一种轮式田间甘蔗集中搬运机论文和设计-韦日章

全文摘要

本实用新型公开了一种轮式田间甘蔗集中搬运机，包括上车和下车，所述上车通过回转轴承连接于下车，其特征在于：所述上车包括抓手、小臂、大臂和驾驶室，所述下车包括底盘总成和车厢，所述车厢后端设有档杆，所述抓手后端设有抓手支座，所述抓手通过抓手开合驱动液压缸连接于抓手支座，所述抓手支座后端设有抓手连接臂，所述抓手支座通过抓手回旋驱动装置连接于抓手连接臂，所述抓手连接臂通过抓手连接臂回旋驱动装置连接于小臂的前端。本实用具有如下优点：在不破坏甘蔗田内原有根系的前提下，并能有效的降低甘蔗生产过程中田间搬运环节的人力劳动和田间甘蔗搬运的成本，简单的操作方式大大提高了搬运的效率。

主设计要求

1.一种轮式田间甘蔗集中搬运机，包括上车(1)和下车(2)，所述上车(1)通过回转轴承(3)连接于下车(2)，其特征在于：所述上车(1)包括抓手(4)、小臂(5)、大臂(6)和驾驶室(7)，所述下车(2)包括底盘总成和车厢(8)，所述车厢(8)后端设有档杆(9)，所述抓手(4)后端设有抓手支座(10)，所述抓手(4)通过抓手开合驱动液压缸(11)连接于抓手支座(10)，所述抓手支座(10)后端设有抓手连接臂(12)，所述抓手支座(10)通过抓手回旋驱动装置(13)连接于抓手连接臂(12)，所述抓手连接臂(12)通过抓手连接臂回旋驱动装置(14)连接于小臂(5)的前端，所述小臂(5)的后端通过小臂回旋驱动装置(15)连接于大臂(6)的前端，所述抓手连接臂回旋驱动装置(14)和小臂回旋驱动装置(15)上均设有液压马达(16)，所述大臂(6)的后端连接于驾驶室(7)一侧的大臂支轴(17)，所述大臂(6)上设有第一大臂驱动液压缸支轴(18)，所述大臂支轴(17)一侧设有第二大臂驱动液压缸支轴(19)，所述第一大臂驱动液压缸支轴(18)通过大臂驱动液压缸(20)连接于第二大臂驱动液压缸支轴(19)，所述上车(1)上设有用于驱动回转轴承(3)的上车回转驱动装置(21)，所述车厢(8)通过车厢举升液压缸(22)连接于底盘总成。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种轮式田间甘蔗集中搬运机，其特征在于：所述抓手支座(10)与抓手回旋驱动装置(13)的转子连接，所述抓手回旋驱动装置(13)的定子与抓手连接臂(12)连接，所述抓手连接臂(12)连接于抓手回旋驱动装置(13)的转子，所述抓手连接臂回旋驱动装置(14)的定子连接于小臂(5)，所述抓手连接臂回旋驱动装置(14)对称安装在抓手连接臂(12)的后端两侧。

3.根据权利要求1所述的一种轮式田间甘蔗集中搬运机，其特征在于：所述小臂回旋驱动装置(15)对称安装于小臂(5)两侧，所述小臂(5)连接于小臂回旋驱动装置(15)的转子，所述小臂回旋驱动装置(15)的定子连接于大臂(6)。

4.根据权利要求1所述的一种轮式田间甘蔗集中搬运机，其特征在于：所述底盘总成包括发动机总成(23)和变速器总成(24)，所述变速器总成(24)一侧连接设有分动器(25)，所述发动机总成(23)通过前传动轴(26)驱动前车轮，所述分动器(25)一端设有驱动后车轮的后传动轴(27)，另一端设有连接于发动机总成(23)的过桥传动轴(28)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及甘蔗搬运机技术领域，具体是指一种轮式田间甘蔗集中搬运机。

