袁盼盼等

摘要：為了解決釀酒葡萄機(jī)械化收獲作業(yè)的輸送難題，設(shè)計(jì)了1種釀酒葡萄收獲機(jī)輸送裝置，闡述了該裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理。主要對(duì)裝置的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)、戽斗及驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)；該輸送裝置采用導(dǎo)軌支撐雙鉸接輸送鏈，戽斗收集采收的釀酒葡萄粒，并將其在雙鉸接鏈的帶動(dòng)下輸送至料箱。

關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：釀酒葡萄；農(nóng)業(yè)機(jī)械；輸送；收獲

中圖分類(lèi)號(hào)：S225.99文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2014）10-0386-03

收稿日期：2014-01-16

基金項(xiàng)目：新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)工業(yè)科技攻關(guān)計(jì)劃（編號(hào)：2013BA009）；石河子大學(xué)高層次人才科研啟動(dòng)資金專(zhuān)項(xiàng)（編號(hào)：RCZX201123）。

作者簡(jiǎn)介：袁盼盼（1989—），女，河南周口人，碩士研究生，研究方向?yàn)楝F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)。E-mail：ypp_shz@163.com。

通信作者：坎雜，教授，博士生導(dǎo)師，從事農(nóng)業(yè)機(jī)械研究。E-mail：kz-shz@163.com。新疆地處我國(guó)西北邊陲，位于35°～50°N之間，具有日照時(shí)間長(zhǎng)、晝夜溫差大、降水量少等特點(diǎn)，自然條件十分有利于葡萄的生長(zhǎng)[1]，是世界優(yōu)質(zhì)葡萄產(chǎn)區(qū)之一，與法國(guó)波爾多、美國(guó)加利福尼亞州并稱(chēng)為世界葡萄的“天堂種植區(qū)”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年新疆地區(qū)釀酒葡萄種植面積為2萬(wàn)hm2[2]，到2012年已經(jīng)超過(guò)4萬(wàn)hm2[3]。近年來(lái)，新疆地區(qū)釀酒葡萄種植規(guī)模在快速擴(kuò)大，然而釀酒葡萄的收獲還完全依靠人工，勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，尤其是近年來(lái)勞動(dòng)力極其緊張、雇工困難等現(xiàn)狀導(dǎo)致釀酒葡萄難以在最佳收獲期內(nèi)進(jìn)行及時(shí)采收，從而制約了新疆地區(qū)釀酒葡萄產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。世界發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、法國(guó)等已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了釀酒葡萄的機(jī)械化收獲，且技術(shù)相對(duì)成熟，但由于地域性差異，釀酒葡萄栽培管理要求不同等，國(guó)外的收獲機(jī)在新疆地區(qū)采收釀酒葡萄的適應(yīng)性差。因此，研發(fā)適應(yīng)新疆地區(qū)釀酒葡萄生長(zhǎng)特點(diǎn)的釀酒葡萄收獲機(jī)迫在眉睫，而輸送裝置是釀酒葡萄機(jī)的核心部件之一，其好壞既影響釀酒葡萄收獲機(jī)的綜合工作性能，又與種植用戶(hù)的切身利益息息相關(guān)。本研究設(shè)計(jì)了1種雙鉸接鏈釀酒葡萄收獲機(jī)輸送裝置，用于釀酒葡萄輸送技術(shù)的研究。

