CN1215545A - 半喂入甘蔗联合收割机 - Google Patents

Abstract

一种半喂入甘蔗联合收割机,采用半喂入夹持剥叶装置和捆扎装置或切断装置,可使整杆式或切断式甘蔗联合收割机的甘蔗含杂率降到最低并节省捆扎甘蔗所需的劳动力。

Description

半喂入甘蔗联合收割机

本发明涉及一种收获甘蔗的农业机械。

目前文献报道以及使用在世界各地的甘蔗收割机有许多种类，如整杆式甘蔗收割机、切断式甘蔗收割机等，但大部分的甘蔗收割机都存在以下不足之处：1．叶片清除不干净，使进入榨机前甘蔗的含杂率高于5％；2．不设有捆扎机构，甘蔗零散地堆放在地上，要另外用人工或机器去集中捆扎；3．不能在行距900毫米、坡度10～15°以下的甘蔗地作业。这些甘蔗收割机存在这些缺点的原因如下：

一、整杆式甘蔗收割机的结构在喂入口只设一个夹持器，即甘蔗从根部切断后先切去蔗梢，然后一次性从上至下剥叶，剥叶后甘蔗从侧边滚出，这种收割机由于夹持部位的蔗叶不能剥掉，且转动不灵活，一次性剥叶刀剥得不干净，有时含杂率高达10～15％，使榨糖出率受到影响，而且这种收割机需要人工捆扎。

二、分段式甘蔗收割机，这种文献报道为日本人设计的收割机结构为分开的一台割铺机和一台人工式喂入剥叶机以及一台捆扎机组成，割铺机是将甘蔗砍下后往侧边铺放地上，然后将剥叶机开到地里，用人工一根根将甘蔗喂入剥叶，再单独捆扎，这种机器含杂率较低，但人工劳动强度大，效率低，未见大面积推广应用。

三、火烧蔗叶式收割机，它是将甘蔗地采用放火烧去蔗叶，然后再用类似整杆式收割机的结构形式。目前在大多数蔗区并不采用火烧式，因为火烧蔗叶后如不立刻收割榨糖，甘蔗中的糖份20小时后即转化变质，蔗糖结晶率大大降低。

四、切断式甘蔗收割机，如中国专利CN 92109771公开了一种装有三刀式切割器的传送器，其中切割刀片轴向安装在可绕相对于甘蔗杆喂入的横向方向的轴旋转的轴壳上，切割刀片与相对于切割器反向旋转的旋转锤砚同步运行，它将甘蔗切成2-3段，然后使甘蔗短条与蔗叶在安装有锤砚的圆周机壳内分离，并排出机外，这种结构的收割机结构复杂，要求机械精度高、弯曲的甘蔗不好剥叶，没有捆扎机构，而且也不能在坡度大、行距窄的山坡地上作业。

本发明的目的是提供一种能克服现有技术的不足之处，能在一台收割机上完成切割、剥叶、切梢、去根须、捆扎等一系列操作，并具有去杂率高、操作简单、既适合平原蔗地作业、又适合有一定坡度的蔗地作业的半喂入式甘蔗联合收割机。

本发明是这样实现的：半喂入甘蔗联合收割机包括机架、发动机、行驶装置、扶蔗分蔗器、切割刀、剥叶装置等部件，其特点是收割机的机架前端装有甘蔗夹持输送链，夹持输送链分为前后两部分，前部分夹持输送链的上方和后下方分别倾斜或垂直装有上段半喂入甘蔗剥叶装置和下段半喂入甘蔗剥叶装置，上段半喂入甘蔗剥叶装置的后面设有切梢器和削根滚筒，机架后端装有分堆机构和双道对开捆扎装置，发动机通过皮带或链条、液压装置带动各个部件，机架装在四轮或多轮、履带的行驶装置上。

上段和下段半喂入甘蔗剥叶装置由剥叶元件、剥叶链轮和套筒滚链、夹持输送链(可采用单边或双边、单排或双排夹持输送链)、压蔗弹簧等部件构成，其中剥叶元件用橡胶或工程塑料片或丝做成，也可用钢丝微成，这些橡胶片、塑料片、塑料丝、钢丝分成若干束，先用夹套夹紧后固定在钢板上，然后装在套筒滚子链上，套筒滚子链套在剥叶链轮上，形成链盒，整个链盒与夹持输送链垂直或有一定倾角，工作时两个链盒靠在一起，将夹持输送链传送过来的甘蔗，利用两边装在链条上的剥叶元件将甘蔗叶从上至下剥去；在套筒滚子链的背后还装有导轨，其作用是防止剥叶时对套筒滚子链受力向外弯曲，当剥叶元件磨损后，调节导轨还可消除剥叶元件的磨损量。此外，剥叶元件也可以安装在长滚筒上与夹持输送链构成滚筒式半喂入甘蔗剥叶装置。

