一种倒挂式大蒜根茎切割装置及切割机

技术领域

本发明涉及一种农业机械，特别涉及一种倒挂式大蒜切除根须的装置，及其安装有该装置的大蒜切割机。

背景技术

目前大蒜收获时根须和茎秆切割已部分机械化，但由于大蒜头直径大小不一致，再加上种植行距株距不同，致使现有机械在大蒜切除根茎时很难对大蒜进行准确定位，造成大蒜根茎切除不理想，常出现根须切除不干净，从而严重限制了大蒜收获的机械化作业，无论是简单挖掘机械还是大蒜联合收获机，都需要二次修剪大蒜根须，不仅增加了劳动成本，大蒜质量也很难保证；由于现有大蒜收获机技术还不够成熟，大蒜根须修剪仍以人工为主，劳动强度大，效率低，部分简易修剪工具还存在安全隐患。另外，现有大蒜收获机都不能在收获时检测大蒜头的大小，进行大蒜数据采集，不利于大蒜产业大数据的收集和利用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有大蒜切除根须中的技术问题，提供一种将整株新鲜大蒜倒挂起来定位、多刀逐次浮动切除根须的技术方案，以提高大蒜切除根须的效率和质量，同时完成大蒜头大小的数据采集，以便后续大蒜产业利用。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：一种倒挂式大蒜根茎切割装置，用于实现将大蒜茎秆朝下、根须朝上倒挂起来并对大蒜头进行夹持定位，在整株大蒜稳定平移过程中依次经过多个切根刀切割，并完成大蒜头大小的数据采集传输，主要包括机架、夹持传输装置、切根装置、茎秆切割装置、动力装置、大蒜头大小检测装置、数据传输装置、除杂装置，其中切根装置包括至少两个依次安装在夹持传输大蒜路线上侧的切根总成，所述切根总成能够根据大蒜的大小上下浮动，多个切根总成能够独立切割、互不干涉；所述大蒜头大小检测装置是在大蒜被夹持传输过程中，检测大蒜头的大小，并通过数据传输装置传输给数据库中。

本发明所述夹持传输装置，包括安装在机架前端的接收倒挂大蒜的引导支架，安装在引导支架后端的下传输机构，所述下传输机构为左右对称机构，中间设有仅供大蒜茎秆通过的通道，下传输机构的上侧接收引导支架送入的倒挂的大蒜，并携带大蒜移动进入切割区域。

进一步，所述引导支架，其中间设有仅供单个大蒜茎秆通过的通道，当倒挂大蒜时，大蒜头位于引导支架的上侧，大蒜茎秆通过所述通道倒挂在引导支架下侧，并能够沿所述通道移动进入所述夹持装置对应位置，且小直径大蒜不会脱落。

作为本发明的一种优选方案，所述引导支架的通道前端设有一个比所述通道宽的开口，以方便倒立的大蒜顺利送入通道内，所述送入即可由人工放入，也可由大蒜联合收获机的传输装置送入。

作为本发明的一种优选方案，所述引导支架的上侧设有辅助大蒜进入夹持传输装置除杂装置，所述除杂装置设有滚筒刷，所述滚筒刷在旋转过程中能够清除大蒜根须上的部分泥土，并协助将待切割的大蒜送入其后下方的夹持传输装置。

作为本发明的一种优选方案，所述夹持传输装置还包括位于下传输机构上侧并能够从上侧将大蒜头压紧的上传输机构，以及安装在下传输机构和上传输机构之间的过渡机构。

本发明所述的上传输机构，为左右对称机构，中间设有供大蒜根须通过的空隙，上传输机构的后端安装在所述机架的导轨上，上传输机构可根据大蒜头的大小上下浮动，并在大蒜通过时将大蒜头从左上、右上两侧将大蒜头向下传输机构压紧。

本发明所述过渡机构，能够将下传输机构的动力以一定的比例传递给上传输机构，确保上传输机构和下传输机构在夹持大蒜处的线速度相同，并限制上传输机构左右移动，从而确保大蒜头被准确夹持定位并稳定平移。