1裝置結(jié)構(gòu)及工作原理

釀酒葡萄收獲機(jī)輸送裝置由雙側(cè)對(duì)稱(chēng)的2條呈回形的雙鉸接輸送鏈軌道組成，如圖1所示，鏈軌道由雙鉸接鏈條8、導(dǎo)軌1、連接架10、戽斗2、擋板（4、7、9）、驅(qū)動(dòng)裝置3、出料口5等組成。如圖2所示，雙鉸接鏈8包括走輪1和導(dǎo)輪4，走輪（導(dǎo)輪）通過(guò)走輪軸5（導(dǎo)輪軸3）設(shè)置在兩側(cè)連接板之間，走輪連接板2和導(dǎo)輪連接板7間通過(guò)鉸接件6依次連接，走輪和導(dǎo)輪均可轉(zhuǎn)動(dòng)[4]。本設(shè)計(jì)將工業(yè)生產(chǎn)流水線傳動(dòng)部件的輸送鏈條運(yùn)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械中，運(yùn)行平穩(wěn)、可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)連接架10鉸接在鏈條8上，依次間隔安裝的柔性戽斗2受導(dǎo)軌1的控制，由軌道和雙鉸接鏈上的導(dǎo)輪保持鏈條在回轉(zhuǎn)平面內(nèi)按順時(shí)針?lè)较蛟谲壍纼?nèi)運(yùn)動(dòng)。兩側(cè)的導(dǎo)軌底部向內(nèi)側(cè)平行收縮，兩側(cè)鏈條8上的柔性戽斗在安裝時(shí)預(yù)設(shè)一定擠壓力，兩側(cè)戽斗底部交錯(cuò)相接，如圖3所示，兩側(cè)戽斗相互嚙合，形成緊密的接料部分。此外，在兩側(cè)導(dǎo)軌上部的傾斜段均安裝有驅(qū)動(dòng)裝置3，為兩側(cè)輸送鏈運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力。

工作時(shí)，收獲機(jī)騎跨在某一葡萄行上，兩側(cè)導(dǎo)軌1分布在葡萄藤的兩側(cè)，兩側(cè)的柔性戽斗2緊貼葡萄藤兩面，采收的釀酒葡萄顆粒在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)并全部掉落至下方兩側(cè)的柔性戽斗內(nèi)。動(dòng)力由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)提供，經(jīng)驅(qū)動(dòng)裝置3驅(qū)動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)，戽斗在雙鉸接鏈的帶動(dòng)下按順時(shí)針?lè)较蛳蛏陷斔?，在輸送過(guò)程中導(dǎo)軌的后側(cè)安裝護(hù)送擋板9向上延伸與頂部擋板4相連至出料口5，后擋板9、頂部擋板4與柔性戽斗摩擦接觸，與柔性戽斗形成封閉空間，作用是使柔性戽斗在垂直向上輸送時(shí)，戽斗內(nèi)釀酒葡萄顆粒不掉落，直至輸送至出料口；出料口延伸至料箱上方，保證釀酒葡萄顆粒落入料箱內(nèi)，出料口橡膠接頭6可在料箱傾倒物料時(shí)的起落運(yùn)動(dòng)碰撞后恢復(fù)原形。

2 關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)

2.1導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由圖4可見(jiàn)，導(dǎo)軌由直段、圓弧段及傾斜段組成“回”形軌道， 由4 mm鋼板焊接而成，導(dǎo)軌截面尺寸見(jiàn)圖5，其中b=

72 mm，h=68 mm，b1=20 mm。導(dǎo)軌直段長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)根據(jù)釀酒葡萄收獲機(jī)振動(dòng)采收裝置采收區(qū)的長(zhǎng)度確定，振動(dòng)采摘裝置采收區(qū)域取決于振動(dòng)工作肋條長(zhǎng)度[5]，導(dǎo)軌直段長(zhǎng)度為 2 000 mm。采用圓弧段可縮短輸送路線，導(dǎo)軌圓弧段的設(shè)計(jì)以轉(zhuǎn)彎工作時(shí)輸送鏈工作平穩(wěn)、葡萄顆粒不掉落為依據(jù)，在該裝置設(shè)計(jì)中，轉(zhuǎn)彎圓弧段的轉(zhuǎn)彎半徑為600 mm。