切梢器与现有甘蔗收割机的切梢器基本相同，它由切梢刀盘、拍梢板、升降导轨等部件构成，其安装位置处于上段半喂入甘蔗剥叶装置的后上方，有利于掌握切梢高度，也可以安装在扶蔗器的正前方。

削根滚筒是由削根元件、滚筒体、防草环和夹套组成，削根元件用钢丝或尼龙丝、金属刀片等材料制成，它通过夹套安装在滚筒体，安装方式可以用固定式或离心式，滚筒体与夹持输送链平行或有一定倾角，两个滚筒体靠在一起，利用旋转时削根元件与蔗根磨擦而除去根须，为避免杂草或蔗叶缠绕，滚筒套端头设有防草环。

分堆机构由分堆摆杆、摆动液压油缸、传感器，荷重调整弹簧及控制阀等部件构成，由液压油缸控制分堆摆杆将甘蔗往两边分，传感器装在“Λ”形架下，当甘蔗堆满后传感器和弹簧控制分堆摆杆的液压动力及调整甘蔗堆大小。而双道对开捆扎装置是一种对开式拱形轨道及捆扎机构的结合，捆孔机构是由封结器，凸轮轴、带盘、限位开关、扁带进给辊、进料辊、贮带箱等部件组成，其结构采用与现有塑料带卧式双道捆扎机稍将拱形轨道改成对开式拱形轨道而成，可通过螺栓固定在机架的下方。还可以根据不同需要，自行设计防尘防草性能较好的捆扎机，也可以采用现有的塑料绳捆结机加以改进，或者不设捆扎装置，而设立甘蔗切断机构，将甘蔗装入贮网或贮箱，或者在本收割机的后面设一个提升机构，将成捆的甘蔗或切成数段的甘蔗放入跟随其后的运输车辆上。

行驶装置是由前后驱动轮、转向离合器、整机制动器等部件构成，动力由发动机通过变速箱或液压传动先传到后驱动轮再由皮带或链条传到前轮，或者先传到前轮再传到后轮，为防止侧翻，在机架下增设一个可快速拆装的防侧翻支承轮，该轮上装有供升降的手轮和传动螺杆。在某些地方，根据需要，行驶装置也可采用履带式结构。

本发明在设计时主要针对了现有甘蔗联合收割机的含杂率高和需要另设捆扎机的缺点来改进的，因为目前用机器收获的甘蔗含杂率高的原因是甘蔗的剥叶方式全部采用全喂入方式，即整条甘蔗全部喂入剥叶装置进行剥叶，由于甘蔗喂入剥叶装置的排列不整齐，甘蔗之间也经常出现靠得很近，没有间隙的情况，这就使剥叶元件很难伸入两条甘蔗之间的间隙进行剥叶，导致剥叶不够干净。而本发明的半喂入式甘蔗剥叶方式就能很好地解决全喂入甘蔗剥叶方式存在的问题，因为本发明的方式是先由夹持输送链成单排地将每根甘蔗间隔20-50毫米地夹持甘蔗的下半段，先将甘蔗剥去上半段的蔗叶，并切梢后再由夹持装置运送到下半段剥叶装置剥叶，这种剥叶方式使剥叶元件很容易伸到这些间隙进行剥叶，这样剥出来的甘蔗就比较干净，在此基础上再配以捆扎机，四轮驱动行驶装置等工作部件就可以比原有的甘蔗收割机的收割质量大大提高。

