CN102714978B - 一种树冠振动型水果采收机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水果采收机，包括动力机、采收装置以及驱动控制系统，其特征在于，所述采收装置下方设有固定接果盘，固定接果盘上设有立柱，采收装置与立柱通过连接件连接，所述立柱上设有驱动采收装置纵向和/或横向位移的第一驱动机构。本发明灵活度高，可适应不同种类和不同高度的果树，采收时只需有一个操作人员即可，工作效率更高。

Description

一种树冠振动型水果采收机

技术领域

本发明涉及一种水果采收机，尤其涉及一种树冠振动型水果采收机。

背景技术

果园采收工作是果园生产过程的一个重要环节，但由于果树种类繁多，果树种类之间差别巨大，以至于果实采收的机械化程度较低，大都采用手工采摘的方法，需要大量的人力，劳动强度大、工作效率低，严重阻碍了水果行业的发展。在澳大利亚，手工采收水果的费用占了水果总成本的35-45%，而在西班牙则要占到50%。

近年来美国、日本、意大利、荷兰等国都对新型水果采收系统做了大量研究，以求降低采收成本。在部分发达国家如美国，用于果汁和罐头加工的水果已经普遍实现机械化采收。通过振动型采摘机械可以使果实批量地与果树分离，因而可以大幅度降低收获成本。

近几年，我国对水果的机械化采收也进行了一些研究，比如新疆农垦科学院农机研究所就研究出了一种振动式果树采收机，专利号为：200820125040.9，该振动式果树采收机包括果树振摇装置和液压控制系统，在使用时，需要用钳式振动头夹持树干，然后靠振动头内的偏心轮振动树干，使果实与树分离。显然，由于这种采收机在采收水果之前要先行夹住树枝，对果树逐一采收，无法实现一边行走一边采收，虽然在某种程度上提高了采收的效率，但依然难以满足水果加工的需求。而且，由于振动头剧烈振动树枝，容易造成果树损伤，不利于果树的健康生长。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上缺陷，提供一种工作效率高、果树损伤小的水果采收机。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种水果采收机，包括动力机、采收装置、以及驱动控制系统，其特征在于，所述采收装置下方设有固定接果盘，固定接果盘上设有立柱，采收装置与立柱通过连接件连接，所述立柱上设有驱动采收装置纵向和/或横向位移的第一驱动机构。

具体地，所述连接件包括：滑柱、铰接于滑柱与立柱的上下并列而置的第一摆臂和第二摆臂，其中，第一摆臂与第一驱动机构连接并在第一驱动机构驱动下旋转运动，所述采收装置与滑柱滑动连接。

为了实现采收装置的自身旋转，以便适应不同方位的果树，所述第二摆臂为液压缸。

为了使采收装置能够在高度上可调控，便于采收不同高度的果实，所述滑柱上设有驱动采收装置纵向位移的第二驱动机构。

所述水果采收机还包括用于盛放水果的拖斗，拖斗与固定接果盘通过传送装置连接。

所述采收装置包括：鼓盘架、设于鼓盘架上的鼓盘驱动器、串接在鼓盘驱动器转轴上的多个鼓盘、以及设于鼓盘上的振动棒。

所述采收装置与固定接果盘之间设有活动接果盘，所述活动接果盘通过安装臂与立柱连接。该活动接果盘最大限度地减轻了果实掉落时因冲击力而受到的损伤，最大限度地保证了果实的质量。通过控制和驱动油缸可以使活动接果盘始终位于采收装置的下方，以更大限度地接收掉落的果实。具体地，所述活动接果盘包括漏斗，漏斗与设在安装臂上的漏斗架连接，漏斗架与漏斗驱动器连接。进一步的，所述安装臂上设有水果滑道，该水果滑道与漏斗上的漏孔连通。 

上述水果采收机可广泛应用于荔枝、龙眼、板栗和柑橘柚类水果的采收过程中。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

