CN106508284A - 自走式果园采摘平台 - Google Patents

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CN106508284A
CN106508284A CN201710003026.5A CN201710003026A CN106508284A CN 106508284 A CN106508284 A CN 106508284A CN 201710003026 A CN201710003026 A CN 201710003026A CN 106508284 A CN106508284 A CN 106508284A
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Inventor
侯加林
杨传龙
高东升
宋月鹏
刘平
王春武
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Shandong Agricultural University
Original Assignee
Shandong Agricultural University
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01DHARVESTING; MOWING
    • A01D46/00Picking of fruits, vegetables, hops, or the like; Devices for shaking trees or shrubs
    • A01D46/24Devices for picking apples or like fruit
    • A01D46/243Accessories specially adapted for manual picking, e.g. ladders, carts

Abstract

本发明涉及一种自走式果园采摘平台,包括底盘系统、直立式升降装置、平行四边升降装置、剪叉式升降架、作业平台和液压控制系统;底盘后方安装直立式升降装置,前方安装平行四边形升降装置;剪叉式升降架底部安装在底盘上,顶部安装作业平台;液压控制系统提供动力;本发明作业平台可左右展开和前后倾斜,以适应不同的果树行距;底盘能左右倾斜,能适应崎岖丘陵地带,保证作业平台的水平。本发明可以有效解决果园收获时采摘高度不够,果实收获装卸困难,果树行距不一造成的采摘距离不够,丘陵地带地面崎岖不平,机械难以作业等问题。

Description

自走式果园采摘平台
(一)技术领域
本发明属于果树机械技术领域,尤其涉及一种自走式果园采摘平台。
(二)背景技术
一般果树是劳动密集型栽培作物,收获作业是其生产过程的重要环节,存在人工作业劳动强度大、占用农时多、收获季节性强、收获损失大和效率低等问题。随着经济社会的发展,我国果园规模化经营的要求越来越迫切,果树的集中种植程度越来越高。果园种植规模的不断扩大,传统的采摘方式已经远远不能够满足现代化果园生产的需要。而果园采摘平台的使用可以在一定程度上提高采摘效率,并且成本相对于机器人采摘成本更加低廉、使用更加可靠,相对于人工采摘效率大大提高,因此采摘平台成为国内外的研究热点,并在国外大型果园中得到了广泛的应用。
而果园采摘平台的使用不仅可以提高采摘效率,而且可以降低果实的损失率,节省人工成本,大大提高果农的经济效益。还可以彻底改变我国果园采摘的传统落后状态,使我国得果树种植迈向机械化,现代化。因此发展果园机械化收获技术对于果园产业发展具有重要意义。
