一种前置式葡萄藤拨指扶立装置
文献发布时间：2023-06-19 16:06:26
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域，特别涉及一种前置式葡萄藤拨指扶立装置。
背景技术
我国北方地区葡萄种植面积大，冬季寒冷干燥，葡萄藤容易发生风干和冻伤。在冬季来临时，农户们会将葡萄藤修剪后下架进行防寒处理，往往会在下架的葡萄藤上方覆土以保证葡萄藤安全过冬。
在春季到来时，需要对葡萄藤进行起藤和上架处理。在进行起藤作业时，需要人工将葡萄藤扶立至竖直状态后，用绳子捆绑在篱架间的铁丝上。由于该起藤过程中需要人工将葡萄藤扶立，在作业时需要在短时间内进行大量弯腰动作，且随着作业时间的延长，人工作业效率会有所下降。目前市场上还未出现葡萄藤扶立相关农业机械。
发明内容
针对目前葡萄园中葡萄藤春季扶立作业缺乏相关机械的问题，本发明专利设计了一种拖拉机前置式葡萄藤拨指扶立装置。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种前置式葡萄藤拨指扶立装置，
包括液压提升架部分、主机架部分、控制系统部分、传动系统部分和执行机构部分；
所述液压提升架部分与所述主机架部分固定连接，所述主机架部分沿所述液压提升架部分上下滑动，用于调节前置式葡萄藤拨指扶立装置的高度；
所述主机架部分为中空的矩形框体；
所述控制系统部分安装在所述主机架部分，用于控制前置式葡萄藤拨指扶立装置的转速；
所述传动系统部分安装在所述主机架矩形框体内部，用于传动外部动力；
所述传动系统部分水平设置有1个带轨圆筒，所述带轨圆筒上设置有具有一定深度的空间滑道；
外部动力从竖直方向输入，通过所述传动系统部分的齿轮啮合结构带动所述带轨圆筒沿水平轴周转；
所述执行机构部分卡接在所述传动系统部分的空间滑道内，用于执行对葡萄藤的扶立；
所述执行机构部分为棒状结构，沿水平轴周转时在所述传动系统部分空间滑道内滑动；
所述执行机构部分随着带轨圆筒的转动进行伸缩运动；在所述空间滑道凹槽的控制下，所述执行机构部分转动至最低点时伸出，转动至最高点时缩回。
在上述方案的基础上，所述液压提升架部分包括：安装座、液压缸、提升架框架、链轮、链条、固定座、滑轨和滑块；
所述安装座与拖拉机前配重支架固定连接；
所述液压缸与安装座上表面铰接；
所述液压缸顶部贯穿一个圆轴，该圆轴两端安装链轮，链轮与圆轴之间安装轴承，链轮可绕圆轴转动；
所述链条一端通过固定座固定在安装座上表面，另一端绕过链轮与滑块连接；
所述滑轨通过固定连接在提升架框架两侧前表面；所述滑块上的滑道与滑轨配合，可沿滑轨上下滑动。
在上述方案的基础上，所述提升架框架上横梁下方安装限位顶杆，用于限制液压缸伸长的极限位置，进而控制滑块的提升距离；所述滑块正下方的安装座上安装限位顶杆，用于限制滑块的下极限位置。
在上述方案的基础上，所述主机架部分包括：主机架框架、马达撑杆、撑板、马达安装座、T形撑架、支撑轮、支撑轮座和中心固定轴；
所述主机架框架通过与液压提升架部分的滑块固定连接；
所述马达撑杆下表面安装一个撑板；
所述马达撑杆两端固定连接在主机架框架的上横梁，用于支撑马达安装座；
所述马达安装座固定在马达撑杆上表面，用于安装步进电机；
所述T形撑杆与主机架框架的两根横置支撑梁固定，用于支撑中心固定轴；所述T形撑杆的一端和中心固定轴底部分别固定法兰盘，两个法兰盘固定连接，用于定位中心固定轴；
所述中心固定轴安装角度可通过两法兰盘的相对位置进行调整；
