本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)作物的采摘機械領(lǐng)域，具體是一種臥式杠桿木薯拔起裝置。

背景技術(shù)：

目前，木薯的拔起工作大部分仍然采用手工方法進行，雖然有大型的木薯采收裝置，但是這些大型設(shè)備不太適合于廣東、廣西、貴州等地區(qū)的丘陵地帶，而且大型設(shè)備的投入成本高，對農(nóng)村地區(qū)的產(chǎn)品推廣存在著很大的阻力。單純靠手工收獲木薯，已無法滿足木薯的增長需求，限制了木薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，為了解決農(nóng)民收獲木薯過程中手工收獲速度慢，容易傷手等問題，需要一種簡單實用的機械裝置來代替人力的收獲，以提高工作效率，減輕勞動強度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種臥式杠桿木薯拔起裝置，能夠代替人工實現(xiàn)木薯采收的功能，提高木薯的采摘效率以及減少對農(nóng)民手的傷害作用。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種臥式杠桿木薯拔起裝置，包括雙齒輪驅(qū)動夾持木薯拔起機構(gòu)、蝸輪蝸桿自鎖木薯拔起機構(gòu)以及多自由度木薯拔起機構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為：

所述雙齒輪驅(qū)動夾持木薯拔起機構(gòu)由從動齒、右夾持塊、主動齒、右轉(zhuǎn)動夾持手柄、左夾持塊、左轉(zhuǎn)動夾持手柄、左齒輪固定板定位點、齒輪固定板、右齒輪固定板定位點、從動齒上軸承、從動齒轉(zhuǎn)動軸、從動齒下軸承、蝸輪軸承、主動齒上軸承、主動齒轉(zhuǎn)動軸、右轉(zhuǎn)動夾持手柄調(diào)節(jié)螺栓、左轉(zhuǎn)動夾持手柄調(diào)節(jié)螺栓以及主動齒下軸承組成，所述齒輪固定板在左齒輪固定板定位點和右齒輪固定板定位點上通過螺栓和螺母連接在蝸輪蝸桿自鎖木薯拔起機構(gòu)上支撐板的兩側(cè)，從動齒下軸承和主動齒下軸承焊接在齒輪固定板上，從動齒上軸承和主動齒上軸承焊接在支撐板的底部，蝸輪軸承焊接在支撐板上，主動齒轉(zhuǎn)動軸和從動齒轉(zhuǎn)動軸分別穿過主動齒的上下兩個軸承和從動齒的上下兩個軸承，在從動齒上軸承和從動齒下軸承之間分布著從動齒和右轉(zhuǎn)動夾持手柄，右轉(zhuǎn)動夾持手柄的前端焊接著右夾持塊，尾端連接有右轉(zhuǎn)動夾持手柄調(diào)節(jié)螺栓，在主動齒上軸承和主動齒下軸承之間分布著主動齒和左轉(zhuǎn)動夾持手柄，左轉(zhuǎn)動夾持手柄的前端焊接著左夾持塊，尾端連接有左轉(zhuǎn)動夾持手柄調(diào)節(jié)螺栓，

所述蝸輪蝸桿自鎖木薯拔起機構(gòu)由左蝸桿軸承座、蝸桿、蝸輪、右蝸桿軸承座、轉(zhuǎn)動把手、握桿、連桿、轉(zhuǎn)動桿、握桿定位塊、握桿定位點、支撐板、連桿連接點、轉(zhuǎn)動把手定位點、第一右蝸桿軸承座定位點、第二右蝸桿軸承座定位點、第一左蝸桿軸承座定位點以及第二左蝸桿軸承座定位點組成，左蝸桿軸承座在第一左蝸桿軸承座定位點和第二左蝸桿軸承座定位點上通過螺栓和螺母的作用使得左蝸桿軸承座和支撐板連接在一起，右蝸桿軸承座在第一右蝸桿軸承座定位點和第二右蝸桿軸承座定位點上通過螺栓和螺母的作用使得右蝸桿軸承座和支撐板連接在一起，蝸桿穿過兩個蝸桿軸承座與蝸輪嚙合在一起，蝸輪通過主動齒轉(zhuǎn)動軸定位在支撐板上，握桿定位塊在三個握桿定位點上通過螺栓和螺母的作用固定在支撐板上，握桿的一端焊接在握桿定位塊上，在握桿的另一端上設(shè)有轉(zhuǎn)動把手定位點，握桿在轉(zhuǎn)動把手定位點上通過螺栓和螺母連接有轉(zhuǎn)動把手，轉(zhuǎn)動桿一端固定在蝸桿上，另一端鉸接著連桿，連桿和轉(zhuǎn)動把手在連桿連接點上通過螺栓和螺母連接在一起，