第一，本发明的采收装置设于动力机的前部，便于采收人员观察。

第二，本发明是通过振动树冠来使果实与果树分离，即采收水果时，无需钳住树干或树枝，直接将振动棒插入树冠中，通过振动棒的旋转使果实掉落，实现了一边行走一边采收，工作效率显著提高，而且能更好地防止果树因采收工作而受到伤害。本发明在使用时，只需一个操作人员，不需其他人员协助，节省了人力。

第三，本发明灵活度更高，可适应不同种类和不同高度的果树。这是因为，本发明的采收装置在第一驱动机构、第二驱动机构和第二摆臂的作用下，可以实现竖直方向和横向的位移以及采收装置自身的旋转运动，方便采收装置采收不同高度和角度的果实。

第四、本发明除了设有固定接果盘外，还设有活动接果盘，通过控制和驱动油缸的作用可以使活动接果盘始终位于采收装置的下方水果密集掉落区，从而可以提高水果收集率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明采收装置和活动接果盘结构示意图；

图3为本发明采收装置和活动接果盘简化结构示意图；

图4为本发明鼓盘结构示意图；

图5为本发明活动接果盘结构示意图；

图6为本发明工作原理图。

图1中：1.固定接果盘；2.活动接果盘；3.采收装置；4.立柱；5.动力机；6.传送装置；7.拖斗。

图2中：21.接果盘安装臂；22.第一驱动油缸；23.第二驱动油缸；24.水果滑道；26.漏斗；311.振动棒；312.鼓盘；321.横梁；322.鼓盘驱动器；331.底座；332.第二驱动机构；333.滑柱；34.第一摆臂；35.第一驱动机构； 37.第二摆臂； 25.漏孔；323.转轴；27.漏斗架。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，本发明水果采收机包括动力机5、采收装置3、采收驱动装置和驱动控制系统（图中未显示）。其中，动力机5一般为小型轮式装载机，但本发明并不局限于小型轮式装载机，至于轮式装载机的型号和马力可根据采收机所适用的场地和果树情况进行相应改动，比如，在果园地面较为崎岖，果树冠幅大而密的情况下，可以选择马力较大的装载机，相反，则优选马力较小的装载机，对于这一点，本技术领域的技术人员根据公知常识便可做出选择，在此，不再进行详细说明。

本发明在动力机的前部设有固定接果盘1，该固定接果盘1可通过1根或2根连接轴固设在动力机5上。固定接果盘1周边设有防止水果掉落地面的护栏，固定接果盘1大致为方形池状，具有较大的投影面积，以便于接收从树上采落的果实。为了尽量降低果实与固定接果盘1之间的硬性撞击，本实施例还在固定接果盘1的表面铺设有硬度较小、具有一定弹性的橡胶层。

为了方便运载，本实施例还在动力机5上安装有用以盛放果实的拖斗7，拖斗7与固定接果盘1之间设有传送装置6，该传送装置6包括一条传送带和设在传送带两侧防止果实掉落的护板。传送带下端与固定接果盘1齐平，上端与拖斗7顶部齐平，为了便于果实的传送，本实施例的固定接果盘1向靠近传送带的一方倾斜，同时，传送带与固定接果盘1对接处设置为平面结构。

在本实施例中，所述拖斗7铰接于动力机5的底盘车架上，在液压缸的驱动下，拖斗7绕铰接部位旋转，实现翻转卸货和复位。

如图1、图2、图3所示，本发明的采收装置3包括通过连接件与设在固定接果盘1上的立柱4连接，立柱4既可以焊接在固定接果盘1上，也可以通过螺钉固定。所述连接件包括滑柱333、第一摆臂34和第二摆臂37，滑柱333可设置为槽体状结构，便于采收装置3在滑柱333上滑动，滑柱333和立柱4之间通过第一摆臂34和第二摆臂37连接，其中，第一摆臂34的一端与滑柱333铰接，另一端置于立柱4的安装孔中并与第一驱动机构35的转轴连接，第一驱动机构35固设在立柱4上，通过转轴带动第一摆臂34顺时针或逆时针摆动，该第一驱动机构35优选为摆动油缸。

