CN105519307A - 收割装置 - Google Patents

Abstract

一种收割装置，用于树生农作物产品的收割和农作物护理，其包括：承载工作平台的车，该工作平台支撑用于收集该产品的容器（3）；至少一个第一可伸展杆（4），其在一个端部处被安装在工作平台的每个转角上以全方向运动并且在自由端处具有收容盒（18），该收容盒（18）用于存放用于单独地夹紧农作物的叶子的多个可弹出夹持器（15）、用于切割被夹紧了的叶子的凿子系统（16）、用于激活夹持器（15）的操作并且随后使夹持器（15）从收容盒（18）中弹出的第一触发装置和用于激活凿子的操作以切断被夹紧的叶子的第二触发装置，每个夹持器（15）被通过线连接到用于收回夹持器（15）以重新加载进收容盒（18）中的装置（7）。

Description

收割装置

技术领域

本发明涉及一种收割装置，用于收割和农作物护理。具体地，本发明涉及一种安装有用于农作物产品的收割和护理以及用于执行精准农业的装置和系统的可移动单体工作平台。

背景技术

传统上，棕榈油树的鲜果串（FreshFruitBunches，FFB）由工人手工收割和收集。每个工人需要携带比如装有镰刀的杆的手持式收割工具以首先砍断棕榈叶以接近鲜果串，然后从树干上切断该鲜果串，其中鲜果串掉落一定距离到地面上。然后，工人拾起鲜果串并用手或者手推车将它运送到附近的位置，在该附近的位置处，鲜果串被置于小型移动货车或者拖车中以进一步运送到主收集点。

收割和农作物护理活动（比如施肥、喷农药和打除草剂）被用分离的设备、工具和劳动集合在不同的时间分别进行。传统的操作方法对种植园工人体力要求高，并且对于种植园主而言它被证明是越来越昂贵的和相对低效率的。

这些年来，存在一些已经被开发出来以解决这个问题的关于收割和农作物护理的专利技术：

一个感兴趣的关于机动化切割机的是马来西亚专利申请NO.PI2011003335号。这个专利披露了一种具有齿轮和传动系统的装置，该齿轮和传动系统将旋转力转换成被电动机驱动的线性力。电动机被提出来以替代杆内部的无效的轴。电动机将产生被连接到齿轮上的旋转运动。这些齿轮被设计成将电动机产生的扭矩增大到特定的比值。齿轮系统中的连杆将该旋转运动转换成线性运动，该线性运动将激活镰刀系统在它的纵向方向上下运动，因此施行切割力。该系统包括四个主要部分，这四个主要部分是电动机、齿轮系统和镰刀系统。虽然这个装置已经简化了切割过程，但是工人在整个切割过程中仍然需要在长杆上携带镰刀。

另一个切割工具被在美国专利No.8151548B1号中披露。该专利提供了一种装置，该装置环绕树干，用于在修枝以及随后的移除和倒空的期间收集叶子碎片。该装置包括圆形的或者卵状的结构，该圆形的或者卵状的结构包括两个半部分，每个半部分设有重量轻的和柔性的塑料框，该塑料框与地面上的叶子周围和在附件的任何相邻的障碍物相适应。每个半部分的框被柔性的和耐用的网状平台覆盖。这两个半部分在第一侧处由柔性铰链连接，在相反的第二侧处由可拆卸铰链连接，从而允许该半部分当被围绕叶子放置并且紧固在闭合位置中时摆动打开。叶子被使用单独的修剪工具修剪，并且当修剪完成时，该装置与碎片一起被从叶子处滑离并被向上折叠和闭合以容纳这些碎片，用以运送和丢弃到适合的位置处或者容器中。这个装置能够环绕树干，但是在树的上端部处没有用于传递和存放这种装置的装置，也没有传输所收集的材料以用于后续的存储和运输的装置。结果，工人将需要爬上树并且将这个装置安装到树的上端部上，这会使工人遭到危险，并且所收集的材料的手工处理也是繁重费力的。

