CN101213903A - 近红外光风折采椒机 - Google Patents

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CN101213903A CNA2007100172031A CN200710017203A CN101213903A CN 101213903 A CN101213903 A CN 101213903A CN A2007100172031 A CNA2007100172031 A CN A2007100172031A CN 200710017203 A CN200710017203 A CN 200710017203A CN 101213903 A CN101213903 A CN 101213903A
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Abstract

近红外光风折采椒机提供了一种采摘花椒果实的小型农业机械装置,整个装置由红外光识别器、气喷枪、电磁开关阀、电源与气源装置五部分组成,其体积小,重量轻,采用近红外光识别器控制气阀,利用气体冲击力吹落花椒,使用方便快捷,又能避免枝叶损伤和花椒油腺破裂,同时还能大幅度提高工效与降低生产成本。

Description

近红外光风折采椒机
所属技术领域
本发明近红外光风折采椒机属小型农业机械,尤其涉及一种采摘花椒果实的机械装置。
背景技术
花椒树为芸香科植物,树高3米左右,为落叶小乔木,叶子较小而又密集,茎叶有刺,果实成熟期集中,随着农作物种植结构的调整,花椒种植面积越来越大,为了实现花椒采摘机械化,研制者多采用电动推剪式或锯盘切割式机械模式,研制的机械应用不仅难以实现方便快捷的目的,又易损伤果枝,碰破花椒油腺,采摘效益也难以提高,均未能进入推广应用,目前花椒采摘仍采用的是人工用手采摘的传统方式。
发明内容
本发明的目的是:近红外光识别风折采椒机根据花椒成熟期叶片深绿,长势牢固、果梗松脆、果实红艳的生物特性,采用近红外光识别器和气喷枪一体的机械装置,利用近红外光识别器近距离靠近红艳成熟花椒时,自动启动气喷枪,通过气喷枪放出气体的冲击力吹落花椒,在生产应用中达到灵活快捷、又避免枝叶损伤和花椒油腺破裂,同时大幅度提高工效与降低生产成本。
为了实现上述发明目的,本发明所采用的技术方案是:依据花椒成熟期叶片与果实在光照下反射不同的光谱,红色果实反射的光谱在近红外光敏三极管产生的电流大于叶片光谱光电流的原理,近红外光识别风折采椒机由红外光识别器、气喷枪、电磁开关阀、电源与气源装置五部分组成,其中红外光识别器呈筒管形,气喷枪呈直角弯筒状,电磁开关阀安装在直角弯筒中气管接头处,近红外光识别器安装在气喷枪上筒,气喷枪下弯筒为手柄,形成手枪状,电源接头和风管接头安装在气喷枪下弯筒内,主要配备件分别是长形铝材管、直角弯形铝材管、金属保护鸭舌帽、涂有硫化铅的平玻璃片、红色滤光片、双凸镜、近红外光敏三极管、防尘盖、晶体管开关放大线路板、防尘透明玻璃盖、固定安装套、喷气嘴、电磁开关阀、电源接板、输气管、垫圈、螺栓和电源装置与气源装置。
红外光识别器载装体是长形铝材管,管外前端上沿安装有金属保护鸭舌帽,管口装有防尘透明玻璃盖,管内前部装有涂有硫化铅的平玻璃片,靠内装有红色滤光片,再靠内装有双凸镜两片,再往后装有近红外光敏三极管及晶体管开关放大线路板,管后部装有防尘盖,线路板装在防尘盖内,开关信号线和电源线由盖内穿出盖外,管上配有两处固定安装套架;气喷枪载装体是直角弯形铝材管,上部长,前半部管上切割成斜面,下部短,上部为作务部分,下部为手柄管,上部外前端装有喷气嘴,喷气嘴为金属体,前呈锐状,后与输气管连接,输气管配电磁开关阀,电磁开关阀又与气源装置输气管连接,直角弯形铝材管上部顶端配有两组红外光识别器固定安装套孔,手柄管内下部安装有电磁开关阀和电源接线板,分别用固定安装套固定,由电磁开关阀控制气喷枪喷气,电磁开关阀为YHLD型,电压12V,线圈功率20W,电磁开关阀中的一根控制信号线由管内的拐弯处向上端引出,与红外光识别器防尘盖外的控制信号线连接,另一根控制信号线与一根电源线连接,另一根电源线也由管内的拐弯处向上端引出,与防尘盖外的电源线连接;气源装置为两缸活塞式压缩机;电源装置为太阳能发电板。