为防止第一摆臂34旋转过程中导致滑柱333失衡，本实施例的第二摆臂37设于第一摆臂34下方，二者平行或接近平行，第二摆臂37的一端与滑柱333铰接，另一端与立柱4安装孔内的横轴铰接。当第一摆臂34在第一驱动机构作用下发生旋转时，第一摆臂34和第二摆臂37将带动滑柱333同时发生纵向位移和横向位移，进一步实现采收装置3的纵向和横向位置可调。

但由于第一摆臂34和第二摆臂37长度固定，所述滑柱333只能保持在竖直状态下实现纵向和横向位移，即滑柱333始终垂直于水平面。为了实现滑柱333与水平面之间的角度可调，即实现滑柱333的旋转运动，本发明可将第二摆臂37改为液压缸，液压缸的轴端与滑柱333铰接，另一端设于立柱4上。当第一摆臂34在旋转过程中，作为第二摆臂37的液压缸通过驱动控制系统适时调整臂长，使滑柱333与水平面之间的角度发生改变，进而使采收装置3发生倾斜以适应不同的角度。

如图3、图4所示，本发明的采收装置3包括鼓盘312、设于鼓盘312上的振动棒311、鼓盘架、以及设于鼓盘架上的鼓盘驱动器322。

该鼓盘架包括横梁321和底座331，底座331通过燕尾槽或T型槽安插于滑柱333上，为了使底座331能够在滑柱333上上下纵向滑动，本发明的滑柱333上还设有第二驱动机构332，该第二驱动机构332最好选用液压缸，作为第二驱动机构332的液压缸的一端固设在滑柱333上，另一端与鼓盘架底座331连接，在第二驱动机构332的驱动下，鼓盘架底座331沿滑柱333上下滑动，进而带动整个采收装置3滑动。

所述鼓盘架上设有鼓盘驱动器322，鼓盘312固定在鼓盘驱动器322的旋转轴上，鼓盘312在鼓盘驱动器322的驱动下旋转，该鼓盘驱动器322一般选为驱动电机或液压马达。由图4可以看出，所述鼓盘312由两个半圆形铁箍组成，鼓盘312上沿圆周位置均匀地安装有若干振动棒311，鼓盘312和振动棒311的数量可根据果树的种类和繁茂程度进行选择，一般情况下，每个鼓盘312的上下面均可以安装振动棒311，鼓盘312的每面圆周上一般设有1至40根振动棒311，最好设置6根。鼓盘312数量一般为1至20个，本实施例中的鼓盘312数量为8个，均套接于鼓盘驱动器322的旋转轴323上，呈线性排列。为加固鼓盘架结构，本实施例在每两个（但不限于每两个）鼓盘312之间安装有鼓盘架横梁，鼓盘架横梁321一端固定在鼓盘架底座331上，另一端套接在鼓盘驱动器322的旋转轴上。

如图5所示，本发明在采收装置3的下方设有活动接果盘2，活动接果盘2通过安装臂21与立柱4连接，活动接果盘2包括漏斗26、漏斗架和漏斗驱动器，其中，漏斗驱动器由并列而置的第一驱动油缸22和第二驱动油缸23组成，两驱动油缸的一端固定在立柱4上，另一端与漏斗架连接，漏斗架设于安装臂21上，在两漏斗驱动器的驱动下可以沿安装臂21滑动使活动接果盘2始终处于采收装置3的正下方水果密集掉落区，以便接收更多水果。

安装臂21上还设有水果滑道24，水果滑道24与漏斗26上的漏孔25连通，漏孔25大小以采收果实能够顺畅通过为宜。所述水果滑道24是一个上端面和靠近立柱4的侧端面开口的薄壁槽体结构，水果滑道24从漏斗26向立柱4方向延伸并向下倾斜，以便接收的果实快速从水果滑道24滑落至固定接果盘1。