導(dǎo)軌上部直段采用傾斜設(shè)計(jì)，前低后高，目的是縮小整機(jī)體積，前端上部圓弧段的終止點(diǎn)低于振動(dòng)分離裝置的頂部，采用傾斜設(shè)計(jì)可滿(mǎn)足與下方振動(dòng)分離裝置無(wú)干涉。傾斜角的大小直接影響葡萄粒落入料箱的效率，由圖6可知，因輸送鏈?zhǔn)亲宰笙蛴疫\(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌上部直段是自右向左傾斜，葡萄顆粒在戽斗內(nèi)向左側(cè)傾斜集中，為了順利落入出料口，導(dǎo)軌上部直段安裝傾角應(yīng)滿(mǎn)足以下條件：

θ≤arcsinTF。

式中：T為葡萄顆粒與戽斗摩擦力，N；F為戽斗中葡萄顆粒重力，N。

導(dǎo)軌安裝高度由葡萄串分布的最低位置確定，調(diào)研得知，為保證釀酒葡萄質(zhì)量，酒廠要求釀酒葡萄串的最低高度為500 mm，而導(dǎo)軌的安裝高度應(yīng)確保葡萄全部被收集。在設(shè)計(jì)時(shí)，導(dǎo)軌的最低高度即前端導(dǎo)軌的豎直高度，臨界高度為振動(dòng)采摘裝置中樞擺動(dòng)梁的長(zhǎng)度，則前端導(dǎo)軌最低高度 1 900 mm，后端導(dǎo)軌高度由導(dǎo)軌傾角確定，在滿(mǎn)足要求的前提下，后端導(dǎo)軌高度越低越好；確定兩側(cè)導(dǎo)軌工作間距需要依據(jù)葡萄藤生長(zhǎng)寬度及戽斗的形狀尺寸。

2.2戽斗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

戽斗作用是收集采摘的釀酒葡萄粒，在驅(qū)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，將釀酒葡萄輸送至料箱，完成一個(gè)工作循環(huán)。相對(duì)于傳送帶式輸送，戽斗式空間尺寸小，在垂直向上輸送時(shí)，較傳送帶工作效果好。由圖7可見(jiàn)，戽斗呈三角形的柔性戽斗，前端自三角頂點(diǎn)向下傾斜，落入三角形區(qū)域的葡萄?；氲介L(zhǎng)方形區(qū)域中。

戽斗承載量應(yīng)滿(mǎn)足實(shí)際承重要求，根據(jù)新疆地區(qū)釀酒葡萄單產(chǎn)計(jì)算戽斗尺寸參數(shù)，在不增大戽斗空間尺寸的前提下，

盡可能增大戽斗容積，在導(dǎo)軌圓弧段轉(zhuǎn)彎工作時(shí)，為使葡萄顆粒不外泄，戽斗容積最佳充滿(mǎn)系數(shù)為0.8[6]。戽斗材質(zhì)選取食用型氨基甲酸酯材料[7]，且具有一定彈性，以減小葡萄下落接觸時(shí)的沖擊損傷。工作時(shí)，戽斗緊貼葡萄藤運(yùn)動(dòng)，為了減少與葡萄藤產(chǎn)生摩擦而造成戽斗不斷磨損損傷，戽斗材質(zhì)還應(yīng)具有高強(qiáng)度、耐摩擦等特點(diǎn)。

戽斗安裝通過(guò)連接架與雙鉸接鏈的中心連接，連接架如圖8所示，戽斗與連接架通過(guò)兩邊的固定片連接，連接架安裝在雙鉸接鏈的中心，每節(jié)雙鉸接鏈上安裝1個(gè)連接架。整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，戽斗與戽斗、戽斗與鏈條、鏈輪間不發(fā)生干涉，釀

