导引板ⅰ与仿垄形板呈15~25°的夹角，在仿垄形板上板面顶部前后设有两个呈圆柱形中空结构的滑动环，调整组件包括调节板、弹簧ⅰ、销轴ⅰ、弹簧ⅱ和销轴ⅱ，调节板包括平板ⅰ和固定环ⅰ，呈矩形平板状的平板ⅰ在水平方向上与仿垄形板的上板面共面，平板ⅰ的长度和仿垄形板上板面长度一致、且在横向上与仿垄形板的上板面之间留有一定间隙，在平板ⅰ上前后设有两个呈圆柱形中空结构的的固定环ⅰ，两固定环ⅰ的轴线分别与两滑动环的轴线重合、且固定环ⅰ的内径与滑动环内径大小相等，在调节板后部设有与销轴ⅱ半径相同的圆孔，两个销轴ⅰ的一端固定在固定环ⅰ内，销轴ⅰ另一端分别穿过弹簧ⅰ后在滑动环内滑动，两个弹簧ⅰ设在滑动环和固定环ⅰ之间的两个销轴ⅰ上，在销轴ⅱ底端设有弹簧座，弹簧ⅱ设置于调节板下表面与弹簧座之间，支撑组件包括支座ⅰ、支座ⅱ、支撑杆和固定板，呈前低后高布置的支撑杆的靠近销轴ⅱ的一端通过支座ⅰ与机架的挡板相固接，支撑杆的远离销轴ⅱ的一端通过支座ⅱ与平板ⅰ的前部相固接，固定板前板面与呈圆柱形中空结构的固定环ⅱ相固接，固定板的后板面与挡板相固接，销轴ⅱ的上端固定在固定环ⅱ内，弹簧座上端的销轴ⅱ轴段穿过调节板后部的圆孔且在圆孔内滑动，聚秧拔秧装置包括聚秧装置、拔秧装置和压薯装置，聚秧拔秧装置在秧蔓夹拔切碎抛撒装置前进方向上置于导向装置的后方，用于马铃薯收获的秧蔓夹拔切碎抛撒装置在水平方向上横向对称设有2个聚秧装置，聚秧装置包括安装板、液压马达ⅰ、聚秧辊和联轴器，托架的上层平板结构上部通过安装板固定有液压马达ⅰ，托架下层平板结构下方设有呈圆柱状的聚秧辊，聚秧辊的底部平面与马铃薯垄顶相贴近，托架的双层平板结构之间设有用于将液压马达ⅰ和聚秧辊固连在一起的联轴器，用于马铃薯收获的秧蔓夹拔切碎抛撒装置在水平方向上横向对称设有两个拔秧装置，拔秧装置包括拔秧盘、加强筋、安装板和液压马达ⅱ，拔秧盘包括固定盘和波浪边缘，呈波浪形的波浪边缘设于固定盘的外周，波浪边缘的曲面与固定盘的平面光滑自然过渡连接，液压马达ⅱ的输出轴穿过固定盘上凸台的圆孔与拔秧盘相连接，液压马达ⅱ通过安装板固定于安装腔的一侧开口处，拔秧盘上均匀布置多根加强筋，圆柱状的加强筋的一端连接在固定盘上凸台上，加强筋的另一端伸展固定至拔秧盘的波浪边缘外周，朝着秧蔓夹拔切碎抛撒装置前进方向上看，对称布置的2个拔秧盘呈“前松后紧，上松下紧”的倾斜布置形式，在拔秧装置的底部位置2个倾斜布置的拔秧盘的波浪边缘贴合夹紧，拔秧盘的波浪边缘的底部切线与马铃薯垄顶贴近，用于马铃薯收获的秧蔓夹拔切碎抛撒装置在水平方向上横向对称设有两个压薯装置，压薯装置包括压薯板和限位轴，压薯板包括平板ⅱ和导引板ⅱ，呈矩形状的平板ⅱ的前部设有朝前上方翘起的导引板ⅱ，导引板ⅱ的下表面和平板ⅱ的底面呈5~10°的夹角，在平板ⅱ上沿着平板ⅱ的长度方向设有垂直于平板ⅱ的连接板、且连接板通过限位轴固定在立板内侧，夹持输送装置包括夹持装置和传动装置，夹持输送装置置于聚秧拔秧装置后方，用于马铃薯收获的秧蔓夹拔切碎抛撒装置在水平方向上对称设有2个夹持装置，夹持装置包括夹持带、驱动轮、换向轮、支撑轮和护板，工作面铅锤布置的夹持带内侧沿着夹持带的轮廓方向设有均匀布置的凹槽，2组夹持带设置在呈前低后高的三角形结构的夹持输送架上，2组驱动轮分别设置在2组夹持带靠近夹持输送架位置较高的一端，2组换向轮分别设置在