本发明所述切根装置，至少包括两个切根总成，所述切根总成有多种结构形式，同一切根装置上的切根总成可以是相同结构的、也可以是不同结构的。

作为本发明的一种优选方案，所述切根总成为平切结构形式，包括对称安装在上传输机构两侧机架上侧的切根导轨，安装在切根导轨上并可沿所述切根导轨上下移动的切根支架，安装在切根支架两侧并与所述上传输机构配合的调节轮，调节轮随着大蒜头变大而使切根支架上移、随大蒜头变小而下移，安装在切根机架中间的切根刀杆，以及安装在切根刀杆一端的圆形切根刀片，所述切根刀片所在平面与大蒜移动方向所在的直线之间的夹角大于等于0度小于90度，切根刀杆另一端与切根动力装置连接，所述切根动力装置有多种动力源之一提供，如电机、液压泵或机械传动装置传递的动能。

更进一步的，所述切根刀干上安装有多个切根刀片。

作为本发明的另一种优选方案，所述切根总成为纵切形式的，包括通过切根主动轴安装在机架上端可绕切根主动轴转动的切根支架，安装在切根支架另一端的左右对称的可旋转下压外轮，下压外轮中间设有旋转刀盘，每个旋转刀盘上安装有多个切根刀片，所述旋转刀盘通过切根从动轴安装在切根支架上，并在切根转动装置的带动下旋转切根刀片，以切除经过的大蒜根须。

本发明所述茎秆切割装置，包括安装在下传输机构下边机架上的切茎刀杆，切茎刀杆上端安装有切茎秆刀片。

本发明所述动力装置，是为夹持传输装置、切茎秆装置提供动力的装置，如电机或燃油发动机等，包括电机或燃油发动机输出端到夹持传输动力输入端、切茎秆装置动力主输入端的传动机构。

本发明所述大蒜头大小检测装置，安装在大蒜夹持传输装置附近，能够检测大蒜头的大小，并将对应的大蒜尺寸数据转化为数字信息发送给信息传输装置。

为了提高大蒜切割的效率，可以将上述多个倒挂式切割大蒜根茎装置并列安装成一台切割机。

与现有技术相比，本发明所述技术方案的有益效果是：

1)本发明采用倒挂式结构，依靠大蒜自身重力就能传输不脱落，结构简单，大大提高切割大蒜根茎的效率，代替人工手持切割，提高了切割安全性。

2)本发明采用仅供单个大蒜茎秆引导支架，容易实现大蒜一字排列，有利于后续单棵切割；每个夹持传输装置上设有多个独立工作的切根总成，很好地解决了单一切根刀切除大蒜根须不干净问题。

3)本发明采用浮动的夹持传输结构，能够在大蒜移动的过程中根据大蒜的大小自动调整，并从左上、右上、左下、右下四个方向同时对大蒜头进行均匀夹持定位，避免夹持歪斜，定位准确可靠。