所述多自由度木薯拔起機構(gòu)由支架、前輪、左軸承座、左導槽、后輪、彈簧、彈簧連桿、彈簧連桿定位孔、擋板、轉(zhuǎn)動軸承、轉(zhuǎn)動軸、右軸承座、右導槽、第一右軸承座定位點、第二右軸承座定位點、第一左軸承座定位點、第二左軸承座定位點、連接角鋼、導槽輪以及導槽輪連接板組成，前輪通過前輪軸安裝在支架的前方，后輪通過后輪軸安裝在支架的后方，在支架的頂部焊接有左導槽和右導槽，左右兩個導槽輪分別安裝在導槽輪連接板的兩側(cè)，并使得這四個導槽輪能夠在導槽中滾動，轉(zhuǎn)動軸承焊接在導槽輪連接板上，轉(zhuǎn)動軸承上焊接著擋板，左軸承座在第一左軸承座定位點和第二左軸承座定位點上通過螺栓和螺母固定在擋板的左側(cè)，右軸承座在第一右軸承座定位點和第二右軸承座定位點上通過螺栓和螺母固定在擋板的右側(cè)，轉(zhuǎn)動軸穿過左軸承座和右軸承座，在轉(zhuǎn)動軸上焊接著連接角鋼，連接角鋼通過螺栓和螺母的作用連接在支撐板的底部，在擋板的尾端設(shè)有彈簧連桿定位孔，彈簧連桿穿過彈簧和彈簧連桿定位孔，并通過螺栓和螺母鉸接在支撐板上，

所述右轉(zhuǎn)動夾持手柄調(diào)節(jié)螺栓可以調(diào)節(jié)右轉(zhuǎn)動夾持手柄夾持角度以及右轉(zhuǎn)動夾持手柄在從動齒轉(zhuǎn)動軸的高度。

所述左轉(zhuǎn)動夾持手柄調(diào)節(jié)螺栓可以調(diào)節(jié)左轉(zhuǎn)動夾持手柄夾持角度以及左轉(zhuǎn)動夾持手柄在主動齒轉(zhuǎn)動軸的高度。

所述齒輪固定板的中間部分是凹的，凹進去的部分焊接著從動齒下軸承和主動齒下軸承。

所述雙齒輪驅(qū)動夾持木薯拔起機構(gòu)中的主動齒和從動齒的傳動比是1。

所述蝸輪蝸桿自鎖木薯拔起機構(gòu)上的握持部分以轉(zhuǎn)動把手定位點為支點，作用在轉(zhuǎn)動把手上的力為動力，作用在連桿上的力為阻力，組成一個杠桿機構(gòu)，進行雙齒輪驅(qū)動夾持木薯拔起機構(gòu)的夾持工作。

所述蝸輪蝸桿自鎖木薯拔起機構(gòu)上的握桿與支撐板的夾角為30°。

所述三個握桿定位點在握桿定位塊上呈三角形分布

所述多自由度木薯拔起機構(gòu)上通過轉(zhuǎn)動軸的作用可以實現(xiàn)鉛直方向的轉(zhuǎn)動。

所述多自由度木薯拔起機構(gòu)上通過導槽輪在左導槽和右導槽的滑動實現(xiàn)水平方向的進給運動。

所述多自由度木薯拔起機構(gòu)上通過轉(zhuǎn)動軸承的作用實現(xiàn)水平方向的旋轉(zhuǎn)運動，從而能夠在夾緊木薯桿的情況下，左右擺動握桿，使得木薯桿的根部松動，便于實現(xiàn)木薯的拔起工作。

所述臥式杠桿木薯拔起裝置通過往下壓握桿，能夠?qū)崿F(xiàn)木薯的拔起工作。

本發(fā)明的突出優(yōu)點在于：

采用半機械作業(yè)代替人工作業(yè)，改變了傳統(tǒng)的作業(yè)方式，提高了工作效率，減少了工人的工作強度和傷害。

多自由度木薯拔起機構(gòu)通過轉(zhuǎn)動軸可以實現(xiàn)鉛直方向的轉(zhuǎn)動，多自由度木薯拔起機構(gòu)通過導槽輪在左導槽和右導槽的滑動實現(xiàn)水平方向的進給運動，多自由度木薯拔起機構(gòu)上通過轉(zhuǎn)動軸承實現(xiàn)水平方向的旋轉(zhuǎn)運動，從而能夠在夾緊木薯桿的情況下，左右擺動握桿，使得木薯桿的根部松動，同時利用彈簧的彈性作用能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的自動復位功能，因此該裝置具有多個自由度，使得木薯的夾持和拔起工作更加便于實現(xiàn)。