所述主机架部分安装在所述液压提升架部分的滑块上。
在上述方案的基础上，所述控制系统部分包括：开发板、步进电机驱动器和步进电机；
所述开发板和步进电机驱动器安装在主机架部分的撑板上表面；所述步进电机安装在马达安装座上，电机转轴经联轴器与主动齿轮轴相连。
在上述方案的基础上，所述传动系统部分还包括：联轴器、带凸台圆形座轴承、主动齿轮轴、从动齿轮盘、齿轮盘底座、轴承端盖和若干轴承；
所述带凸台圆形座轴承固定安装在主机架部分撑板的下表面；
所述主动齿轮轴穿过带凸台圆形座轴承与主机架部分撑板上方的联轴器连接；
所述主动齿轮轴的齿轮与从动齿轮盘的齿轮啮合，主动齿轮轴转动带动从动齿轮盘转动；
所述从动齿轮盘与齿轮盘底座固定连接；
所述齿轮盘底座通过轴承与中心固定底部配合使齿轮盘底座可以绕中心固定轴转动；
所述齿轮盘底座与所述带轨圆筒筒壁固定连接；
所述空间滑道安装在主机架部分的中心固定轴上，两者通过键槽定位；
所述带轨圆筒的顶部内、外表面均装有推力球轴承，两推力球轴承配合使用，用于带轨圆筒的轴向定位；
所述轴承端盖安装在中心固定轴的端部，用于对轴承的定位。
在上述方案的基础上，所述带轨圆筒内壁对称安置2个滑轨，用于拨指的轴向滑动。
在上述方案的基础上，所述执行机构部分包括：转子、拨指和橡胶转辊；
所述拨指安装在所述带轨圆筒内壁的轨道内；
所述拨指的一端为圆杆，另一端为方杆；所述拨指圆杆端部下折，折弯的一端安装橡胶转辊；
所述橡胶转辊可以沿着拨指转动；
所述拨指的方杆部分安装在带轨圆筒的轨道内；
所述方杆端安装转子；所述转子一端与拨指的方杆端部相连，一端置于空间滑道的凹槽中；
所述空间滑道和中心固定轴固定不动，带轨圆筒在从动齿轮盘的带动下绕着中心固定轴转动；
所述转子在转动过程中沿着空间滑道上的凹槽滑动，进而驱动带轨圆筒中的拨指沿着带轨圆筒内部的轨道滑动。
在上述方案的基础上，所述空间滑道上的凹槽沿轴向平面对称分布，在机具作业时，其凹槽上装配的两拨指运动状态相反；
所述空间滑道上的凹槽的轴向跨度即为拨指的伸缩长度；
所述拨指的伸出和缩回时机可通过改变空间滑道的安装角度控制凹槽的相对位置来控制。
在上述方案的基础上，提供一种拖拉机，所述拖拉机驾驶室内安装有控制手柄，所述控制手柄上安装有液压缸工作状态的控制按钮和控制电机转速的旋钮；
所述拖拉机前配重支架固定连接如任一权利要求1-9所述一种前置式葡萄藤拨指扶立装置。
本发明的有益效果：
1.本装置实现了春季葡萄园葡萄藤扶立机械化作业；
2.本装置可通过调节液压缸的伸缩长度调节主机架的离地高度，进而适应不同离地高度的葡萄藤；
3.本装置中的转速可以根据葡萄藤的种植密度调节，以适应不同株距的葡萄藤；
4.本装置可以在拖拉机行进过程中完成葡萄藤的扶立作业，有助于提高作业效率；
5.本装置拨指与葡萄藤接触的部分使用橡胶材料，同时可以沿着葡萄藤转动，大大减少对葡萄藤的机械性损伤；
6.本装置对于那些清土效果比较差的葡萄园同样适用，其拨指末端可以伸入至土壤中的葡萄藤下方，将葡萄藤挑起；
7.本发明可为葡萄园扶立绑藤作业的机械化提供设计参考。
附图说明
本发明有如下附图：
图1本发明的整机结构示意图；
图2本发明的液压提升架部分结构示意图；
图3本发明的主机架部分结构示意图；
图4本发明的前部传动部分结构示意图；
图5本发明的后部传动部分结构示意图；
图6本发明的执行机构部分结构示意图；
图7本发明的空间滑道结构示意图；
