本发明属于农用机械领域，特别涉及一种集杀秧、挖掘、分离、收集为一体的马铃薯收获机及收获方法。
背景技术：
马铃薯作为我国第四大粮食作物，在农业经济中占据了重要地位，由于马铃薯的食用部分主要是埋于地下的根茎，因此在收获时，需要将裸露在地表的秧苗收割，采用一定的工具将块茎从土中刨出，再而将收获的块茎拾取，这种收割方式可以简单的概括为手扣撅刨，效率低下，且在将块茎刨出时，极易对块茎造成划伤，影响到马铃薯的收获质量。在我国地块较大的区域对马铃薯机械化作业需求很大，但是往往由于种植面积大，收获效率低而耽误收获时机。
马铃薯收获机械无论是国外机型还是国内机型都遵循：挖掘—分离—输送—捡拾的工艺流程，现有的收获机功能单一，且对于西南丘陵地区小地块黏重土壤作业条件，土薯分离质量不佳。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种集杀秧、挖掘、分离、收集为一体的马铃薯收获机，提高收获效率及土薯分离效果。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种集杀秧、挖掘、分离、收集为一体的马铃薯收获机，包括行走机构、设置在行走机构上的机架，所述机架上设置有用于起土的挖掘装置、用于杀秧的杀秧装置、用于将马铃薯与泥土分离的分离装置以及用于收集马铃薯的收集装置，所述挖掘装置和杀秧装置设置在机架的前部，所述分离装置设置在挖掘装置的后方，所述杀秧装置设置在挖掘装置上方；所述机架上位于分离装置的上方设置有用于对分离装置上的带土马铃薯进行拍打和/或抛送的辅助分离机构，所述收集装置设置在分离装置下游。
可选地，所述分离装置包括从前至后设置的至少两级传输分离装置，每级传输分离装置前高后低地倾斜设置，前一级传输分离装置承接来自挖掘装置的带土马铃薯，前一级传输分离装置的后端高于所述后一级传输分离装置的前端，并将马铃薯送至后一级传输分离装置。
可选地，每级所述传输分离装置包括链轮、链条以及设置在链条上的分离格条，所述分离格条平行或交叉设置，分离格条之间的空隙形成漏土孔。
可选地，所述机架上相对地设置有左侧板和右侧板，左侧板和右侧板之间形成传输通道，每级所述传输分离装置设置在传输通道中，每级所述传输分离装置包括两对链轮和两根链条，所述链轮通过支承轴安装在左侧板和右侧板上，所述分离格条两端连接在两根链条上。
可选地，所述机架上还设置有振动装置，所述振动装置用于带动至少其中一级传输分离装置的分离格条起伏运动。
可选地，所述振动装置包括由动力驱动的转轴以及安装在转轴上的推顶部件，所述转轴和推顶部件位于链条围成的区域内，转轴转动过程中推顶部件在将分离格条顶起的状态与将分离格条放下的状态之间切换；所述推顶部件为设置在转轴上的凸轮机构；或者所述推顶部件包括支架和两个滚轮，两个所述滚轮通过支架对称安装在转轴的两侧。
可选地，所述辅助分离机构设置在第一级传输分离装置的上方，所述辅助分离装置包括摆动轴、软质敲打耙和用于驱动摆动轴往复转动的往复机构，所述摆动轴可自转地设置在机架上，多个所述软质敲打耙沿摆动轴轴向间隔设置，随所述摆动轴往复摆动，对第一级传输分离装置上的带土马铃薯进行敲打或起抛。
可选地，所述挖掘装置包括沿左右方向间隔设置的多个挖掘铲，所述挖掘铲前低后高地倾斜设置，该挖掘铲为中间高、左右侧低的拱形结构。
可选地，所述杀秧装置包括安装在机架上的外罩、割秧机构和螺旋输送机，所述割秧机构和螺旋输送机均位于外罩内，所述螺旋输送机位于割秧机构的后方，所述外罩前方敞口并形成马铃薯秧的入口，所述割秧机构包括可转动地安装在机架上的刀轴、设置在刀轴上的刀架和安装在刀架上的动割刀，所述外罩上设置有与动割刀配合的定割刀。
可选地，所述定割刀设置在外罩敞口的下边缘，所述刀架上沿刀轴的周向间隔设置有至少两把动割刀，杀秧时，动割刀将马铃薯秧向下压入外罩中，当动割刀转动至与定割刀相遇时实现切割。
