CN107487736A - 一种高空果园作业辅助平台 - Google Patents

Abstract

一种高空果园作业辅助平台，属于辅助作业技术领域。包括行走装置、可伸缩底座、叉式升降机构、平台、偏移机构、微调机构和转动机构；其中：可伸缩底座连接在行走装置上，作业时能伸出行走装置支撑在地面上；叉式升降机构置于可伸缩底座上方，叉式升降机构一侧铰接在底座水平伸缩臂上，另一侧通过微调机构连接在底座底板上；叉式升降机构顶板上设置转动机构，平台通过偏移机构连接在转动机构上方，可进行水平移动，通过转动机构进行360度回转，由叉式升降机构控制其升降的高度，通过微调机构调节倾斜角度，保持平台的水平。本发明根据地面自动调整高度及调平底座，能适用缓坡、松软、坑洼等地形，完成果园剪枝、套袋、授粉、喷药、水果采摘等高空作业。

Description

一种高空果园作业辅助平台

技术领域

本发明属于辅助作业技术领域，特别是涉及一种高空果园作业辅助平台。

背景技术

我国地域辽阔，果树种植面积较大，果园地势呈多样性，丘陵山区是果园种植的主要地区，地块不整、起伏较大，以致果园机械化程度一直处于落后状态，果农作业还是以爬树和借助简易梯子手工作业为主。

目前果园高处作业(如高处剪枝、套袋、授粉、喷药、水果采摘等)成为国内的一大难题；尤其是在我国丘陵地区，由于种植的大多数水果树平均高3米，成年果树树冠可达到3～4平方米的覆盖面积，其在成长期需要定期剪枝、喷洒农药及采摘，大面积种植区喷洒农药可以采用飞机进行，但是剪枝或小面积种植就很难完成作业。目前国内外使用的水果采收机械主要归类为以下4种：机械推摇式采收机、机械撞击式采收机、气力振摇式采收机和切割式采收机。推摇式和撞击式是根据产生振动形式的不同而划分的，目前国外用得最多的是推摇式采收机。

机械推摇式采收机主要由推摇器、夹持器、接载装置和输送装置等组成。其工作原理是利用机械推摇果树枝干产生振动，传递到果实上使果实产生加速度，当其惯性力大于果实与果枝的结合力时，果实与果枝脱离而掉落；其保果率差，果实易碎。

机械撞击式采收机是采用不同类型的撞击部件撞击树冠上的果枝，将果实振落。主要包括擂杆撞击式和棒杆敲击式两种。撞击式作业时，将装有衬垫的擂杆端头推靠在树枝上，利用机械力、气力或液压力使擂杆往复运动，对果树进行断续的撞击，使果实振落。棒杆敲击式作业时，成排的指杆式橡胶敲击棒在液压系统操纵下做往复运动，敲打果枝，使果实脱落。容易造成果树、果枝折损，影响果树的生命力；且振落的果实易因撞击而破损，影响果品质量。

气力振摇式采收机有吹气式和吸气式两种。吹气振摇式采收机是利用风机产生的高速气流(约44m/s)，通过两个或多个排气口吹向果树，同时导向器以60～70次/min的频率不断改变气流方向，使果实振摇产生惯性力而脱离果枝。该机型采收效率较高，但功率消耗大，易损伤小树枝和树叶。吸气振摇式采收机是利用气流吸力将果实吸入采果装置，在被吸气流拽下后经采吸口、吸风道进入沉降室，落到输送带上，树叶等轻小杂物经风机吹送由出风口排出。果实在掉落时冲击较大，易损伤果实。

切割式采收机是将树枝或果柄切断使果实与果树分离，从而实现采摘，又分为机械切割和动力切割，如油锯、气动剪和电动剪。机械结构复杂，剪后果实收集不便，不利于推广应用。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种高空作业辅助平台，其具有低成本、易操作、适用性广、辅助性强等特点，适用于多种果园地形，不仅能满足水果的采摘，还可完成果园剪枝、套袋、授粉、喷药等高空作业。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明一种高空果园作业辅助平台，包括行走装置、可伸缩底座、叉式升降机构、平台、偏移机构、微调机构和转动机构；其中：可伸缩底座连接在行走装置上，作用时能伸出行走装置支撑在地面上；叉式升降机构置于可伸缩底座上方，叉式升降机构一侧铰接在底座水平伸缩臂上，另一侧通过微调机构连接在底座底板上；叉式升降机构顶板上设置转动机构，平台通过偏移机构连接在转动机构上方，平台通过偏移机构水平移动，通过转动机构进行360度回转，由叉式升降机构控制其升降的高度，通过微调机构调节倾斜角度，保持平台的水平。