酒葡萄顆粒不外泄。

2.3驅(qū)動(dòng)裝置

兩側(cè)軌道的傾斜段安裝有2個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)雙鉸鏈運(yùn)動(dòng)。如圖9所示，驅(qū)動(dòng)裝置由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)4、支撐架1、主動(dòng)鏈輪3、從動(dòng)鏈輪8、主動(dòng)軸2、從動(dòng)軸9及驅(qū)動(dòng)履帶5組成，主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪安裝在支撐架內(nèi)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)履帶傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)履帶上設(shè)有多個(gè)撥爪，撥爪與雙鉸接鏈配合。馬達(dá)輸出的動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)履帶，由驅(qū)動(dòng)履帶上的撥爪來(lái)?yè)軇?dòng)輸送鏈條，使鏈條在導(dǎo)軌中向前移動(dòng)。從動(dòng)軸兩側(cè)安裝滑動(dòng)軸承座，并將其安裝在支撐架上的滑槽內(nèi)，可通過(guò)調(diào)整從動(dòng)鏈輪在滑槽內(nèi)的位置，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)履帶的張緊度。

3結(jié)論

本研究設(shè)計(jì)了一種釀酒葡萄收獲機(jī)輸送裝置，可以完成葡萄收集與輸送作業(yè)，輸送形式采用導(dǎo)軌支撐雙鉸接輸送鏈，圓弧導(dǎo)軌縮短了輸送路線。戽斗設(shè)計(jì)采用傾斜三角形的柔性戽斗，便于收集與兩側(cè)戽斗嚙合。研究為葡萄收獲機(jī)的進(jìn)一步研究提供了基礎(chǔ)資料。

參考文獻(xiàn)：

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[7]吳清分.NEW HOLLAND公司VN 2080型高地隙葡萄收獲機(jī)[J]. 農(nóng)業(yè)工程，2013（1）：105-107.

戽斗承載量應(yīng)滿(mǎn)足實(shí)際承重要求，根據(jù)新疆地區(qū)釀酒葡萄單產(chǎn)計(jì)算戽斗尺寸參數(shù)，在不增大戽斗空間尺寸的前提下，

盡可能增大戽斗容積，在導(dǎo)軌圓弧段轉(zhuǎn)彎工作時(shí)，為使葡萄顆粒不外泄，戽斗容積最佳充滿(mǎn)系數(shù)為0.8[6]。戽斗材質(zhì)選取食用型氨基甲酸酯材料[7]，且具有一定彈性，以減小葡萄下落接觸時(shí)的沖擊損傷。工作時(shí)，戽斗緊貼葡萄藤運(yùn)動(dòng)，為了減少與葡萄藤產(chǎn)生摩擦而造成戽斗不斷磨損損傷，戽斗材質(zhì)還應(yīng)具有高強(qiáng)度、耐摩擦等特點(diǎn)。

戽斗安裝通過(guò)連接架與雙鉸接鏈的中心連接，連接架如圖8所示，戽斗與連接架通過(guò)兩邊的固定片連接，連接架安裝在雙鉸接鏈的中心，每節(jié)雙鉸接鏈上安裝1個(gè)連接架。整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，戽斗與戽斗、戽斗與鏈條、鏈輪間不發(fā)生干涉，釀

酒葡萄顆粒不外泄。

2.3驅(qū)動(dòng)裝置

兩側(cè)軌道的傾斜段安裝有2個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)雙鉸鏈運(yùn)動(dòng)。如圖9所示，驅(qū)動(dòng)裝置由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)4、支撐架1、主動(dòng)鏈輪3、從動(dòng)鏈輪8、主動(dòng)軸2、從動(dòng)軸9及驅(qū)動(dòng)履帶5組成，主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪安裝在支撐架內(nèi)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)履帶傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)履帶上設(shè)有多個(gè)撥爪，撥爪與雙鉸接鏈配合。馬達(dá)輸出的動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)履帶，由驅(qū)動(dòng)履帶上的撥爪來(lái)?yè)軇?dòng)輸送鏈條，使鏈條在導(dǎo)軌中向前移動(dòng)。從動(dòng)軸兩側(cè)安裝滑動(dòng)軸承座，并將其安裝在支撐架上的滑槽內(nèi)，可通過(guò)調(diào)整從動(dòng)鏈輪在滑槽內(nèi)的位置，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)履帶的張緊度。

