一种大喂入量多拨禾盘式的高粱穗头割台及高粱收割机

技术领域

本发明涉及农业机械领域或者高粱作物专用农业设备领域，特别涉及一种大喂入量多拨禾盘式的高粱穗头割台及高粱收割机。

背景技术

高粱作物的用途十分广泛，可用以食用、酿造用、饲用和生物能源用等，针对不同用途，高粱的生物特性也有所不同。整体上，都具有长茎秆，窄叶片、有较强抗旱和抗倒伏能力等特点，对于食用和酿造用的高粱，高粱穗头是其主要收获对象，因此种植的高粱穗头饱满紧实，从种植面积和种植范围上看，高粱种植行业对于穗头收获仍有很大需求。

高粱与水稻相比，植株整体更大，茎秆更长，穗头位于植株最顶端，故穗头较高；在使用收获机械进行穗头收获时，需要一定高度的割台进行收获。高粱茎秆内部为实心纤维，不同于水稻的空心茎秆，因此对穗头的承载能力强，当高粱成熟时，穗头紧实，但茎秆仍能承载穗头质量，保证穗头为直立状态，不同于水稻的穗头下垂，因此高粱穗头的高度不统一，针对高粱进行收割时，采用偏心式拨禾轮进行收获，会漏收矮植株，损伤高植株；成熟的高粱穗头比较紧实，用途较多，收获时应保证穗头的完整性，传统的偏心式拨禾轮半径较大，转动惯量大，提升到一定高度作业时，产生的振动幅度较大，会冲击穗头，破坏穗头的完整性。

随着农业机械化进程不断推进，农业收获机械不断向大型化、专业化发展，目前主要针对水稻、小麦、油菜、玉米等主要经济作物研究制造了相应的收获机械。近年来，高粱的种植面积不断增加，其中大田块种植占比较大，目前针对高粱的收割的专业收割机较少，主要是采用水稻收获机械来完成。水稻拨禾轮直径较大，使得自身转动惯量较大，当用于收获高粱时，需要将割台提升到一定高度，此时安装拨禾轮的机架杆相当于悬臂梁，工作时，对载荷比较敏感，振幅较大；同时水稻收割机收获高粱时，喂入茎秆过长，脱粒效果不佳，增加收割机负荷，收获质量难以达到最佳效果，因此，需要寻求一种针对高粱的收获机械来满足高粱的收获需求。

近年来，随着联合收割机的不断发展，针对高粱收获机械的研究也在不断推进，针对高粱的作物特性，不能按照传统联合收获法进行完全脱粒，需要针对所收获高粱的后续用途，进一步加工处理。中国专利公开的一种高粱收获机，能够安装在拖拉机上，采用了传统收割机的割台结构，其中割台高度可以调整，有一定的通用性，通过提高割台高度来应用于高粱的收割；中国专利公开的一种高粱收割机，使用三角拨料架拨动作物，进入倒料仓后动刀片完成切割，切割后的作物经搅龙和输送带进入粮箱；中国专利公开的一种用于收割机器的收割台和用于农业机器的收割台，使用辊和切割盘配合，完成高茎秆作物的整体收割，可用于甜高粱和甘蔗等高杆作物的收割。

上述发明都能完成特定条件下的高粱收获，但是仍存在一定的问题。针对高粱穗头的收获，收割部分机构高度较大，传统拨禾轮在工作过程中转动惯量大，最终导致振动较大；部分连带茎秆整体收割的高粱收割机难以保证穗头的完整性，收获质量难以满足后续加工需求；高粱收获主要针对穗头部分，割台收割时，收割茎秆会增大加功率消耗和机械负荷，加速损耗机器寿命，降低经济性；采用高割台收割高粱之后，下部茎秆无法处理，还需要后续作业清除茎秆，造成作业周期延长，影响后续种植。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种大喂入量多拨禾盘式的高粱穗头割台及高粱收割机，既能够完成收割，又能够保证穗头的完整性，收获质量和收获效率能够满足要求；在此基础上，能够同时对切割穗头之后的茎秆完成破碎并还田，减少作业工序。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种大喂入量多拨禾盘式的高粱穗头割台，包括拨穗台、碎杆装置和往复式割刀装置，所述往复式割刀装置用于切割拨穗台拨来的穗头，所述碎杆装置位于拨穗台下方，用于切碎剩余的高粱茎秆；

