一種油菜聯合收割機的田間落粒收集方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種油菜聯合收割機的田間落粒收集方法及裝置，解決現有油菜聯合收割機收獲損失過大的問題。所述收集方法包括利用負壓風機提供的負壓氣流將收割機的割臺前方秸稈間處于下落過程中的油菜籽粒經收集單體入口送入收集單體內負壓腔收集起來，并通過氣力式輸送方式利用負壓通道將收集單體負壓腔內的油菜籽粒運送匯總至收割機尾部清選裝置內。所述收集裝置包括依次連接的可與收割機割臺掛接的掛架、橫向負壓集流通道、收集單體和分禾扶禾板。本發明方法構思巧妙、收集效率高、排堵效果好。本發明裝置結構簡單、操作簡便，可配裝在普通收割機的割臺上，有效降低油菜聯合收獲時的總損失率，同時使收獲時間更為充裕自由。
【專利說明】一種油菜聯合收割機的田間落粒收集方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種農業機械，具體的說是一種油菜聯合收割機的田間落粒收集裝置。
【背景技術】
[0002]油菜是一種重要的大田經濟作物。然而我國油菜種植長期處在人工作業階段，目前種植機械化總體水平仍然不足10%。在油菜機械種植眾多環節中，機械收獲是最難實現的環節之一。油菜具有植株高大、分枝眾多且相互交織，籽粒細小，角果分布范圍大、具異熟性和裂角性等與稻麥不同的農藝和生物特性使其機械化收獲損失嚴重，成為目前機械收獲最困難的大田作物之一。機械化收獲分為分段收獲和聯合收獲兩種方式。為提高作業效率、節省人力同時搶農時，大田種植方式下往往更傾向于聯合收獲。我國油菜收獲機械的研發和推廣工作起步較晚，目前獲得國家準生證而商品化的各種大小型號不一的油菜聯合收割機大多是由稻麥聯合收割機改型設計而來，作業性能難以滿足生產需要。對比機器作業性能參數會發現，與其他類型作物收獲作業相比，過高的收獲損失率是目前國產油菜聯合收割機械一直難以被廣大農戶樂于接受的根本原因。最新的農業機械相關國家行業標準中，要求合格等級產品的損失率滿足水稻≤3.0%、小麥≤2.0%、大豆≤3.0%、玉米≤3.0%,而油菜為≤8%。清潔率/含雜率和損失率是衡量收獲作業質量的兩個重要指標。油菜具有極強的異熟性和裂角性。在采用全喂入式聯合收獲方式收獲時，過熟角果在機械分禾、撥禾和切割時受到牽扯撞擊開裂而造成籽粒過早脫落；未熟角果在脫粒時難以脫凈而隨穎殼和碎秸桿排出，或者為脫凈而過度擊打搓揉造成青秸桿及角果完整性遭到破壞嚴重，后續分離清選難以進行。籽粒過早脫落造成飛濺損失和割臺損失，未熟角果難以脫粒造成未脫凈損失，草谷比太高且秸桿破裂造成夾帶/分離損失升高，而青秸桿及角果的破粹則導致脫出混合物含雜率、含水率升高，粘附堵塞清選篩孔造成清選損失迅速增加甚至無法工作。過高的總損失率已成為現有傳統結構油菜聯合收割機發展的頑疾。現有聯合收割機的工作原理和機構對于油菜幾大生物力學特點(異熟性、裂角性、草谷比高、植株高大且交織)的適應性較差是導致聯合機收損失率高的根本原因。
[0003]上述總損失按照機器中發生位置可分為前損失和后損失兩部分，前損失即亦田間落粒損失，包括飛濺損失和割臺損失兩部分，而后損失包括未脫凈、分離和清選損失。后損失在總損失中所占比例最大，主要原因在于油菜作物過高的草谷比和含水率。前損失來自于撥禾輪的橫向分禾損失、立式割刀的側向分禾損失和水平割刀的切割損失。前損失所占比例雖然不高，但是以犧牲后損失為代價。因為現行收獲策略在時間上是選擇油菜籽莢八成熟，且多為早晚，因此含水率較高。前損失和后損失二者之間存在一定程度上的負相關關系，即前損失較高時，后損失往往較低，反之亦然。成熟度高的油菜田間落粒損失高，而脫粒分離清選損失小；成熟度低的油菜田間落粒損失低，而脫粒分離清選損失大。因此這兩大環節中只要能夠有效解決其中一項，即可顯著降低聯合機收的損失。