本发明具有的优点是：

1．甘蔗剥叶干净，含杂率可以达到2％以下。

2．劳动效率高，能使甘蔗从剥叶、去梢、去根，捆扎一次完成，一台甘蔗联合收入机8小时的工作相当于30人8小时的工作量。

3．适合平原甘蔗地的收割，也适合许多坡地在10～15°、行距900毫米以上的山区使用。

4．操作简便、成本不高。

以下结合附图描述本发明的一个实施结构。

图1是本发明半喂入甘蔗联合收割机的示意图；

图2是上段和下段半喂入甘蔗剥叶装置的结构图；

图3是削根滚筒结构示意图；

图4是双道对开捆扎装置结构示意图；

图5是行驶装置示意图；

从图1看到，甘蔗联合收割机的机头装有分蔗器1和扶蔗器2，在机架底的下输送带4的端部是圆盘割刀3，机头有发动机6和液压***5，夹持输送链7的上方为上段半喂入甘蔗剥叶装置8和切梢器9，在8的后下方为下段半喂入甘蔗剥叶装置10和削根滚筒12，机架下方有行驶装置13和防翻支承轮20，这部分的动力也可用另一台发动机11提供，当然，也可只用发动机6带动收割及行驶装置；分堆机构15的部件主要有摆动液压油缸14、分堆摆杆51等；铺放导杆16、传感器62、荷重调整弹簧63，拨蔗轮17及液压器18，双道对开捆扎装置19及挡蔗弯杆或板21在机架的后部下方。

本甘蔗收割机的工作过程为甘蔗经扶蔗器2扶入夹持输送链7的夹持胶片保证每根甘蔗之间都被间隔20-50毫米左右的距离并成单排整齐夹持向后输送的过程中，根部先被圆盘割刀3切断，然后再夹持送入上段半喂入甘蔗剥叶装置8中边夹持输送边将甘蔗上半段约500～800毫米长的蔗叶剥干净，剥下的蔗叶直接向两侧排出机外或向后输送掉落地面。为了在剥叶的过程中使甘蔗产生一个向后的分力，利于甘蔗向后输送，上段半喂入甘蔗剥叶装置8和下段半喂入甘蔗剥叶装置10的安装相对于甘蔗都有一个倾角α。从上段半喂入甘蔗剥叶装置8出来的甘蔗上段的蔗叶已被剥干净，但尾梢还没被切掉，当甘蔗继续被夹持输送经过切稍器9时才被切去尾梢部分。切梢器9之所以安装在上段半喂入甘蔗剥叶装置8的后面，是因为此时的蔗叶已被剥干净，容易掌握切梢高度，避免切梢不准造成的损失。当然，切梢器9也可以安装在扶蔗器2的上前方，但此时的蔗叶未剥掉，切梢高度不好掌握，易造成切梢损失。切梢后的甘蔗由单排或双排夹持链换成单排夹持链且夹持部位被移到没有蔗叶的蔗茎上，再继续往后夹持经过与上段半喂入甘蔗剥叶装置8结构一样的下段半喂入甘蔗剥叶10时，下大半段蔗叶被剥干净。剩下根部的根须则由转速较高的削根滚筒12削干净。甘蔗再往后就是经过拨蔗轮17拨出脱离夹持链的夹持落下铺放导杆16经分堆机构15的摆杆51分成左右两堆便于轮流捆扎。如果分堆机构15的摆杆51摆过左边，则甘蔗落入左边双道对开捆扎装置19中，待甘蔗落满够重量后传感器62发出信号，摆杆51摆过右边使甘蔗落入右边双道对开捆扎装置，此时左边双道对开捆扎装置19开始捆扎甘蔗，捆好双道塑料带后自动放开对开拱形轨道48和挡蔗弯杆或板21使甘蔗捆落到地上。这时右边的甘蔗也差不多堆满，只要一堆满够重量，传感器62就发信号使摆杆51摆回左边，右边的双道对开捆扎装置19也象左边的一样捆扎甘蔗并使之落到地上，如此循环进行。这一整套动作包括摆杆51的摆动，捆扎装置的送带，热合切带及拱形轨道的闭合等一系列动作全部由电气，液压及自动机构来完成。当然，半喂入剥叶装置后面也可以不设置捆扎装置而设置切断装置把剥干净蔗叶的甘蔗切成250～300毫米的长段，然后落入机后的网箱或直接外运出机外落入跟随的运蔗车辆，这样就不是整杆半喂入甘蔗联合收割机而是半喂入切断式甘蔗联合收割机了，不过也同样获得含杂率较全喂入方式甘蔗联合收割机低的甘蔗。

本半喂入甘蔗联合收割机在左右两侧各布置一台15马力的发动机6和11，一台用于传动四轮驱动行驶装置13和圆盘割刀3，另一台用于传动液压***。其目的是为了空出中间通道让夹持直立的甘蔗通过，另一方面是为了左右重量分布平衡，考虑到前后重量也分布平衡，可将两台发动机都布置在前轮上方左右两侧，先通过变速箱或液压传动驱动前轮，再通过链条驱动后轮，如果仍不够平衡可加配重块来解决。

