一种具有地形自适应功能的多自由度灌木平茬机制造技术

本发明专利技术提供了一种具有地形自适应功能的多自由度灌木平茬机，包括机架、姿态可调的切割装置、可移升降移动平台、输送铺放装置和高度可调的拨禾装置，可移升降移动平台放置在机架的前端底部；定位测距装置将检测信号反馈给计算机终端，计算机终端控制调整可移升降移动平台及姿态可调的切割装置的姿态，以实现地形自适应，使灌木植株留茬高度一致；高度可调的拨禾装置拨动灌木植株，使其向可移升降移动平台方向倒伏，同时姿态可调的切割装置将灌木植株从根部切断，切割下来的灌木植株在输送铺放装置及姿态可调的拨禾装置的共同作用下向拖拉机后方传送，最终被铺放在拖拉机底部。本发明专利技术通过计算机与检测装置配合实现地形自适应，从而提高灌木的收割平茬质量。

【技术实现步骤摘要】
一种具有地形自适应功能的多自由度灌木平茬机
本专利技术属于农业机械领域，尤其是涉及一种具有地形自适应功能的多自由度灌木平茬机。
技术介绍
东北林业大学马岩等自主研发的一款自走式割灌机具有结构简单、操作方便的优点，具有一定的地面仿形功能。但这种地面仿形技术精度不高，不能实现浅山丘陵地带灌木的高质量平茬收割，且该设备需与专用车辆进行配合，因此并不适合大范围推广。中国农机研究院研发的4MG-200型联合收割机能够在一定程度上满足灌木的平茬收获需求。然而此种设备的缺点十分明显。在现场实验过程中，该设备经常发生灌木茎秆卡住切割刀盘的状况，致使工作中断，且存在切割效果不好、切割效率低、切割输送不协调等问题。呼和浩特农机院研制的9GZ-0.5型平茬机在上述基础上进行了改进，增加了在沙石环境下的工作能力。然而该机型依然具有地面仿形精度低，平茬质量差的问题。柠条、沙柳、红柳等灌木是治理沙漠的先行植物、是我国三北防护林防风固沙的重要植物，其生长环境与人工种植的植物差异很大，地面凹凸不平，地形地貌情况复杂，还存在大量的沙丘、杂草、乱石等，现有的灌木收割机械、平茬机械、青贮机等无法根据地形地貌自动调整高度以适应复杂地形，以及灌木的收割平茬质量低，因此有必要设计一种全新的具有地形自适应功能且灌木的收割平茬质量好的灌木平茬机。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种具有地形自适应功能的多自由度灌木平茬机，通过计算机与检测装置配合实现地形自适应，从而提高灌木的收割平茬质量。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种具有地形自适应功能的多自由度灌木平茬机，包括机架、姿态可调的切割装置、可移升降移动平台、输送铺放装置和高度可调的拨禾装置，所述的可移升降移动平台放置在机架的前端底部，所述的高度可调的拨禾装置设置在机架的前端顶部；所述的姿态可调的切割装置设置在可移升降移动平台的前端底部，所述的输送铺放装置设置在可移升降移动平台的中后部，在可移升降移动平台内靠近姿态可调的切割装置处设有定位测距装置，所述的定位测距装置和计算机终端电连接，所述的机架安装在拖拉机前端；所述的定位测距装置将检测信号反馈给计算机终端，计算机终端控制调整可移升降移动平台及姿态可调的切割装置的姿态，以实现地形自适应，使灌木植株留茬高度一致；高度可调的拨禾装置拨动灌木植株，使其向可移升降移动平台方向倒伏，同时姿态可调的切割装置将灌木植株从根部切断，切割下来的灌木植株在输送铺放装置及姿态可调的拨禾装置的共同作用下，向拖拉机后方传送，最终被铺放在拖拉机底部。进一步的，所述姿态可调的切割装置包括中部切割组件、边侧切割组件和二维移动组件，所述边侧切割组件设置两个且对称设置在中部切割组件的左右两侧，每个边侧切割组件安装在一个二维移动组件上，所有切割组件调整角度对灌木植株切割统一断面，二维移动组件带动相应的边侧切割组件水平及竖直方向移动适应地形使灌木植株留茬高度一致。进一步的，所有切割组件的结构均相同，且均包括圆锯片、切割马达、切刀支架、下压板、轴套和摆动马达，所述圆锯片设置在相应的切割马达的输出轴上，且由下压板和轴套以及螺栓固定在相应的切刀支架上，所述切刀支架安装在摆动马达的输出轴上，且在摆动马达输出轴上设置角位移传感器和安装板。进一步的，所述二维移动组件包括垂直移动滑台驱动马达、横向移动滑台驱动马达、垂直移动滑台、横向移动滑台和两组丝杆螺母组件，所述横向移动滑台安装在垂直移动滑台上，所述垂直移动滑台驱动马达通过其中一组丝杆螺母组件使得垂直移动滑台竖直运动，所述横向移动滑台驱动马达通过另一组丝杆螺母组件使得横向移动滑台水平运动；两个边侧切割组件分别通过各自的安装板安装在对应的横向移动滑台上。进一步的，所述可移升降移动平台包括割台抬升装置驱动缸、平台框架、导套和外罩，所述外罩安装在平台框架上，二维移动组件安装在外罩内，外罩上设有分禾面、分禾器及辊道安装孔，所述割台抬升装置驱动缸固定在机架上，割台抬升装置驱动缸带动平台框架上下移动，在外罩的中部对应输送铺放装置处设有分禾通道。进一步的，所述丝杆螺母组件包括滑块、丝母、导柱和丝杆，所述丝杆和导柱平行且穿过滑块并安装在相应的移动滑台上，所述丝母与丝杆配合，所述滑块固定在丝母上，两组所述丝杆螺母组件的滑块及中部切割组件的安装板均固定在平台框架上，所述平台框架固定在机架上，在平台框架上还设有监测垂直移动滑台和横向移动滑台运动位移的直线位移传感器。