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仿人雙指 打結
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摘要
申請專利號:

CN201110001685.8

申請日:

20110106

公開號:

CN102124874B

公開日:

20130313

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A01F15/14 主分類號: A01F15/14
申請人: 江蘇大學
發明人: 尹建軍,李耀明,李雙
地址: 212013 江蘇省鎮江市京口區學府路301號
優先權: CN201110001685A
專利代理機構: 南京知識律師事務所 代理人: 汪旭東
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201110001685.8

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明涉及一種用于農作物秸稈或牧草方草捆自動打結裝置,該裝置安裝在壓捆機尾部的打結器主軸上,能夠模擬人手雙指將送繩機構送上的繩子夾持,并完成捆扎打結所需的搭繩、夾繩、繞繩、咬繩、割繩和脫扣動作,實現對壓實草捆的自動捆扎和打結。該裝置主要由復合齒盤(17)、打結器支架(50)、以及裝配在打結器支架(50)上的割繩刀臂(32)、打結繞繩手指(35)、打結勾鉗手指(36)、間歇式夾繩盤組件(J)和夾繩盤驅動機構(Q)等組成。本發明結構簡單,便于加工,制造成本低,打結可靠性高,可用于方草捆壓捆機的自動打結。

權利要求書

1.一種仿人雙指打結器,其特征在于:包括復合齒盤(17)、打結器支架(50)和裝配在打結器支架(50)上的傳動機構;所述打結器支架(50)上裝配有割繩刀臂(32)、打結繞繩手指(35)、打結勾鉗手指(36)、間歇式夾繩盤組件(J)和夾繩盤驅動機構(Q);所述割繩刀臂(32)、打結繞繩手指(35)、打結勾鉗手指(36)、間歇式夾繩盤組件(J)和夾繩盤驅動機構(Q)處于相互平行的平面上,所述平面垂直于打結器主軸(24)軸孔中心線;傳動機構的外側直齒錐齒輪(62)和內側直齒錐齒輪(63)通過螺栓徑向錯開地固定安裝在復合齒盤(17)表面上;外側直齒錐齒輪(62)和內側直齒錐齒輪(63)分別驅動打結繞繩手指(35)軸端的打結嘴小錐齒輪(33)和夾繩盤驅動機構(Q)的蝸桿軸(54)上的夾繩蝸桿小錐齒輪(58)轉動;復合齒盤(17)上的溝槽凸輪(64)控制割繩刀臂(32)的往復擺動;所述打結器支架(50)的具體結構為,打結繞繩手指(35)軸孔軸心線與蝸桿軸(54)軸孔軸心線相交,且之間的夾角為30°,打結繞繩手指(35)軸孔軸心線與蝸桿軸(54)軸孔軸心線構成的平面垂直于打結器主軸(24)軸孔軸心線,打結繞繩手指(35)軸孔軸心線、蝸桿軸(54)軸孔軸心線和打結器主軸(24)軸心線相交于同一點;夾繩盤(38)軸孔軸心線與蝸桿軸(54)軸孔軸心線之間的夾角為74°,割繩刀臂(32)軸孔軸心線與打結繞繩手指(35)軸孔軸心線的夾角為90°;割繩刀臂(32)軸孔軸心線、夾繩盤(38)軸軸孔軸心線與打結器主軸(24)軸孔軸心線呈空間相互垂直。2.根據權利要求1所述的仿人雙指打結器,其特征在于:所述內側直齒錐齒輪(63)的第一個齒和外側直齒錐齒輪(62)的第一個齒之間的徑向夾角為44°。3.根據權利要求1所述的仿人雙指打結器,其特征在于:復合齒盤(17)上的溝槽凸輪(64)與齒盤輪轂制作成一體,為整體式溝槽凸輪結構。

說明書

技術領域

本發明涉及一種農作物秸稈或牧草壓捆后的自動打結裝置。?