(三)发明内容
本发明旨在提供一种自走式果园采摘平台,以弥补目前我国果实采摘现状的不足,可以有效解决果园收获时采摘高度不够,果实收获装卸困难,果树行距不一造成的采摘距离不够,丘陵地带地面崎岖不平,机械难以作业等问题。本发明可以适应多种果树行距,适应丘陵崎岖路面,能够自行完成果框的装卸,实现果园采摘半自动化。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种自走式果园采摘平台,包括底盘系统、直立式升降装置、平行四边升降装置、剪叉式升降架、作业平台和液压控制系统;所述底盘后方安装直立式升降装置,前方安装平行四边形升降装置;
所述底盘系统包括发动机、柱塞泵、齿轮泵、径向柱塞马达、前车桥、后车桥和传动轴;所述的发动机安装在发动机舱;所述的柱塞泵、齿轮泵安装在发动机上通过传动轴直接输送动力;所述的后车桥铰接在车架后方横梁中间,后车桥设有液压缸固定板用于铰接左右倾斜液压缸的底座,左右倾斜液压缸的耳环铰接在底盘底部,控制左右倾斜液压缸的伸缩以实现整个车身左右小角度倾斜;后车桥设有减速箱,减速箱传动比可调,动力输出至车轮;所述径向柱塞马达安装在后车桥,动力输送到减速箱;所述前车桥铰接在车架前方横梁中间,前车桥设有前差速器,动力输送至车轮;所述传动轴连接减速箱和前差速器,传动轴上设有刹车片,由刹车液压缸驱动。
所述的直立式升降装置包括竖直导轨底座、竖直导轨、升降滑架、滚轴滑轨一、直立升降液压缸、链轮、链条;所述的竖直导轨底座安装在底盘尾部;竖直导轨底座两侧各安装有一个竖直导轨,竖直导轨底部稍微向内弯折;所述升降滑架两侧设有L形钢板,L形钢板外侧竖直方向各安装有两个滑轮,滑轮可活动的放置在竖直导轨中;升降滑架通过滑轮安装在两侧的竖直导轨中,并能够沿竖直导轨上下滑动;升降滑架的宽度可调;所述滚轴滑轨一设有左右两条,两条滚轴滑轨一互相平行,两条滚轴滑轨一的一端分别可活动套接在升降滑架左右两侧,并上下可转动,实现放平作业或收起;两条滚轴滑轨一的另一端设有果筐挡板,防止放置果筐时滑落;所述的直立升降液压缸安装在竖直导轨正后方(机器行走方向为前方),与竖直导轨并列放置;直立升降液压缸顶部设有链轮;所述链条一端连接L形钢板,然后向上绕过链轮另一端连接竖直导轨,组成动滑轮系统;通过控制直立升降液压缸的伸缩,然后通过链条传动,实现升降滑架的升降。
所述的平形四边形升降装置包括大臂、小臂、铰接头、固定座、平行四边形升降液压缸、滚轴滑轨二;所述的大臂为H形结构,由中间横梁连接左右两条直臂组成,两直臂两头均焊有铰接孔,直臂长度与小臂相等;所述的小臂由方钢两头焊接铰接孔而成,设有左右两个;所述大臂和小臂的一端均铰接在底盘前部,大臂在下,小臂在上,大臂、小臂铰接孔在同一竖直线上;大臂和小臂的另一端均铰接在铰接头上,并组成平行四边形结构;所述固定座固定在底盘前部;平行四边形升降液压缸底座铰接固定座,平行四边形升降液压缸耳环铰接在大臂的中间横梁上;所述滚轴滑轨二设有左右两条,两条滚轴滑轨二平行铰接在铰接头左右两侧;每条滚轴滑轨二与该侧的直臂和小臂位于同一个平面内;滚轴滑轨二能以铰接头为支点转动,以放平作业或向上收起;果筐放置在两条滚轴滑轨二上,两条滚轴滑轨二另一端均设有果筐挡板,防止滚轴滑轨二升起时果筐滑落;滚轴滑轨二上设有自锁槽,自锁档杆可活动的插入自锁槽和铰接头中,自锁档杆用于锁定滚轴滑轨二收起时的位置;通过驱动平行四边形液压缸的伸缩,改变平行四边形形状,实现滚轴滑轨二的升降。
所述剪叉式升降架底部通过下部支架安装在底盘上,顶部安装作业平台;所述作业平台右前方设有操作台;剪叉升降架上安装有剪叉升降液压缸,通过控制剪叉升降液压缸的伸缩实现作业平台的升降。