此外，美国专利No.7669396B1号披露了一种用于从一对相邻的、通常平行的树行中收割农产品（比如果实）的机器。该机器包括陆地车，该陆地车用于被在该相邻树行之间驱动。该陆地车包括支撑果实收集容器的底盘。具有至少一对可选择性地伸出和缩回的升降臂，该升降臂被可枢转地安装在底盘上。在每个臂的端部处是承载箱，该臂能够定位该承载箱使得在该承载箱中的人能够手动地从该树行中的相应的一棵上采集果实。存在多个导管，每个导管在邻近上端部处被毗邻每个承载箱安装，使得导管的入口对于在各自的承载箱中的人而言是可接近的。每个导管在邻近其下端部处被安装到该容器上，使得被承载箱中的人放入导管的入口中的果实被通过该导管传输和排入该容器中。但是，上下运送人员的过程是耗时的。而且，这种机器是复杂的，因为它包含许多用于使部件运动的液压驱动装置。因此，维护费用极大地增大了。

随着收割和农作物护理的成本的增大，提供精准农业、生产能力和产量提高以及可持续发展能力的解决方案需要被实现。在未来，棕榈油种植业实质上不得不积极主动地响应对于绿色和可持续发展的环境的社会呼吁并且找到实现其的方法和机制。而且，当前的田间作业的方法以支离破碎的方式进行，由此比如农作物收割、输送和农作物护理的田间活动由分离的队伍和机械设备单独地进行。

因此，存在对于现有的装置被包含在能够进行精准农业和包括收割、农作物护理和农作物耕作的多种操作的多功能收割装置中的需要。这个发明为种植业提供了经历导致与所有本地和全球利益相关方的心理认同、制度信任和经济合法性的转化的机会。

发明内容

本发明提供了一种多功能的用于收割和农作物护理的装置（HarvesterandCropCareMachine，HCCM），其为可以通过有效的耕作或者农业实践和管理而为种植园带来可持续发展能力和更高的经济价值的新的农业实践和概念的出现提供了机会。

农作物是（但不限于）棕榈油树、椰子树、香蕉树、榴莲树和其产品人手无法达到的任何高的树。

该装置是一种实用的、简单的和成本效益高的机器，其可以提高生产能力、产业商业可行性和可持续发展能力。它通过在结构上重塑传统的种植管理方法而创造了新的机会和商业模式。

该装置充当可移动的单工作平台，该单工作平台用于：

1）果实从田间到主运输基地的收割和收集、存储和输送；

2）肥料和除草剂/杀虫剂到树上的运输和施放；

3）叶状生物质的收集和粉碎；

4）种植活动和种植表现的维护和监测；

5）用于精准农业中的果实、树和土壤情况的测量的传感器的设置和使用。

从概念上说，该装置将航海货轮或者船舶的甲板或者工作平台元件组合到设有用于收割、农作物护理和农作物耕作的多个功能和能力的陆上可移动的或者运动的单体移动工作平台上。

这种甲板/工作平台能够被设置在设有适合的引擎/马达、齿轮箱、传动驱动机构、车轮、悬挂系统、转向系统等等在机械底盘上，该机械底盘可在国际底盘市场上获得以适应目标地形的情况。

该装置也可以被安装到非驱动底盘上，该非驱动底盘被作为拖车或者双拖车由另外的原动机（比如适合的功率和牵引力的拖拉机或者履带车）拖动。

与对于果实、肥料、杀虫剂、除草剂等等的良好承载能力一起，该装置也能够在单平台上安装各种工具和器械以适应种植园/田地/果园的需要。

本发明披露了一种用于收割树生农作物产品的装置，该装置包括承载支撑用于收集该产品的容器的工作平台的车、用于切割和农作物护理的至少一个第一臂，该至少一个第一臂包括可伸展杆，该可伸展杆在一个端部处被安装在工作平台上以全方向运动而在自由端处具有收容盒，该收容盒用于存放用于单独地夹紧农作物的叶子的多个可弹出夹持器、用于切割被夹紧了的叶子的凿子切割系统、用于切割果实的镰刀切割系统和用于农作物护理和监测的多个传感器、设备和材料处理系统。