3結(jié)論

本研究設(shè)計(jì)了一種釀酒葡萄收獲機(jī)輸送裝置，可以完成葡萄收集與輸送作業(yè)，輸送形式采用導(dǎo)軌支撐雙鉸接輸送鏈，圓弧導(dǎo)軌縮短了輸送路線。戽斗設(shè)計(jì)采用傾斜三角形的柔性戽斗，便于收集與兩側(cè)戽斗嚙合。研究為葡萄收獲機(jī)的進(jìn)一步研究提供了基礎(chǔ)資料。

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[7]吳清分.NEW HOLLAND公司VN 2080型高地隙葡萄收獲機(jī)[J]. 農(nóng)業(yè)工程，2013（1）：105-107.

戽斗承載量應(yīng)滿(mǎn)足實(shí)際承重要求，根據(jù)新疆地區(qū)釀酒葡萄單產(chǎn)計(jì)算戽斗尺寸參數(shù)，在不增大戽斗空間尺寸的前提下，

盡可能增大戽斗容積，在導(dǎo)軌圓弧段轉(zhuǎn)彎工作時(shí)，為使葡萄顆粒不外泄，戽斗容積最佳充滿(mǎn)系數(shù)為0.8[6]。戽斗材質(zhì)選取食用型氨基甲酸酯材料[7]，且具有一定彈性，以減小葡萄下落接觸時(shí)的沖擊損傷。工作時(shí)，戽斗緊貼葡萄藤運(yùn)動(dòng)，為了減少與葡萄藤產(chǎn)生摩擦而造成戽斗不斷磨損損傷，戽斗材質(zhì)還應(yīng)具有高強(qiáng)度、耐摩擦等特點(diǎn)。

戽斗安裝通過(guò)連接架與雙鉸接鏈的中心連接，連接架如圖8所示，戽斗與連接架通過(guò)兩邊的固定片連接，連接架安裝在雙鉸接鏈的中心，每節(jié)雙鉸接鏈上安裝1個(gè)連接架。整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，戽斗與戽斗、戽斗與鏈條、鏈輪間不發(fā)生干涉，釀

酒葡萄顆粒不外泄。

2.3驅(qū)動(dòng)裝置

兩側(cè)軌道的傾斜段安裝有2個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)雙鉸鏈運(yùn)動(dòng)。如圖9所示，驅(qū)動(dòng)裝置由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)4、支撐架1、主動(dòng)鏈輪3、從動(dòng)鏈輪8、主動(dòng)軸2、從動(dòng)軸9及驅(qū)動(dòng)履帶5組成，主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪安裝在支撐架內(nèi)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)履帶傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)履帶上設(shè)有多個(gè)撥爪，撥爪與雙鉸接鏈配合。馬達(dá)輸出的動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)履帶，由驅(qū)動(dòng)履帶上的撥爪來(lái)?yè)軇?dòng)輸送鏈條，使鏈條在導(dǎo)軌中向前移動(dòng)。從動(dòng)軸兩側(cè)安裝滑動(dòng)軸承座，并將其安裝在支撐架上的滑槽內(nèi)，可通過(guò)調(diào)整從動(dòng)鏈輪在滑槽內(nèi)的位置，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)履帶的張緊度。

3結(jié)論

本研究設(shè)計(jì)了一種釀酒葡萄收獲機(jī)輸送裝置，可以完成葡萄收集與輸送作業(yè)，輸送形式采用導(dǎo)軌支撐雙鉸接輸送鏈，圓弧導(dǎo)軌縮短了輸送路線。戽斗設(shè)計(jì)采用傾斜三角形的柔性戽斗，便于收集與兩側(cè)戽斗嚙合。研究為葡萄收獲機(jī)的進(jìn)一步研究提供了基礎(chǔ)資料。

參考文獻(xiàn)：

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