可选地，所述行走机构包括履带底盘和前轮，所述机架前端支撑在所述前轮上，所述收获机还包括水平传输的末级分离装置以及用于收集马铃薯的收集箱，所述末级分离装置沿左右方向传输，位于前后传输的最后一级传输分离装置的后方。
本发明还提供一种马铃薯收获方法，采用所述的集杀秧、挖掘、分离、收集为一体的马铃薯收获机，马铃薯收获机通过行走机构向前移动的过程中，位于机架前端的杀秧装置将地面上的马铃薯秧割下，然后或者同时挖掘装置将带土的马铃薯从地下铲起，带土的马铃薯进入分离装置，并由前向后传送；分离装置上方的辅助分离机构，对带土的马铃薯进行拍打和/或抛送，将泥土碎化及与马铃薯分离；同时，在分离装置上设置振动装置对带土的马铃薯进行振动处理，加速马铃薯与泥土的分离，分离后的泥土从分离装置上漏下，马铃薯送入下一级分离装置或者收集箱。
如上所述，本发明具有以下有益效果：本发明通过设置杀秧装置、挖掘装置、分离装置、收集装置，集成杀秧、挖掘、土薯分离、收集为一体，能够提高马铃薯收获的效率，并对秧苗进行处理，在分离装置下游还可设置收集装置对马铃薯进行收集，避免人工捡拾；通过设置在分离装置上方的辅助分离机构对带土的马铃薯进行拍打或者抛送处理，可以使泥土细碎，以便从分离装置上漏下，并且使得土薯分离效果好。
附图说明
图1为本发明一个实施例的立体结构示意图；
图2为图1中另一角度的示意图；
图3为本发明一个实施例的俯视示意图；
图4为本发明一个实施例的剖视示意图；
图5为本发明一个实施例的侧视剖视图；
图6为本发明一个实施例中杀秧装置的结构示意图；
图7为本发明一个实施例中辅助分离机构的结构示意图。
零件标号说明：
11-履带底盘；12-前轮；2-机架；21-左侧板；22-右侧板；23、24-支板；3-挖掘铲；4-杀秧装置；41-外罩；42-螺旋输送机；43-刀轴；44-刀架；45-动割刀；46-定割刀；5-辅助分离机构；51-摆动轴；52-敲打耙；521-主杆；522-支杆；53-第一传动轮；54-皮带；55-第二传动轮；56-第一连杆；57-第二连杆；58-第三连杆；61-第一级传输分离装置；611-链轮；612-链条；613-分离格条；62-第二级传输分离装置；63-第三级传输分离装置；7-振动装置；71-转轴；72-支架；73-滚轮；8-收集箱；9-皮带和带轮。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例
如图1-3所示，本例示意的一种集杀秧、挖掘、分离、收集为一体的马铃薯收获机，包括行走机构和机架2，其中，机架2设置在行走机构上，机架2上设置有挖掘装置、杀秧装置4、分离装置和收集装置，杀秧装置4用于割断秧苗，挖掘装置用于起土，将带土的马铃薯从土中铲起，随着收获机的前进，铲起的马铃薯向后传送；挖掘装置和杀秧装置4设置在机架2的前部，杀秧装置4设置在挖掘装置上方，可以是正上方或者前上方，以便先杀秧再挖掘；分离装置设置在挖掘装置的后方，用于将马铃薯与泥土分离；其中，机架2上设置有用于对分离装置上的带土马铃薯进行拍打和/或抛送的辅助分离机构5，以使得通过拍打或抛送带土的马铃薯，将泥土碎化，以便与马铃薯分离，该辅助分离机构5位于分离装置的上方。
通过设置杀秧装置4、挖掘装置、分离装置、收集装置，集成杀秧、挖掘、土薯分离、收集为一体，能够提高马铃薯收获的效率，并对秧苗进行处理，在分离装置下游设置收集装置对马铃薯进行收集，避免人工捡拾；通过设置在分离装置上方的辅助分离机构5对带土的马铃薯进行拍打或者抛送处理，可以使泥土细碎，以便从分离装置上漏下，并且使得土薯分离效果好。
在一个实施例中，分离装置包括从前至后设置的至少两级传输分离装置，每级传输分离装置从前向后传送，在传送过程中将泥土与马铃薯分离，泥土从分离装置漏下，马铃薯向后传送；每级传输分离装置前高后低地倾斜设置，前一级传输分离装置承接来自挖掘装置的带土马铃薯，前一级传输分离装置的后端高于后一级传输分离装置的前端，并将马铃薯送至后一级传输分离装置。