具有用于激活夹持器的操作并且随后使夹持器从收容盒中弹出的第一触发装置和用于激活切割系统的操作以切断产品的第二触发装置，每个夹持器被通过线连接到用于收回夹持器以重新加载进收容盒中的装置上。可替换地，第一和第二触发装置被在自由端处连接到传感器。该传感器可以随着在预先确定的距离上检测到目标而激活触发装置。

在本发明的一个方面中，该装置可以还包括用于收集的至少一个第二臂，该至少一个第二臂包括可伸展杆，该可伸展杆也被安装在工作平台上以全方向运动，并且第二杆的自由端承载用于捕获被镰刀切割下的产品并且将该产品引导到容器中的收集器，该收集器具有可运动臂，该可运动臂被第三触发装置触发以允许收集器被围绕着树干定位，用于将所收集的产品送入车的容器中。

第一或者第二杆的运动可以被通过操纵杆控制，该操纵杆被配置成通过绞盘（其可以被配置成放出或者拉入线）而驱动被连接到该杆上的线。而且，该杆可以是在长度上是可伸缩地调节的。

工作平台也可以还包括用于粉碎农作物的叶子的粉碎器。该装置还可以包括用于通过收集器的斜槽引导该产品的引导装置。

而且，工作平台可以是车的集成部分，比如单个或者多个拖车，其由拖拉机或者任何适合类型的车辆拖动，所称车辆具有足够的功率和能力以适应地形。

在本发明的另一个方面中，平台的容器可以被用来承载多种收割了的和农作物护理的材料，比如杀虫剂、肥料或者甚至植物或者适合种植园、田地或者果园的需要的任何果实。在这个实施例中，容器可以具有多个相互连接的腔室或者多个隔离的腔室。

车可以还包括用于稳定该车的一个或者多个可伸展的腿部、用于采集土壤和树信息的采样和传感器装置、摄像机、用于识别可以被压印在每棵树或者农作物上的金属条的电磁传感器和显示地区的地形和车的位置的GPS系统。传感器也可以被用来采集树的位置信息和提供关于土壤、树和果实情况的实时信息数据以支持工人使用HCCM进行的精准农业决策。

在本发明的一个实施例中，为了实时的路线规划和数据控制的目的，车设有与所描述的传感器和GPS系统合并在一起的林业管理系统。该林业管理系统可以包括用于处理所采集的数据的处理器、用于存储数据的数据库、用于显示所获得的信息的显示单元、用于信息的确定或者输入的控制单元、用于精准农业的软件和用于连接到中央服务器的网络终端。

除了收割和农作物护理功能之外，本发明也提供了用于采集树的叶状生物质的方法，用于通过进一步优化叶状生物质的使用而实现更高的经济价值。

在本发明的一个实施例中，车具有运输肥料、杀虫剂和除草剂的能力以在收割操作的期间和与该收割操作一起将其散布到树上。被包括的是将肥料与棕榈残留物混合以及将该混合物直接运输到树上以施放使得营养物质被棕榈树吸收的时间与常规的做法相比被显著减小的能力。

本领域技术人员将容易地认识到本发明很好地适于实现目的和获得所提到的以及其中所固有的结果和优点。本文中所描述的实施例并不意图作为在本发明的范围上的限制。

附图说明

为了促进本发明的理解的目的，在附图中图示说明了优选的实施例，根据这些优选的实施例的观察，当连同下文中的说明一起考虑时，本发明、它的结构和操作以及它的许多优点将被容易地理解和认识。