背景技術

方捆壓捆機廣泛用于農村和牧場的稻麥秸稈和干青牧草的收集和捆扎,打結器是壓捆機的核心部件,主要功能是將送繩機構送上的捆繩夾持,并完成捆扎打結所需的搭繩、夾繩、繞繩、咬繩、割繩和脫扣動作,將兩個繩端打成死結,防止壓縮后的草捆松散。經過捆扎打結的草捆密度高,便于運輸和存放,非常有利于秸稈等生物質能源的利用。

目前,國外的打結器制造商經過長期的發展形成了較為成熟的打結器設計制造技術,并開發出自己的打結器,比如德國CLAAS公司和Rasspe?Systemtechnik公司,并推出各種型號的壓捆機進入中國市場。國內壓捆機制造廠家限于設計制造水平的限制,都依賴購買價格昂貴的國外打結器來生產壓捆機,究其原因主要是:1)草捆的捆扎動作需要打結器及其輔助機構精準配合而成,要求準確的機構時序動作,而國內壓捆機生產企業缺乏打結器的工程創新設計;2)打結器為一復雜空間機構,打結器支架上各傳動零件的軸孔軸心線呈空間異面角度,而且傳動機構設計復雜,需要嚴格保證才能使得打結器可靠的完成打結動作;?3)打結器部件的制造工藝要求高,難度大,一次性投入大。

鑒于國內壓捆機生產現狀,為了解決打結器長期依賴進口產品的問題,本發明提出了比國外同類打結器結構簡單,加工方便,制造成本低的新裝置,打結動作可靠,打結成功率高。

發明內容

本發明的目的是要克服國外打結器結構復雜、制造難度大的問題,提供一種用于方捆壓捆機中的仿人雙指打結器,具有結構簡單,加工方便,制造成本低的特點,可實現可靠的打結動作,成結率高。

本發明的特征結構是:

在上述的仿人雙指打結器中,所述打結器支架上裝配有割繩刀臂、打結繞繩手指、打結勾鉗手指、間歇式夾繩盤組件和夾繩盤驅動機構;所述割繩刀臂、打結繞繩手指、打結勾鉗手指、間歇式夾繩盤組件和夾繩盤驅動機構處于相互平行的平面上,所述平面垂直于打結器主軸軸孔中心線;所述打結器支架的具體結構為,打結繞繩手指軸孔軸心線與蝸桿軸軸孔軸心線相交,且之間的夾角為30°,打結繞繩手指軸孔軸心線與蝸桿軸軸孔軸心線構成的平面垂直于打結器主軸軸孔軸心線,打結繞繩手指軸孔軸心線、蝸桿軸軸孔軸心線和打結器主軸軸心線相交于同一點;夾繩盤軸孔軸心線與蝸桿軸軸孔軸心線之間的夾角為74°,割繩刀臂軸孔軸心線與打結繞繩手指軸孔軸心線的夾角為90°;割繩刀臂軸孔軸心線、夾繩盤軸軸孔軸心線與打結器主軸軸孔軸心線呈空間相互垂直。打結器支架各軸孔軸線之間的夾角,如圖10所示。

根據上述要求,打結器支架上的打結器主軸軸孔軸心線、割繩刀臂軸孔軸心線、打結繞繩手指軸孔軸心線、蝸桿軸軸孔軸心線和夾繩盤軸軸孔軸心線,所述5個軸孔軸心線之間的角度設計為平面特殊角度,降低了打結器支架的制造難度,有利于保證各軸孔之間角度的加工精度,克服了原結構各軸孔軸心線之間的夾角呈空間異面角度而不便制造的缺陷。

本發明的另一個技術特征為:如圖11和13所示,傳動機構的外側直齒錐齒輪和內側直齒錐齒輪通過螺栓徑向錯開地固定安裝在復合齒盤的表面上,內側直齒錐齒輪第一個齒和外側直齒錐齒輪第一個齒之間的夾角為44°;外側直齒錐齒輪和內側直齒錐齒輪分別驅動打結繞繩手指軸端的打結嘴小錐齒輪和夾繩盤驅動機構的蝸桿軸上的夾繩蝸桿小錐齒輪轉動;復合齒盤上的整體式溝槽凸輪控制割繩刀臂的往復擺動。

