CN107318368A - 变刀盘间隙的两自由度液压驱动甘蔗切割装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变刀盘间隙的两自由度液压驱动甘蔗切割装置，包括喂入辊、两组圆盘刀具、两组外套筒和两块相平行设置的固定板，每个圆盘刀具上安装有刀盘转轴，刀盘转轴的一端固定在圆盘刀具上、其另一端穿入外套筒内并连接有圆盘刀具电机，还包括与喂入辊相平行设置的刀盘安装轴和用于调整两个圆盘刀具之间的水平距离的调节机构。本发明通过主要由丝杆电机、移动块和丝杆构成的调节机构来改变两个圆盘刀具之间的水平距离；并通过在刀盘安装轴的两端各设置一五连杆机构来对固定在刀盘安装轴上的圆盘刀具起到提升或下降的作用。与现有技术相比，具有结构简单、圆盘刀具切割稳定、切割快捷、适用性广的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种切割装置，具体涉及一种变刀盘间隙的两自由度液压驱动甘蔗切割装置，属于农用机械设备技术领域。
背景技术
甘蔗收割机作为一种大型且笨重的农用机械应用在平原地带可有效地提高甘蔗的收获效率、大大减轻农民的劳动强度。但我国多为丘陵地貌，特别是作为甘蔗种植地区的南方，难以将大型甘蔗收割机直接进行使用。而是在作业时，通过提升切割装置来适应高低不平的丘陵地貌。由于切断甘蔗的刀具安装在甘蔗切割装置上，需要准确地将甘蔗切割装置提升至合适位置的同时，还要保证刀具的平稳性，这样才能确保甘蔗根部切割的好坏。
现有技术中，甘蔗收获机上的切割装置一般分为单圆盘切割器和双圆盘切割器，例如申请号为200910039337.2的中国发明专利申请，公开了一种甘蔗切割装置，包括左、右两组双螺旋刀具，两组双螺旋刀具均包括刀盘、割刀、两条螺旋圆钢、旋转轴套和齿轮箱，旋转轴套一端与刀盘连接，另一端与齿轮箱连接，割刀安装在刀盘的圆周面上，两条螺旋圆钢的一端固定在刀盘上，另一端与旋转轴套固定连接。其设计的两组双螺旋刀具在齿轮箱的驱动下进行甘蔗切断工作，该种切割装置虽然能够很快地进行切割动作，但所设置两组双螺旋刀具为固定安装结构，无法针对不同种植行间距的甘蔗来调整刀盘的间距，适用性差；同时其无法针对不同高度的地形来提升刀具，不仅容易使刀具容易损坏，还会降低甘蔗装置的切割效率。
发明内容
针对上述的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、切割快捷的变刀盘间隙的两自由度液压驱动甘蔗切割装置，它能够针对不同甘蔗的种植行间距来调整切割刀盘的间距。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
变刀盘间隙的两自由度液压驱动甘蔗切割装置，包括喂入辊、两组圆盘刀具、两组外套筒和两块相平行设置的固定板，所述喂入辊包括从上至下依次设置的上喂入辊和下喂入辊，上喂入辊和下喂入辊相互平行且均通过转轴安装在两块固定板之间，每个圆盘刀具上安装有一刀盘转轴，所述刀盘转轴的一端固定在所述圆盘刀具上、其另一端穿入外套筒内并连接有圆盘刀具电机，还包括与喂入辊相平行设置的刀盘安装轴和用于调整两个圆盘刀具之间的水平距离的调节机构，其中
所述调节机构包括丝杆电机、移动块和表面设有螺纹的丝杆，在刀盘安装轴上开设有一凹槽，所述丝杆设于凹槽内、且丝杆的一端与丝杆电机连接，所述移动块安装在丝杆上且可沿丝杆上的螺纹进行水平移动，在移动块上开设有一通孔，所述外套筒的上端穿入通孔内并固定在移动块上；
所述刀盘安装轴的下方安装所述外套筒，在刀盘安装轴的两端各连接有一个五连杆机构，所述五连杆机构安装在固定板外侧的壁体上。