所述的作业平台包括下部支架、上平台、左展板、右展板、液压缸支架、前后倾斜液压缸、左展板液压缸、右展板液压缸和滚轴滑轨三;所述滚轴滑轨三设有左右两条,平行放置在上平台上面,贯穿整个上平台;当滚轴滑轨一和滚轴滑轨二升起时,滚轴滑轨一、滚轴滑轨二和滚轴滑轨三能在一个水平面上形成一条滑轨,两条滚轴滑轨三的前端正好能够分别连通升起的两条滚轴滑轨一,后端能够分别连通升起的两条滚轴滑轨二,六条滚轴滑轨此时处于同一水平面,果筐能同时在三组滑轨上前后移动;所述的左展板、右展板分别安装在下部支架与上平台中间两侧;所述左展板液压缸、右展板液压缸分别安装在左展板、右展板下部中间,控制左展板液压缸、右展板液压缸的伸缩从而实现左展板、右展板的展开或收合;所述的液压缸支架设有前后两个,对称固定在下部支架前后两端;所述的前后倾斜液压缸前后各设有两个,对称安置在作业平台两端,前后倾斜液压缸的底座分别铰接在两个液压缸支架上,耳环分别铰接安装在上平台的前后两端,通过控制前后倾斜液压缸的伸缩以实现上平台前后小角度倾斜。
所述的液压控制系统由柱塞泵、齿轮泵提供压力油为驱动力,齿轮泵输出压力油至液压转向器,液压转向器控制前轮转向,之后压力油串联输送至电磁换向阀配流盘,依次串联输送至剪叉升降架液压缸、前后倾液压缸、左展板液压缸、右展板液压缸、直立升降装置液压缸、平行四边形升降装置液压缸、左右倾斜液压缸、后轮转向液压缸,由操作台上的三位开关控制电磁换向阀控制各液压缸的动作,柱塞泵由液控手柄控制排量,压力油输送至径向柱塞马达,提供驱动力。
采用本发明会取得以下有益效果:
1.本发明采用可左右展开式作业平台,可以适应不同的果树行距。
2.本发明采用可前后倾斜式作业平台以及可左右倾斜式底盘,可以适应崎岖丘陵地带,保证作业平台的水平。
3.本发明采用液压驱动系统,机构设计更加简单,行走操作更加方便、灵活。
4.本发明采用四轮转向,具有更小的转弯半径,满足狭小地带作业需求。
(四)附图说明
图1是本发明上侧整体结构示意图;
图2是本发明下侧整体结构示意图;
图3是本发明主视图;
图4是本发明俯视图;
图5本发明右视图
图中1.底盘、1.1发动机、1.2柱塞泵、1.3齿轮泵、1.4径向柱塞马达、1.5前车桥、1.6后车桥、1.7传动轴、1.8左右倾斜液压缸、1.9后轮转向液压缸、1.10前轮转向液压缸、2.直立式升降装置、2.1竖直导轨底座、2.2竖直导轨、2.3升降滑架、2.4滚轴滑轨一、2.5直立升降液压缸、2.6链轮、2.7链条、3.平行四边形升降装置、3.1大臂、3.2小臂、3.3铰接头、3.4固定座、3.5平行四边形升降液压缸、3.6滚轴滑轨二、4剪叉式升降架、4.1剪叉升降架液压缸、5.作业平台、5.1下部支架、5.2上平台、5.3左展板、5.4右展板、5.5液压缸支架、5.6左展板液压缸、5.7右展板液压缸、5.8平台前后倾液压缸、5.9滚轴滑轨三、6.操作台、6.1液压转向器
(五)具体的实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
本发明自走式果园采摘平台,包括底盘系统、直立式升降装置2、平行四边形升降装置3、剪叉式升降架4、作业平台5、液压控制系统,其特征在于,所述底盘1后方安装直立式升降装置2,前方安装平行四边形升降装置3,所述剪叉式升降架4下方安装在底盘上,上方安装作业平台5,所述作业平台5右前方设有操作台6。
