一种弹齿滚筒式花生捡拾装置，属于农业机械技术领域。包括开放式捡拾滚筒、滚筒滑道、捡拾弹齿及侧板，所述捡拾弹齿均匀间隔固定在弹齿轴上，捡拾滚筒的中心轴穿过两侧的左、右侧板分别连接轴承座，滚筒滑道固定安装在其中一个侧板内，弹齿轴一端通过曲柄凸轮机构连接滚筒滑道，曲柄凸轮机构的滚轮嵌入滚筒滑道并限制在滑道内滚动。中心轴转动同时带动捡拾滚筒转动，滚筒滑道在各个相位角对应的形状保证了弹齿在捡拾过程中各个工位的摆动姿态，可实现弹齿捡拾、举升、推送和空回工位的动作。本发明专利技术根据花生植株捡拾要求，确定捡拾弹齿在各个工位的初始姿态与摆动规律。本发明专利技术捡拾过程中弹齿逐渐回摆，减少弹齿对花生植株的打击，增大了捡拾区域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于农业机械
，特别是涉及一种弹齿滚筒式花生捡拾装置。
技术介绍
在世界油料生产和国际贸易中，花生是主要的创汇农产品之一，仅次于大豆居于第二位。近几年，随着花生种植面积、产量的不断增加，花生生产机械化的发展显得尤为重要。我国在本世纪初开始花生联合收获机研究，但因受植株性状、收获环境和种植方式等农艺影响尚未大面积推广，目前仍以小型机械和人工分段收获为主，花生收获机械化水平仅为23.3％。目前，已研制出带齿带式捡拾装置的背负式花生收获机与带有弹齿滚筒式捡拾装置的花生收获机；一些小型农机企业也陆续开发出带有滚齿筒式、搂齿齿带式和齿带式捡拾装置的小型花生捡拾收获机。然而，这些机械田间试验均出现漏捡率和掉果率高的问题，成为制约花生两段机械收获的关键问题。基于农机农艺结合的原则综合分析，发现根本原因在于：我国正在研制的各种类型花生捡拾收获机，主要引用了适于稻麦与牧草的弹齿式捡拾装置或适于油菜的齿带式捡拾装置，而未深入研究适用于分段或两段收获的花生捡拾装置；而美国KMC花生捡拾收获机适用于起收后形成连续条铺的本土匍匐型花生，难以适合我国起收后放铺质量差的直立型花生，因而捡拾收获过程中严重存在植株“壅堆”与“抛起”问题，花生机械漏捡和掉果损失十分严重。
技术实现思路
针对上述存在的技术问题，本专利技术提供一种弹齿滚筒式花生捡拾装置，其体积小，捡拾弹齿可相对于滚动的滚筒做摆动运动，能够完成复杂的捡拾动作，具有更好的捡拾性能和适应性，其捡拾率高，损失率低。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术一种弹齿滚筒式花生捡拾装置，包括开放式捡拾滚筒、滚筒滑道、捡拾弹齿及侧板，所述捡拾弹齿均匀间隔设置于捡拾滚筒的弹齿轴上，捡拾滚筒的中心轴穿过两侧的左、右侧板分别连接轴承座，滚筒滑道置于其中一个侧板内，与捡拾滚筒滑动连接，捡拾滚筒沿滚筒滑道转动，实现弹齿捡拾、举升、推送和空回工位的动作。进一步地，所述捡拾滚筒包括中心轴、滚筒盘及弹齿轴，滚筒盘为两个，对称安装在中心轴上，两滚筒盘之间沿圆周均匀设置4个弹齿轴，每个弹齿轴的一端均连接曲柄凸轮机构与滚筒滑道滑动连接，曲柄凸轮机构的滚轮置于左侧板内设置的滚筒滑道上，曲柄连接在弹齿轴上。进一步地，所述滚筒滑道为偏心不规则环形凸轮滑道，由四部分弧线过渡连接构成，每一部分弧线分别对应捡拾、举升、推送和空回四个工位，捡拾滚筒沿凸轮滑道转动，形成弹齿绕中心轴做圆周运动和弹齿沿中心轴轴线摆动运动的合成运动。