采用蝸輪蝸桿機構(gòu)，利用蝸輪蝸桿的自鎖功能使得雙齒輪驅(qū)動夾持木薯拔起機構(gòu)可以緊緊地夾緊木薯桿，對木薯的拔起起到很大的作用。

同時，在雙齒輪驅(qū)動夾持木薯拔起機構(gòu)中，利用外嚙合齒輪的齒輪轉(zhuǎn)動方向相反，使得裝置可以夾緊木薯桿，從而進行木薯的拔起工作。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述臥式杠桿木薯拔起裝置的第一結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明所述臥式杠桿木薯拔起裝置的第二結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明所述臥式杠桿木薯拔起裝置的第三結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明所述雙齒輪驅(qū)動夾持木薯拔起機構(gòu)的第一結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明所述雙齒輪驅(qū)動夾持木薯拔起機構(gòu)的第二結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明所述蝸輪蝸桿自鎖木薯拔起機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明所述多自由度木薯拔起機構(gòu)的第一結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本發(fā)明所述多自由度木薯拔起機構(gòu)的第二結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標記為：左蝸桿軸承座1、鍵槽2、蝸桿3、蝸輪4、從動齒5、右夾持塊6、主動齒7、右轉(zhuǎn)動夾持手柄8、左夾持塊9、右蝸桿軸承座10、左轉(zhuǎn)動夾持手柄11、左齒輪固定板定位點12、蝸桿軸13、齒輪固定板14、支架15、前輪16、轉(zhuǎn)動把手17、握桿18、連桿19、轉(zhuǎn)動桿20、握桿定位塊21、握桿定位點22、支撐板23、左軸承座24、左導槽25、后輪26、連桿連接點27、轉(zhuǎn)動把手定位點28、第一右蝸桿軸承座定位點29、第二右蝸桿軸承座定位點30、右齒輪固定板定位點31、從動齒上軸承32、從動齒轉(zhuǎn)動軸33、從動齒下軸承34、蝸輪軸承35、主動齒上軸承36、主動齒轉(zhuǎn)動軸37、第一左軸承座定位點38、第二左軸承座定位點39、彈簧41、彈簧連桿42、彈簧連桿定位孔43、擋板44、轉(zhuǎn)動軸承45、右轉(zhuǎn)動夾持手柄調(diào)節(jié)螺栓46、左轉(zhuǎn)動夾持手柄調(diào)節(jié)螺栓47、主動齒下軸承48、第一左蝸桿軸承座定位點49、第二左蝸桿軸承座定位點50、轉(zhuǎn)動軸51、右軸承座52、右導槽53、第一右軸承座定位點54、第二右軸承座定位點55、第一左軸承座定位點56、第二左軸承座定位點57、連接角鋼58、導槽輪59、導槽連接板60。

具體實施方式

如圖1至圖8所示，本發(fā)明所述臥式杠桿木薯拔起裝置，包括雙齒輪驅(qū)動夾持木薯拔起機構(gòu)、蝸輪蝸桿自鎖木薯拔起機構(gòu)以及多自由度木薯拔起機構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系為：

所述雙齒輪驅(qū)動夾持木薯拔起機構(gòu)由從動齒5、右夾持塊6、主動齒7、右轉(zhuǎn)動夾持手柄8、左夾持塊9、左轉(zhuǎn)動夾持手柄11、左齒輪固定板定位點12、齒輪固定板14、右齒輪固定板定位點31、從動齒上軸承32、從動齒轉(zhuǎn)動軸33、從動齒下軸承34、蝸輪軸承35、主動齒上軸承36、主動齒轉(zhuǎn)動軸37、右轉(zhuǎn)動夾持手柄調(diào)節(jié)螺栓46、左轉(zhuǎn)動夾持手柄調(diào)節(jié)螺栓47以及主動齒下軸承48組成，所述齒輪固定板14在左齒輪固定板定位點12和右齒輪固定板定位點31上通過螺栓和螺母連接在蝸輪蝸桿自鎖木薯拔起機構(gòu)上支撐板23的兩側(cè)，從動齒下軸承34和主動齒下軸承48焊接在齒輪固定板14上，從動齒上軸承32和主動齒上軸承36焊接在支撐板23的底部，蝸輪軸承35焊接在支撐板23上，主動齒轉(zhuǎn)動軸37和從動齒轉(zhuǎn)動軸33分別穿過主動齒7的上下兩個軸承和從動齒5的上下兩個軸承，在從動齒上軸承32和從動齒下軸承34之間分布著從動齒5和右轉(zhuǎn)動夾持手柄8，右轉(zhuǎn)動夾持手柄8的前端焊接著右夾持塊6，尾端連接有右轉(zhuǎn)動夾持手柄調(diào)節(jié)螺栓46，在主動齒上軸承36和主動齒下軸承48之間分布著主動齒7和左轉(zhuǎn)動夾持手柄11，左轉(zhuǎn)動夾持手柄11的前端焊接著左夾持塊9，尾端連接有左轉(zhuǎn)動夾持手柄調(diào)節(jié)螺栓47，