[0004]現在的研究多關注后損失而輕視了前損失，與人工收獲經驗不無關系。農謗中“八成黃十成收、十成黃兩成丟”、“角果枇杷黃，收割正相當”、“要不丟、早晚收”、“上白中黃下綠，收割不能過午”等都是這種理念。事實上如果能夠有效解決田間落粒損失，油菜的收割時間可往后推移兩到三天而且可在晴天正午或午后進行，這樣更有利于油菜進一步成熟并有效降低物料含水率，以有利于后續高效脫粒和分離清選過程。
[0005]中國實用新型專利(專利號200820096462)，公布了一種帶有用于側向分禾的立式割刀及加長底板的油菜專用割臺，一定程度上降低了油菜收獲田間落粒損失，但是程度有限。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種結構簡單、操作簡便，可配裝在普通的收割機上配合使用，有效降低油菜收獲的損失率，使收獲時間更為充裕自由的油菜聯合收割機的田間落粒收集方法與裝置。
[0007]本發明油菜聯合收獲時田間落粒的收集方法，利用負壓風機提供的負壓氣流將收割機的割臺前方秸桿間處于下落過程中的油菜籽粒經收集單體入口送入收集單體內負壓腔收集起來，并通過氣力式輸送方式利用負壓通道將收集單體負壓腔內的油菜籽粒運送匯總至收割機尾部清選裝置內。
[0008]利用正壓風機提供的間歇式正壓氣流經正壓通道、收集單體內的正壓腔吹掃收集單體入口處，排除其他物料可能造成的收集單體入口潛在堵塞。
[0009]本發明用于上述方法的油菜聯合收割機的田間落粒收集裝置，包括依次連接的可與收割機割臺掛接 的掛架、橫向負壓集流通道、收集單體和分禾扶禾板，所述橫向負壓集流通道的入口與收集單體內的負壓腔連接，出口通過管道與負壓風機與收割機尾部清選裝置連接。
[0010]所述收集單體的外部下緣設有水平擋板，所述收集單體兩側沿水平檔板內沿上方開有與收集單體的負壓腔連通的收集單體入口。
[0011]所述收集單體兩側沿水平擋板內沿上方均布有多個收集單體入口，每個收集單體入口高 2_4mm，寬 8_20mm。
[0012]所述負壓腔的底面中部還設有弧面朝上的縱向弧形隔板。
[0013]所述收集單體內負壓腔的兩側還設有兩個正壓腔，所述兩個正壓腔的出口分別位于收集單體兩側收集單體入口的上方附近，所述兩個正壓腔的入口經正壓岐管與正壓風機連接。
[0014]所述正壓腔的出口距離水平擋板的垂直高度為5 — 10mm。
[0015]調查分析發現油菜聯收割中田間脫出物中95%為油菜籽粒，而體積和重量細小的油菜籽粒非常適合氣力式收集和運移。此外，油菜角果層離地較高(500mm左右)，割茬較高，因而在進行扶禾分禾后，油菜籽濺落位置在分禾扶禾板的后方，此時采用負壓集中收集轉運最為合適。本發明裝置通過掛架與收割機配合安裝后不會影響收割機原有各部件的位置和功能。