根據上述要求,通過在復合齒盤上設計兩處嵌入結構,將獨立制造的兩段直齒錐齒輪通過螺栓徑向錯開地固定在復合齒盤的盤面上。這樣,復合齒盤以及其上的整體式溝槽凸輪、兩段直齒錐齒輪均可分別由機加工完成,不必用昂貴模具進行整體式精密鑄造,降低了制造難度和加工成本,而且便于錐齒輪磨損后更換。

本發明的有益效果是,打結器支架上的5個軸孔軸心線之間的角度設計為平面特殊角度,降低了打結器支架的制造難度,便于精密鑄造,有利于保證各軸孔之間角度的加工精度,克服了原結構各軸孔軸心線之間的夾角呈空間異面角度而不便制造的缺陷。復合齒盤以及其上的整體式溝槽凸輪、兩段直齒錐齒輪均可分別由機加工完成,不必用昂貴模具進行整體式精密鑄造,降低了制造難度和加工成本,而且便于錐齒輪磨損后更換,直齒錐齒輪和復合齒盤可用不同材料制造,降低了裝置的制造成本。

附圖說明

下面借助附圖詳細闡述本發明,附圖中:

圖1是本發明的機構配置正向軸測圖。

圖2是本發明的主軸離合器軸測圖。

圖3是本發明的機構配置反向軸測圖。

圖4是本發明的撥繩機構軸測圖。

圖5是本發明的打結器二維裝配主視圖。

圖6是本發明的打結器二維裝配俯視圖。

圖7是本發明的打結器二維裝配側視圖。

圖8是本發明的打結器二維裝配剖視圖。

圖9是本發明的打結器支架軸孔標示圖。

圖10是本發明的打結器支架軸孔角度關系圖。

圖11是本發明的復合齒盤錐齒輪布置圖。

圖12是本發明的打結器三維裝配正向軸測圖。

圖13是本發明的打結器三維裝配反向軸測圖。

圖中,1.拉簧A;2.?凸輪擋板;3.?離合擺桿;4.?離合滾子;5離合器楔塊;6.鏈輪座;7.?離合器控制凸輪;8.拉簧B;9.凸輪滾子;10.?凸輪杠桿;11.計量棘輪;12計量輪座;13.?外齒輪;14.限位擋塊;15內齒輪;16.撥繩凸輪;17.復合齒盤;18.撥繩滾子;19.撥繩擺桿;20.撥繩連桿;21.撥繩曲柄;22.撥繩軸;23.撥繩盤;24.打結器主軸;25.送繩曲柄;26.送繩連桿;27.引針架焊合;28.送繩針;29.割繩刀臂滾輪;30.割繩刀臂軸;31.割繩刀臂軸套;32.割繩刀臂;33.打結嘴小錐齒輪;34銷軸A;35.打結繞繩手指;36.打結勾鉗手指;37.割繩刀;38.夾繩盤;39.銷軸B;40.注油孔螺栓A;41.?夾繩盤軸;42.直齒圓柱齒輪;43.銷軸C;44.夾繩盤托片;45.夾繩托片螺栓;46.調節壓簧;47.鉤鉗手指壓塊;48.鉤鉗手指滾輪;49.銷軸D;50.打結器支架;51.打結器主軸軸套;52.蝸桿軸螺栓;53.蝸桿;54.蝸桿軸;55.注油孔螺栓B;56.夾繩片螺栓;57.銷軸E;58.夾繩蝸桿小錐齒輪;59.夾繩片;60.繞繩手指壓塊銷軸;61.導繩片;62.外側直齒錐齒輪;63.內側直齒錐齒輪;64.溝槽凸輪;65.連接座;66.安全螺栓;67.壓縮室;68.彈簧;69.圓柱凸輪;70.螺栓。