进一步地，所述可伸缩底座包括四个支柱、与支柱连接的水平伸缩臂和底板，四个水平伸缩臂交叉固定于底板上，水平伸缩臂端部设置支柱，每个支柱均由可伸缩套筒、支座及液压缸I构成，由液压缸I连接可伸缩套筒，独立控制单个支柱的伸缩；每个水平伸缩臂均由可伸缩套筒和液压缸Ⅱ构成，液压缸Ⅱ连接可伸缩套筒，独立控制单个伸缩臂的伸缩。

进一步地，所述可伸缩底座的四个支柱外侧还设置有障碍物探测传感器，水平伸缩臂伸出方向存在障碍物时自动停止伸缩。

进一步地，所述液压缸I和液压缸Ⅱ均为4个，分别置于支柱和水平伸缩臂内，以支柱内的液压缸I为例，包括三位四通电磁阀、二位二通换向阀、单向阀及油箱，油箱连接有齿轮液压泵泵出液压油，出口端一路连接直动式溢流阀，用于调节系统压力，另一路连接三位四通电磁阀的入油口P端，油口0端接回油箱，三位四通电磁阀另一侧的A、B两出油口做为整个系统的入油端和回油端，入油端A端分四条支路，每条支路通过一个二位二通换向阀，再通过液控单向阀连入液压缸I的无杆端，有杆端通过液控单向阀接入系统回油路。

进一步地，所述微调机构是在叉式升降机构底框和底座底板间连接有液压缸Ⅳ，液压缸杆套端固定在底板上，伸缩端连接在底框上，通过液压缸Ⅳ伸缩微量调节叉式升降机构的倾斜角度。

进一步地，所述转动机构包括驱动电机、蜗轮转盘、蜗杆及蜗轮套，所述蜗轮套固定在顶板上，蜗轮转盘置于蜗轮套内，蜗杆连接在驱动电机输出轴上，蜗轮转盘与蜗杆啮合传动，通过电机驱动蜗杆，带动蜗轮转盘转动。

进一步地，偏移机构包括滑块、滑轨、齿轮齿条传动机构及电机，所述平台上连接有滑块，转动机构上设置有滑轨和齿条，所述滑块与滑轨配合连接，在滑块上设置有驱动电机，在电机输出轴上安装有齿轮，所述齿轮与齿条配合传动，带动滑块及平台沿滑轨移动。

本发明的有益效果为：

1.本发明由行走装置、可伸缩底座、叉式升降机构、平台、偏移机构、微调机构和转动机构等几部分组成，相互连接配合作业，履带式行走装置能适用缓坡、松软、坑洼不平等复杂地形。通过液压系统控制底座升降及轴向伸缩，根据地面高度自动调整各伸臂的高度，从而调平底座。叉式升降台控制整体平台升降高度，通过平台微调机构微调叉式升降台，调节操作平台平稳度；回转台可以实现360度旋转，便于全方位作业。本发明具有低成本、易操作、适用性广、辅助性强等特点，使用者只需根据当前的工作需求调节相应的电控按钮，使装置适应当前工作环境，进而辅助人工进行作业。适用于多种地形，可完成果园剪枝、套袋、授粉、喷药、水果采摘等高空作业或者满足其他领域的高空作业，操作简便。

2.本发明平台微调机构能保证在行走的过程中，遇到如缓坡等倾斜地形时，对工作平台与底盘进行角度调节，保持工作平台呈水平状态，以保证操作人员的安全。

3.本发明工作平台通过滑轨及齿轮齿条配合运动，使平台能向外水平伸出；通过蜗轮蜗杆传动，平台可以实现360°无限位旋转，以满足不同方向的工作需求，并且增大工作范围。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中转动机构连接示意图。

图3是本发明油路控制原理示意图。

图中：1.行走装置，

2.底座，21.支柱，22.水平伸缩臂，23.底板，24.液压缸I；25.液压缸Ⅱ；

3.叉式升降机构，31.顶板，32.底框，33.液压缸Ⅲ，34.折叠支臂，

4.平台，5.栏杆，6.液压缸Ⅳ(微调机构)，

7.转动机构，71.蜗轮，72.蜗杆，73.电机，74.蜗壳；

8.偏移机构，81.齿条，82.滑轨，83.滑块，84.齿轮。

9.油箱，10.齿轮泵，11.溢流阀，12.三位四通电磁阀，13.液控单向阀，

14.二位二通换向阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

实施例：如图1所示，本发明一种高空果园作业辅助平台，包括行走装置1、可伸缩支撑底座2、叉式升降机构3、平台4、偏移机构8、微调机构、转动机构7。其中：可伸缩底座2连接在行走装置1上，并伸出行走装置1支撑地面；叉式升降机构3置于可伸缩底座2上方，叉式升降机构3一侧连接在底座2水平伸缩臂22上，另一侧通过微调机构连接在底座底板23上；叉式升降机构顶板31上设置转动机构7，平台4通过偏移机构8连接在转动机构7上方，平台4通过偏移机构8水平移动，通过转动机构7进行360度回转，由叉式升降机构3控制其升降的高度，通过微调机构调节倾斜角度，保持平台4的水平。