4)本发明结构紧凑，使用方便，可以单独作为切根茎机器使用，也可安装在大蒜联合收获机上用于大蒜根须和茎秆切割，适应性强。

附图说明

图1为一种倒挂式大蒜根茎切割装置的三维示意图。

图2为一种倒挂式大蒜根茎切割装置的正视图。

图3为一种夹持传输装置的三维示意图。

图4为一种电机驱动的切根总成的三维示意图。

图5为一种机械传动式的平切结构的三维示意图。

图6为一种隐藏部分结构的机械传动式的平切结构的三维示意图。

图7为一种机械传动式的切根总成示意图。

图8为一种纵向切根机构的大蒜根茎切割装置的三维示意图。

图9为一种纵向切根机构的大蒜根茎切割装置的正视图。

图10为一种纵向切根结构的切根总成的三维示意图。

图11为一种隐藏部分结构的切根总成三维示意图。

图12为一种设有3个倒挂式大蒜茎秆切割装置的切割机三维示意图。

其中：1机架、2夹持传输装置、3切根装置、4切茎秆装置、5动力装置、6大蒜头大小检测装置、7数据传输装置、8除杂装置、9大蒜，1-1限位导轨，2-1引导支架、2-11通道、2-12开口，2-2下传输机构、2-21下传输主动轴、2-22下传输主动轮、2-23下传输从动轮、2-24柔性传输机构a、2-25挡块，2-3上传输机构、2-31限位轴、2-32上传输从动轮、2-33上传输主动轴、2-34上传输主动链轮、2-35柔性传输机构b、2-36上传输支架，2-4过渡机构、2-41过渡安装座、2-42过渡轴、2-43过渡主动链轮、2-44过渡杆、2-45第一中间链轮、2-46第二中间链轮、2-47过渡传动链，3a切根总成，3-11切根导轨、3-12切根支架、3-13调节轮、3-14切根刀杆、3-15切根刀片、3-16切根电机、3-17浮动切根架、3-18固定切根架、3-19切根从动轮、3-110切根主动轮、3-111切根传动轴，3-21切根主动轴、3-22下压外轮、3-23旋转刀盘、3-24切根刀片、3-25切根从动轴、3-26切根传动装置、3-261纵切传动从动轮、3-262纵切主动轮、3-263纵切从动轴、3-264纵切从动轮、3-265纵切传动带，4-1切茎刀杆、4-2切茎秆刀片，6-1移动距离探测杆，8-1滚筒刷、8-2除杂支架、8-3除杂主动轴、8-4除杂主动轮、8-5除杂从动轮、8-6除杂传动带。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1至图11所示，本发明所采用的技术方案是：一种倒挂式大蒜根茎切割装置，用于实现将大蒜9茎秆朝下、根须朝上倒挂起来并对大蒜头进行夹持定位，在整株大蒜9稳定平移过程中依次经过多个切根刀切割，并完成大蒜头大小的数据采集传输。主要包括左右对称的机架1中间安装有夹持传输装置2，所述夹持传输装置2的上方安装有可以浮动的切根装置3，所述夹持传输装置2的下方中间位置安装有茎秆切割装置4，所述夹持传输装置附近安装有大蒜头大小检测装置6，所述大蒜头大小检测装置6一端设有与其电连接的数据传输装置7，在机架1前端、夹持传输装置2的入口处设有除杂装置8，另外还有为夹持传输装置2、切根装置3以及茎秆切割装置4提供动能的动力装置5。其中切根装置3包括至少两个依次安装在夹持传输大蒜路线上侧的切根总成，所述切根总成能够根据大蒜9的大小上下浮动，多个切根总成能够独立切割、互不干涉；所述大蒜头大小检测装置6是在大蒜9被夹持传输过程中，检测大蒜头的大小尺寸，并通过数据传输装置7传输给数据库中。

本发明所述夹持传输装置2，包括安装在机架1前端的接收倒挂大蒜9的引导支架2-1，安装在引导支架2-1后端的下传输机构2-2，所述下传输机构2-2为左右对称机构，中间设有仅供大蒜9茎秆通过的通道，下传输机构2-2的上侧接收引导支架2-1送入的倒挂的大蒜9，并携带大蒜9移动进入切割区域。

进一步，所述引导支架2-1，其中间设有仅供单个大蒜茎秆通过的通道2-11，当倒挂大蒜时，大蒜头位于引导支架2-1的上侧，大蒜茎秆通过所述通道2-11倒挂在引导支架2-1下侧，并能够沿所述通道2-11移动进入所述下传输机构2-2对应位置，且小直径大蒜不会脱落。

作为本发明的一种优选方案，所述引导支架2-1的通道2-11前端设有一个比所述通道宽的开口2-12，以方便倒立的大蒜顺利送入通道内，所述送入即可由人工放入，也可由大蒜联合收获机的传输装置送入。

作为本发明的一种优选方案，所述下传输机构2-2，包括安装在机架1上的下传输主动轴2-21，安装在下传输主动轴2-21上的两个相同的下传输主动轮2-22，安装在引导支架2-1后端机架1上并与下传输主动轮2-22对应的下传输从动轮2-23，两个下传输从动轮2-23之间分离开以便大蒜茎秆通过，以及安装在下传输主动轮2-22和对应下传输从动轮2-23上的柔性传输机构a2-24，如链或带，在两个柔性传输机构a2-24上对称设有挡块2-25，所述挡块2-25能使单个大蒜整株稳定移动进入切割区域。

作为本发明的一种优选方案，所述夹持传输装置2还包括位于下传输机构2-2上侧并能够从上侧将大蒜头压紧的上传输机构2-3，以及安装在下传输机构2-2和上传输机构2-3之间的过渡机构2-4。