本发明特别适用于荔枝、龙眼、板栗和柑橘柚类水果的采收。本发明在使用过程中，通过控制第一驱动机构35沿如图6箭头A方向摆动，实现采收装置3沿如图6箭头B所示方向横向位移和沿如图6箭头B的垂直方向纵向位移。通过第二驱动机构332实现采收装置3沿滑柱333的纵向位移，此外，通过控制第二摆臂37即可实现采收装置3的旋转运动。通过以上三种途径可灵活控制采收装置3，使其适应不同高度和密度的果树。采收装置3的振动棒311伸入树冠后，开启鼓盘驱动器322后，振动棒311在鼓盘驱动器322的带动下开始旋转，渐次旋入、旋出树冠，并使树冠振动、使果实与果树分离。一部分果实直接落到固定接果盘1，沿固定接果盘1的倾斜面滑到传送带附近，最终经传送带运至拖斗7中，另一部分果实则直接落入活动接果盘2的漏斗中，经漏孔25和水果滑道24滑落至固定接果盘，然后再经传送带运输至拖斗中。活动接果盘2减轻了果实落地时的冲击力，降低了果实的损伤，控制第一驱动油缸22和第二驱动油缸23，可以使活动接果盘2始终位于采收装置的下方的水果密集掉落区，以更多地接收掉落的果实。

以上仅是本发明的一些具体实施例而已，但本发明并不局限于此，凡在本发明基础上做出的非实质性修改都将落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种树冠振动型水果采收机，包括动力机（5）、采收装置（3）以及驱动控制系统，其特征在于，所述采收装置（3）下方设有固定接果盘（1），固定接果盘（1）上设有立柱（4），采收装置（3）与立柱（4）通过连接件连接，所述立柱（4）上设有驱动采收装置纵向和/或横向位移的第一驱动机构（35），所述连接件包括：滑柱（333）、铰接于滑柱（333）与立柱（4）的上下并列而置的第一摆臂（34）和第二摆臂（37），其中，第一摆臂（34）与第一驱动机构（35）连接并在第一驱动机构（35）驱动下旋转运动，所述采收装置（3）与滑柱（333）滑动连接。

2.根据权利要求1所述的水果采收机，其特征在于，所述第二摆臂（37）为液压缸。

3.根据权利要求1所述的水果采收机，其特征在于，所述滑柱（333）上设有驱动采收装置（3）纵向位移的第二驱动机构（332）。

4.根据权利要求1所述的水果采收机，其特征在于，所述水果采收机还包括用于盛放水果的拖斗（7），拖斗（7）与固定接果盘（1）通过传送装置（6）连接。

5.根据权利要求1至4任一所述的水果采收机，其特征在于，所述采收装置（3）包括：鼓盘架、设于鼓盘架上的鼓盘驱动器（322）、串接在鼓盘驱动器（322）转轴上的多个鼓盘（312）、以及设于鼓盘（312）上的振动棒（311）。

6.根据权利要求5所述的水果采收机，其特征在于，所述采收装置（3）与固定接果盘（1）之间设有活动接果盘（2），所述活动接果盘（2）通过安装臂（21）与立柱（4）连接。

7.根据权利要求6所述的水果采收机，其特征在于，所述活动接果盘（2）还包括漏斗（26），漏斗（26）与设在安装臂（21）上的漏斗架（27）连接，漏斗架（27）与漏斗驱动器连接。

8.根据权利要求7所述的水果采收机，其特征在于，所述安装臂（21）上设有水果滑道（24），该水果滑道（24）与漏斗（26）上的漏孔（25）连通。

9.一种将权利要求1至8任一所述的水果采收机在荔枝、龙眼、板栗和柑橘柚类水果采收中的应用。