如图1所示本例中，分离装置包括从前至后传送的第一级传输分离装置61和第二级传输分离装置62，以及沿左右方向传送的第三级传输分离装置63，第三级传输分离装置63后端设置有用于收集马铃薯的收集箱8。其中第一级传输分离装置61的后端位于第二级传输分离装置62前端的上方，以便马铃薯落至第二级传输分离装置62上，第二级传输分离装置62后端位于第三级传输分离装置63上方，前一级的后端与后一级的前端之间有落差，以便在传送过程中通过重力落下产生撞击，促进土薯分离。
如图5所示，其中，每级传输分离装置包括链轮611、链条612以及设置在链条612上的分离格条613，分离格条613平行或交叉设置，分离格条613之间的空隙形成漏土孔。本例中分离格条613平行设置，分离格条613之间的间隙形成漏土孔，间隙宽度保证土豆不会漏下。
如图4和图5所示，机架2上相对地设置有左侧板21和右侧板22，左侧板21和右侧板22之间形成传输通道，第一件传输分离装置和第二级传输分离装置62设置在传输通道中，以第一级传输分离装置61为例，其包括两对链轮611和两根链条612，每对链轮611通过一根支承轴安装在左侧板21和右侧板22上，其中一对链轮611为主动轮，另一对链轮611为从动轮，所述分离格条613两端连接在两根链条612上。第三级传输分离装置63结构与第一级和第二级相似，区别在于传输方向为沿左右方向水平传送。
在一个实施例中，机架2上还设置有振动装置7，振动装置7用于带动至少其中一级传输分离装置的分离格条613起伏运动，对分离格条613上的带土马铃薯进行抖动，进一步提高土薯分离效果。
本例中振动装置7设置在第一级传输分离装置61中，具体地设置在第一级传输分离装置61链条612围成的范围内，振动装置7包括由动力驱动的转轴71以及安装在转轴71上的推顶部件，转轴71和推顶部件位于链条612围成的区域内，转轴71连续单向转动过程中，推顶部件在将分离格条613顶起的状态与将分离格条613放下的状态之间切换；具体地，推顶部件转动至与分离格条613接触时，可将其向上顶起一定距离，推顶部件离开分离格条613后，分离格条613下降至原来位置，从而实现分离格条613的上下起伏运动。
在一个实施方式中，推顶部件为设置在转轴71上的凸轮机构、偏心轮等；本例中，所述推顶部件包括支架72和两个滚轮73(或者滚筒)，两个滚轮73通过支架72对称安装在转轴71的两侧，支架72与转轴71之间固定连接，滚轮73可转动地安装在支架72上，通过滚轮73与分离格条613接触，减少相对运动时的摩擦，减少零件磨损；滚轮73和支架72可安装在转轴71的中部，本例中为保证足够的支撑力和平衡，在靠近左侧板21和右侧板22的位置分别设置有推顶部件，即左右侧分别设置有一对滚轮73，如图4和图5所示。
本例中，辅助分离机构5设置在第一级传输分离装置61的上方，辅助分离装置包括摆动轴51、软质敲打耙52和用于驱动摆动轴51往复转动的往复机构，摆动轴51可自转地设置在机架2上，摆动轴51的轴向在左右方向，多个所述软质敲打耙52沿摆动轴51轴向间隔设置，随所述摆动轴51往复摆动，对第一级传输分离装置61上的带土马铃薯进行敲打或向后起抛。
如图7所示，软质敲打耙52可由橡胶等软质材料制成，防止损坏马铃薯；本例中软质敲打耙52包括垂直连接于摆动轴51的主杆521，以及垂直设置在主杆521两侧的多根支杆522；往复机构可以为曲柄摇杆机构等，将旋转运动转化为往复运动；具体地机架2上安装有通过皮带54连接的第一传动轮53和第二传动轮55，动力由第一传动轮53接入，第二传动轮55的传动轴固定连接有第一连杆56，第一连杆56末端铰接第二连杆57，第二连杆57通过第三连杆58与摆动轴51连接，第三连杆58一端与摆动轴51固定，另一端与第二连杆57转动连接。通过摆动轴51的往复运动可以拍打位于分离格条613上的带土的马铃薯，使泥土的松散，便于与马铃薯分离。当然，如果敲打耙52位于最低位置时，马铃薯也能够传送至敲打耙52上，在敲打耙52向上摆动的过程中可将马铃薯抛起，落在后方的分离格条613上，同样能促进泥土松散并与马铃薯脱离。