背景技术

目前甘蔗采用机械收割的收割效速率高，且一般不受甘蔗生长状况、收割前是否去叶的影响，单位面积收割费用较人工低，适用于大面积收割。机械收割为处理甘蔗倒伏、高矮不一、弯曲、收割前未去叶带来的技术问题，大多是通过将甘蔗分成小段处理，这样容易保证去叶干净，但是会损失较多的水分和糖分，收割后需立即运往榨糖厂，若加上遇温度较高的天气，糖分和水分的损失会急剧加快，降低了制糖原材料的利用率；收割刀片要保证状态良好，否则会破坏甘蔗的根系，不利于下季的生长；收割机械大多较为笨重，对甘蔗原有根系的破坏几乎是毁灭性的，这会对甘蔗的种植成本大大增加；收割机械通常均配有跟随的集装运输车辆以收集收割好的甘蔗，集装运输车辆每装满一次需要运至田外并转移至运输车辆运至榨糖厂。跟随的集运车辆亦较为笨重(一般整机空车为4～6吨，满载总重为8～10吨)，易压实根系周围土壤，严重影响甘蔗根系的再生。由于机械收割受条件限制，依然大部分依靠人工收割，为减少人工搬运集中的人力劳动，提供一种田间甘蔗集运机械是极其必要的。从未来收割机械的发展趋势来看，亦有同样的需求。为提高甘蔗生产的效率和质量并降低人工劳动，提供一种轻量化、强机动性、操作简单的田间甘蔗集运机械装置是非常必要的，也是甘蔗收割作业发展的趋势。

目前，也有类似的机械装置参与作业，大致有以下几类：

①以小型农用手扶拖拉机、小四轮等小型运输车辆为基础，加装机械臂改装而成；

②以中小型农用拖拉机为基础，加装机械臂和拖挂车厢改装而成；

③配合甘蔗收割机械的履带式集运机械，跟随收割机械作业；

④以中、大型拖拉机为基础，加装拖挂车厢改装而成，跟随收割机械作业。

以上几类机械装置中，前两者均安装有抓取的机械臂，以液压缸作为驱动，车厢可以自行卸车，可以完成自行装车、卸车，但是机械臂的操作较为复杂，需要两人配合操作，即一人驾驶车辆，另一人操作机械臂进行抓取装车作业。虽符合轻量化的要求，但此类机械装置操作复杂，行动缓慢，机动性、灵活性较差。以每10吨作为速率参考单位，良好的集运环境下此类机械装置完成约需要4～6小时,。人工集中搬运是用小型农用手扶拖拉、小四轮等小型运输车辆或畜力车进行田间运输，人工搬运装车，再运至田外，由人工集中卸车，通常作业人数可以不受限制。人工集运与前两者机械集运在人数均为2人和同等良好的集运条件下的情况下比较，人工集运需5～6小时可完成。目前市场上人工集运的费用与机械集运的费用是相同的，不难得出，前两类机械装置在减少人力劳动的同时效率并未有明显提高；后两者为配合收割机械作业的跟随车辆，此两类机械装置在未来将被替代。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服以上技术问题，提供一种强机动性、轻量化、操作简单田间甘蔗集中搬运机械装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为一种轮式田间甘蔗集中搬运机，包括上车和下车，所述上车通过回转轴承连接于下车，其特征在于：所述上车包括抓手、小臂、大臂和驾驶室，所述下车包括底盘总成和车厢，所述车厢后端设有档杆，所述抓手后端设有抓手支座，所述抓手通过抓手开合驱动液压缸连接于抓手支座，所述抓手支座后端设有抓手连接臂，所述抓手支座通过抓手回旋驱动装置连接于抓手连接臂，所述抓手连接臂通过抓手连接臂回旋驱动装置连接于小臂的前端，所述小臂的后端通过小臂回旋驱动装置连接于大臂的前端，所述抓手连接臂回旋驱动装置和小臂回旋驱动装置上均设有液压马达，所述大臂的后端连接于驾驶室一侧的大臂支轴，所述大臂上设有第一大臂驱动液压缸支轴，所述大臂支轴一侧设有第二大臂驱动液压缸支轴，所述第一大臂驱动液压缸支轴通过大臂驱动液压缸连接于第二大臂驱动液压缸支轴，所述上车上设有用于驱动回转轴承的上车回转驱动装置，所述车厢通过车厢举升液压缸连接于底盘总成。