作务前先在花椒树下辅上布单,将太阳能发电板电源线头接入电源线接板上,再把两缸活塞式压缩机气源管接通后,先检查供气系统是否正常,正常后再调整焦距,最后调整好喷气嘴出气量,使喷气嘴距花椒颗粒在1-3cm时吹落花椒为宜,作务时手握手柄管,把喷气嘴指向花椒,当喷气嘴与花椒快接触时,红色椒粒在光照下把红色光线经过涂有硫化铅的平玻璃片、红色滤光片、双凸镜汇聚的红外光照在近红外光敏三极管时,受红外光幅射产生电流,电极电位上升,在电流lec1大于1.6mA时,使继电器线圈通电,电磁开关阀开启,喷气头即喷出气体喷落花椒,花椒掉落后,当喷气嘴前方没有花椒的红外光反射时,在电流lec1小于1.3mA时继电器线圈即断电,电磁开关阀自动关闭,再指向临近花椒,反复操作,直至全树花椒采完。由于花椒的树叶深绿,光谱不同,加之长势牢固,不会拌随花椒吹落树下。
本发明的有益效果是:近红外光风折采椒机体积小,重量轻,使用方便,在生产应用中灵活快捷,又能避免枝叶损伤和花椒油腺破裂,同时还能大幅度提高工效与降低生产成本。
附图说明
附图1为近红外光敏三极管开关放大线路图:
图中R1、R2、R3、R4、R5、R6为电阻器,阻值分别为6.2K、2K、20Ω、560Ω、4.7K和430Ω;T1、T2、T3为晶体三级管,其中T1型号为PNP光敏三极管,参数为光电流≥2mA-4mA,峰值波1.465um,集电板最大允许电流30mA,T2和T3型号均为3AX31;C为电容器,容量为50μF;P为二极管,型号为2AP21;J为继电器线圈,内阻85Ω,所配型号为DZ51/22型,衔铁吸收时间为0.05秒,释放时间为0.04秒,备有两开两闭接点,A为电源接头,C为控制信号线接头。
附图2为近红外光风折采椒机构造示意图:
图中配备件分别是:1、保护鸭舌帽;2、红色滤光片;3、双凸镜;4、近红外光敏三级管;5、线路板;6、防尘透明玻璃盖;7、涂有硫化铅的平玻璃片;8、固定安装套;9、喷气嘴;10、输气管;11、电磁开关阀;12、气源管接口;13、电源接线板;14、电源线;15、防尘盖;16、控制信号线;17、出线孔;18、电源线接头。
具体实施方式
一、近红外光风折采椒机制作程序如下:
1、装配近红外光敏三极管开关放大线路板:线路板形状为圆形,与长形铝材管内口径一致,板内按附图1配装上线路元件,板外留有控制信号线和电源线接头。
2、装配近红外光识别器:把长形铝材管由中心沿直径处切开为上下两部分,在两部分按图2装上配备件,安装时先将涂有硫化铝的平玻璃片、红色滤光片、双凸镜装入长形铝材管下半部分中,再将红外光敏三极管装入双凸镜后,可前后移动,呈现可调节状,调节手柄选在下半部.铝材管预留调节孔内,并将控制信号线和电源线接头送出管外,然后合上上半部分,呈管状,在管前口装上防尘透明玻璃盖,在管前口上沿装上金属制保护鸭舌帽,在防尘盖内装上线路板,控制信号线和电源线接头留在外面,把红外光敏三极管线路与线路板线路连接后,把防尘盖安装在管后口外。
3、气喷枪安装:弯形铝材管上部长,管上端从中部向前口切一个斜面,下部短,呈手枪状,拐弯处外留有出线孔,先取一段输气管接上喷气嘴,将输气管穿入直角弯形铝材管,把喷气管固定在铝材管头上,再把输气管另一头装上电磁开关阀后固定在手柄管口内,把近红外光识别器用固定安装套配装在铝材管上,紧贴斜面,后高前低,配装时先调整近红外光识别器与气喷枪喷气嘴夹角,以夹角交汇点与喷气嘴相距1-3cm为宜,并将电磁开关阀一根控制信号线由出线孔穿出与防尘盖外的控制信号线连接,在手柄管口内装配上电源接线板,接线板上电源线一根由出线孔穿出与防尘盖外的电源线连接,另一根与电磁开关阀的另一根控制信号线连接,在手柄管口再装配上气源管接口,接口内端连接在电磁开关阀上,与管内输气管连接为一体,最后把电磁开关阀和电源接板用固定安装套固定好。
二、电源装置购备:
购备一台太阳能发电板,型号为电压12-36V,功率30KW。
三、气源装置购备:
购备一台两缸活塞式压缩机,型号为2V-0.6/7型,技术参数:产气量0.6m3/min,工作压力7kg/cm2,动力5.5KW,配备的储气罐上装配有压力表和安全阀和气源管,气源管配有手控阀门。
四、采椒作务前机件连接:
把气源装置和电源装置放于工作区,把气源管安装在近红外光风折采椒机手柄管内的气源管接口内,再把电源接在手柄管口电源线接板上,打开气源管手控阀门,手提采椒机,调整好焦距,便能开始采椒作务。
五、作务安全注意事项:
1、作务人员不得穿戴红色及紫色衣物,避免喷枪头造成自身伤害。
2、不得将喷枪头指向人体,避免对人体造成伤害。
3、不得将喷枪直接面向阳光,避免气损。