所述拨穗台包括拨穗盘、机架杆、轴承座、拨穗盘轴、串联轴和串联轴轴承座；所述机架杆上通过轴承座平行安装若干拨穗盘轴，相邻所述拨穗盘轴之间传动连接，至少一个拨穗盘轴与动力装置传动连接；任一所述拨穗盘轴内部穿入所述串联轴，所述串联轴两端通过串联轴轴承座支撑在机架杆上，且所述串联轴一端固定在机架杆上；任一所述拨穗盘轴安装若干拨穗盘。

进一步，任一所述拨穗盘包括中心齿、行星齿、弹齿、拨穗盘壳体、行星齿转轴和弹齿杆；所述拨穗盘壳体安装在拨穗盘轴上，所述中心齿安装在串联轴上，且所述中心齿位于拨穗盘壳体中心；所述拨穗盘壳体内按中心均布若干行星齿，且若干行星齿与中心齿啮合，所述行星齿通过行星齿转轴安装在拨穗盘壳体上，通过拨穗盘壳体转动使若干行星齿绕中心齿旋转；所述拨穗盘壳体边缘安装贯穿拨穗盘壳体的若干弹齿杆，且弹齿杆与行星齿一一对应，任一弹齿杆与其对应的行星齿传动连接；所述弹齿杆上设有弹齿，同一拨穗盘上的弹齿同步转动，且转动过程中弹齿方向保持不变。

进一步，任一所述拨穗盘轴一端安装双排链轮，任一所述拨穗盘轴与其相邻的拨穗盘轴之间通过链传动连接。

进一步，所述拨穗台还包括调节弹齿角度装置，所述调节弹齿角度装置包括步进电机和制动器，所述制动器用于选择性的使所述串联轴与机架杆固定连接，所述串联轴与步进电机传动连接，用于在制动器不工作时调节串联轴相位角。

进一步，所述拨穗台还包括调节弹齿角度装置，所述调节弹齿角度装置包括调整盘和飞轮，所述串联轴一端通过调整盘固定在机架杆上；所述串联轴一端设有飞轮，飞轮与调整盘同轴固定，通过手动旋转飞轮调节串联轴相位角。

进一步，任一所述拨穗盘轴上安装4～6个拨穗盘，相邻拨穗盘轴中心距为480mm～550mm，所述拨穗盘外径为300mm～350mm；所述弹齿1016长度为100mm～150mm，沿轴线方向相邻两弹齿间距为120mm～150mm。

进一步，所述机架杆一端安装拨穗台液压杆，用于调节若干拨穗盘轴心的连线与水平面的倾角，调节范围为5°～20°。

进一步，所述碎杆装置包括碎杆搅刀组、分杆器、刀台液压杆和碎杆刀架；所述分杆器与碎杆搅刀组交错布置安装在碎杆刀架上，所述刀台液压杆一端安装在碎杆刀架上，用于调整切割角度。

进一步，所述碎杆搅刀组包括搅刀筒、搅刀轴、环形刀片、搅刀上齿轮、搅刀下齿轮、搅刀链轮和搅刀传动链；两个所述搅刀轴平行支撑在碎杆刀架上，每个所述搅刀轴上安装搅刀筒，每个所述搅刀轴两端分别安装搅刀上齿轮和搅刀下齿轮，一个所述搅刀轴上的搅刀上齿轮和搅刀下齿轮分别与另一个所述搅刀轴上的搅刀上齿轮和搅刀下齿轮相互啮合；两个所述搅刀轴上均等距设有环形刀片，且两个所述搅刀轴上的环形刀片的刃口方向相反；一个所述搅刀轴直接或间接与动力装置传动连接。

一种高粱收割机，包括高粱穗头割台、喂入搅龙、穗头输送器、扶禾器、发动机、粮箱和机架；所述高粱穗头割台的一端转动副安装机架上，所述扶禾器安装在位于高粱穗头割台的拨穗台下方的机架上；所述喂入搅龙位于高粱穗头割台的往复式割刀装置后方，所述穗头输送器安装在所述喂入搅龙的出口，用于将高粱穗头输送至粮箱；所述发动机用于分别提供高粱穗头割台、喂入搅龙和穗头输送器工作的动力。