2组夹持带靠近夹持输送架位置较低的一端，2组夹持带内侧交错设有多个支撑轮，支撑轮的轮齿和夹持带内侧的凹槽相啮合，夹持带的上方和下方分别设有护板，传动装置包括锥齿轮、传动轴和链轮ⅰ，传动轴的中部设有2个朝向相反的锥齿轮，2个与传动轴中部设置的锥齿轮相互垂直的锥齿轮分别设置在2组驱动轮的上方，传动轴的一端支承在轴承上，传动轴的另一端设有链轮ⅰ，切蔓装置包括护罩、切蔓轴、切蔓盘、切蔓刀和液压马达ⅲ，切蔓装置设置于切蔓架上，切蔓装置在秧蔓夹拔切碎抛撒装置前进方向上置于夹持输送装置的后方，呈立方体空腔结构的切蔓腔的前部和后部均设有矩形状的开口，切蔓腔前部开口后下方设有长度与开口长度相一致的定刀，切蔓轴可回转固定在切蔓腔两侧，切蔓轴一端设有双排链轮，切蔓腔的前部设有下方开口的传动腔，传动装置设在传动腔内，液压马达ⅲ通过安装板固定在切蔓腔的上部、且液压马达ⅲ的输出轴的轴端设有链轮ⅱ，链轮ⅰ与双排链轮的一个链轮之间挂有链条ⅰ，链轮ⅱ与双排链轮的另一个链轮之间挂有链条ⅱ，多个呈圆盘形的切蔓盘等间距分布固定在切蔓轴上，多个切蔓盘的圆周位置与多个呈“l”形的刀架的“l”形的竖边相固定，多把长度方向与切蔓轴长度方向相一致的切蔓刀固定在刀架的“l”形底边上，抛撒装置包括u形板ⅰ、u形板ⅱ、前挡板和后挡板，呈空腔结构的抛撒装置置于秧蔓夹拔切碎抛撒装置前进方向上切蔓装置的后方，呈u形的u形板ⅰ的u形底部与切蔓装置的顶部平齐，呈u形的u形板ⅱ的u形底部与薯垄顶部相贴近，u形板ⅱ的u形侧边与薯垄的垄侧相贴近，u形板ⅰ的u形侧边远离u形底部的一端、u形板ⅱ的u形侧边远离u形底部的一端和前挡板、后挡板的底部形成的出料口的高度均高于垄沟的高度，前挡板的上部设有入料口、且入料口与切蔓腔的后部的开口相对接。

3、本发明在现有技术基础上，横向对称布置的机架分为前、中、后三段，朝着秧蔓夹拔切碎抛撒装置的前进方向看，聚秧拔秧架位于机架的前部，夹持输送架位于机架的中部，切蔓架位于机架的后部；聚秧拔秧架的最前端设有铅锤布置的挡板，在挡板的前部下方固定有导向装置，挡板后方设有呈双层平板结构的托架，在托架上层平板结构和下层平板结构的中部均设有轴线一致的圆孔，托架后方设有呈一侧开口的半包围结构的安装腔，安装腔后方设有沿着秧蔓夹拔切碎抛撒装置的前进方向对称布置的立板；立板后方设有呈前低后高的三角形结构的夹持输送架，横向对称布置的夹持输送架之间设有呈前高后低坡面的导秧槽；夹持输送架后方设有切蔓架，切蔓装置设置在呈矩形框架结构的切蔓架上，呈u形的抛撒装置固定在切蔓装置的后方导向装置置于秧蔓夹拔切碎抛撒装置前进方向的最前端，用于马铃薯收获的秧蔓夹拔切碎抛撒装置在水平方向上横向对称设有两个导向装置；导向板后半部分是由上板面和侧板面构成的呈钝角的仿垄形板，导向板前半部分设有朝前上方翘起的导引板ⅰ，导引板ⅰ与仿垄形板呈15~25°的夹角，在仿垄形板上板面顶部前后设有两个呈圆柱形中空结构的滑动环；调节板的呈矩形平板状的平板ⅰ在水平方向上与仿垄形板的上板面共面，平板ⅰ的长度和仿垄形板上板面长度一致、且在横向上与仿垄形板的上板面之间留有一定间隙，在平板ⅰ上前后设有两个呈圆柱形中空结构的的固定环ⅰ，两固定环ⅰ的轴线分别与两滑动环的轴线重合、且固定环ⅰ的内径与滑动环内径大小相等，在调节板后部设有与销轴ⅱ半径相同的圆孔，两个销轴ⅰ的一端固