进一步地，所述捡拾、举升、推送和空回四个工位对应的相位角分别为β1～β4，其中捡拾工位的初始时捡拾倾角θ为20～25°，所述捡拾倾角θ为捡拾弹齿与滚筒Y轴间沿捡拾装置前进方向的夹角，四个相位角沿顺时针依次为β1＝80°～85°，β2＝95°～100°，β3＝95°～115°，β4＝65°～85°。进一步地，所述捡拾弹齿与曲柄轴线间的夹角为55°～60°。进一步地，所述捡拾工位弧线段由与两段圆弧组成，其中，段为捡拾初始段即搂拾段，弹齿与滚筒无相对摆动，为以同截面滚筒圆心O1为圆心、O1A为半径的圆弧，捡拾倾角θ保持不变，OA为O1和曲柄滚轮圆心间的距离，O1B为滚筒轴线Y轴反向延长线；段为捡拾段：其圆弧半径由O1A通过五次多项式逐渐过渡为O1C，弹齿随滚筒转动且相对平缓回摆，捡拾工位结束时θ＝0，其中O1C为捡拾工位结束时，O1和曲柄滚轮圆心间的距离；(2)举升工位弧线段是以O1为圆心、O1C为半径的圆弧，捡拾弹齿与滚筒之间无相对摆动；(3)推送工位弧线段由和EF直线段组成，是以O2(X1，Y1)为圆心、O2D为半径、点D为起始点的圆弧，X1坐标轴反向延长线与圆弧交于E点，直线EG相切于并垂直X轴于G点并延伸至F点，滚轮沿EF滚动，捡拾弹齿与上护板夹角逐渐变小直至捡拾弹齿完全收缩进上护板内；推送工位结束，其中X1为-30～-45mm，Y1为25～45mm；(4)空行工位的弧线段是以O1F距离向OA逐渐增大的正弦加速度或五次多项式方法得到的过渡弧线。进一步地，所述左右侧板还连接有后侧板，相邻弹齿间设置的护板安装在后侧板上，相邻护板间留有的间隙25～30mm，确保捡拾弹齿在护板间伸出与缩回。进一步地，所述护板由上下护板连接弧形护板构成，上护板相对于滚筒水平面的倾角γ的弧度为0.1～0.5rad，推送工位，弹齿与上护板相接触时，之间的夹角α为75°～80°。进一步地，所述曲柄长度为50～70mm；滚筒半径为70～120mm；捡拾弹齿伸出护板的最大长度L为130mm。进一步地，所述捡拾弹齿材料为65Mn弹簧钢。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术结合我国直立型花生植株条铺特点与捡拾特性，以捡拾弹齿伸出护板130mm为前提条件，以捡拾装置护板半径最小及滚轮对凸轮滑道冲击最小为目标函数，进行多目标机构参数优化设计，获得理想机构参数。2.本专利技术根据花生植株捡拾要求，确定捡拾弹齿在各个工位的初始姿态与摆动规律，重新设计了凸轮滑道。捡拾工位初始时捡拾弹齿与竖直方向成20-25°，捡拾过程中弹齿逐渐回摆，减少弹齿对花生植株的打击，增大了捡拾区域。3.由于花生植株条铺紧贴地面，本专利技术捡拾收获时弹齿须划入地表一定深度才能将花生植株拾起，因此捡拾弹齿材料选用65Mn弹簧钢，具备高的弹性极限和屈强比，在高载荷下不易产生永久变形，表面具有良好的耐磨性，从而减少弹齿的更换频率。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为图1的A-A剖视图。图3为图1的B-B剖视图。图4为本专利技术参数关系示意图。图中：1、中心轴，2、轴承座，3、右侧板，4、弹齿，5、弹齿轴，6、左侧板，7、滚筒盘，8、曲柄，9、滚轮，10、滑道，11、链轮，12、后侧板，13、护板，14.滚筒。