本實用新型屬于農(nóng)業(yè)機械自動化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種振動式蓮藕收獲機具。

背景技術(shù)：

蓮藕是一種經(jīng)濟效益好、食用價值高的特色農(nóng)產(chǎn)品。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，我國蓮藕種植面積不斷擴大，已超過6000多萬畝。但蓮藕也是一種易種難收的農(nóng)產(chǎn)品，其采挖方法目前主要依靠人工，不僅勞動強度大，作業(yè)環(huán)境惡劣，而且挖凈率低，藕損傷嚴(yán)重，這制約了蓮藕產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

目前國內(nèi)的蓮藕收獲機具大多采用高壓噴水式收獲機，其工作原理是利用水泵將藕田中的水經(jīng)過濾后增壓輸送至高壓水槍，而后經(jīng)安裝在高壓水槍底部的射流噴頭形成射流，反復(fù)沖洗覆蓋在蓮藕上面的泥土，直至蓮藕自動浮出水面。但現(xiàn)有的挖藕機存在以下問題：1)采用高壓水槍反復(fù)沖刷，能耗高、作業(yè)時間長；2)工人需要水下作業(yè)且高壓水槍不易控制，勞動強度大、技術(shù)要求高；3)水下環(huán)境復(fù)雜，水循環(huán)過濾系統(tǒng)故障頻繁。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是解決高壓噴水式收獲機的不足，提供一種振動式蓮藕收獲機具。

為實現(xiàn)本實用新型目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種振動式蓮藕收獲機具，包括液壓缸Ⅰ、升降臺、漏篩、機架、旋轉(zhuǎn)毛刷、變速箱、液壓馬達、帶輪機構(gòu)和曲柄雙搖桿機構(gòu)。

所述機架固定在升降臺的前端。所述升降臺的后側(cè)連有液壓缸Ⅰ。所述液壓缸Ⅰ推動升降臺上下移動。所述變速箱和液壓馬達安裝在機架上。所述液壓馬達驅(qū)動變速箱工作。所述旋轉(zhuǎn)毛刷安裝在機架的前端轉(zhuǎn)軸上。

所述機架的一側(cè)安裝有帶輪機構(gòu)。所述帶輪機構(gòu)包括主動輪、從動輪Ⅰ和傳送帶。所述主動輪與變速箱的輸出端連接，通過傳送帶將動力傳遞至從動輪Ⅰ。所述從動輪Ⅰ安裝在旋轉(zhuǎn)毛刷的轉(zhuǎn)軸上。

所述漏篩位于在機架的下方，它與機架通過曲柄雙搖桿機構(gòu)連接。所述漏篩為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它的前端帶有鋸齒。所述曲柄雙搖桿機構(gòu)包括曲柄、連桿、搖桿Ⅰ和搖桿Ⅱ。所述曲柄與變速箱的輸出端連接。所述連桿的一端與曲柄鉸接，另一端鉸接在漏篩的E點。所述搖桿Ⅰ的一端與機架鉸接，另一端鉸接在漏篩的E點。所述搖桿Ⅱ與搖桿Ⅰ平行布置，它的一端與機架鉸接，另一端與漏篩鉸接。

進一步，所述帶輪機構(gòu)還包括另一從動輪Ⅱ。所述從動輪Ⅱ固定于液壓缸Ⅱ的輸出端。所述液壓缸Ⅱ安裝在機架上，所述液壓缸Ⅱ調(diào)節(jié)從動輪Ⅱ上下移動。

進一步，該裝置安裝于農(nóng)用拖拉機的前端。

進一步，所述漏篩的振幅范圍為20～40mm。

值得說明的是，振動式蓮藕收獲機具的智能控制方法，包括壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、升降高度控制模塊、作業(yè)速度控制模塊、單片機控制器。

所述壓力傳感器檢測旋轉(zhuǎn)毛刷掃刷蓮藕表層的壓力。所述轉(zhuǎn)速傳感器檢測液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)速和動力裝置發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。

作業(yè)時，將檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、液壓馬達轉(zhuǎn)速信號和旋轉(zhuǎn)毛刷壓力信號傳遞至單片機控制器。若單片機控制器檢測到它們的數(shù)值超限，則采用模糊控制算法通過升降高度控制模塊和作業(yè)速度控制模塊分別調(diào)整旋轉(zhuǎn)毛刷高度和液壓馬達轉(zhuǎn)速。