优选的，所述抓手支座与抓手回旋驱动装置的转子连接，所述抓手回旋驱动装置的定子与抓手连接臂连接，所述抓手连接臂连接于抓手回旋驱动装置的转子，所述抓手连接臂回旋驱动装置的定子连接于小臂，所述抓手连接臂回旋驱动装置对称安装在抓手连接臂的后端两侧。

优选的，所述小臂回旋驱动装置对称安装于小臂两侧，所述小臂连接于小臂回旋驱动装置的转子，所述小臂回旋驱动装置的定子连接于大臂。

优选的，所述底盘总成包括发动机总成和变速器总成，所述变速器总成一侧连接设有分动器，所述发动机总成通过前传动轴驱动前车轮，所述分动器一端设有驱动后车轮的后传动轴，另一端设有连接于发动机总成的过桥传动轴。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：在不破坏甘蔗田内原有根系的前提下，并能有效的降低甘蔗生产过程中田间搬运环节的人力劳动和田间甘蔗搬运的成本，简单的操作方式大大提高了搬运的效率。

附图说明

图1是本实用新型一种轮式田间甘蔗集中搬运机的正面结构示意图。

图2是本实用新型一种轮式田间甘蔗集中搬运机的背面结构示意图。

图3是本实用新型一种轮式田间甘蔗集中搬运机的顶面结构示意图。

图4是本实用新型一种轮式田间甘蔗集中搬运机的底盘总成结构示意图。

图5是本实用新型一种轮式田间甘蔗集中搬运机的工作状态示意图。

图6是A-A甘蔗田行列剖面示意图。

图7是本实用新型一种轮式田间甘蔗集中搬运机的机械臂转动范围示意图。

如图所示：1、上车，2、下车，3、回转轴承，4、抓手，5、小臂，6、大臂，7、驾驶室，8、车厢，9、档杆，10、抓手支座，11、抓手开合驱动液压缸，12、抓手连接臂，13、抓手回旋驱动装置，14、抓手连接臂回旋驱动装置，15、小臂回旋驱动装置，16、液压马达，17、大臂支轴，18、第一大臂驱动液压缸支轴，19、第二大臂驱动液压缸支轴，20、大臂驱动液压缸，21、上车回转驱动装置，22、车厢举升液压缸，23、发动机总成，24、变速器总成，25、分动器，26、前传动轴，27、后传动轴，28、过桥传动轴， 29、扎捆甘蔗的包络体，30、行脊，31、行沟。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

结合附图，一种轮式田间甘蔗集中搬运机，包括上车1和下车2，所述上车1通过回转轴承3连接于下车2，可360°自由转动，其特征在于：所述上车1包括抓手4、小臂5、大臂6和驾驶室7，所述下车 2包括底盘总成和车厢8，所述车厢8后端设有档杆9，所述抓手4后端设有抓手支座10，所述抓手4通过抓手开合驱动液压缸11连接于抓手支座10，所述抓手支座10后端设有抓手连接臂12，所述抓手支座 10通过抓手回旋驱动装置13连接于抓手连接臂12，所述抓手连接臂12通过抓手连接臂回旋驱动装置14 连接于小臂5的前端，所述小臂5的后端通过小臂回旋驱动装置15连接于大臂6的前端，所述抓手连接臂回旋驱动装置14和小臂回旋驱动装置15上均设有液压马达16，所述大臂6的后端连接于驾驶室7一侧的大臂支轴17，所述大臂6上设有第一大臂驱动液压缸支轴18，所述大臂支轴17一侧设有第二大臂驱动液压缸支轴19，所述第一大臂驱动液压缸支轴18通过大臂驱动液压缸20连接于第二大臂驱动液压缸支轴 19，大臂可以如附图7所示，在90度的设计范围自由转动，所述上车1上设有用于驱动回转轴承3的上车回转驱动装置21，所述车厢8通过车厢举升液压缸22连接于底盘总成。

所述抓手支座10与抓手回旋驱动装置13的转子连接，以抓手回旋驱动装置的中心线为轴，可以360°自由旋转，所述抓手回旋驱动装置13的定子与抓手连接臂12连接，所述抓手连接臂12连接于抓手回旋驱动装置13的转子，回转动力由液压马达提供，所述抓手连接臂回旋驱动装置14的定子连接于小臂5，所述抓手连接臂回旋驱动装置14对称安装在抓手连接臂12的后端两侧，抓手连接臂12可以如附图7所示，在300度的设计范围自由转动，回转动力由液压马达16提供。