所述行走装置1为履带式行走系统，为现有结构，底座2上的底板23固定在行走装置1上。

所述可伸缩支撑底座2包括四个支柱21、与支柱21连接的水平伸缩臂22和底板23，四个水平伸缩臂22交叉固定于底板23上，水平伸缩臂22端部设置支柱21，每个支柱21均由可伸缩套筒、支座及液压缸I24构成，由液压缸I24连接可伸缩套筒，独立控制单个支柱的伸缩，根据实际需要调节其升降高度；每个水平伸缩臂22均由可伸缩套筒和液压缸Ⅱ25构成，液压缸Ⅱ25连接可伸缩套筒，独立控制单个伸缩臂的伸缩，调节水平伸缩长度；当某个方向存在障碍物时，可以收缩或不伸出该方向的水平伸缩臂22，以绕过障碍物，适应实际地面需求。

所述可伸缩底座2的四个支柱21外侧还设置有障碍物探测传感器，水平伸缩臂22伸出方向存在障碍物时自动停止伸缩。所述水平伸缩臂22采用多个套筒依次套装，通过液压缸Ⅱ25，扩大支撑范围；支柱21向下伸出支撑地面。整个可伸缩支撑底座2的作用是保持整体的水平和工作平台4的稳定性。

液压缸I24和液压缸Ⅱ25均为4个，分别置于支柱21和水平伸缩臂22内，分别独立控制，控制原理相同，如图3所示，以支柱21的液压缸I24为例，包括三位四通电磁阀12、二位二通换向阀14、单向阀及油箱9，油箱9接齿轮液压泵10向上泵出液压油，出口端分两路，一路连接直动式溢流阀11，用于调节系统压力，另一路连接三位四通电磁阀4的入油口P端，油口O端接回油箱，三位四通电磁阀12另一侧的A、B两出油口做为整个系统的入油端和回油端，入油端A端分四条支路，每条支路通过一个二位二通换向阀14，再通过液控单向阀131连入液压缸I24的无杆端，有杆端通过液控单向阀132接入系统回油路。

所述叉式升降机构3，为现有结构，支撑在底座2上方，由顶板31和底框32间设置交叉折叠支臂34构成，液压缸Ⅲ33分别与叉式升降机构3的外剪臂和内剪臂铰接，由液压缸Ⅲ33控制驱动其伸缩，以控制升降；叉式升降机构3的底框32一端固定在两个水平伸缩臂22上，另一端通过微调机构连接在底板23上，主要用于工作平台4的升降和承受载荷。

所述微调机构是在叉式升降机构3底框32和底座底板23间连接有液压缸Ⅳ，所述液压缸Ⅳ缸底端固定在底座底板23上，伸缩端连接在底框32上。通过液压缸Ⅳ6伸缩微量调节叉式升降机构3的倾斜角度，进而调节顶板31的高度偏差，能保证作业平台在行走的过程中，遇到如缓坡等倾斜地形时，对叉式升降机构3进行角度的调节，保持工作平台的水平，以保证人员的安全与工作的稳定。所述液压缸Ⅳ6的调节倾斜角度最大为30度，超过30度时，需要调节四个支柱伸缩不同高度来调节。

如图2所示，本例中所述转动机构7包括驱动电机73、蜗轮转盘71、蜗杆72及蜗轮套74，所述蜗轮套74固定在顶板31上，蜗轮转盘71置于蜗轮套74内，蜗杆72连接在驱动电机73的输出轴上，蜗轮转盘71与蜗杆72啮合传动，通过电机73驱动蜗杆72带动蜗轮转盘71转动。

所述平台偏移机构8包括滑块83、滑轨82、齿轮齿条传动机构及电机，所述平台4上连接有滑块83，转动机构7的蜗轮转盘上设置有滑轨82和齿条81，为使平台4伸出平稳，本例齿轮齿条传动机构和滑块滑轨均为两组，对称布置，两齿轮齿条传动机构分别置于两滑块83的两侧；所述滑块83与滑轨82配合连接，在滑块83上设置有电机，在电机输出轴上安装有齿轮84，所述齿轮84与齿条81配合传动，带动滑块83沿滑轨82移动，实现平台的偏移，在作业时，便于操作者灵活移动，增大工作范围。

在所述平台4圆周设置防护栏杆5，以保证作业人员的安全。本发明的工作平台4在向外伸出或收缩的同时还可以实现360°无限位旋转，以满足不同方向的工作需求，增大工作范围。