[0016]實現負壓收集功能是利用負壓氣流收集下落的油菜籽粒，再用氣力式輸送的方式進行傳輸。具體的，利用收集單體內負壓腔兩側壁下端與水平擋板間形成的收集單體入口將落在水平擋板上的油菜籽由收集單體入口吸入負壓腔內，再通過負壓管道(如橫向負壓集流通道)經負壓風機匯入收集裝置(如收割機后部的清選室內)。所述收集單體入口每個收集單體入口高2-4mm (距離水平檔板的垂直距離)，寬8_20mm，以保證油菜籽能盡可能順暢的進入負壓腔內而將果莢及秸桿等潛在堵塞物阻擋在外部。進一步的，所述收集單體可并聯設置有多個，以減少能耗，提高收集效率。
[0017]所述縱向弧形隔板可以減少負壓腔的截面積，在使用相同功率負壓風機的前提下，減少負壓腔的截面積可以提高負壓腔內的負壓，另外，由于縱向弧形隔板的兩側和頂部均為弧面，可以起到為進入收集孔后的油菜籽導向的作用，同時弧面朝上的結構還能避免死角，防止油菜籽在負壓腔底部停留。縱向弧形隔板下緣與負壓腔兩側壁下緣的距離不大于IOmm,以進一步增加結構的自身抗堵能力。
[0018]考慮到油菜籽收集過程中，可能會有尺寸相對較大的下落物在收集單體入口處造成堵塞，因此考慮采用正壓氣流間歇工作的形式，清理堵塞物，通過正壓風機將正壓氣流經正壓通道(如正壓岐管)、設于負壓腔兩側的正壓腔，最終由位于收集單體入口上方的正壓腔出口吹出，起到吹掃收集單體入口處堵塞物的目的。所述正壓腔出口的垂直高度應較收集孔的高，以保證正常收獲時不影響收集孔收集油菜籽的操作，在排堵時能正好將正壓氣流吹掃至收集單體入口處，優選所述正壓腔出口的高度優選5 — IOmm0，過高會降低正壓作用位置的準確性及作用強度，過低會影響負壓工作時的作用區域，正壓排堵可以為間歇操作，間斷供給正壓氣流，負壓風機停止工作，正壓風機工作進行排堵；并且還可在負壓腔中設置壓力傳感器，當發現負壓異常升高時，確認有堵塞時，負壓風機停止工作，正壓風機工作進行排堵，確認排堵完成后，正壓風機停止，負壓風機開始工作，上述控制可人工或通過控制器自動控制完成。
[0019]本發明中，所述收集單體的數量可根據實際需要進行并聯設計，可采用一臺負壓或正壓風機連通相應的正壓或負壓的通道，也可綜合考慮能耗和壓力控制的需要設計一臺以上的正壓或負壓風機對相應的若干個正壓或負壓通道提供壓力，在此不作綴述。
[0020]有益效果:
[0021]1，本發明可利用負壓氣力式輸送的方式將聯合收割時落下或飛濺的油菜籽(即單體)由收集單體入口收集，最后經負壓通道輸送至收集裝置，可有效減少油菜在收獲過程中包括割臺損失和飛濺損失的前損失，前損失可減少50%以上，由于本裝置特別適用于對成熟度高的油菜籽的收集，因此油菜收獲時間可比正常情況下推遲I到2天或更長，或者選擇晴天正午及午后進行。
[0022]2，由于收集的油菜中籽莢成熟度及籽粒出油率提高而含水量顯著下降，從而進一步使后續脫粒分離及清選工序將得以更加順利而高效的進行，降低脫粒分離及清選的損失率、能耗及時間，即進一步降低了后損失，從而使油菜收獲的總損失率由≤8%降至5%以下，具有顯著的技術效果。
[0023]3，本發明結構簡單、操作方便、收集效果好，可與現有的各種普通收割機的割臺通過掛接或其它可實現的連接方式配合安裝，提高整機收獲的綜合效率，進而提高油菜機械化收獲的普及度。
[0024]4，本發明方法及裝置不僅適用于油菜收獲，也適用于如芝麻等小粒徑農作物，具有廣闊的市場應用前景。【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1:是本發明與普通收割機的割臺的安裝示意圖。
[0026]圖2:是正壓歧管的安裝示意圖(其中，部件間以管道連接采用虛線連線的方式表示)。
[0027]圖3:是本發明結構示意圖(未示出正壓風機及負壓風機)。