在一个实施例中，挖掘装置包括沿左右方向间隔设置的多个挖掘铲3，挖掘铲3前低后高地倾斜设置，该挖掘铲3前端具有尖部，沿左右方向为中间高、左右侧低的拱形结构，该拱形结构，在挖掘马铃薯时，能够挤压泥土，使得带土的马铃薯松散，便于后期土薯分离，并且利于铲起过程中泥土从挖掘铲3两侧滑落。
如图6所示，在一个实施方式中，杀秧装置4包括安装在机架2上的外罩41、割秧机构和螺旋输送机42，割秧机构和螺旋输送机42均位于外罩41内，螺旋输送机42位于割秧机构的后方，外罩41的前方敞口并形成马铃薯秧的入口a，割秧机构包括可转动地安装在机架2上的刀轴43、设置在刀轴43上的刀架44和安装在刀架44上的动割刀45，外罩41上设置有与动割刀45配合的定割刀46。
具体地，定割刀46设置在外罩41敞口端的下边缘，刀架44为一对圆环结构，并通过安装架与刀轴43连接，刀架44上沿刀轴43的周向间隔设置有至少两把动割刀45，本例中动割刀45为均布的3把，动割刀45分别与外罩41敞口的上边缘和下边缘相切或靠近；在工作时，动割刀45随刀轴43高速转动，将马铃薯秧向下压入外罩41中，当动割刀45转动至与定割刀46相遇时实现切割，切割后的秧苗由后方的螺旋输送机42送出，进行收集或者排至土地中。
本例中，机架2上还设置有左右两个支板23、24，两个支板23、24分别与左侧板21和右侧板22固定，杀秧装置4和辅助分离机构5安装在两个支板23、24上，挖掘装置安装在左侧板21和右侧板22之间，位于杀秧装置4下方。行走机构包括履带底盘11和前轮12，机架2前端支撑在前轮12上，具体为两个支板23、24安装前轮12。本例中的各个轴的运动可通过同一动力进行驱动，通过皮带和带轮等传送结构9传递动力，或者分别设置动力驱动。
本例还提供一种马铃薯收获方法，采用上述集杀秧、挖掘、分离、收集为一体的马铃薯收获机，马铃薯收获机通过行走机构向前移动的过程中，位于机架2前端的杀秧装置4将地面上的马铃薯秧割下，然后挖掘装置将带土的马铃薯从地下铲起，带土的马铃薯进入第一级传输分离装置61，并由前向后传送至第二传输分离装置；第一级传输分离装置61上方的辅助分离机构5工作，通过摆动轴51带动敲打耙52往复运行，对带土的马铃薯进行拍打和/或抛送，使泥土松散或细碎，以便与马铃薯脱离；同时，在第一级传输分离装置61上设置振动装置7对带土的马铃薯进行振动处理，即通过转轴71带动滚轮73顶起或放下分离格条613，从而增加马铃薯传送过程中的抖动，加速马铃薯与泥土的分离，分离后的泥土从分离格条613间隙漏下，经第二级传输分离装置62和第三级传输分离装置63处理后的马铃薯马铃薯送入收集箱8。
本发明的优点在于：集杀秧、挖掘、多级分离、收集于一体的马铃薯收获机，能够适应西南丘陵地区小地块黏重土壤作业条件，同时实现马铃薯多环节收获作业要求，减少机器进地次数和人工劳动强度，多级分离装置中辅助分离机构对带土的马铃薯进行拍打或者抛送处理，可迫使土薯进行一次分离，同时为了减少薯块的机械损伤，材料选择橡胶。三级分离装置之间相互均有高度差，在转移过程中会产生碰撞冲击，迫使土薯再次分离，再最后一级分离装置端安装有收集箱，将薯块归框，避免了人工捡拾或再次覆埋现象。其结构简单、操作便捷，动力分配合理，能够适应小地块田间作业。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
1.一种集杀秧、挖掘、分离、收集为一体的马铃薯收获机，其特征在于：包括行走机构、设置在行走机构上的机架，所述机架上设置有用于起土的挖掘装置、用于杀秧的杀秧装置、用于将马铃薯与泥土分离的分离装置以及用于收集马铃薯的收集装置，所述挖掘装置和杀秧装置设置在机架的前部，所述分离装置设置在挖掘装置的后方，所述杀秧装置设置在挖掘装置上方；所述机架上位于分离装置的上方设置有用于对分离装置上的带土马铃薯进行拍打和/或抛送的辅助分离机构，所述收集装置设置在分离装置下游。