所述底盘系统包括:发动机1.1、柱塞泵1.2、齿轮泵1.3、径向柱塞马达1.4、前车桥1.5、后车桥1.6、传动轴1.7,左右倾斜液压缸1.8、后轮转向液压缸1.9、前轮转向液压缸1.10,所述的发动机1.1安装在发动机舱;所述的柱塞泵1.2、齿轮泵1.3安装在发动机1.1飞轮处通过传动轴直接输送动力;所述的后车桥1.6铰接在底盘1后方横梁中间,后车桥1.6设有液压缸固定板铰接车架左右倾斜液压缸1.8底座,左右倾斜液压缸耳环铰接底盘,控制左右倾斜液压缸的伸缩以实现整个车身的左右小角度倾斜,后车桥1.6设有减速箱,减速箱传动比可调,动力输出至车轮,两后轮之间连接有后轮转向液压缸1.9,以实现后轮转向;所述径向柱塞马达1.4安装在后车桥1.6,动力输送到减速箱;所述前车桥1.5铰接在底盘前方横梁中间,前车桥设有前差速器,动力输送至车轮,两前轮之间连接有前轮转向液压缸1.10;所述传动轴1.7连接减速箱和前差速器,传动轴上设有盘式刹车片,由刹车液压缸驱动咬合。
所述的直立式升降装置2包括竖直导轨底座2.1、竖直导轨2.2、升降滑架2.3、滚轴滑轨一2.4、直立升降液压缸2.5、链轮2.6、链条2.7;所述的竖直导轨底座2.1安装在底盘尾部;竖直导轨底座2.1两侧各安装有一个竖直导轨2.2,竖直导轨2.2底部稍微向内弯折;所述升降滑架2.3两侧设有L形钢板,L形钢板外侧竖直方向各安装有两个滑轮,滑轮可活动的放置在竖直导轨2.2中;升降滑架2.3通过滑轮安装在两侧的竖直导轨2.2中,并能够沿竖直导轨2.2上下滑动;升降滑架2.3的宽度可调,所述滚轴滑轨一2.4设有左右两条,两条滚轴滑轨一2.4互相平行,两条滚轴滑轨一2.4的一端分别可活动套接在升降滑架2.3左右两侧,并上下可转动,实现放平作业或收起;另一端设有果筐挡板,防止放置果框时滑落;所述的直立升降液压缸2.5安装在竖直导轨2.2正后方,与竖直导轨2.2并列放置;直立升降液压缸2.5顶部设有链轮2.6;所述链条2.7一端连接L形钢板,然后向上绕过链轮另一端连接竖直导轨2.2,组成动滑轮系统;通过控制直立升降液压缸2.5的伸缩,然后通过链条2.7传动,实现升降滑架的升降2.3。
所述的平形四边形升降装置3包括大臂3.1、小臂3.2、铰接头3.3、固定座3.4、平行四边形升降液压缸3.5、滚轴滑轨二3.6;所述的大臂3.1为H形结构,由中间横梁连接左右两条直臂组成,两直臂两头均焊有铰接孔,直臂长度与小臂3.2相等;所述的小臂3.2由方钢两头焊接铰接孔而成,设有左右两个;所述大臂3.1和小臂3.2的一端均铰接在底盘1前部,大臂3.1在下,小臂3.2在上,大臂3.1、小臂3.2铰接孔在同一竖直线上;大臂3.1和小臂3.2的另一端均铰接在铰接头3.3上,并组成平行四边形结构;所述固定座3.4固定在底盘前部;平行四边形升降液压缸3.5底座铰接固定座,平行四边形升降液压缸3.5耳环铰接在大臂3.1的中间横梁上;所述滚轴滑轨二3.6设有左右两条,水平并列放置,铰接头3.3两端分别铰接两条滚轴滑轨二3.6的一端,两条滚轴滑轨二3.6均与铰接头3.3垂直,分别与两个小臂3.2在同一平面上;通过驱动平行四边形液压缸3.5的伸缩,从而改变平行四边形形状,从而实现滚轴滑轨二3.6的升降。
所述的剪叉升降架4下端安装在底盘1上,上端连接作业平台4,剪叉升降架4中安装有剪叉升降液压缸4.1,通过控制剪叉升降液压缸的伸缩实现作业平台4的升降;