本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的大喂入量多拨禾盘式的高粱穗头割台，设计了一种无辐条拨穗台代替传统的拨禾轮，去除了传统拨禾轮所具有的辐条，从结构上重新设计，在减小拨穗台半径的同时，仍能够保证其工作要求，即弹齿始终朝下；在拨穗台工作时，由于其半径减小，使得固有的转动惯量减小，从而在工作过程中能够起到减小振动，由于拨穗台工作位置较高，减小振动能够很大程度提高收割机的工作稳定性。

2.本发明所述的大喂入量多拨禾盘式的高粱穗头割台，拨穗台横向设有若干拨穗盘轴，对应的有多排拨穗盘，且每个拨穗盘轴上安装有若干拨穗盘，不同的拨穗盘轴安装高度不同。在工作时多排拨穗盘旋转，同时起到拨穗的作用，横向布置的拨穗盘轴使得拨穗台在工作时，与谷物的接触行程增加；每个拨穗盘的弹齿方向朝向在旋转过程中不变，且能够根据实际工况，整体调节每根轴拨穗盘上弹齿的角度，进而达到最好的拨穗效果。增加穗头与拨穗台的接触行程，调整不同轴上的弹齿角度，都能显著优化收割机的拨穗效果，保证穗头的完整型。

3.本发明所述的大喂入量多拨禾盘式的高粱穗头割台，将传动部件设计在每个拨穗盘内，没有辐条和辐板，拨穗盘的直径与传统的水稻收割机拨禾轮相比，显著减小；拨穗盘内部的齿轮传动和链传动代替的传统联合收割机割台的侧边的偏心结构，动力输入端能够直接将动力通过链传动输送到拨穗台轴上。使用小半径的拨穗盘，省去偏心结构，简化了传动方式，减轻了质量，使得结构而更加紧凑。

4.本发明所述的大喂入量多拨禾盘式的高粱穗头割台，拨穗台下方安装碎杆装置，包括碎杆搅刀筒和搅刀传动箱。碎杆装置的动力直接由发动机提供，保证其强力的碎杆效果，碎杆装置由若干对搅刀筒组成，搅刀筒上装有环形刀片，每组搅刀筒对转完成碎杆工作，破碎后的茎秆直接还田；通过加装碎杆装置，能够免去后续的除茎秆的工作，提高了工作效率，同时能够完成茎秆还田，有较好的经济性。

5.本发明所述的大喂入量多拨禾盘式的高粱穗头割台，拨穗台后段安装有液压提升装置，用于调整拨穗台的伸出角度；碎杆装置后方设有两根液压杆，通过改变两根液压杆的长度，完成对碎杆装置位置和倾斜角度的调整；穗头输送带靠近输送带从动轮的位置设有一根液压杆，用于改变输送带的倾角。通过调整这些部分的位置和角度，能够提高对不同作业对象的适应能力，提高高粱收割机的通用性。

附图说明

图1为本发明所述的高粱收割机的主视图。

图2为本发明所述的高粱收割机的左视图。

图3为本发明所述的高粱收割机的俯视图。

图4为本发明所述的拨穗台俯视图。

图5为本发明所述的拨穗台传动示意图。

图6为本发明所述的拨穗台结构示意图。

图7为本发明所述的拨穗盘结构示意图。

图8为本发明所述的调整盘与串联轴配合示意图。

图9为本发明所述的碎杆装置俯视图。

图10为本发明所述的碎杆搅刀示意图。

图11为本发明所述的碎杆搅刀传动示意图。

图12为本发明所述的高粱收割机传动示意图。

图中：

1-拨穗台；101-拨穗盘；102-机架杆；103-轴承座；104-拨穗盘轴；105-拨穗台轴；106双排链轮；107-单排链轮；108-拨穗台液压杆；109-传动链；110-调整盘；111-串联轴；112；串联轴轴承座；1011-中心齿；1012-行星齿；1013-一级链轮；1014-二级链轮；1015-链条；1016-弹齿；1017-拨穗盘壳体；1018-行星齿转轴；1019-弹齿杆；2-碎杆装置；201-碎杆搅刀组；202-分杆器；203-刀台液压杆；204-碎杆刀架；2011-搅刀筒；2012-搅刀轴；2013-环形刀片；2014-搅刀上齿轮；2015-搅刀下齿轮；2016-搅刀链轮；2017-搅刀传动链；3-往复式割刀装置；4-喂入搅龙；5-穗头输送器；6-扶禾器；7-发动机；8-粮箱。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1、图2和图3所示，本发明所述的高粱收割机，包括高粱穗头割台、喂入搅龙4、穗头输送器5、扶禾器6、发动机7、粮箱8和机架；所述高粱穗头割台包括拨穗台1、碎杆装置2和往复式割刀装置3，所述往复式割刀装置3用于切割拨穗台1拨来的穗头，所述碎杆装置2位于拨穗台1下方，用于切碎剩余的高粱茎秆；所述高粱穗头割台的一端转动副安装机架上，所述扶禾器6安装在位于高粱穗头割台的拨穗台1下方的机架上；所述喂入搅龙4位于高粱穗头割台的往复式割刀装置3后方，所述穗头输送器5安装在所述喂入搅龙4的出口，用于将高粱穗头输送至粮箱8；所述发动机7用于分别提供高粱穗头割台、喂入搅龙4和穗头输送器5工作的动力，所述粮箱8和发动机7固定安装在履带式底盘上。