定在固定环ⅰ内，销轴ⅰ另一端分别穿过弹簧ⅰ后在滑动环内滑动，两个弹簧ⅰ设在滑动环和固定环ⅰ之间的两个销轴ⅰ上，在销轴ⅱ底端设有弹簧座，弹簧ⅱ设置于调节板下表面与弹簧座之间；支撑组件的呈前低后高布置的支撑杆的靠近销轴ⅱ的一端通过支座ⅰ与机架的挡板相固接，支撑杆的远离销轴ⅱ的一端通过支座ⅱ与平板ⅰ的前部相固接，固定板前板面与呈圆柱形中空结构的固定环ⅱ相固接，固定板的后板面与挡板相固接，销轴ⅱ的上端固定在固定环ⅱ内，弹簧座上端的销轴ⅱ轴段穿过调节板后部的圆孔且在圆孔内滑动。聚秧拔秧装置在秧蔓夹拔切碎抛撒装置前进方向上置于导向装置的后方；用于马铃薯收获的秧蔓夹拔切碎抛撒装置在水平方向上横向对称设有2个聚秧装置，托架的上层平板结构上部通过安装板固定有液压马达ⅰ，托架下层平板结构下方设有呈圆柱状的聚秧辊，聚秧辊的底部平面与马铃薯垄顶相贴近，托架的双层平板结构之间设有用于将液压马达ⅰ和聚秧辊固连在一起的联轴器；用于马铃薯收获的秧蔓夹拔切碎抛撒装置在水平方向上横向对称设有两个拔秧装置，拔秧装置的拔秧盘的呈波浪形的波浪边缘设于固定盘的外周，波浪边缘的曲面与固定盘的平面光滑自然过渡连接，液压马达ⅱ的输出轴穿过固定盘上凸台的圆孔与拔秧盘相连接，液压马达ⅱ通过安装板固定于安装腔的一侧开口处，拔秧盘上均匀布置多根加强筋，圆柱状的加强筋的一端连接在固定盘上凸台上，加强筋的另一端伸展固定至拔秧盘的波浪边缘外周，朝着秧蔓夹拔切碎抛撒装置前进方向上看，对称布置的2个拔秧盘呈“前松后紧，上松下紧”的倾斜布置形式，在拔秧装置的底部位置2个倾斜布置的拔秧盘的波浪边缘贴合夹紧，拔秧盘的波浪边缘的底部切线与马铃薯垄顶贴近；用于马铃薯收获的秧蔓夹拔切碎抛撒装置在水平方向上横向对称设有两个压薯装置，压薯装置的压薯板的呈矩形状的平板ⅱ的前部设有朝前上方翘起的导引板ⅱ，导引板ⅱ的下表面和平板ⅱ的底面呈5~10°的夹角，在平板ⅱ上沿着平板ⅱ的长度方向设有垂直于平板ⅱ的连接板、且连接板通过限位轴固定在立板内侧；夹持输送装置置于聚秧拔秧装置后方，用于马铃薯收获的秧蔓夹拔切碎抛撒装置在水平方向上对称设有2个夹持装置，夹持装置的工作面铅锤布置的夹持带内侧沿着夹持带的轮廓方向设有均匀布置的凹槽，2组夹持带设置在呈前低后高的三角形结构的夹持输送架上，2组驱动轮分别设置在2组夹持带靠近夹持输送架位置较高的一端，2组换向轮分别设置在2组夹持带靠近夹持输送架位置较低的一端，2组夹持带内侧交错设有多个支撑轮，支撑轮的轮齿和夹持带内侧的凹槽相啮合，夹持带的上方和下方分别设有护板；传动装置的传动轴的中部设有2个朝向相反的锥齿轮，2个与传动轴中部设置的锥齿轮相互垂直的锥齿轮分别设置在2组驱动轮的上方，传动轴的一端支承在轴承上，传动轴的另一端设有链轮ⅰ；切蔓装置设置于切蔓架上，切蔓装置在秧蔓夹拔切碎抛撒装置前进方向上置于夹持输送装置的后方；呈立方体空腔结构的切蔓腔的前部和后部均设有矩形状的开口，切蔓腔前部开口后下方设有长度与开口长度相一致的定刀，切蔓轴可回转固定在切蔓腔两侧，切蔓轴一端设有双排链轮，切蔓腔的前部设有下方开口的传动腔，传动装置设在传动腔内；液压马达ⅲ通过安装板固定在切蔓腔的上部、且液压马达ⅲ的输出轴的轴端设有链轮ⅱ，链轮ⅰ与双排链轮的一个链轮之间挂有链条ⅰ，链轮ⅱ与双排链轮的另一个链轮之间挂有链条ⅱ；3个呈圆盘形的切蔓盘等间距分布固定在切蔓轴上，3个切蔓盘的圆周位置与8个呈“l”形的刀架的“l”形的竖边相固定，多把长度方向与切蔓轴长度方向相一致的切蔓刀固定在刀架的“l”形底边上。