所述的作业平台5包括:下部支架5.1、上平台5.2、左展板5.3、右展板5.4、液压缸支架5.5、前后倾斜液压缸5.6、左展板液压缸5.7、右展板液压缸5.8、滚轴滑轨三5.9;所述下部支架5.1连接剪叉升降架4上端;所述滚轴滑轨三5.9设有左右两条,平行放置在上平台5.2上面,贯穿整个上平台5.2,两条滚轴滑轨三的5.9前端正好能够分别连通升起的两条滚轴滑轨一2.4,后端能够分别连通升起的两条滚轴滑轨二3.6,此时六条滚轴滑轨处与同一水平面,果框能够贯在三组滚轴滑轨中前后贯穿拖动;所述的左展板5.3、右展板5.4分别安装在下部支架5.1与上平台5.2中间两侧;所述左展板液压缸5.7、右展板液5.8压缸分别安装在左展板5.3、右展板5.4下部中间,控制左展板液压缸5.7、右展板液压缸5.8的伸缩从而实现左展板5.3、右展板5.4的展开或收合;所述的液压缸支架5.5设有前后两个,对称固定在下部支架5.1前后两端;所述的前后倾斜液压缸5.6前后各设有两个,对称安置在作业平台5两端,前后倾斜液压缸5.6的底座分别铰接在两个液压缸支架5.5上,耳环分别铰接安装在上平台5.2的前后两端,通过控制前后倾斜液压缸5.6的伸缩以实现上平台5.2前后小角度倾斜。
所述的液压控制系统由柱塞泵1.2、齿轮泵1.3提供压力油为驱动力,齿轮泵1.3输出压力油至液压转向器6.1,液压转向器6.1控制前轮转向液压缸1.10,之后压力油串联输送至电磁换向阀配流盘,依次串联输送至剪叉升降架液压缸4.1、前后倾液压缸5.6、左展板液压缸5.7、右展板液压缸5.8、直立升降装置液压缸2.5、平行四边形升降装置液压缸3.5、左右倾斜液压缸1.8、后轮转向液压缸1.9,由操作台6上的三位开关控制电磁换向阀控制各液压缸的动作,柱塞泵1.2由液控手柄控制排量,压力油输送至径向柱塞马达1.4,提供驱动力。
进行采摘作业时,将平行四边行升降装置3的滚轴滑轨二3.6下降到最低,由人工将果框放上,将上平台5.2降到最低,然后将平行四边行装置3的滚轴滑轨二3.6上升到最高位置与作业平台5的滚轴滑轨三5.9同一水平,由作业人员将果框拉到上平台5.2,上升上平台5.2到合适作业高度,等果框装满,将上平台5.2降到最低,然后将直立式升降装置2的滚轴滑轨一2.4升到最高与滚轴滑轨三5.9同一水平,将果框推至直立式升降装置的滚轴滑轨一2.4,可以操作上平台5.2向后倾斜辅助推动满载的果框,然后将直立式升降装置2的滚轴滑轨一2.4降到最低,驱动车辆前进,将果框卸载到地面。
最后应当说明的是,以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (2)

1.一种自走式果园采摘平台,其特征在于包括底盘系统、直立式升降装置、平行四边升降装置、剪叉式升降架、作业平台和液压控制系统;所述底盘后方安装直立式升降装置,前方安装平行四边形升降装置;
所述底盘系统包括发动机、柱塞泵、齿轮泵、径向柱塞马达、前车桥、后车桥和传动轴;所述的发动机安装在发动机舱;所述的柱塞泵、齿轮泵安装在发动机上通过传动轴直接输送动力;所述的后车桥铰接在车架后方横梁中间,后车桥设有液压缸固定板用于铰接左右倾斜液压缸的底座,左右倾斜液压缸的耳环铰接在底盘底部,控制左右倾斜液压缸的伸缩以实现整个车身左右小角度倾斜;后车桥设有减速箱,减速箱传动比可调,动力输出至车轮;所述径向柱塞马达安装在后车桥,动力输送到减速箱;所述前车桥铰接在车架前方横梁中间,前车桥设有前差速器,动力输送至车轮;所述传动轴连接减速箱和前差速器,传动轴上设有刹车片,由刹车液压缸驱动;