如图4和图5所示，所述拨穗台1包括拨穗盘101、机架杆102、轴承座103、拨穗盘轴104、拨穗台轴105、双排链轮106、单排链轮107、拨穗台液压杆108、传动链109、调整盘110、串联轴111和串联轴轴承座112；所述机架杆102一端铰接安装在机架上；所述机架杆102上通过轴承座103平行安装若干拨穗盘轴104，若干拨穗盘轴104末端通过键连接安装双排链轮106，相邻所述拨穗盘轴104上的双排链轮106之间通过传动链109传动连接，在机架上设有拨穗台轴105，所述拨穗台轴105上安装单排链轮107，至少一个拨穗盘轴104的双排链轮106与单排链轮107通过传动链109传动连接；拨穗台轴105通过传动链109直接或间接与发动机7连接。所述拨穗盘轴104为空心轴，任一所述拨穗盘轴104内部穿入所述串联轴111，所述串联轴111两端通过串联轴轴承座112支撑在机架杆102上，且所述串联轴111一端固定在机架杆102上；任一所述拨穗盘轴104安装若干拨穗盘101。所述拨穗台液压杆108底端与机架连接，顶部与机架杆102连接，用来调整拨穗台1的倾斜角度。

如图6和图7所示，任一所述拨穗盘101包括中心齿1011、行星齿1012、一级链轮1013、二级链轮1014、链条1015、弹齿1016、拨穗盘壳体1017、行星齿转轴1018和弹齿杆1019；所述拨穗盘壳体1017安装在拨穗盘轴104上，所述中心齿1011安装在串联轴111上，且所述中心齿1011位于拨穗盘壳体1017中心；所述拨穗盘壳体1017内按中心均布若干行星齿1012，且若干行星齿1012与中心齿1011啮合，所述行星齿1012通过行星齿转轴1018可旋转安装在拨穗盘壳体1017上，通过拨穗盘壳体1017转动使若干行星齿1012绕中心齿1011旋转；所述拨穗盘壳体1017边缘安装贯穿拨穗盘壳体1017的若干弹齿杆1019，且弹齿杆1019与行星齿1012一一对应，弹齿杆1019可以与产生拨穗盘壳板1017相对转动；所述一级链轮1013和行星齿1012同轴固联在一起，所述二级链轮1014通过键安装在弹齿杆1019上，一级链轮1013与二级链轮1014之间通过链条1015传动连接。所述弹齿杆1019上设有弹齿1016，同一拨穗盘101上的弹齿1016同步转动，且转动过程中弹齿1016方向保持不变。

工作过程：动力传输至拨穗盘轴104使其转动，拨穗盘轴104带动拨穗盘壳体1017旋转，由于串联轴111固定在机架杆102上，因此中心齿1011固定不动，拨穗盘壳体1017旋转，带动行星齿1012公转，由于与中心齿1011啮合且中心齿无自转，行星齿1012自转并带动与之固联的一级链轮1013自转，一级链轮1013通过链条1015带动二级链轮1014自转；中心齿1011齿数为Z1，行星齿1012齿数为Z2，一级链轮1013齿数为Z3，二级链轮齿数为Z4，拨穗盘内部各传动件之间的齿数满足关系(Z4·Z2)/(Z3·Z1)＝1；由于所述传动比i＝1，二级链轮1014自转速度与拨穗盘公转速度相同，方向相反，从而实现在工作过程弹齿角度不变。