所述上传输机构2-3的后端安装在所述机架的导轨上，上传输机2-3构可根据大蒜头的大小上下浮动，并在大蒜9通过时将大蒜头从左上、右上两侧将大蒜头向下传输机构2-2压紧。

作为本发明的一种优选方案，所述上传输机构2-3包括安装在机架1后端限位导轨1-1上的可沿所述限位导轨1-1上下移动的限位轴2-31，安装在限位轴2-31上、左右对称的两个上传输从动轮2-32，安装在两个上传输从动轮2-32之间可沿限位轴2-31旋转的上传输支架2-36，上传输支架2-36的另一端与限位轴2-31平行安装有上传输主动轴2-33，上传输主动轴2-33上对称安装有上传输主动轮2-34，上传输从动轮2-32和上传输主动轮2-34之间安装有左右对称的两个柔性传输机构b，所述柔性传输机构b为链条或皮带等。

本发明所述过渡机构2-4，能够将下传输机构2-2的动力以一定的比例传递给上传输机构2-3，确保上传输机构2-3和下传输机构2-2在夹持大蒜处的线速度相同，并限制上传输机构2-3左右移动，从而确保大蒜头被准确夹持定位并稳定平移。

作为本发明的一种优选方案，包括固定安装在下传输机构2-2下侧机架1上的过渡安装座2-41、安装在过渡安装座2-41内、可旋转的过渡轴2-42，安装在过渡轴2-42上并与下传输链2-24下部外侧啮合的过渡主动链轮2-43，安装在过渡安装座2-41上可绕过渡轴2-42轴心旋转的过渡杆2-44，安装在过渡轴2-42另一端的第一中间链轮2-45，所述过渡杆2-44的另一端通过轴承安装在上传输机构2-3的上主动轴2-33上，安装在所述上主动轴2-33上的第二中间链轮2-46，以及安装在第一中间链轮2-45和第二中间链轮2-46之间的过渡传动链2-47。当然在下传输机构2-2和上传输机构2-3之间传递动力有多种方式可以实现，在此不再一一列举阐述。

本发明所述切根装置3，至少包括两个切根总成3a，所述切根总成3a有多种结构形式，同一切根装置上的切根总成3a可以是相同结构的、也可以是不同结构的。

作为本发明的一种优选方案，所述切根总成3a为平切结构形式，包括对称安装在上传输机构2-3两侧机架上侧的切根导轨3-11，安装在切根导轨3-11上并可沿所述切根导轨3-11上下移动的切根支架3-12，安装在切根支架3-12两侧并与所述上传输机构配合的调节轮3-13，调节轮3-13随着大蒜头变大而使切根支架3-12上移、随大蒜头变小而下移，安装在切根机架3-12中间的切根刀杆3-14，以及安装在切根刀杆3-14一端的圆形切根刀片3-15，所述切根刀片3-15所在平面与大蒜移动方向所在的直线之间的夹角大于等于0度小于90度，切根刀杆3-14另一端与切根动力装置连接，所述切根动力装置由多种动力源之一提供，如电机、液压泵或机械传动装置传递的动能。

作为本发明的一种优选方案，由单独的电机为切根总成提供动力，其结构包括安装在切根支架3-12上端的切根电机3-16，所述切根刀杆3-14固定安装在切根电机主轴上，通过调整调节轮3-13在切根支架3-12上的位置来设置切根刀片3-15最下侧与调节轮3-13下缘之间的相对位置，进而实现大蒜切根量的大小。

作为本发明的另一种优选方案，所有的切根总成3a由机械传动装置统一提供，其结构包括安装在切根导轨3-11上的浮动切根架3-17，安装在浮动切根架3-17中间并随浮动切根架3-17上下浮动的切根刀杆3-14，所述切根刀杆3-14下端安装有切根刀片3-15，所述浮动切根架3-17两侧对称安装有调节轮3-13，所述切根导轨3-11上端安装有固定切根架3-18，固定切根架3-18中间安装有切根从动轮3-19，所述切根从动轮3-19与切根刀杆3-14的上端滑动配合，使切根刀杆旋转的同时可以自由上下移动，可采用花键配合或类似的结构实现；切根从动轮3-19与切根主动轮3-110配合以获得动能，所述切根主动轮3-110通过安装在机架1上的切根传动轴3-111与动力装置配合，多个切根总成3a之间可以通过中间传动机构依次传递，所述中间传动机构包括安装在切根传动轴上的中间传动主动轮和中间传动从动轮以及与此配合的传动带或传动链。