上述方案中，所述五连杆机构包括机架、上驱动杆、下驱动杆、上连杆、下连杆、第一驱动装置和第二驱动装置，所述机架沿竖直方向固定在固定板的外侧壁体上，所述机架、上驱动杆、上连杆、下连杆和下驱动杆通过销轴沿逆时针方向依次首尾连接，第一驱动装置与上驱动杆连接，第二驱动装置与下驱动杆连接；所述刀盘安装轴的两端的端部分别垂直穿入下连杆内，并分别固定在下连杆上。
进一步地，为了使五连杆的驱动输出力矩大、抗冲击性能好，第一驱动装置为第一液压缸，第二驱动装置为第二液压缸，第一液压缸的一端固定在机架的一侧、其另一端铰装在上驱动杆上，第二液压缸的一端固定在机架的一侧、其另一端铰装在下驱动杆上。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1)本发明所设置的圆盘刀具和外套筒均为2个，并通过主要由丝杆电机、移动块和表面设有螺纹的丝杆构成的调节机构来改变两个圆盘刀具之间的水平距离，以适应甘蔗粗细不一、甘蔗排列弯曲和甘蔗每排之间的间隔不同的情况。
2)本发明通过在刀盘安装轴的两端分别设置一五连杆机构来对固定在刀盘安装轴上的圆盘刀具起到提升或下降的作用，可大幅提高切割器的高度，使其在丘陵山地作业时，免受阻碍、减少圆盘刀具的损坏；
3)采用两个液压缸作为五连杆机构的驱动装置，输出力矩大、运行稳定，将用于安装圆盘刀具的刀盘安装轴的两端固定在下连杆上，增强了圆盘刀具的抗冲击性，且圆盘刀具有固定电机单独驱动，输出功率高，可降低破头率和切割损失率。
附图说明
图1为本变刀盘间隙的两自由度液压驱动甘蔗切割装置的一种结构示意图。
图2为本变刀盘间隙的两自由度液压驱动甘蔗切割装置的另一种结构示意图。
图3为所述调节机构的结构示意图。
图中标号为：1、固定板；2、上喂入辊；3、下喂入辊；4、刀盘安装轴；4-1、丝杆电机；4-2、丝杆；4-3、移动块；5、外套筒；6、圆盘刀具；7、上驱动杆；8、第一液压缸；9、机架；10、第二液压缸；11、下驱动杆；12、下连杆；13、上连杆；14、凹槽。
具体实施方式
如图1、图2所示，变刀盘间隙的两自由度液压驱动甘蔗切割装置，包括喂入辊、两组圆盘刀6具、两组外套筒5和两块相平行设置的固定板1。所述喂入辊包括从上至下依次设置的上喂入辊2和下喂入辊3，上喂入辊2和下喂入辊3相互平行且均通过转轴安装在两块固定板1之间。上喂入辊2和下喂入辊3可沿转轴转动。每个圆盘刀具6上安装有一刀盘转轴，所述刀盘转轴的一端固定在所述圆盘刀具6上、其另一端穿入外套筒5内并连接有圆盘刀具电机。与现有技术所不同的是：还包括与喂入辊相平行设置的刀盘安装轴4和用于调整两个圆盘刀具6之间的水平距离的调节机构。所述刀盘安装轴4的下方安装所述外套筒5，在刀盘安装轴4的两端各连接有一个五连杆机构，所述五连杆机构安装在固定板1外侧的壁体上。
所述五连杆机构包括机架9、上驱动杆7、下驱动杆11、上连杆13、下连杆12、第一液压缸8和第二液压缸10。所述机架9沿竖直方向固定在固定板1的外侧壁体上。所述机架9、上驱动杆7、上连杆13、下连杆12和下驱动杆11通过销轴沿逆时针方向依次首尾连接。第一液压缸8的一端固定在机架9的一侧、其另一端铰装在上驱动杆7上，第二液压缸10的一端固定在机架9的一侧、其另一端铰装在下驱动杆11上。所述刀盘安装轴4的两端的端部分别垂直穿入下连杆12内，并分别固定在下连杆12上。
本发明所设置的五边形结构，是以上驱动杆7作为第一传动扭矩、以下驱动杆11作为第二传动扭矩，两自由度传动机构。在第一液压缸8和第二液压缸10的驱动下，使安装在下连杆12上的刀盘安装轴4的提升范围更趋于矢量化，传动范围更广、实用性更强。