所述蝸輪蝸桿自鎖木薯拔起機構(gòu)由左蝸桿軸承座1、蝸桿3、蝸輪4、右蝸桿軸承座10、轉(zhuǎn)動把手17、握桿18、連桿19、轉(zhuǎn)動桿20、握桿定位塊21、握桿定位點22、支撐板23、連桿連接點27、轉(zhuǎn)動把手定位點28、第一右蝸桿軸承座定位點29、第二右蝸桿軸承座定位點30、第一左蝸桿軸承座定位點49以及第二左蝸桿軸承座定位點50組成，左蝸桿軸承座1在第一左蝸桿軸承座定位點49和第二左蝸桿軸承座定位點50上通過螺栓和螺母的作用使得左蝸桿軸承座1和支撐板23連接在一起，右蝸桿軸承座10在第一右蝸桿軸承座定位點29和第二右蝸桿軸承座定位點30上通過螺栓和螺母的作用使得右蝸桿軸承座10和支撐板23連接在一起，蝸桿3穿過兩個蝸桿軸承座與蝸輪4嚙合在一起，蝸輪4通過主動齒轉(zhuǎn)動軸37定位在支撐板23上，握桿定位塊21在三個握桿定位點22上通過螺栓和螺母的作用固定在支撐板23上，握桿18的一端焊接在握桿定位塊21上，在握桿18的另一端上設(shè)有轉(zhuǎn)動把手定位點28，握桿18在轉(zhuǎn)動把手定位點28上通過螺栓和螺母連接有轉(zhuǎn)動把手17，轉(zhuǎn)動桿20一端固定在蝸桿3上，另一端鉸接著連桿19，連桿19和轉(zhuǎn)動把手17在連桿連接點27上通過螺栓和螺母連接在一起，

所述多自由度木薯拔起機構(gòu)由支架15、前輪16、左軸承座24、左導槽25、后輪26、彈簧41、彈簧連桿42、彈簧連桿定位孔43、擋板44、轉(zhuǎn)動軸承45、轉(zhuǎn)動軸51、右軸承座52、右導槽53、第一右軸承座定位點54、第二右軸承座定位點55、第一左軸承座定位點56、第二左軸承座定位點57、連接角鋼58、導槽輪59以及導槽輪連接板60組成，前輪16通過前輪軸安裝在支架15的前方，后輪26通過后輪軸安裝在支架15的后方，在支架15的頂部焊接有左導槽25和右導槽53，左右兩個導槽輪59分別安裝在導槽輪連接板60的兩側(cè)，并使得這四個導槽輪59能夠在導槽中滾動，轉(zhuǎn)動軸承45焊接在導槽輪連接板60上，轉(zhuǎn)動軸承45上焊接著擋板44，左軸承座24在第一左軸承座定位點56和第二左軸承座定位點57上通過螺栓和螺母固定在擋板44的左側(cè)，右軸承座52在第一右軸承座定位點54和第二右軸承座定位點55上通過螺栓和螺母固定在擋板44的右側(cè)，轉(zhuǎn)動軸51穿過左軸承座24和右軸承座52，在轉(zhuǎn)動軸51上焊接著連接角鋼58，連接角鋼58通過螺栓和螺母的作用連接在支撐板23的底部，在擋板44的尾端設(shè)有彈簧連桿定位孔43，彈簧連桿42穿過彈簧41和彈簧連桿定位孔43，并通過螺栓和螺母鉸接在支撐板23上，

所述右轉(zhuǎn)動夾持手柄調(diào)節(jié)螺栓46可以調(diào)節(jié)右轉(zhuǎn)動夾持手柄8夾持角度以及右轉(zhuǎn)動夾持手柄8在從動齒轉(zhuǎn)動軸33的高度。