图2是从图1A-A剖视的上、下段半喂入甘蔗剥叶装置8和10的剖视图。8和10两剥叶装置除两链轮中心距不同外，其余结构完全相同，都是由剥叶元件21，剥叶链轮22，夹套23套筒滚子链24，导轨25、挡叶板26，单边或双边夹持输送链7，夹持胶片27，夹持链轮28，压蔗弹簧29，压蔗杆30，防草带31等组成。剥叶元件21是由尼龙丝或尼龙片制成。当然，也可以用特殊尼龙、或者橡胶、钢丝、弹簧、橡胶与尼龙结合，橡胶与钢丝，尼龙与钢丝相结合而制成。剥叶元件21的安装是将尼龙丝分成若干束，由夹套23夹紧后用螺栓成排固定在长条钢板33上，再用销轴把长条钢板33的两端销固在两边的套筒滚子链24上即可。剥叶元件21端头磨损后可松开夹套23往外拉出一定长度或调整导轨25后又可继续使用。当然，剥叶元件21也可以安装在滚筒上与夹持输送链组成滚筒式半喂入甘蔗剥叶装置，为适应不同高度的甘蔗，上段半喂入甘蔗剥叶装置8的高度应比甘蔗最高的剥叶高度还要高一些。为了克服夹持输送链7向后输送甘蔗时，甘蔗与剥叶元件21横向摩擦产生的侧向力对套筒滚子链24的作用，套筒滚子链24的侧面链板上每隔一定距离就装有一个滚轮并支承在导轨25的侧面上，导轨25的另一侧面支承在套筒滚子链24的滚子上并可以向内外调整。剥叶元件21左右之间的排列可以采用对排也可以采用错开排列，图2中采用的是错开排列。为了防止蔗叶的缠绕，长条钢板33上装有用帆布胶带制成的防草带31，两端链轮装有防草环。为了加强甘蔗的输送能力，也可以采用左右两边都是夹持输送链的输送形式，并且使剥叶装置8与甘蔗有一定的夹角α。

图3是削根滚筒12的立视图和左视图。其作用是将入土切割蔗头部的根须削干净。主要由削根元件34，滚筒体35，防草环36和夹套37等组成。削根元件34是用尼龙丝制成，也可用钢丝，橡胶或金属刀片制成。为了使削根元件34转动过程中打击甘蔗时产生一个有利于甘蔗向后输送的分力，安装时使滚筒轴线与夹持输送链有一定的倾角β，削根元件34与滚筒体35的安装方式可采用固定式或离心式。

图4是分堆机构15和双道对开捆扎装置19从图1中的A向视图。分堆机构15主要由分堆摆杆51，摆动液压油缸14，传感器62，荷重调井弹簧63，控制阀和电气元件等组成。其作用是将剥干净的甘蔗分成左右两堆，以便捆扎装置轮流捆扎，荷重调井弹簧63是用于调井甘蔗对“Λ”形板的压力，以适应甘蔗产量高低使蔗捆大小变化对拱形轨道48的影响。双道对开捆扎装置19是用来将分好堆的甘蔗捆两道后放置于地上。其结构是采用现有塑料带卧式双道捆扎机稍将拱形轨道改为对开式拱形轨道而成，由封结板39，封结器40，凸轮轴41，带盘42，限位开关43，扁带进给辊44，进给支架45，进料辊46，贮带箱47，对开拱形轨道48，齿爪49，弹簧50组成，与现有的捆扎机工作原理一样。现有的捆扎机防草防尘的性能较差，可自行设计或改进防草防尘性能较强的捆扎机，也可引进日本甘蔗收割机的捆扎机构或塑料绳捆结机来加以改进，当然还可以在产生灰尘的圆盘割刀3的旁边设置吸尘风机，不让灰尘吹到捆扎机上。也可以不用捆扎装置改用人工捆扎，但效率较低。

图5是四轮驱动行走装置13在坡度10～15°蔗地行走收割的后视图和俯视图。为了防侧翻在斜坡下边增加一个可快速拆装的防侧翻支承轮20，该轮的升降是靠手柄61转动螺杆来达到的。当然，也可以靠液压油缸来升降。

从图5中俯视图中可看到，四轮驱动行驶装置13主要由前、后驱动轮60和52，转向离合器58，整机制动器59等组成。动力由发动机11通过变速箱或液压传动先传到后驱动轮52再由链条55传到前轮60，采用此种传动方式的主要优点是四个驱动轮都可以在各自的半轴上调整轮距，以适应不同行距的需要，比两轮驱动获得较大的牵引力和较宽的中间通道，比履带行走使用寿命长、成本较低。当然也可以采用轻型金属或橡胶履带行走装置，也可以采用液压驱动。