[0028]圖4:是輸送單元立體圖。
[0029]圖5:是正壓歧管立體圖。
[0030]圖6:是收集單體立體圖。
[0031]圖7:是圖6中收集單體A-A的截面示意圖。
[0032]其中，1-普通割臺、2-正壓風機、3-掛架、4-橫向負壓集流通道、4.1-負壓入口、
4.2-負壓出口、5-負壓風機、6-正壓歧管、6.1-出口、6.2-入口、7-水平擋板、8-扶禾分禾板、9-收集單體、9.1-負壓腔、9.2-收集單體入口、9.3-縱向弧形隔板、9.4-正壓腔、
9.5-正壓腔出口、9.6-正壓風機接口，9.7-負壓風機接口。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖對本發明作進一步解釋說明:
[0034]參照圖3-圖7，本發明油菜聯合收割機的田間落粒收集裝置簡稱收集裝置包括與收割機的普通割臺I掛接的掛架3、安裝在掛架上的橫向負壓集流通道4、正壓歧管6及收集單體9，所述收集單體9前端設有扶禾分禾板8。
[0035]所述收集單體9內沿軸向設有一個負壓腔9.1，以及位于負壓腔9.1兩側的兩個正壓腔9.4，所述收集單體9的外部下緣設有水平擋板7，所述收集單體9兩側沿水平檔板7內沿上方開有多個與負壓腔9.1連通的收集單體入口 9.2，每個收集單體入口 9.2高2-4mm，寬8-20mm，所述負壓腔9.1底面中部設有弧面朝上的縱向弧形隔板9.3。本實施例中，所述收集單體9有并聯的多個，每個收集單體9的負壓腔9.1均經收集單體9上的負壓風機接口 9.7、橫向負壓集流通道4、負壓風機5與收割機尾部清選裝置(圖中未示出，如為收割機尾部的清選室)連通，所述橫向負壓集流通道4具有負壓入口 4.1和負壓出口 4.2，其負壓入口 4.1經管道與負壓風機接口 9.7連接，所述負壓出口 4.2經管道與負壓風機5連接。
[0036]在收集單體入口 9.2上方附近的設有與正壓腔連通的正壓腔出口 9.5，所述正壓腔出口 9.5距離水平擋板的垂直高度為5-10mm，所述兩個正壓腔9.5分別與收集單體9上的兩個正壓風機接口 9.6連通，所述正壓風機接口 9.6經管道(所述管道在圖中僅用虛直線簡單表示)依次與正壓岐管的出口 6.1、正壓岐管6、正壓岐管的入口 6.2和正壓風機2連通。本實施例中，由于收集單體9有N個，相應就有N*2個正壓腔9.5，多個正壓腔9.5以并聯的形式接入正壓岐管。
[0037]所述掛架3可與油菜聯合收割機的割臺掛接。本發明并不限于上述掛接方式，本領域技術人員還可根據需要設計出與割臺連接的其它合理的連接方式。所述油菜聯合收割機可以為普通具有割臺的收割機。
[0038]工作原理:
[0039]本發明油菜聯合收獲時田間落粒的收集方法，利用負壓風機5提供的負壓氣流將下落過程中或落在扶禾分禾板8后方的水平擋板7上的油菜籽粒經收集單體入口 9.2收集起來，并通過負壓氣流經橫向負壓集流通道4利用氣力式輸送的方法運送油菜籽粒至收集裝置。當所述收集單體入口 9.2堵塞時，通過正壓風機2提供的正壓氣流經正壓腔出口 9.5排出，以清理收集單體入口 9.2處的堵塞。
[0040]以油菜聯合收獲為例，將本發明的掛架3掛接在收割機的割臺I上，然后正行正常收割，在收割過程中，油菜籽脫出的籽粒在下落過程中或者下落至水平檔板7上，由于負壓的作用，將這些油菜籽由收集單體入口 9.2被吸入負壓腔9.1內，通過負壓氣流運輸經管道由負壓風機接口 9.7、負壓入口 4.1、輸送單元4內的負壓通道、負壓出口 4.2以及負壓風機5最后送入收割機自帶的收割機后部的清選裝置(圖中未示出)內，所述縱向弧形隔板9.3可以起到為油菜籽在負壓腔9.1內導向和避免負壓死角的作用；