所述拨穗盘101安装在拨穗盘轴104上，同一拨穗盘轴104上安装4～6个拨穗盘101；所述拨穗盘101外径为300mm～350mm，所述拨穗盘轴104长度为3000mm～3500mm，直径为35mm～40mm，相邻拨穗盘轴中心距为480mm～550mm，所述弹齿1016长度为100mm～150mm，沿轴线方向相邻两弹齿间距为120mm～150mm；所述双排链轮106直径为100mm～150mm，所述单排链轮111直径为80mm～120mm。所述机架杆102一端安装拨穗台液压杆108，用于调节若干拨穗盘101轴心的连线与水平面的倾角，调节范围为5°～20°。

为了实现弹齿1016角度调节，本发明还包括调节弹齿角度装置，可以实现自动或者手动调节。

自动调节的所述调节弹齿角度装置包括步进电机和制动器，所述制动器用于选择性的使所述串联轴111与机架杆102固定连接，所述串联轴111与步进电机传动连接，用于在制动器不工作时调节串联轴111相位角。即不需要调整时制动器保持工作使串联轴111与机架杆102固定连接，当需要调节角度时，制动器不工作，通过步进电机调整串联轴111相位角，从而带动弹齿1016转动。

如图8所示，手动所述调节弹齿角度装置包括调整盘110和飞轮，所述串联轴111一端通过调整盘110固定在机架杆102上，所述调整盘110上沿圆周方向均匀打有若干圆孔；所述串联轴111一端设有飞轮，同样打有若干圆孔。飞轮与调整盘110通过螺栓同轴固定，收割机处于停机状态时，拆下螺栓，转动飞轮使不同角度的圆孔与调整盘上的圆孔对应，并用螺栓进行固定，使调整轴111的转动一定角度，从而带动中心齿1011转动一定角度，由于此时拨穗盘轴104没有转动，通过内部传动结构，带动弹齿杆1019角度，实现弹齿角度的调整。

如图9所示，所述碎杆装置2包括碎杆搅刀组201、分杆器202、刀台液压杆203和碎杆刀架204；所述分杆器202与碎杆搅刀组201交错布置，插空焊接在碎杆刀架204底部；所述刀台液压杆203一端安装在机架上，一端与碎杆刀架204连接，刀台液压杆203控制碎杆装置2绕底部转动副转动，从而调整碎杆装置2的工作角度。

如图10和图11所示，所述碎杆搅刀组201包括搅刀筒2011、搅刀轴2012、环形刀片2013、搅刀上齿轮2014、搅刀下齿轮2015、搅刀链轮2016和搅刀传动链2017；两个所述搅刀轴2012平行支撑在碎杆刀架204上，每个所述搅刀轴2012上安装搅刀筒2011，且与搅刀轴2012同轴布置；每个所述搅刀轴2012两端分别安装搅刀上齿轮2014和搅刀下齿轮2015，一个所述搅刀轴2012上的搅刀上齿轮2014和搅刀下齿轮2015分别与另一个所述搅刀轴2012上的搅刀上齿轮2014和搅刀下齿轮2015相互啮合；两个所述搅刀轴2012上均等距设有环形刀片2013，且两个所述搅刀轴2012上的环形刀片2013的刃口方向相反；一个所述搅刀轴2012直接或间接与动力装置传动连接。所述搅刀下齿轮2015和搅刀链轮2016通过平键连接在搅刀轴2012下方；搅刀传动链2017将相邻搅刀链轮2017和动力输入轴连接实现传动。

所述搅刀轴2012长度为1000mm～1200mm，直径为80mm～100mm；所述搅刀筒2011焊接在搅刀轴2012外侧，直径为200mm～300mm；所述环形刀片高度为60mm～100mm，同一搅刀筒2011上相邻环形刀片2013间距为120mm～200mm，相邻的环形刀片刃口方向相反，实现对茎秆的剪切；所述搅刀上齿轮2014和搅刀下齿轮2015直径为500mm～600mm；所述搅刀链轮2016直径为450mm～550mm，交错布置在搅刀轴最下部，通过搅刀传动链2017连接；搅刀传动箱的动力通过搅刀筒下方的传动机构单边传递至每一个搅刀轴2012。

如图12所示，所述发动机7通过皮带将动力输送到搅龙轴403和碎杆装置2；所述搅龙轴403通过皮带将动力输送到输送带主动轴508和割刀传动轴304；所述割刀传动轴304通过皮带将动力输送到拨穗台轴105；所述拨穗台轴105通过链条1015将动力输送到拨穗盘轴104。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。