图1是收割装置的俯视图。

图2是收割装置的侧视图。

图3是图5的A处的可伸展臂的放大视图。

图4是图5的B处的果实收集器的放大的俯视图。

图5是果实收集器的侧截面图。

图6是图示可伸展臂的操作的收割装置的截面图，其中每个可伸展臂安装有用于夹紧叶子的可弹出的夹持器。

图7显示了可弹出的夹持器和用于叶子收集的切割器系统的操作。

图8显示了果实收集器和用于果实收集的切割器系统的操作。

图9显示了在小山地形上工作的收割装置。

具体实施方式

本发明现在将被参考附图以实例的方式更详细地进行描述。

如图1和图2中所示，用于收割和农作物护理的装置（HCCM）包括被置于车辆底盘上的单工作平台，该车辆底盘被适应于被在种植园、树林或者果园中的相邻的果树或支承农产品的树的行之间驱动。HCCM包括甲板（1），该甲板（1）为工人提供空间以自由地从一部分运动到另一部分。在甲板（1）的顶部上，包括具有360度全视野的驾驶员室（2）、位于中心处的用于多个货物的多腔室容器（3）、被可枢转地安装在HCCM的四个转角或者舷侧中的每一个上的两个可伸展臂（4）、被定位在两侧处用于收回被弹出了的夹持器15的多个卷绕站（7）和被分布在同一平面上的五个支撑杆（12）。

在HCCM的每个转角处，两个可伸展臂（4）中的一个在它的自由端处安装有可弹出夹持器系统（5）和切割系统（6），而另一个可伸展臂（4）安装有果实收集器（8），该果实收集器（8）具有臂架（9），臂架（9）夹持用于取回被切割下了的果实的承载器（10）。果实收集器（8）被通过斜槽（11）连接到容器（3），允许取回的果实被引导到容器（3）中。可弹出夹持器系统（5）和切割系统（6）可以与用于使操作自动化的传感器或者其他机械装置结合。

每个臂（4）被通过线（13）连接到三个最接近的支撑杆（12）上。线又被连接到马达上，该马达被配置成以臂（4）的运动可以被控制器远程控制的方式拉动或者释放该线（13）。在每个转角处的两个可伸展臂（4）中的一个被安装在凹部（14）上以在这两个可伸展臂（14）之间产生在高度上的差异，用于防止线（13）的缠结。

此外，顶蓬可以被设置在HCCM的顶部上以保护工人不受炎热或者多雨天气因素的影响。固定的或者可收缩的叶子偏转器也可以被安装在HCCM的前端部和后端部处以当工人站在甲板（1）上时将叶子偏转到旁边。

参考图3，夹持器系统（5）包括收容盒（18）和加载装置，该收容盒（18）容纳多个顺序设置的夹持器（15），每个夹持器（15）被通过绳或者线连接到它的相应的卷绕站（7），允许它被该卷绕站（5）收回，加载装置被配置成从收容盒（18）加载夹持器（15）并且一旦该夹持器（15）已经夹紧了叶子就弹出该夹持器（15）。优选地，夹持器的关闭由弹簧触发。

凿子切割系统（16）或者镰刀系统（17）被第二触发装置激活以切割叶子和果实。镰刀系统（17）包括被连接到弹簧或者致动器单元上的切割器，该弹簧或者致动器单元被配置成激活该切割器。触发装置可以被传感器激活或者由用户手动地激活。连接点（20）被邻近臂（4）的中心定位，在它的自由端处连接至少三条激励线（13）。臂的自由端具有相对于树上的叶子和果实移动和定向镰刀（17）、凿子（16）和夹持器（15）的能力，用于进行有效的切割和夹持操作。臂安装有处理机构（19），该处理机构（19）用于将肥料、棕榈残留物和杀虫剂/除草剂、破碎的叶子等等从工作平台直接转移到树基处。臂的自由端处安装有用于测量农作物护理变量、果实、树干和叶子情况的传感器。

参考图3和图4，果实收集器（8）具有臂架（9），该臂架（9）被可伸展臂（4）中的致动器闭合以环绕树干（23）。臂架（9）承载能够与臂架（9）一致地运动的承载器（10）。承载器（10）具有向下倾斜的底部（24），该底部（24）引导所收集的果实到斜槽（11）的开口（22）。随后，斜槽（11）将所收集的果实从果实收集器（8）传输到容器（3）。