所述小臂回旋驱动装置15对称安装于小臂5两侧，所述小臂5连接于小臂回旋驱动装置15的转子，小臂5可以如附图7所示，在260度的设计范围自由转动，回转动力由液压马达16提供，所述小臂回旋驱动装置15的定子连接于大臂6。

所述底盘总成包括发动机总成23和变速器总成24，所述变速器总成24一侧连接设有分动器25，所述发动机总成23通过前传动轴26驱动前车轮，所述分动器25一端设有驱动后车轮的后传动轴27，另一端设有连接于发动机总成23的过桥传动轴28。

本实用新型为满足轻量化、强机动性的要求，底盘结构采用发动机中置、适时四驱驱动结构。采用适时四驱可以加强本机械装置在甘蔗田间的机动性，且分散扭矩使每根车轴承受的扭矩减小；在常规非工作状态行进可切换为后驱，减少能耗。

本实用新型的具体搬运方法如下：将甘蔗收割后以扎捆的方式打包，正常来说收割后甘蔗的长度大致为2米～2.7米，单捆的重量为40～50kg，可以近似认为是一个尺寸为30cm(直径)×280cm(长度)的圆柱包络体，捆扎后以大致垂直田间甘蔗行(或列)一字排放。如附图5所示，驾驶员将本实用驶入田内，前、后四车轮压于行沟中间，使车轮随行沟行驶，行驶至适当位置，可操作机械臂进行抓取、装车作业。作业可分为四个步骤：驾驶车辆至适当位置、操作机械臂进行抓取和装车、驾驶本车辆至田外进行卸车(装满车厢一次后)。其中驾驶车辆与常规机动车的驾驶大致一样，在此不做累述。下面主要详细介绍机械臂操作与卸车操作，机械臂的操作主要有抓取和装车，其中装车可分为自动和手动模式，具体操作方式如下：

抓取：当驾驶员将车辆驾驶至合适位置后，驾驶员可将抓手的姿态调整好，然后即可直接操作抓手进行前、后、左、右、上、下运动，抓手可以保持已调整好的姿态运动，驾驶员无需考虑大臂、小臂和抓手连接臂的复合运动关系而进行单键操作，这些相关臂的复合运动由控制系统自行运算控制，驾驶员不必进行复杂的联动操作。操作抓手可将散放的甘蔗以3～5捆靠拢，一次抓取。

自动装车：小臂、抓手连接臂设计的旋转活动范围很大，抓取甘蔗后可以不必将上车旋转至后方进行装车，可由控制系统设定的合适极限位置，自动将机械臂摆动至后方，然后松开抓手，甘蔗掉落至车厢靠前的部分，前部分甘蔗堆垛较高时，甘蔗由于重力作用会向车厢后放滚落。由于机械臂的尺寸限制，此功能在车厢中已装甘蔗不多且不影响抓取机械臂运动的情况下使用，此过程少了上车的转动操作，可以一定程度减少整个作业的时间，并且对驾驶员的驾驶状态有所改善。

手动装车：当车厢甘蔗堆垛较高时，不能使用自动装车模式，抓取后可操作抓取机械臂向上举升至合适高度位置，再操作上车向后方转动，调整抓手到合适位置放置，完成手动装车。

卸车：驾驶员多次抓取、装车直至车厢装满后，可驾驶本装置倒车至甘蔗田外进行一次卸车，驾驶至合适位置，取出车厢后方的挡杆后，驾驶员可操作车厢举升液压缸工作，液压缸举升车厢至一定角度，使甘蔗滚落倒出，完成卸车。

完成卸车后操作举升液压缸回位，使车厢放下至原始状态，即可进行下次抓取、装车，重复此过程直至田内甘蔗完成搬运并集中至田外。

本实用新型在不破坏甘蔗田内原有根系的前提下，并能有效的降低甘蔗生产过程中田间搬运环节的人力劳动和田间甘蔗搬运的成本，简单的操作方式大大提高了搬运的效率。本实用新型的主要外形尺寸可根据实际实用情况做适当调整，但机械结构及原理不变。

以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

设计图

一种轮式田间甘蔗集中搬运机论文和设计

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