CN107820848B - 一种可实现连续采摘的自走式枸杞采摘机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可实现连续采摘的自走式枸杞采摘机，包括行走机构、采摘机构总成和控制系统；所述行走机构包括驾驶室、转向系统、前悬架系统、动力系统、后悬架系统和车架，所述行走机构用于为采摘作业提供动力及支撑框架；所述采摘机构总成包括振摇条组件、安装架、复位弹簧、中间支撑框、振动电机、导轨、安装框架、振动弹簧、后盖和振动控制柜,用于完成枸杞采摘作业；所述控制系统用于车辆行驶控制和采摘作业控制。本发明可用于包括枸杞、但不仅仅限于枸杞，还包括其他浆果类的采摘，由于自身具有平台高度可调的高地隙液压平台作为支撑，因此整套装备具有了自行走能力，同时由于枸杞采摘装置为连续作业式，因此整个采摘过程可以不停歇。

Description

一种可实现连续采摘的自走式枸杞采摘机

技术领域

本发明属于果实采摘装备技术领域，具体地讲涉及一种可实现连续采摘的自走式枸杞采摘机。

背景技术

当前枸杞采摘多依靠手工采摘，部分地方引入了小型手持式采摘装置，但是不论是手工采摘还是小型手持式采摘装置，都无法满足日益扩大的枸杞种植面积，随着国内人工劳动力的短缺，劳动力成本进一步提高，研制采摘效率高的大型枸杞采摘机械就成为非常迫切的需要。因此，一种对果实低损伤、高效率，而且能够根据枸杞的成熟情况进行分期采收的枸杞采摘机就应运而生，目前有一些企业和科研机构已经在着手研发大型自走式枸杞采摘机，如中国专利CN201410798161.X中公开的大型枸杞采摘装备，其中振摇条组件是垂向分布的从且为间歇式采摘，采摘效率较低，除此之外，中船重工也仿造了美国的蓝莓采摘机研发了双滚筒连续采摘装置，但是该装置占地面积太大，同时暂时没有成熟机型面世。

发明内容

为克服上述技术问题，本发明提供了一种结构简单、灵活性高、可靠性强，工作过程中能有效绕开悬垂的枝蓬,无需停车的一种可实现连续采摘的自走式枸杞采摘机。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：本发明为一种可实现连续采摘的自走式枸杞采摘机，包括行走机构、采摘机构总成和控制系统，所述采摘机构总成通过安装框架固定在在行走机构的车架的左右两侧，可以独立安装、独立拆除；

所述行走机构包括：驾驶室、车架、动力系统、前悬架系统、后悬架系统和转向系统，所述前悬架系统包括前连接套筒、减震伸缩油缸、液压马达固定座、液压马达、轮胎轮毂、固定套、前悬架固定立柱、悬架主立柱，所述悬架主立柱下端与固定在液压马达固定座上，液压马达固定座与安装在轮胎轮毂上的液压马达固定相连，所述悬架主立柱上端与所述减震伸缩油缸固定连接，所述前连接套筒与所述悬架主立柱通过花键形式配合连接，减震伸缩油缸的上端与前悬架固定立柱上端形成铰接，所述前悬架固定立柱布置于前连接套筒外，前连接套筒通过固定套限定其上下位置，所述转向机构通过前连接套筒与前悬架系统连接；

所述转向机构包括直拉杆、横拉杆、固定座、转向油缸、连接端、球铰；所述转向油缸与所述连接端铰接，所述连接端固定安装于所述横拉杆上，所述横拉杆两端设有直拉杆，所述直拉杆一端与横拉杆铰接，另一端与所述前连接套筒固定连接。

所述后悬架系统的轮胎轮毂一侧设置有液压马达，所述液压马达上连接液压马达固定座另一侧设置有鼓式制动器，所述鼓式制动器另一端与支撑组件固定连接。所述液压马达固定座和所述支撑组件上分别固定连接有悬架主立柱，所述悬架主立柱上固定连接所述减震伸缩油缸，所述减震伸缩油缸的上端与后悬架固定立柱上端形成铰接，所述后悬架固定立柱布置于后连接套筒外，后连接套筒通过固定套限定其上下位置，所述后连接套筒与所述悬架主立柱通过花键形式配合连接。