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细描述。实施例1：本专利技术结合我国东北典型花生品种、种植和两段收获农艺特点并基于仿生学原理，从分析花生捡拾元件的理想姿态与运动规律入手，研究滑道式弹齿滚筒捡拾装置的核心机构即弹齿捡拾机构，并进行机构参数的优化。根据弹齿摆动规律初步确定凸轮滑道中心线轨迹，根据花生植株捡拾特性与机构运动特性确定优化目标函数，推导机构中各个参数与目标函数的几何关系，采用目标优化算法对机构参数进行优化，获得理想机构参数组合。如图1所示，本专利技术包括开放式捡拾滚筒、滚筒滑道10、捡拾弹齿4及侧<本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种弹齿滚筒式花生捡拾装置，其特征在于：包括开放式捡拾滚筒、滚筒滑道、捡拾弹齿及侧板，所述捡拾弹齿均匀间隔设置于捡拾滚筒的弹齿轴上，捡拾滚筒的中心轴穿过两侧的左、右侧板分别连接轴承座，滚筒滑道置于其中一个侧板内，与捡拾滚筒滑动连接，捡拾滚筒沿滚筒滑道转动，实现弹齿捡拾、举升、推送和空回工位的动作。
【技术特征摘要】
1.一种弹齿滚筒式花生捡拾装置，其特征在于：包括开放式捡拾滚筒、滚
筒滑道、捡拾弹齿及侧板，所述捡拾弹齿均匀间隔设置于捡拾滚筒的弹齿轴
上，捡拾滚筒的中心轴穿过两侧的左、右侧板分别连接轴承座，滚筒滑道置于
其中一个侧板内，与捡拾滚筒滑动连接，捡拾滚筒沿滚筒滑道转动，实现弹齿
捡拾、举升、推送和空回工位的动作。
2.根据权利要求1所述弹齿滚筒式花生捡拾装置，其特征在于：所述捡拾
滚筒包括中心轴、滚筒盘及弹齿轴，滚筒盘为两个，对称安装在中心轴上，两
滚筒盘之间沿圆周均匀设置4个弹齿轴，每个弹齿轴的一端均连接曲柄凸轮机
构与滚筒滑道滑动连接，曲柄凸轮机构的滚轮置于左侧板内设置的滚筒滑道
上，曲柄连接在弹齿轴上。
3.根据权利要求2所述弹齿滚筒式花生捡拾装置，其特征在于：所述滚筒
滑道为偏心不规则环形凸轮滑道，由四部分弧线过渡连接构成，每一部分弧线
分别对应捡拾、举升、推送和空回四个工位，捡拾滚筒沿凸轮滑道转动，形成
弹齿绕中心轴做圆周运动和弹齿沿中心轴轴线摆动运动的合成运动。
4.根据权利要求3所述弹齿滚筒式花生捡拾装置，其特征在于：所述捡
拾、举升、推送和空回四个工位对应的相位角分别为β1～β4，其中捡拾工位的
初始时捡拾倾角θ为20～25°，所述捡拾倾角θ为捡拾弹齿与滚筒Y轴间沿捡拾
装置前进方向的夹角，四个相位角沿顺时针依次为β1＝80°～85°，β2＝95°～
100°，β3＝95°～115°，β4＝65°～85°。
5.根据权利要求1或3所述弹齿滚筒式花生捡拾装置，其特征在于：所述
捡拾弹齿与曲柄轴线间的夹角为55°～60°。
6.根据权利要求5所述弹齿滚筒式花生捡拾装置，其特征在于：所述捡拾
工位弧线段由与两段圆弧组成，其中，段为捡拾初始段即搂拾
段，弹齿与滚筒无相对摆动，为以同截面滚筒圆心O1为...
【专利技术属性】
技术研发人员：高连兴，许涛，沈永哲，吕长义，
申请(专利权)人：沈阳农业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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