本實用新型的工作原理：

通過種植戶自有的小型拖拉機等裝置提供動力，將本實用新型的機具安裝于動力裝置前端，利用旋轉(zhuǎn)毛刷清除蓮藕表層泥土，再配合漏篩松動蓮藕深層泥土，進而使脫盡淤泥的蓮藕自動浮出水面。該機具依靠壓力傳感器實時檢測旋轉(zhuǎn)毛刷掃刷蓮藕表層的壓力變化，以實現(xiàn)毛刷高度自適應(yīng)調(diào)節(jié)；同時，依靠轉(zhuǎn)速傳感器實時檢測漏篩、液壓馬達與動力裝置發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，并實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的自適應(yīng)調(diào)節(jié)。

本實用新型的技術(shù)效果是毋庸置疑的，本實用新型的振動式蓮藕收獲機具，能夠充分利用種植戶已有的拖拉機作為動力源，以高效、節(jié)能的方式實現(xiàn)人工藕田蓮藕的智能采挖。該機具無需專用動力，作業(yè)效率高；挖藕人員不用下水淌泥，可有效改善作業(yè)條件，降低勞動強度；同時，可有效減少蓮藕損傷，并提高挖凈率。廣泛適用于人工藕田的蓮藕采挖，可實現(xiàn)節(jié)本增效。

附圖說明

圖1為本實用新型的機具結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1另一方向的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為曲柄雙搖桿結(jié)構(gòu)的機構(gòu)簡圖。

圖4為本實用新型安裝在拖拉機上的示意圖。

圖5為智能控制系統(tǒng)的總體流程圖。

圖6為智能控制系統(tǒng)的具體控制流程圖。

圖中：液壓缸Ⅰ1、升降臺2、漏篩3、機架4、旋轉(zhuǎn)毛刷5、變速箱6、液壓馬達7、帶輪機構(gòu)8、主動輪801、從動輪Ⅰ802、傳送帶803、從動輪Ⅱ804、曲柄雙搖桿機構(gòu)9、曲柄901、連桿902、搖桿Ⅰ903、搖桿Ⅱ904、液壓缸Ⅱ10。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，但不應(yīng)該理解為本實用新型上述主題范圍僅限于下述實施例。在不脫離本實用新型上述技術(shù)思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本實用新型的保護范圍內(nèi)。

參見圖1和圖2，本實施例提供一種振動式蓮藕收獲機具，包括液壓缸Ⅰ1、升降臺2、漏篩3、機架4、旋轉(zhuǎn)毛刷5、變速箱6、液壓馬達7、帶輪機構(gòu)8和曲柄雙搖桿機構(gòu)9。

所述機架4固定在升降臺2的前端。所述升降臺2的后側(cè)連有液壓缸Ⅰ1。本實施例中，如圖4所示，該機具安裝于農(nóng)用拖拉機的前端，所述液壓缸Ⅰ1固定于拖拉機的前端，且液壓缸Ⅰ1推動升降臺2上下移動，從而也調(diào)整的機架4的工作高度，以保證機架4下方的漏篩3入泥深度不變。

所述變速箱6和液壓馬達7安裝在機架4上。所述液壓馬達7驅(qū)動變速箱6工作，從而帶動曲柄雙搖桿機構(gòu)9和帶輪機構(gòu)8運動。所述旋轉(zhuǎn)毛刷5安裝在機架4的前端轉(zhuǎn)軸上。

所述機架4的一側(cè)安裝有帶輪機構(gòu)8。所述帶輪機構(gòu)8包括主動輪801、從動輪Ⅰ802和傳送帶803。所述主動輪801與變速箱6的輸出端連接，通過傳送帶803將動力傳遞至從動輪Ⅰ802。所述從動輪Ⅰ802安裝在旋轉(zhuǎn)毛刷5的轉(zhuǎn)軸上。所述從動輪Ⅰ802的轉(zhuǎn)動將帶動旋轉(zhuǎn)毛刷5以相同的角速度旋轉(zhuǎn)。所述帶輪機構(gòu)8還包括從動輪Ⅱ804。液壓缸Ⅰ1推動升降臺2上下移動，所述從動輪Ⅱ804固定于液壓缸Ⅱ10的輸出端；所述液壓缸Ⅱ10安裝在機架4上，所述液壓缸Ⅱ10可調(diào)節(jié)從動輪804上下移動，以保證帶輪機構(gòu)8正常工作。