[0041]當收集單體入口 9.2被粗大雜物堵塞導致負壓腔9.1內的壓力導常增大，則會被負壓腔9.1的壓力傳感器感應時，可將信息發給控制器，則控制器則發出控制信號停止負壓風機5的工作，同時發出控制信號開始正壓風機2的工作，正壓風機5產生的正壓氣流依次經岐管正壓入口 6.2、正壓岐管6、岐管正壓出口 6.1以及正壓風機接口 9.6進入收集單體9內的正壓腔9.4，最后由排堵風口 9.5向下方吹出，清理收集孔9.2外的堵塞物，以證聯合收獲的正常進行。當排堵完 成后，負壓腔9.1內的壓力降至設置值時，則壓力傳感器將信號傳給控制器，則控制器發出控制信號使停止正壓風機2的工作，開始負壓風機5的工作，繼續進行油菜籽粒的負壓收集工作。所述正壓氣流的清堵工作還可通過對控制器的人為設定使其定期間歇式進行，以保持收割機工作時收集孔9.2處的通暢。
[0042]本實施例中，負壓工作狀態時，負壓腔9.1內的壓力最好保持在5kPa_20kPa ;正壓工作狀態時，正壓腔9.4內的壓力最好保持在0.5MPa_2Mpa。
【權利要求】
1.一種油菜聯合收獲時田間落粒的收集方法，其特征在于，利用負壓風機提供的負壓氣流將收割機的割臺前方秸桿間處于下落過程中的油菜籽粒經收集單體入口送入收集單體內負壓腔收集起來，并通過氣力式輸送方式利用負壓通道將收集單體負壓腔內的油菜籽粒運送匯總至收割機尾部清選裝置內。
2.如權利要求1所述的油菜聯合收獲時田間落粒的收集方法，其特征在于，利用正壓風機提供的間歇式正壓氣流經正壓通道、收集單體內的正壓腔吹掃收集單體入口處，排除其他物料可能造成的收集單體入口潛在堵塞。
3.一種用于權利要求1或2所述方法的油菜聯合收割機的田間落粒收集裝置，包括依次連接的可與收割機割臺掛接的掛架、橫向負壓集流通道、收集單體和分禾扶禾板，所述橫向負壓集流通道的入口與收集單體內的負壓腔連接，出口通過管道與負壓風機與收割機尾部清選裝置連接。
4.如權利要求3所述的油菜聯合收割機的田間落粒收集裝置，其特征在于，所述收集單體的外部下緣設有水平擋板，所述收集單體兩側沿水平檔板內沿上方開有與收集單體的負壓腔連通的收集單體入口。
5.如權利要求4所述的油菜聯合收割機的田間落粒收集裝置，其特征在于，所述收集單體兩側沿水平擋板內沿上方均布有多個收集單體入口，每個收集單體入口高2-4mm，寬8_20mm。
6.如權利要求4所述的油菜聯合收割機的田間落粒收集裝置，其特征在于，所述負壓腔的底面中部還設有弧面朝上的縱向弧形隔板。
7.如權利要求4或5任一所述的油菜聯合收割機的田間落粒收集裝置，其特征在于，所述收集單體內負壓腔的兩側還設有兩個正壓腔，所述兩個正壓腔的出口分別位于收集單體兩側收集單體入口的上方附近，所述兩個正壓腔的入口經正壓岐管與正壓風機連接。
8.如權利要求7所述的油菜聯合收割機的田間落粒收集裝置，其特征在于，所述正壓腔的出口距離水平擋板的垂直高度為5 — 10mm。
【文檔編號】A01D75/02GK103518489SQ201310475244
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月11日 優先權日:2013年10月11日
【發明者】黃小毛, 王廷廷, 宗望遠, 汲文峰, 廖慶喜 申請人:華中農業大學