具體實施方式

圖1表示本發明一個實施例配置在方捆壓捆機機架的正向軸側圖,圖3是其主要結構的反向軸測圖。該實施例是以雙打結器規格配置在壓捆機機架本體上的,沿機身后部上方橫向布置打結器主軸24,如圖2在打結器主軸24的端部安裝主軸離合器L,兩套打結器部件依次安裝在打結器主軸24的中部,在打結器主軸24的另一側端部固結送繩機構的送繩曲柄25。打結器支架50通過其動力軸孔空套在打結器主軸24上,復合齒盤17通過平鍵與打結器主軸24固連,為打結器部件提供動力。在其中一個打結器部件的復合齒盤17外端面固結撥繩凸輪16,該凸輪控制撥繩機構的撥繩盤23動作。

如圖1所示,草捆長度控制機構K由拉簧A1、凸輪擋板2、離合器控制凸輪7、凸輪滾子9、凸輪杠桿10、計量棘輪11、計量輪座12、外齒輪13、限位擋塊14、內齒輪15組成。主軸離合器由離合擺桿3、離合滾子4、離合器楔塊5、鏈輪座6、連接座65和拉簧B8組成。離合器控制凸輪7和連接座65通過安全螺栓66連接,連接座65通過平鍵固結在打結器主軸24上。離合擺桿3可自由轉動地鉚接在離合器控制凸輪7上,其端部安裝離合滾子4。離合器楔塊5固定在鏈輪座6輪轂表面內側,可與離合擺桿3上的離合滾子4形成高副接觸。同時,離合器控制凸輪7與草捆長度控制機構上的內齒輪15轉動中心處的凸輪滾子9形成高副接觸。

如圖1所示,草捆長度控制機構K和主軸離合器L聯合工作,控制草捆捆扎長度,并決定打結器主軸24間歇轉動的起止時刻。工作時,動力由空套在主軸離合器L上鏈輪座6輸入,在草捆長度未達到預設值的工作過程中,散草不斷被壓縮機構(圖中未標出)壓入壓縮室67。此時,外齒輪13與內齒輪15處于嚙合狀態,此時離合擺桿3與凸輪擋板2接觸,離合擺桿3在凸輪擋板2的作用力下繞自身軸心順向擺動一定角度,使離合器楔塊5不與離合滾子4結合,鏈輪座6繞打結器主軸24空轉,主軸離合器L不傳遞動力,打結器部件不動作。隨著壓縮機構將草捆向機器尾部推進,移動的草捆(相當于齒條)帶動計量棘輪9繞棘輪軸逆向轉動,外齒輪13、內齒輪15也繞凸輪滾子9的中心逆向轉動一定角度,外齒輪13轉動至內齒輪15的凹槽處,兩齒輪的中心距變小,外齒輪13卡進該凹槽中,此時凸輪擋板2在彈簧拉力的作用下逆向擺動一定角度,凸輪擋板2將放開離合擺桿3,離合滾子4回位與離合器楔塊5結合,與打結器主軸24固結的離合器控制凸輪7將開始驅動打結器主軸24轉動一周,同時帶動打結器部件和送繩機構S工作。當離合器控制凸輪7由最低輪廓轉動至最高輪廓位置時,推動與凸輪滾子9連接在一起的凸輪杠桿10順時針擺動一定角度時,內齒輪15上的凹槽移出外齒輪11,內齒輪15靠凸輪輪廓約束和自身重力下落到限位擋塊14處停止,內齒輪15與外齒輪13再次嚙合,重新開始草捆長度計量。