所述漏篩3位于在機架4的下方，它與機架4通過曲柄雙搖桿機構(gòu)9連接。所述漏篩3為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它的前端帶有鋸齒。所述曲柄雙搖桿機構(gòu)9包括曲柄901、連桿902、搖桿Ⅰ903和搖桿Ⅱ904。所述曲柄901與變速箱6的輸出端連接。所述連桿902的一端與曲柄901鉸接，另一端鉸接在漏篩3的E點。所述搖桿Ⅰ903的一端與機架4鉸接，另一端鉸接在漏篩3的E點。所述搖桿Ⅱ904與搖桿Ⅰ903平行布置，它的一端與機架4鉸接，另一端與漏篩3鉸接。

參見圖3，為曲柄雙搖桿機構(gòu)9的機構(gòu)簡圖，其中A、B、C為機架4上的鉸點，E、F為漏篩3上的鉸點，L3代表曲柄901，L4代表連桿902，L6、L7分別代表兩相互平行的搖桿Ⅰ903和搖桿Ⅱ904。本市實施中，選擇合金鋼作為曲柄雙搖桿機構(gòu)9的材料。具體地，L1＝300mm，L2＝381.4mm，L3＝58.6mm，L4＝564mm，L5＝300mm，L6＝300mm，L7＝390mm。它的運動極限位置角度：a1＝81.86°，a2＝107.62°，擺角為25.77°，振幅為41mm。

另外如圖5所示，為智能控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)，振動式蓮藕收獲機具在作業(yè)前需要確定旋轉(zhuǎn)毛刷與漏篩的作業(yè)位置，智能控制系統(tǒng)主要包括壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、升降高度控制模塊、作業(yè)速度控制模塊、單片機控制器等，依靠壓力傳感器實時檢測旋轉(zhuǎn)毛刷掃刷蓮藕表層的壓力變化，以實現(xiàn)毛刷高度的自適應(yīng)調(diào)節(jié)；同時依靠轉(zhuǎn)速傳感器實時檢測振動篩液壓馬達與動力裝置發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，并實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的自適應(yīng)調(diào)節(jié)。

主要硬件選擇為單片機控制器、觸摸屏顯示器和信號測量模塊。

單片機控制器：本實用新型的智能控制系統(tǒng)采用模糊控制，其控制器選擇主要取決于控制系統(tǒng)的復(fù)雜性、控制精度、控制高度和運行速度的要求，該智能控制模糊邏輯明確清晰，故選用單片機處理器作為控制器即可滿足要求。

觸摸屏顯示器：根據(jù)振動式智能挖藕機具工作環(huán)境選擇可防水防塵、適用于戶外的觸摸屏顯示器，要求兼顧濾光特性、材料強度及韌性，同時有效防止外力沖擊，在強光下仍然具備良好的顯示效果，同時不影響信號傳遞，清晰反應(yīng)作業(yè)狀態(tài)下各參數(shù)的具體數(shù)據(jù)，及工作曲線平穩(wěn)性。

信號測量模塊：控制系統(tǒng)需要采集作業(yè)時旋轉(zhuǎn)毛刷壓力信號、液壓馬達轉(zhuǎn)速信號和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號。壓力信號可選用壓力傳感器進行測量，通過壓力曲線判定旋轉(zhuǎn)毛刷工作高度；轉(zhuǎn)速信號可選用霍爾傳感器，測量脈沖輸出信號，經(jīng)處理器轉(zhuǎn)換脈沖信號實現(xiàn)轉(zhuǎn)速測量。

如圖6所示為具體的控制流程，控制系統(tǒng)開機后進入初始化狀態(tài)，檢查預(yù)定參數(shù)設(shè)置是否準(zhǔn)確，開始進行挖藕作業(yè)，工作時數(shù)據(jù)采樣周期為0.1s，分別采集旋轉(zhuǎn)毛刷壓力信號、液壓馬達和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號，得到相關(guān)參數(shù)曲線，根據(jù)設(shè)定的參數(shù)閾值判定壓力信號和轉(zhuǎn)速信號是否超限，若壓力超過限定值，則調(diào)用模糊控制算法調(diào)整毛刷高度；若轉(zhuǎn)速超過參數(shù)限定值，則調(diào)用模糊控制算法調(diào)整液壓馬達的轉(zhuǎn)速。