综上所述，由于半喂入甘蔗联合收割机能保证每根甘蔗之间都有20-50毫米的间隙并且成单排整齐地夹持喂入剥叶装置进行剥叶，所以甘蔗的含杂率比各种现有的，不能保证甘蔗之间具有一定间隙地喂入剥叶装置剥叶的全喂入式甘蔗联合收割机的含杂率低，不需配套专用的运蔗车辆，不需大量人工捆扎甘蔗，能在坡度小于10°，行距850～1200毫米的蔗地收割作业，是比较适合我国蔗地和糖厂实际情况的新机种。

Claims (8)

1．一种半喂入甘蔗联合收割机，包括机架、发动机、行驶装置、扶蔗分蔗器、切割刀、剥叶装置等部件，其特征在于：收割机的机架前段装有甘蔗夹持输送链(7)，夹持输送链(7)分为前后两部分，前部分夹持输送链的上方和后下方分别装有上段半喂入甘蔗剥叶装置(8)和下段半喂入甘蔗剥叶装置(10)，上段半喂入甘蔗剥叶装置的后面设有切梢器(9)和削根滚筒(12)，机架后端装有分堆机构(15)和双道对开捆扎装置(19)，发动机通过皮带或链条、液压装置带动各个部件，机架装在轮子或履带的行驶装置上。

2．根据权利要求1所述的半喂入甘蔗联合收割机，其特征在于上段半喂入甘蔗剥叶装置(8)和下段半喂入甘蔗剥叶装置(10)由剥叶元件(21)、剥叶链轮(22)、套筒滚子链(24)，单边或双边、单排或双排夹持输送链(7)、压蔗弹簧(29)、导轨(25)等部件构成，剥叶元件(21)由橡胶、工程塑料或钢丝制成，做成若干片或束，通过夹套夹紧后固定在钢板上，然后装在套筒滚子链(24)上，套筒滚子链(24)套在剥叶链轮(22)上形成链盒，整个链盒与夹持输送链(7)垂直或有一倾角，两个链盒靠在一起，输送链(7)夹住的甘蔗从两个链盒中间的剥叶元件(21)中通过，导轨(25)安装在套筒滚子链(24)的背面，剥叶元件(21)也可安装在两个长滚筒上与夹持输送链构成滚筒式半喂入甘蔗剥叶装置。

3．根据权利要求1所述的甘蔗联合收割机，其特征在于削根滚筒由削根元件(34)和两个相靠的滚筒体(35)、夹套(37)和防草环(36)构成，削根元件(34)用钢丝或尼龙丝，金属刀片等材料制成，它通过夹套(37)以固定方式或离心方式装滚筒体(35)上，滚筒体(35)与夹持输送链(7)平行或有一定倾角，滚筒体(35)端头设有防草环(36)。

4．根据权利要求1所述的半喂入甘蔗联合收割机，其特征在于分堆机构由分堆摆杆(51)、摆动液压油缸(14)、传感器(62)、荷重调整弹簧(63)及控制阀等部件构成，由摆动液压油缸(14)控制分堆摆杆(51)将甘蔗往两边分，传感器(62)装在“Λ”形架下。

5．根据权利要求1所述的半喂入甘蔗联合收割机，其特征在于双道对开捆扎装置是一种对开式拱形轨道(48)及捆扎机构，捆扎机构是由封结器(40)、凸轮轴(41)、带盘(42)、限位开关(43)、扁带进给辊(44)、进给支架(45)、进料辊(46)、贮带箱(47)构成，也可以采用现有塑料带捆扎机或塑料绳捆结机改进而成，整个装置通过螺栓固定在机架后下方。

6．根据权利要求1所述的半喂入甘蔗联合收割机，其特征在于行驶装置由前后驱动轮(60)和(52)、转向离合器(54)、整机制动器(59)等部件构成，发动机通过变速箱或液压传动传到驱动轮(52)或(60)上，中间用链条(55)相连，机架下设有一个防侧翻支承轮。

7．根据权利要求1所述的半喂入甘蔗联合收割机，其特征在于行驶装置也可采用履带式结构。

8．根据权利要求1所述的半喂入甘蔗联合收割机，其特征在于切梢器(9)安装在上段半喂入甘蔗剥叶装置(8)的后上方，或安装在扶蔗器(2)的上前方。

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