图中：1.安装座；2.液压缸；3.提升架框架；4.限位顶杆；5.链轮；6.链条；7.固定座；8.滑轨；9.滑块；10.主机架框架；11.马达撑杆；12.撑板；13.马达安装座；14.T形撑架；15.支撑轮；16.支撑轮座；17.中心固定轴；18.stm32开发板；19.步进电机驱动器；20.步进电机；21.联轴器；22.空间滑道；23.带凸台圆形座轴承；24.主动齿轮轴；25.从动齿轮盘；26.齿轮盘底座；27.带轨圆筒；28.轴承端盖；29.若干轴承；30.转子；31.拨指；32.橡胶转辊。
具体实施方式
以下结合图1-7对本发明作进一步详细说明。
本发明提供一种前置式葡萄藤拨指扶立装置，如图1：
包括液压提升架部分、主机架部分、控制系统部分、传动系统部分和执行机构部分；
所述液压提升架部分与所述主机架部分固定连接，所述主机架部分沿所述液压提升架部分上下滑动，用于调节前置式葡萄藤拨指扶立装置的高度；
所述主机架部分为中空的矩形框体；
所述控制系统部分安装在所述主机架部分，用于控制前置式葡萄藤拨指扶立装置的转速；
所述传动系统部分安装在所述主机架矩形框体内部，用于传动外部动力；该外部动力使用拖拉机提供的动力；
所述传动系统部分水平设置有1个带轨圆筒，所述带轨圆筒上设置有具有一定深度的空间滑道；
外部动力从本装置的竖直方向输入，通过所述传动系统部分的齿轮啮合结构带动所述带轨圆筒沿水平轴周转；
所述执行机构部分卡接在所述传动系统部分的空间滑道内，用于执行对葡萄藤的扶立；
所述执行机构部分为棒状结构，沿水平轴周转时在所述传动系统部分空间滑道内滑动；
所述执行机构部分随着带轨圆筒的转动进行伸缩运动；在所述空间滑道凹槽的控制下，所述执行机构部分转动至最低点时伸出，转动至最高点时缩回。
在上述方案的基础上，如图2：
所述液压提升架部分包括：安装座、液压缸、提升架框架、链轮、链条、固定座、滑轨和滑块；
所述安装座与拖拉机前配重支架固定连接；
所述液压缸与安装座上表面铰接；优选为通过销轴安装；
所述液压缸顶部贯穿一个圆轴，该圆轴两端安装链轮，链轮与圆轴之间安装轴承，链轮可绕圆轴转动；
所述链条一端通过固定座固定在安装座上表面，另一端绕过链轮与滑块连接；
所述滑轨通过固定连接在提升架框架两侧前表面；所述滑块上的滑道与滑轨配合，可沿滑轨上下滑动。
在上述方案的基础上，所述提升架框架上横梁下方安装限位顶杆，用于限制液压缸伸长的极限位置，进而控制滑块的提升距离；所述滑块正下方的安装座上安装限位顶杆，用于限制滑块的下极限位置。
在上述方案的基础上，如图3：
所述主机架部分包括：主机架框架、马达撑杆、撑板、马达安装座、T形撑架、支撑轮、支撑轮座和中心固定轴；
所述主机架框架通过与液压提升架部分的滑块固定连接；
所述马达撑杆下表面安装一个撑板；
所述马达撑杆两端固定连接在主机架框架的上横梁，用于支撑马达安装座；
所述马达安装座固定在马达撑杆上表面，用于安装步进电机；
所述T形撑杆与主机架框架的两根横置支撑梁固定，用于支撑中心固定轴；所述T形撑杆的一端和中心固定轴底部分别固定法兰盘，两个法兰盘固定连接，用于定位中心固定轴；
所述中心固定轴安装角度可通过两法兰盘的相对位置进行调整；
所述主机架部分安装在所述液压提升架部分的滑块上。
在上述方案的基础上，所述控制系统部分包括：开发板、步进电机驱动器和步进电机；
所述开发板和步进电机驱动器安装在主机架部分的撑板上表面；所述步进电机安装在马达安装座上，电机转轴经联轴器与主动齿轮轴相连。
所述控制系统部分所用电源为拖拉机电源。
在上述方案的基础上，如图4：