呈空腔结构的抛撒装置置于秧蔓夹拔切碎抛撒装置前进方向上切蔓装置的后方，呈u形的u形板ⅰ的u形底部与切蔓装置的顶部平齐，呈u形的u形板ⅱ的u形底部与薯垄顶部相贴近，u形板ⅱ的u形侧边与薯垄的垄侧相贴近，u形板ⅰ的u形侧边远离u形底部的一端、u形板ⅱ的u形侧边远离u形底部的一端和前挡板、后挡板的底部形成的出料口的高度均高于垄沟的高度，前挡板的上部设有入料口、且入料口与切蔓腔的后部的开口相对接。

4、其工作原理为：秧蔓夹拔切碎抛撒装置在拖拉机的带动作用下沿薯垄方向前进，导向装置的仿垄形板贴合薯垄的垄顶和垄侧，调整组件的弹簧ⅰ和弹簧ⅱ可实时处于压缩和伸长状态，实现仿垄形板与薯垄距离的浮动调整，以适应垄宽宽窄和垄高高低起伏变化的工况。2个聚秧辊在液压马达ⅰ的驱动作用下向辊内侧旋转，2个拔秧盘在液压马达ⅱ的驱动作用下由前向后旋转，将薯垄上方杀秧后留置的秧蔓朝着薯垄的中间位置聚集，以待后续的拔秧盘进行夹拔。在装置向前运行的过程中，秧蔓经向薯垄中间聚集后进入2个拔秧盘前方的间隙之间、并逐渐靠近拔秧盘下方夹拔点位置，2个拔秧盘利用底部波浪边缘的夹拔间隙将秧蔓从薯垄上拔出，秧蔓在拔秧盘的夹持作用下向后方转动。

5、由于2个拔秧盘采用呈“前松后紧，上松下紧”的布置形式，拔秧盘自夹拔点位置后波浪边缘之间的距离逐渐增大，秧蔓的被夹持部分的夹持力逐渐减小，最后在拔秧盘的后方将秧蔓松开并送至夹持输送装置上。在将秧蔓从垄上拔出的过程中，利用压薯板避免薯块和土块与秧蔓一起连带拔出。在夹持输送装置的从动轮处，拔秧盘拔出的秧蔓进入两条夹持带之间，支撑轮提供夹持力，夹持带裹挟着秧蔓斜向上输送，秧蔓输送至驱动轮处时薯秧进入下方的导秧槽，并跌落至切蔓装置中的定刀处，在液压马达ⅲ的驱动下，切蔓轴带动切蔓刀高速旋转，将滑落至定刀处的薯秧切碎，利用切蔓刀的气流场将碎蔓向后抛至抛撒装置的入料口，通过抛撒装置底部的开口向薯垄两侧的垄沟中进行抛撒碎蔓。

6、本发明与现有本领域现状相比，采用了自动导向-回转聚秧-秧蔓夹拔-夹持输送-切蔓粉碎-抛撒垄沟的秧蔓处理方法，对机械化杀秧后的留置秧蔓精细化处理，秧蔓拔除效果好，秧蔓夹持输送和碎蔓抛撒稳定可靠，大大减轻马铃薯收获机杂质清选与分离负担。由于设置了导向装置，可通过贴合薯垄垄顶和垄侧的仿垄形板实现自动导向，并适应垄宽宽窄和垄高高低起伏变化的工况；由于设置了聚秧辊结构，利用2个聚秧辊的转动作用实现垄中聚秧，可有效避免夹拔结构对秧蔓后续夹拔不畅和夹拔有遗漏而影响秧蔓拔除效果的情况；由于设置了带有波浪形边缘的拔秧盘式结构，能够在不损伤薯块的前提下直接对秧蔓进行拔除，有效提高秧蔓除净率，降低伤薯率，避免拔秧过程中“带薯”而出；通过限位轴可以调节压薯装置之间的距离，以适应不同的垄形参数变化；由于设置了夹持输送装置，采用柔性夹持输送的方式，利用2条夹持带对夹拔出的秧蔓向切蔓装置进行输送，提高薯秧夹持的稳定性和流畅性，确保柔性体秧蔓夹持输送效率；切蔓装置将秧蔓切碎并输送至抛撒装置，碎蔓通过呈u形的抛撒装置向薯垄两侧的垄沟中进行抛撒，杜绝了后续马铃薯机收秧蔓缠绕关键部件的现象，可提高马铃薯机械化收获的作业效率和可靠性。