所述左轉(zhuǎn)動夾持手柄調(diào)節(jié)螺栓47可以調(diào)節(jié)左轉(zhuǎn)動夾持手柄11夾持角度以及左轉(zhuǎn)動夾持手柄11在主動齒轉(zhuǎn)動軸37的高度。

所述齒輪固定板14的中間部分是凹的，凹進去的部分焊接著從動齒下軸承34和主動齒下軸承48。

所述雙齒輪驅(qū)動夾持木薯拔起機構(gòu)中的主動齒7和從動齒5的傳動比是1。

所述蝸輪蝸桿自鎖木薯拔起機構(gòu)上的握持部分以轉(zhuǎn)動把手定位點28為支點，作用在轉(zhuǎn)動把手17上的力為動力，作用在連桿19上的力為阻力，組成一個杠桿機構(gòu)，進行雙齒輪驅(qū)動夾持木薯拔起機構(gòu)的夾持工作。

所述蝸輪蝸桿自鎖木薯拔起機構(gòu)上的握桿18與支撐板23的夾角為30°。

所述三個握桿定位點22在握桿定位塊21上呈三角形分布

所述多自由度木薯拔起機構(gòu)上通過轉(zhuǎn)動軸51的作用可以實現(xiàn)鉛直方向的轉(zhuǎn)動。

所述多自由度木薯拔起機構(gòu)上通過導槽輪59在左導槽25和右導槽53的滑動實現(xiàn)水平方向的進給運動。

所述多自由度木薯拔起機構(gòu)上通過轉(zhuǎn)動軸承45的作用實現(xiàn)水平方向的旋轉(zhuǎn)運動，從而能夠在夾緊木薯桿的情況下，左右擺動握桿18，使得木薯桿的根部松動，便于實現(xiàn)木薯的拔起工作。

所述臥式杠桿木薯拔起裝置通過往下壓握桿18，能夠?qū)崿F(xiàn)木薯的拔起工作。

工作原理及過程

在雙齒輪驅(qū)動夾持木薯拔起機構(gòu)中，用右轉(zhuǎn)動夾持手柄調(diào)節(jié)螺栓46和左轉(zhuǎn)動夾持手柄調(diào)節(jié)螺栓47使得右轉(zhuǎn)動夾持手柄8和左轉(zhuǎn)動夾持手柄11分別與從動齒轉(zhuǎn)動軸33和主動齒轉(zhuǎn)動軸37連接在一起，使得轉(zhuǎn)動夾持手柄隨著齒輪轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，利用外嚙合齒輪的齒輪轉(zhuǎn)動方向相反，當主動齒7順時針轉(zhuǎn)動時，從動齒5逆時針轉(zhuǎn)動，左夾持塊9和右夾持塊6會靠近，進行木薯桿的夾持工作。

在蝸輪蝸桿自鎖木薯拔起機構(gòu)中，蝸輪蝸桿自鎖木薯拔起機構(gòu)上的握持部分以轉(zhuǎn)動把手定位28為支點，作用在轉(zhuǎn)動把手上17的力為動力，作用在連桿19上的力為阻力，組成一個杠桿機構(gòu)，進行雙齒輪驅(qū)動夾持木薯拔起機構(gòu)的夾持工作，擺動轉(zhuǎn)動把手17，利用連桿19和轉(zhuǎn)動桿20將動力傳到蝸輪4蝸桿3處，驅(qū)動雙齒輪運動，可實現(xiàn)裝置的夾持功能，同時利用蝸輪4蝸桿3的自鎖原理，可以將木薯桿緊緊地夾持住，方便木薯的拔起工作。此外，通過往下壓握桿18，以轉(zhuǎn)動軸51的軸心為支點，作用在握桿18上的力為動力，作用在夾持塊上的力為阻力，形成一個杠桿機構(gòu)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)木薯的拔起工作。

在多自由度木薯拔起機構(gòu)中，通過轉(zhuǎn)動軸51的作用可以實現(xiàn)鉛直方向的轉(zhuǎn)動，從而能夠?qū)崿F(xiàn)木薯的拔起運動；通過導槽輪59在左導槽25和右導槽53的滑動實現(xiàn)水平方向的進給運動；通過轉(zhuǎn)動軸承45的作用實現(xiàn)水平方向的旋轉(zhuǎn)運動，從而能夠在夾緊木薯桿的情況下，左右擺動握桿18，使得木薯桿的根部松動。此外，還能夠利用彈簧41的彈性作用能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的自動復位功能，該裝置的多自由度設(shè)計能夠滿足絕大部分的社會的生產(chǎn)需要，具有很好的應(yīng)用前景。