进一步的，切刀支架的承托切割马达的部分以水平为基准向下倾斜5°，三个圆锯片所属的切割组件初始时呈“品”字形排列。进一步的，所述输送铺放装置包括辊道组件和铺禾组件，所述辊道组件安装在可移升降移动平台的外罩的中部正上方，通过辊道安装孔进行定位，所述辊道组件包括转杆、主动滚轮、马达支架、辊道驱动马达、链条和从动滚轮，辊道驱动马达安装在马达支架上，马达支架固定在平台框架上，所述从动滚轮设置三个，主动滚轮和三个从动滚轮通过链条连接，每个转杆与一从动滚轮配合，在辊道驱动马达的驱动下，主动滚轮通过链条带动三个从动滚轮同步滚动，从而带动三个转杆同步转动；所述铺禾组件包括铺禾轮、铺禾轮马达和铺禾轮支臂，所述铺禾轮支臂设置两个，且平行设置在铺禾轮的左右两侧，两个铺禾轮支臂的底端均与平台框架相连，所述铺禾轮马达安装在其中一个铺禾轮支臂的上端，铺禾轮安装在铺禾轮马达的输出轴上，铺禾轮马达带动铺禾轮转动，铺禾轮马达的输出轴由两个铺禾轮支臂支撑。进一步的，所述高度可调的拨禾装置包括拨禾轮抬升装置驱动缸、驱动缸接头、连接销、拨禾轮支臂、拨禾轮马达和拨禾轮，拨禾轮由拨禾轮马达驱动，所述拨禾轮通过拨禾轮支臂安装在机架的前端上方，拨禾轮抬升装置驱动缸的缸尾以一定角度固定在机架上，拨禾轮抬升装置驱动缸的驱动缸接头通过连接销与拨禾轮支臂铰接，拨禾轮抬升装置驱动缸带动拨禾轮支臂摆动，从而带动拨禾轮摆动。进一步的，所述定位测距装置为激光测距仪，包括一字线激光器、摄像头和微处理器。相对于现有技术，本专利技术所述的一种具有地形自适应功能的多自由度灌木平茬机具有以下优势：具有地形自适应功能的多自由度灌木平茬机主要用于复杂地形地区灌木的收割、平茬及铺放，能够有效地解决传统割灌机、收割机、平茬机在地形自适应方面的短板。该平茬机安装在拖拉机的前端，在计算机的控制下调整切割装置相对于地面及灌木的位姿，多自由调节，以达到地形自适应的效果。工作过程中，切割下来的灌木在输送铺放装置的作用下向后传送，最终铺放在拖拉机的底部。这种铺放方式使工作场地更规整有序，方便后续对灌木的收集、处理。本专利技术区别于其他平茬铺放机构，在实现灌木平茬铺放的同时增添了地形自适应的性能，而且通过计算机控制的特点为其提供了更高的精度与效率，使其在面对复杂地形时既能保证留茬高度一致和留茬质量，又能缩短作业时间。本专利技术还减轻了操作人员的工作量，使操作步骤简便，生产效率得到提高。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有地形自适应功能的多自由度灌木平茬机，其特征在于：包括机架(1)、姿态可调的切割装置(2)、可移升降移动平台(3)、输送铺放装置(4)和高度可调的拨禾装置(5)，所述的可移升降移动平台(3)放置在机架(1)的前端底部，所述的高度可调的拨禾装置(5)设置在机架(1)的前端顶部；所述的姿态可调的切割装置(2)设置在可移升降移动平台(3)的前端底部，所述的输送铺放装置(4)设置在可移升降移动平台(3)的中后部，在可移升降移动平台(3)内靠近姿态可调的切割装置(2)处设有定位测距装置(45)，所述的定位测距装置(45)和计算机终端电连接，所述的机架(1)安装在拖拉机前端；/n所述的定位测距装置(45)将检测信号反馈给计算机终端，计算机终端控制调整可移升降移动平台(3)及姿态可调的切割装置(2)的姿态，以实现地形自适应，使灌木植株留茬高度一致；/n高度可调的拨禾装置(5)拨动灌木植株，使其向可移升降移动平台(3)方向倒伏，同时姿态可调的切割装置(2)将灌木植株从根部切断，切割下来的灌木植株在输送铺放装置(4)及姿态可调的拨禾装置(5)的共同作用下，向拖拉机后方传送，最终被铺放在拖拉机底部。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具有地形自适应功能的多自由度灌木平茬机，其特征在于：包括机架(1)、姿态可调的切割装置(2)、可移升降移动平台(3)、输送铺放装置(4)和高度可调的拨禾装置(5)，所述的可移升降移动平台(3)放置在机架(1)的前端底部，所述的高度可调的拨禾装置(5)设置在机架(1)的前端顶部；所述的姿态可调的切割装置(2)设置在可移升降移动平台(3)的前端底部，所述的输送铺放装置(4)设置在可移升降移动平台(3)的中后部，在可移升降移动平台(3)内靠近姿态可调的切割装置(2)处设有定位测距装置(45)，所述的定位测距装置(45)和计算机终端电连接，所述的机架(1)安装在拖拉机前端；
所述的定位测距装置(45)将检测信号反馈给计算机终端，计算机终端控制调整可移升降移动平台(3)及姿态可调的切割装置(2)的姿态，以实现地形自适应，使灌木植株留茬高度一致；
高度可调的拨禾装置(5)拨动灌木植株，使其向可移升降移动平台(3)方向倒伏，同时姿态可调的切割装置(2)将灌木植株从根部切断，切割下来的灌木植株在输送铺放装置(4)及姿态可调的拨禾装置(5)的共同作用下，向拖拉机后方传送，最终被铺放在拖拉机底部。