所述的直立式升降装置包括竖直导轨底座、竖直导轨、升降滑架、滚轴滑轨一、直立升降液压缸、链轮和链条;所述的竖直导轨底座安装在底盘尾部;竖直导轨底座两侧各安装有一个竖直导轨,竖直导轨底部稍微向内弯折;所述升降滑架两侧设有L形钢板,L形钢板外侧竖直方向各安装有两个滑轮,滑轮可活动的放置在竖直导轨中;升降滑架通过滑轮安装在两侧的竖直导轨中,并能够沿竖直导轨上下滑动;所述滚轴滑轨一设有左右两条,两条滚轴滑轨一互相平行,两条滚轴滑轨一的一端分别可活动套接在升降滑架左右两侧,能上下转动,实现放平作业或收起;两条滚轴滑轨一的另一端设有果筐挡板,防止放置果筐时滑落;所述的直立升降液压缸安装在竖直导轨正后方,与竖直导轨并列放置;直立升降液压缸顶部设有链轮;所述链条一端连接L形钢板,然后向上绕过链轮另一端连接竖直导轨,组成动滑轮系统;通过控制直立升降液压缸的伸缩,然后通过链条传动,实现升降滑架的升降;
所述的平形四边形升降装置包括大臂、小臂、铰接头、固定座、平行四边形升降液压缸、滚轴滑轨二;所述的大臂为H形结构,由中间横梁连接左右两条直臂组成,两直臂两头均焊有铰接孔,直臂长度与小臂相等;所述的小臂由方钢两头焊接铰接孔而成,设有左右两个;所述大臂和小臂的一端均铰接在底盘前部,大臂在下,小臂在上,大臂、小臂铰接孔在同一竖直线上;大臂和小臂的另一端均铰接在铰接头上,并组成平行四边形结构;所述固定座固定在底盘前部;平行四边形升降液压缸底座铰接固定座,平行四边形升降液压缸耳环铰接在大臂的中间横梁上;所述滚轴滑轨设有左右两条,两条滚轴滑轨平行铰接在铰接头左右两侧;每条滚轴滑轨与该侧的直臂和小臂位于同一个平面内;滚轴滑轨能以铰接头为支点转动,以放平作业或向上收起;果筐放置在两条滚轴滑轨上,两条滚轴滑轨另一端均设有果筐挡板,防止滚轴滑轨升起时果筐滑落;滚轴滑轨上设有自锁槽,自锁档杆可活动的插入自锁槽和铰接头中,自锁档杆用于锁定滚轴滑轨收起时的位置;通过驱动平行四边形液压缸的伸缩,改变平行四边形形状,实现滚轴滑轨二的升降;
所述剪叉式升降架底部通过下部支架安装在底盘上,顶部安装作业平台;所述作业平台右前方设有操作台;剪叉升降架上安装有剪叉升降液压缸,通过控制剪叉升降液压缸的伸缩实现作业平台的升降;
所述的作业平台包括下部支架、上平台、左展板、右展板、液压缸支架、前后倾斜液压缸、左展板液压缸、右展板液压缸和滚轴滑轨三;所述滚轴滑轨三设有左右两条,平行放置在上平台上面,贯穿整个上平台;当滚轴滑轨一和滚轴滑轨二升起时,滚轴滑轨一、滚轴滑轨二和滚轴滑轨三能在一个水平面上形成一条滑轨,两条滚轴滑轨三的前端正好能够分别连通升起的两条滚轴滑轨一,后端能够分别连通升起的两条滚轴滑轨二,六条滚轴滑轨此时处于同一水平面,果筐能同时在三组滑轨上前后移动;所述的左展板、右展板分别安装在下部支架与上平台中间两侧;所述左展板液压缸、右展板液压缸分别安装在左展板、右展板下部中间,控制左展板液压缸、右展板液压缸的伸缩从而实现左展板、右展板的展开或收合;所述的液压缸支架设有前后两个,对称固定在下部支架前后两端;所述的前后倾斜液压缸前后各设有两个,对称安置在作业平台两端,前后倾斜液压缸的底座分别铰接在两个液压缸支架上,耳环分别铰接安装在上平台的前后两端,通过控制前后倾斜液压缸的伸缩以实现上平台前后小角度倾斜;
所述的液压控制系统由柱塞泵、齿轮泵提供压力油为驱动力,齿轮泵输出压力油至液压转向器,液压转向器控制前轮转向,之后压力油串联输送至电磁换向阀配流盘,依次串联输送至剪叉升降架液压缸、前后倾液压缸、左展板液压缸、右展板液压缸、直立升降装置液压缸、平行四边形升降装置液压缸、左右倾斜液压缸和后轮转向液压缸,由操作台上的三位开关控制电磁换向阀控制各液压缸的动作,柱塞泵由液控手柄控制排量,压力油输送至径向柱塞马达,提供驱动力。
2.如权利要求1所述的一种自走式果园采摘平台,其特征在于所述的升降滑架宽度可调。
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