Claims (2)

1.一种近红外光风折采椒机,其特征是:主要配备件分别是长形铝材管、直角弯形铝材管、金属保护鸭舌帽、涂有硫化铅的平玻璃片、红色滤光片、双凸镜、近红外光敏三极管、防尘盖、晶体管开关放大线路板、防尘透明玻璃盖、固定安装套、喷气嘴、电磁开关阀、电源接板、输气管、垫圈、螺栓和电源装置与气源装置。
2.如权利要求1所述近红外光风折采椒机配备件安装,其特征是:红外光识别器载装体是长形铝材管,管外前端上沿安装有金属保护鸭舌帽,管口装有防尘透明玻璃盖,管内前部装有涂有硫化铅的平玻璃片,靠内装有红色滤光片,再靠内装有双凸镜两片,再往后装有近红外光敏三极管及晶体管开关放大线路板,管后部装有防尘盖,线路板装在防尘盖内,开关信号线和电源线由盖内穿出盖外,管上配有两处固定安装套架;气喷枪载装体是直角弯形铝材管,上部长,前半部管上切割成斜面,下部短,上部为作务部分,下部为手柄管,上部外前端装有喷气嘴,喷气嘴为金属体,前呈锐状,后与输气管连接,输气管配电磁开关阀,电磁开关阀又与气源装置输气管连接,直角弯形铝材管上部顶端配有两组红外光识别器固定安装套孔,手柄管内下部安装有电磁开关阀和电源接线板,分别用固定安装套固定,由电磁开关阀控制气喷枪喷气,电磁开关阀为YHLD型,电压12V,线圈功率20W,电磁开关阀中的一根控制信号线由管内的拐弯处向上端引出,与红外光识别器防尘盖外的控制信号线连接,另一根控制信号线与一根电源线连接,另一根电源线也由管内的拐弯处向上端引出,与防尘盖外的电源线连接;气源装置为两缸活塞式压缩机;电源装置为太阳能发电板。
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