本发明的工作原理：

本发明在作业时，支撑底座2整体收缩为最小体积，离开地面，利用履带式行走装置1行驶至工作位置地面；停稳后，支撑底座2的四个水平伸缩臂22由带电磁阀的液压缸I提供动力水平向外推出，然后四个伸缩立柱由带电磁阀的液压缸Ⅱ提供动力推出，依据地面高度自动调整各伸臂的高度，从而使底座2调平。通过液压缸Ⅳ推动叉式升降机构3的底框32微调高度，使整体结构水平。做好准备工作后，作业人员登上平台4，通过电磁阀控制叉式升降机构3，使作业平台4上升到作业需要的高度，锁紧固定叉式升降机构进行作业；平台4还可根据实际需要水平伸出一定长度，也可以无限位转动，加大作业范围，适应不同角度的作业。作业完成后，降下平台，进行下一班工作。

本发明的行走装置采用履带式，它能够平稳、迅速、安全地通过各种复杂路况。由于接地面积大，所以增大了在松软、泥泞等工作环境的通过能力，降低了下陷量。由于履带板上有花纹并能安装履刺，所以在上坡路面上能牢牢地抓住地面，不会滑转。本例设计的履带接地长度达1.5米，诱导轮中心位置较高，所以通过坑洼不平土地的能力较强。由于整体作业平台相对重量较大，采用履带可以减小单位面积压力，对路面的要求不高，且使用寿命长。

Claims (7)

1.一种高空果园作业辅助平台，其特征在于：包括行走装置、可伸缩底座、叉式升降机构、平台、偏移机构、微调机构和转动机构；其中：可伸缩底座连接在行走装置上，作用时能伸出行走装置支撑在地面上；叉式升降机构置于可伸缩底座上方，叉式升降机构一侧铰接在底座水平伸缩臂上，另一侧通过微调机构连接在底座底板上；叉式升降机构顶板上设置转动机构，平台通过偏移机构连接在转动机构上方，平台通过偏移机构水平移动，通过转动机构进行360度回转，由叉式升降机构控制其升降的高度，通过微调机构调节倾斜角度，保持平台的水平。

2.根据权利要求1所述高空作业辅助平台，其特征在于：所述可伸缩底座包括四个支柱、与支柱连接的水平伸缩臂和底板，四个水平伸缩臂交叉固定于底板上，水平伸缩臂端部设置支柱，每个支柱均由可伸缩套筒、支座及液压缸I构成，由液压缸I连接可伸缩套筒，独立控制单个支柱的伸缩；每个水平伸缩臂均由可伸缩套筒和液压缸Ⅱ构成，液压缸Ⅱ连接可伸缩套筒，独立控制单个伸缩臂的伸缩。

3.根据权利要求1所述高空作业辅助平台，其特征在于：所述可伸缩底座的四个支柱外侧还设置有障碍物探测传感器，水平伸缩臂伸出方向存在障碍物时自动停止伸缩。

4.根据权利要求1所述高空作业辅助平台，其特征在于：所述液压缸I和液压缸Ⅱ均为4个，分别置于支柱和水平伸缩臂内，以支柱内的液压缸I为例，包括三位四通电磁阀、二位二通换向阀、单向阀及油箱，油箱连接有齿轮液压泵泵出液压油，出口端一路连接直动式溢流阀，用于调节系统压力，另一路连接三位四通电磁阀的入油口P端，油口0端接回油箱，三位四通电磁阀另一侧的A、B两出油口做为整个系统的入油端和回油端，入油端A端分四条支路，每条支路通过一个二位二通换向阀，再通过液控单向阀连入液压缸I的无杆端，有杆端通过液控单向阀接入系统回油路。

5.根据权利要求1所述高空作业辅助平台，其特征在于：所述微调机构是在叉式升降机构底框和底座底板间连接有液压缸Ⅳ，液压缸杆套端固定在底板上，伸缩端连接在底框上，通过液压缸Ⅳ伸缩微量调节叉式升降机构的倾斜角度。

6.根据权利要求1所述高空作业辅助平台，其特征在于：所述转动机构包括驱动电机、蜗轮转盘、蜗杆及蜗轮套，所述蜗轮套固定在顶板上，蜗轮转盘置于蜗轮套内，蜗杆连接在驱动电机输出轴上，蜗轮转盘与蜗杆啮合传动，通过电机驱动蜗杆，带动蜗轮转盘转动。

7.根据权利要求1所述高空作业辅助平台，其特征在于：偏移机构包括滑块、滑轨、齿轮齿条传动机构及电机，所述平台上连接有滑块，转动机构上设置有滑轨和齿条，所述滑块与滑轨配合连接，在滑块上设置有驱动电机，在电机输出轴上安装有齿轮，所述齿轮与齿条配合传动，带动滑块及平台沿滑轨移动。