如圖3所示,送繩機構S由送繩曲柄25、送繩連桿26、引針架焊合27、送繩針28組成的一個曲柄搖桿機構。其中送繩曲柄25與打結器主軸24固連,打結器主軸24驅動曲柄25周轉,帶動引針架焊合27左右擺動使得送繩針28上升送繩和下降回位。當主軸離合器L結合后,打結器主軸24驅動送繩曲柄25順時針轉動一定角度,帶動引針架焊合27繞自身軸心順時針擺動一個角度,送繩針28將穿在針孔內的捆繩沿弧形軌跡向上送繩到夾繩盤38位置之上。與此同時,在針孔和引針架穿繩位置之間捆繩被拉緊成一直線,并進入割繩刀臂32上的導繩缺口。當打結器主軸24再次轉回到離合起始位置,送繩針28回位到初始位置,完成一個送繩動作循環。

如圖4所示,撥繩機構B由撥繩滾子18、撥繩凸輪16、撥繩擺桿19、撥繩連桿20、撥繩曲柄21、撥繩軸22和撥繩盤23組成。撥繩動力由固結在復合齒盤17的端面上的撥繩凸輪16輸入,推動焊接在撥繩軸22上的撥繩擺桿19擺動,撥繩凸輪16與撥繩滾子18靠彈簧68的拉力保持接觸。當打結器主軸24驅動與復合齒盤17固結的撥繩凸輪16轉到一定角度時,撥繩擺桿19開始擺動,從而帶動焊接在撥繩軸22上與撥繩擺桿19呈固定夾角的撥繩曲柄21擺動,撥繩連桿20的一端與撥繩曲柄21鉸接,另一端與撥繩盤23形成圓柱副使撥繩盤23往復擺動,將撥動捆繩偏移一定位置,強制使捆繩進入夾繩盤38豁口位置,使之能夠順利被夾繩盤38夾持,同時使捆繩可靠地附著在打結繞繩手指35的表面,直到打結器主軸24繼續轉過一定角度時,撥繩盤23轉到最大擺角位置。此后,隨著送繩針28的回落,撥繩盤23也回位到初始位置。

如圖5、圖8、圖9和圖10所示,打結器支架50用于安裝割繩刀臂32、打結繞繩手指35、打結鉤鉗手指36、間歇式夾繩盤組件J和夾繩盤驅動機構Q。為了降低打結器支架50的制造難度,克服原結構各軸孔軸線之間的夾角呈空間異面角度的缺陷,如圖10所示,

所述的打結器支架50,打結繞繩手指35軸孔軸心線與蝸桿軸54軸孔軸心線相交,且之間的夾角為30°,打結繞繩手指35軸孔軸心線與蝸桿軸54軸孔軸心線構成的平面垂直于打結器主軸24軸孔軸心線,打結繞繩手指35軸孔軸心線、蝸桿軸54軸孔軸心線和打結器主軸24軸心線相交于同一點;夾繩盤38軸孔軸心線與蝸桿軸54軸孔軸心線之間的夾角為74°,割繩刀臂32軸孔軸心線與打結繞繩手指35軸孔軸心線的夾角為90°;割繩刀臂32軸孔軸心線、夾繩盤38軸軸孔軸心線與打結器主軸24軸孔軸心線呈空間相互垂直。這樣,打結器支架50上的打結器主軸孔軸心線、割繩刀臂32軸孔軸心線、打結繞繩手指35軸孔軸心線、蝸桿53軸孔軸心線和夾繩盤軸41軸孔軸心線,彼此呈平面特殊角度,降低了打結器支架的制造難度,便于精密鑄造,有利于保證各軸孔之間角度的加工精度,克服了原結構各軸孔軸心線之間的夾角呈空間異面角度而不便制造的缺陷。