本发明对圆盘刀具进行提升工作时：1)首先是，第一液压缸8驱动上驱动杆7，第二液压缸10驱动下驱动杆11，进而带动刀盘安装轴4的相对转动，刀盘刀盘安装轴4带动外套筒5和圆盘刀具6发生一定偏角；2)然后，圆盘刀具电机驱动圆盘刀具6绕自身轴线转动，在具有一定偏角的情况下，圆盘刀具6可快速切割甘蔗，提高切割效率且降低破头率和切割损失率。
如图3所示，所述调节机构包括丝杆电机4-1、移动块4-3和表面设有螺纹的丝杆4-2，在刀盘安装轴4上开设有一凹槽14。所述丝杆4-2设于凹槽14内、且丝杆4-2的一端与丝杆电机4-1连接，所述移动块4-3安装在丝杆4-2上且可沿丝杆4-2上的螺纹进行水平移动。在移动块4-3上开设有一通孔，所述外套筒5的上端穿入通孔内并固定在移动块4-3上。
本发明用于调节两者圆盘刀具6之间的间隙时：
首先是，开启丝杆电机4-1以带动丝杆4-2的转动，从而带动安装在丝杆4-2上的移动块4-3水平移动。由于外套筒5与移动块4-3为固定连接，当移动块4-3进行水平移动时，外套筒5和圆刀盘具6将会一起进行水平移动，从而改变两个圆盘刀具6之间的间隙；然后，当调节至合适间距后，关闭丝杆电机4-1，丝杆4-2静止，移动块4-3被固定在凹槽14内，即可进行甘蔗切割工作。
以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.变刀盘间隙的两自由度液压驱动甘蔗切割装置，包括喂入辊、两组圆盘刀具(6)、两组外套筒(5)和两块相平行设置的固定板(1)，所述喂入辊包括从上至下依次设置的上喂入辊(2)和下喂入辊(3)，上喂入辊(2)和下喂入辊(3)相互平行且均通过转轴安装在两块固定板(1)之间，每个圆盘刀具(6)上安装有一刀盘转轴，所述刀盘转轴的一端固定在所述圆盘刀具(6)上、其另一端穿入外套筒(5)内并连接有圆盘刀具电机，其特征在于：还包括与喂入辊相平行设置的刀盘安装轴(4)和用于调整两个圆盘刀具(6)之间的水平距离的调节机构，
所述调节机构包括丝杆电机(4-1)、移动块(4-3)和表面设有螺纹的丝杆(4-2)，在刀盘安装轴(4)上开设有一凹槽(14)，所述丝杆(4-2)设于凹槽(14)内、且丝杆的一端与丝杆电机(4-1)连接，所述移动块(4-3)安装在丝杆(4-2)上且可沿丝杆(4-2)上的螺纹进行水平移动，在移动块(4-3)上开设有一通孔，所述外套筒(5)的上端穿入通孔内并固定在移动块(4-3)上；
所述刀盘安装轴(4)的下方安装所述外套筒(5)，在刀盘安装轴(4)的两端各连接有一个五连杆机构，所述五连杆机构安装在固定板(1)外侧的壁体上。
2.根据权利要求1所述的变刀盘间隙的两自由度液压驱动甘蔗切割装置，其特征在于：所述五连杆机构包括机架(9)、上驱动杆(7)、下驱动杆(11)、上连杆(13)、下连杆(12)、第一驱动装置和第二驱动装置，所述机架(9)沿竖直方向固定在固定板(1)的外侧壁体上，所述机架(9)、上驱动杆(7)、上连杆(13)、下连杆(12)和下驱动杆(11)通过销轴沿逆时针方向依次首尾连接，第一驱动装置与上驱动杆(7)连接，第二驱动装置与下驱动杆(11)连接；所述刀盘安装轴(4)的两端的端部分别垂直穿入下连杆(12)内，并分别固定在下连杆(12)上。
3.根据权利要求2所述的变刀盘间隙的两自由度液压驱动甘蔗切割装置，其特征在于：第一驱动装置为第一液压缸(8)，第二驱动装置为第二液压缸(10)，第一液压缸(8)的一端固定在机架(9)的一侧、其另一端铰装在上驱动杆(7)上，第二液压缸(10)的一端固定在机架(9)的一侧、其另一端铰装在下驱动杆(11)上。
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