更进一步的，所述切根刀干上安装有多个切根刀片。

作为本发明的另一种优选方案，所述切根总成3a为纵切形式的，包括通过切根主动轴3-21安装在机架1上端可绕切根主动轴3-21转动的切根支架3-12，安装在切根支架3-12另一端的左右对称的可旋转下压外轮3-22，下压外轮3-22中间设有旋转刀盘3-23，每个旋转刀盘3-23上安装有多个切根刀片3-24，所述旋转刀盘3-23通过切根从动轴3-25安装在切根支架3-12上，并在切根传动装置3-26的带动下旋转切根刀片3-24，以切除经过的大蒜根须；如图10所示，所述切根传动装置3-26包括切根主动轴3-21上的纵切传动从动轮3-261、安装在切根主动轴3-21另一端的纵切主动轮3-262、安装在切根支架3-12另一端的纵切从动轴3-263、安装在纵切从动轴3-263上的纵切从动轮3-264、以及安装在纵切主动轮3-262和纵切从动轮3-264之间的纵切传动带3-265。对于纵切形式的切根传动装置也有多种实现方式，可以采用单独的电机或液压泵提供，可也采用如图5或图6所示的机械传动装置统一提供，在此不再一一叙述。

本发明所述茎秆切割装置4，包括安装在下传输机构下边机架1上的切茎刀杆4-1，切茎刀杆4-1上端安装有切茎秆刀片4-2。

本发明所述动力装置5，是为夹持传输装置2、切根装置3、切茎秆装置4、去土装置8提供动力的装置，如电机或燃油发动机等，包括电机或燃油发动机输出端到夹持传输动力输入端、切茎秆装置动力主输入端的传动机构。

本发明所述大蒜头大小检测装置6，安装在大蒜夹持传输装置2附近，能够检测大蒜头的大小，并将对应的大蒜尺寸数据转化为数字信息发送给信息传输装置7。

作为本发明的一种优选方案，所述大蒜头大小检测装置6设有移动距离探测杆6-1，移动距离探测杆6-1与切根支架3-12或与浮动切根架3-17连接，能够根据切根支架3-12或浮动切根架3-17移动量的多少转化为大蒜头大小对应的数据信息。所述移动距离探测器6-1为直线位移传感器如拉杆式50mm的KTC或LWH传感器，也可以是激光或超声等破无接触的测距传感器，或者图像采集的其他传感器。

作为本发明的一种优选方案，所述引导支架2-1的上侧设有辅助大蒜9进入夹持传输装置2的除杂装置8，所述除杂装置8设有滚筒刷8-1，所述滚筒刷8-1在旋转过程中能够清除大蒜根须上的部分泥土，并协助将待切割的大蒜9送入其后下方的夹持传输装置2。

本发明所述除杂装置，包括安装在机架1上的除杂主动轴8-3，安装在除杂主动轴8-3上并可旋转的除杂支架8-2、安装在除杂支架8-2另一端的滚筒刷8-1、安装在除杂主动轴8-3上的除杂主动轮8-4、安装在滚筒刷8-1一端的除杂从动轮8-5以及安装在除杂主动轮8-4和除杂从动轮8-5之间的除杂传动带8-6。所述除杂主动轴8-3一端能够通过传动装置获得动能，传动过程为已知的现有技术，在此不再叙述。

如图9所示，为了提高大蒜9切割的效率，可以将上述多个倒挂式大蒜切割装置并列安装成一台切割机，此时可以将多个上述装置中的下主动轴替换为一个下主动轴。所述大蒜切割机，除包括上述倒挂切割装置外，还包括用于安装多个上述倒挂切割装置的底座9-1，用于大蒜茎秆导出的茎秆出料槽，以及大蒜头收集槽等。

上述实例仅用于解释说明本发明要求保护的内容，但并不是用于限制本发明的要求保护的范围。本领域技术人员对上述实例中各组成部分进行位置改变或组合，例如将上传输机构和切根装置组合成一个传输切根装置，再如将上述链传输机构改变为滚轮结构等，均属于本发明保护范围；本领域技术人员在本发明所述范围内的改进和替换，均属于本发明保护范围。