如圖11和圖12所示,復合齒盤17表面上可拆卸安裝地設置徑向錯開的兩段不完全直齒錐齒輪,內側直齒錐齒輪63第一個齒和外側直齒錐齒輪62第一個齒之間的夾角為44°,如圖11所示。外側直齒錐齒輪62和內側直齒錐齒輪63分別驅動打結繞繩手指35軸端的打結嘴小錐齒輪33和夾繩盤驅動機構的蝸桿軸54上的夾繩蝸桿小錐齒輪58轉動,從而驅動打結繞繩手指35和夾繩盤38動作。同時,復合齒盤17上的整體式溝槽凸輪64的滑道控制割繩刀臂32按照預期規律往復擺動。這樣,通過在復合齒盤17上設計兩處嵌入結構,將獨立制造的內側直齒錐齒輪63和外側直齒錐齒輪62通過螺栓70固定在復合齒盤17的盤面上。復合齒盤17以及其上的整體式溝槽凸輪64、內側直齒錐齒輪63和外側直齒錐齒輪62均可分別由機加工完成,降低了制造難度,而且便于錐齒輪更換,并可選用不同的材料制造復合齒盤17、內側直齒錐齒輪63和外側直齒錐齒輪62。

如圖5所示,夾繩盤軸41安裝在打結器支架50上的夾繩軸孔內,其一端通過銷軸B57與夾繩盤38固連,另一端通過銷軸C43與直齒圓柱齒輪42固連。如圖8所示,蝸桿軸54安裝在打結器支架50的蝸桿軸54孔上,蝸桿53通過螺紋與蝸桿軸54固定連接。直齒圓柱齒輪42與蝸桿53形成嚙合傳動,直齒圓柱齒輪42在此相當于蝸輪。夾繩蝸桿小錐齒輪58通過銷軸E57與蝸桿軸54固連,夾繩蝸桿小錐齒輪58與復合齒盤17內側直齒錐齒輪63形成間歇式嚙合傳動。這樣,依靠打結器支架50的特殊軸孔角度形成夾繩所需的空間角度,同時給夾繩提供動力傳遞。如圖7所示,導繩片61一端卡在夾繩盤38槽內,另一端卡在打結器支架50的豁口里。夾繩片59通過螺栓56連接在打結器支架50上,并可繞螺栓56轉動,夾繩片59通過夾繩盤托片44的托力保持與夾繩盤38緊密接觸。當夾繩盤38被驅動旋轉時,夾繩豁口上的捆繩被夾入夾繩盤38槽中,實現夾繩動作。

如圖5所示,打結勾鉗手指36的端部鉸接鉤鉗手指滾輪48,通過銷軸D49自由轉動地連接在打結繞繩手指35上,打結繞繩手指35自由轉動地安裝在打結器支架50的打結繞繩手指35軸孔中,打結繞繩手指35的端部與打結嘴小錐齒輪33通過銷軸A34固連一起轉動。打結嘴小錐齒輪33與復合齒盤17上外側直齒錐齒輪62形成嚙合,驅動打結繞繩手指35轉動繞繩。如圖6所示,勾鉗手指壓塊47用于壓迫打結勾鉗手指36緊貼打結器支架50上的圓柱凸輪69表面,使其工作時咬緊繩子。勾鉗手指壓塊47上面的一個孔置于繞繩手指壓塊銷軸60上,另一個孔穿過螺栓,通過螺母給調節壓簧46提供預緊力給勾鉗手指壓塊47,從而使勾鉗手指滾輪48受壓,當打結勾鉗手指36隨著打結繞繩手指35轉動的同時,依靠打結器支架50上的圓柱凸輪69表面輪廓,控制打結勾鉗手指36開合,實現咬繩動作。

如圖5和圖12所示,割繩刀臂32的一端固定安裝割繩刀37,另一端鉸接割繩刀臂滾輪29,通過割繩刀臂軸30與打結器支架50組成可自由轉動的連接,割繩刀臂滾輪29置于復合齒盤17的溝槽凸輪64的滑道內,用于驅動割繩刀臂32繞割繩刀臂軸30轉動。割繩刀臂32與打結繞繩手指35弧形相切的位置具有脫繩的凹槽結構,在割刀37和脫繩凹槽之間具有導繩缺口,其功能是支撐割刀,起導繩、割繩和脫繩作用,在送繩階段引導捆繩搭在打結嘴上,在脫繩階段,割斷捆繩,并強制將打結嘴上繩結脫掉。

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