2.根据权利要求1所述的集杀秧、挖掘、分离、收集为一体的马铃薯收获机，其特征在于：所述分离装置包括从前至后设置的至少两级传输分离装置，每级传输分离装置前高后低地倾斜设置，前一级传输分离装置承接来自挖掘装置的带土马铃薯，前一级传输分离装置的后端高于所述后一级传输分离装置的前端，并将马铃薯送至后一级传输分离装置。
3.根据权利要求2所述的集杀秧、挖掘、分离、收集为一体的马铃薯收获机，其特征在于：每级所述传输分离装置包括链轮、链条以及设置在链条上的分离格条，所述分离格条平行或交叉设置，分离格条之间的空隙形成漏土孔。
4.根据权利要求3所述的集杀秧、挖掘、分离、收集为一体的马铃薯收获机，其特征在于：所述机架上相对地设置有左侧板和右侧板，左侧板和右侧板之间形成传输通道，每级所述传输分离装置设置在传输通道中，每级所述传输分离装置包括两对链轮和两根链条，所述链轮通过支承轴安装在左侧板和右侧板上，所述分离格条两端连接在两根链条上。
5.根据权利要求1所述的集杀秧、挖掘、分离、收集为一体的马铃薯收获机，其特征在于：所述机架上还设置有振动装置，所述振动装置用于带动至少其中一级传输分离装置的分离格条起伏运动。
6.根据权利要求5所述的集杀秧、挖掘、分离、收集为一体的马铃薯收获机，其特征在于：所述振动装置包括由动力驱动的转轴以及安装在转轴上的推顶部件，所述转轴和推顶部件位于链条围成的区域内，转轴转动过程中推顶部件在将分离格条顶起的状态与将分离格条放下的状态之间切换；所述推顶部件为设置在转轴上的凸轮机构；或者所述推顶部件包括支架和两个滚轮，两个所述滚轮通过支架对称安装在转轴的两侧。
7.根据权利要求1所述的集杀秧、挖掘、分离、收集为一体的马铃薯收获机，其特征在于：所述辅助分离机构设置在第一级传输分离装置的上方，所述辅助分离装置包括摆动轴、软质敲打耙和用于驱动摆动轴往复转动的往复机构，所述摆动轴可自转地设置在机架上，多个所述软质敲打耙沿摆动轴轴向间隔设置，随所述摆动轴往复摆动，对第一级传输分离装置上的带土马铃薯进行敲打或起抛。
8.根据权利要求1所述的集杀秧、挖掘、分离、收集为一体的马铃薯收获机，其特征在于：所述挖掘装置包括沿左右方向间隔设置的多个挖掘铲，所述挖掘铲前低后高地倾斜设置，该挖掘铲为中间高、左右侧低的拱形结构。
9.根据权利要求1所述的集杀秧、挖掘、分离、收集为一体的马铃薯收获机，其特征在于：所述杀秧装置包括安装在机架上的外罩、割秧机构和螺旋输送机，所述割秧机构和螺旋输送机均位于外罩内，所述螺旋输送机位于割秧机构的后方，所述外罩前方敞口并形成马铃薯秧的入口，所述割秧机构包括可转动地安装在机架上的刀轴、设置在刀轴上的刀架和安装在刀架上的动割刀，所述外罩上设置有与动割刀配合的定割刀。
10.根据权利要求9所述的集杀秧、挖掘、分离、收集为一体的马铃薯收获机，其特征在于：所述定割刀设置在外罩敞口的下边缘，所述刀架上沿刀轴的周向间隔设置有至少两把动割刀，杀秧时，动割刀将马铃薯秧向下压入外罩中，当动割刀转动至与定割刀相遇时实现切割。
11.一种马铃薯收获方法，其特征在于：采用权利要求1-10任意一项所述的集杀秧、挖掘、分离、收集为一体的马铃薯收获机，马铃薯收获机通过行走机构向前移动的过程中，位于机架前端的杀秧装置将地面上的马铃薯秧割下，然后或者同时挖掘装置将带土的马铃薯从地下铲起，带土的马铃薯进入分离装置，并由前向后传送；分离装置上方的辅助分离机构，对带土的马铃薯进行拍打和/或抛送，将泥土碎化及与马铃薯分离；同时，在分离装置上设置振动装置对带土的马铃薯进行振动处理，加速马铃薯与泥土的分离，分离后的泥土从分离装置上漏下，马铃薯送入下一级分离装置或者收集箱。
技术总结