如图5至7中所示，操作收割装置（1）的方法可以被分成两个阶段。第一阶段是切割和收集叶子直到果实被露出，然后开始第二阶段，第二阶段是切割和收集果实。在第一阶段中，臂（4）使可弹出夹持器（15）运动到该夹持器（15）能够夹紧叶子的位置，然后一旦夹持器（15）已经夹持到叶子上并且已经被从加载装置中弹射出，就激活凿子系统（16）以切断叶子，随后通过卷绕站（7）收回弹射出的夹持器（15）和叶子。

在第二阶段中，果实收集器（8）被运动到它的臂架（9）能够围绕树干（23）的位置，其中果实收集器（8）被定位在果实的正下方。果实被通过使用镰刀系统（17）切割。切割下的果实将落入果实收集器（8）中并且将被通过斜槽（11）引导到容器（3）中。如图8中所示，收割装置不仅能够在平坦地面上工作，它也能够在倾斜的地表上工作。

本文包括如后附的权利要求中所包含的内容以及前述的说明中的内容。虽然这个发明已经被以它的具有一定程度的特殊性的优选形式进行了描述，但是被理解的是优选的形式的本披露内容被仅仅以实例的方式做出，并且在结构的细节和部件的组合和设置上的许多变化可以被采用而不脱离本发明的范围。

Claims (12)

1.一种收割装置，用于树生农作物产品的收割和农作物护理，其特征在于，包括：

车，所述车承载工作平台，所述工作平台支撑用于收集所述产品的容器（3）；

至少一个第一可伸展杆（4），所述至少一个第一可伸展杆（4）在一个端部处被安装在所述工作平台的每个转角上以全方向运动并且在自由端处具有收容盒（18），所述收容盒（18）用于存放用于单独地夹紧所述农作物的叶子的多个可弹出夹持器（15）、用于切割被夹紧了的叶子的凿子系统（16）、用于激活所述夹持器（15）的操作并且随后使所述夹持器（15）从所述收容盒（18）中弹出的第一触发装置和用于激活凿子的工作以切断被夹紧了的叶子的第二触发装置，每个夹持器（15）被通过线连接到用于收回所述夹持器（15）以重新加载进所述收容盒（18）中的装置（7）。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：还包括至少一个第二可伸展杆（4），所述至少一个第二可伸展杆（4）也被安装在所述工作平台的每个转角上以全方向运动，并且第二可伸展杆的自由端承载收集器（8），所述收集器（8）用于捕获被镰刀系统（17）切割的产品并且将所述产品引导到所述容器（3）中，所述收集器（8）具有可移动臂（9），所述可移动臂（9）被第三触发装置触发以允许所述收集器（8）被围绕着树干（23）定位，用于通过斜槽（11）将收集的产品送入所述车的所述容器（3）中。

3.如权利要求1或者权利要求2所述的装置，其特征在于：第一或者第二可伸展杆（4）的运动被通过被连接到其上的至少一条线（13）和用于释放或者拉动所述线（13）的至少一个马达（12）远程地控制。

4.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于：所述第一和第二可伸展杆（4）在长度上是可伸缩地调节的。

5.如权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于：所述车还包括一个或者多个可伸展的腿部，所述一个或者多个可伸展的腿部用于稳定所述车。

6.如权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于：还包括用于粉碎农作物的叶子的粉碎器。

7.如权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于：所述车还包括用于将标记印在每棵树上指示当前进行的处理阶段的可伸展装置。

8.如权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于：所述车设有GPS基系统，所述GPS基系统用于显示地区中的地形和树的位置以及用于显示所述车的位置和方向和从传感器输入的关于土壤、树和果实情况的数据的实时数据库记录和分析以帮助做出在精准农业的收割和农作物护理方面的决策。

9.如权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于：还包括引导装置，所述引导装置用于通过所述收集器（8）的所述斜槽（11）引导所述产品。

10.如权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于：所述工作平台是所述车的一个集成部分。

11.如权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于：所述农作物是棕榈油树。

12.如权利要求1至11中任一项所述的装置，其特征在于：所述车是机动车。