2.根据权利要求1所述的一种具有地形自适应功能的多自由度灌木平茬机，其特征在于：所述姿态可调的切割装置(2)包括中部切割组件、边侧切割组件和二维移动组件，所述边侧切割组件设置两个且对称设置在中部切割组件的左右两侧，每个边侧切割组件安装在一个二维移动组件上，所有切割组件调整角度对灌木植株切割统一断面，二维移动组件带动相应的边侧切割组件水平及竖直方向移动适应地形使灌木植株留茬高度一致。


3.根据权利要求2所述的一种具有地形自适应功能的多自由度灌木平茬机，其特征在于：所有切割组件的结构均相同，且均包括圆锯片(6)、切割马达(7)、切刀支架(8)、下压板(9)、轴套(10)和摆动马达(13)，所述圆锯片(6)设置在相应的切割马达的输出轴上，且由下压板(9)和轴套(10)以及螺栓固定在相应的切刀支架上，所述切刀支架安装在摆动马达的输出轴上，且在摆动马达输出轴上设置角位移传感器(11)和安装板(12)。


4.根据权利要求3所述的一种具有地形自适应功能的多自由度灌木平茬机，其特征在于：所述二维移动组件包括垂直移动滑台驱动马达(14)、横向移动滑台驱动马达(46)、垂直移动滑台(15)、横向移动滑台(21)和两组丝杆螺母组件，所述横向移动滑台(21)安装在垂直移动滑台(15)上，所述垂直移动滑台驱动马达(14)通过其中一组丝杆螺母组件使得垂直移动滑台(15)竖直运动，所述横向移动滑台驱动马达(46)通过另一组丝杆螺母组件使得横向移动滑台(21)水平运动；两个边侧切割组件分别通过各自的安装板安装在对应的横向移动滑台上。


5.根据权利要求4所述的一种具有地形自适应功能的多自由度灌木平茬机，其特征在于：所述可移升降移动平台(3)包括割台抬升装置驱动缸(22)、平台框架(23)、导套(24)和外罩(25)，所述外罩(25)安装在平台框架(23)上，二维移动组件安装在外罩(25)内，外罩(25)上设有辊道安装孔(26)、分禾面(27)和分禾器(47)，所述割台抬升装置驱动缸(22)固定在机架...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭定忠，隋立明，郭健，邱英，蔡威，王毓盈，季成功，江超，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23