所述传动系统部分还包括：联轴器、带凸台圆形座轴承、主动齿轮轴、从动齿轮盘、齿轮盘底座、轴承端盖和若干轴承；
所述带凸台圆形座轴承固定安装在主机架部分撑板的下表面；
所述主动齿轮轴穿过带凸台圆形座轴承与主机架部分撑板上方的联轴器连接；
所述主动齿轮轴的齿轮与从动齿轮盘的齿轮啮合，主动齿轮轴转动带动从动齿轮盘转动；
所述从动齿轮盘与齿轮盘底座固定连接；
所述齿轮盘底座通过轴承与中心固定底部配合使齿轮盘底座可以绕中心固定轴转动；
所述齿轮盘底座与所述带轨圆筒筒壁固定连接；
所述空间滑道安装在主机架部分的中心固定轴上，两者通过键槽定位；
所述带轨圆筒的顶部内、外表面均装有推力球轴承，两推力球轴承配合使用，用于带轨圆筒的轴向定位；
所述轴承端盖安装在中心固定轴的端部，用于对轴承的定位。
在上述方案的基础上，所述带轨圆筒内壁对称安置2个滑轨，用于拨指的轴向滑动。
在上述方案的基础上，如图5至图7：
所述执行机构部分包括：转子、拨指和橡胶转辊；
所述拨指安装在所述带轨圆筒内壁的轨道内；
所述拨指的一端为圆杆，另一端为方杆；所述拨指圆杆端部下折，折弯的一端安装橡胶转辊；
所述橡胶转辊可以沿着拨指转动；
所述拨指的方杆部分安装在带轨圆筒的轨道内；
所述方杆端安装转子；所述转子一端与拨指的方杆端部相连，一端置于空间滑道的凹槽中；
所述空间滑道和中心固定轴固定不动，带轨圆筒在从动齿轮盘的带动下绕着中心固定轴转动；
所述转子在转动过程中沿着空间滑道上的凹槽滑动，进而驱动带轨圆筒中的拨指沿着带轨圆筒内部的轨道滑动，从而实现拨指边转动边伸缩的动作。
在上述方案的基础上，所述空间滑道上的凹槽沿轴向平面对称分布，在机具作业时，其凹槽上装配的两拨指运动状态相反；
所述空间滑道上的凹槽的轴向跨度即为拨指的伸缩长度；
所述拨指的伸出和缩回时机可通过改变空间滑道的安装角度控制凹槽的相对位置来控制。所述拨指的下折端部用于扶立过程中对于葡萄藤的定位，防止在挑藤过程中沿着杆件向侧方滑落；此外，拨指在运动到近地端时其下折端部可以减小杆件的离地间隙，从而更准确的插入到藤体下部。
本发明的大致工作过程如下：作业前，将该装置固定安装在拖拉机前端的配重支架上，将控制部分连接拖拉机电源；将拖拉机行驶至行间合适位置，调节液压缸，使主机架置于适当高度。作业时，拖拉机带动装置前进，打开控制系统部分开关，步进电机以初始转速启动，带动带轨圆筒转动；拨指的转子沿着空间滑道的凹槽滑动，进而带动拨指在带轨圆筒的轨道内滑动，实现拨指随着带轨圆筒的转动边伸缩边转动的效果；在空间滑道凹槽的控制下，使得拨指能够在将要到最低点时伸出，在将要到达最高点时缩回。这样，拨指就能够在最低点时插入葡萄藤下部，将葡萄藤挑起；在到达最高点时缩回，将葡萄藤放出；进而完成对葡萄藤的扶立机械化作业。
本发明中所述的固定方式可选螺栓固定或焊接固定。
另一方面，本发明还提供一种拖拉机，拖拉机驾驶室内安装有控制手柄，控制手柄上安装有液压缸工作状态的控制按钮和控制电机转速的旋钮；拖拉机前配重支架固定连接上述前置式葡萄藤拨指扶立装置。
以上实施方式仅用于说明本发明专利，而并非对本发明专利的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明专利的实质和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明专利的范畴，本发明专利的专利保护范围应由权利要求限定。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。