所述采摘机构总成包括振摇条组件、安装架、复位弹簧、中间支撑框、振动电机、导轨、安装框架、振动弹簧、后盖和振动控制柜，所述振摇条组件包括振摇条、振摇条固定座、振摇条组件安装块、转轴和复位弹簧安装轴，振摇条组件能够以转轴为中心进行一定角度旋转，所述复位弹簧中间装有若干个扣环，所述振摇条组件穿过安装架的孔后套装于相对应的复位弹簧上的扣环中，所述复位弹簧用于振摇条组件的复位，复位弹簧两端与安装架固定，所述振摇条与振摇条固定座固定连接，振摇条固定座通过转轴连接在振摇条组件安装块上，所述振摇条组件安装块固定安装在所述安装架上，所述振摇条固定座上设有复位弹簧安装轴，所述振摇条组件通过复位弹簧安装轴与复位弹簧连接。所述中间支撑框用于连接前侧的振摇条组件以及后侧的振动电机，中间支撑框上下两端面安装有振动弹簧，缓冲振动电机的振动力，左右两侧安装有导轨，限定整个装置只能沿上下振动；所述振动电机为整个装置提供激振力；所述导轨用于限定整个装置的运动轨迹；所述安装框架作用是将整个装置连接到整个行走机构上；所述振动弹簧用于缓冲振动电机振动力；所述后盖起结构封装作用；所述振动控制柜用于控制整个采摘机构总成用到的电气控制设备。。

所述控制系统包括行走机构控制系统与采摘机构总成的振动控制柜，所述行走机构控制系统与所述采摘机构总成的振动控制柜集成为一个总的控制系统。

优化地，所述振摇条可采用空心结构，可以减轻整机结构。

本发明的有益效果在于：

1.采摘机构总成通过安装框架固定在在行走机构的车架的左右两侧，可以独立安装、独立拆除。

2.由于振摇条组件在碰到树枝后能够自动转动一定角度，行走机构在行走过程中无需停车，实现了连续采摘，因此采摘效率得以提升，工作效率高，使用方便；

3.本发明的行走机构前后悬架的采用了同类型液压缸进行减震，同时在液压缸注油的情况下，可以整体提升高地隙液压平台的高度，液压缸同时实现减震和调节平台高度的作用，能适应更加复杂的使用工况；

4.本发明的行走机构的高度可调，在搭载采摘机构总成之后，可以对处于不同高度的枸杞进行采摘，无需停车即可完成整个过程。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明行走机构前悬架结构示意图；

图3为本发明行走机构转向结构示意图；

图4为本发明行走机构后悬架结构示意图；

图5为本发明采摘机构总成爆炸示意图；

图6为本发明采摘机构总成的振摇条组件示意图；

图7为本发明采摘机构总成的复位弹簧结构示意图；

其中，1-驾驶室，2-转向机构，2.1-直拉杆，2.2-横拉杆，2.3-固定座，2.4-转向油缸，2.5-连接端，2.6-球铰，3-前悬架系统，3.1-前连接套筒，3.2-油缸连接座，3.3-油缸销钉，3.4-减震伸缩油缸，3.5-液压马达固定座，3.6-液压马达，3.7-轮胎轮毂，3.8-固定套，3.9-前悬架固定立柱，3.10-悬架主立柱，4-动力系统，5-后悬架系统，5.1-鼓式制动器，5.2-支撑组件，5.3-后悬架固定立柱，5.4-后连接套筒，6车架，7-振摇条组件,7.1-振摇条，7.2-振摇条固定座，7.3-振摇条组件安装块，7.4-转轴，7.5-复位弹簧安装轴，8-安装架，9-复位弹簧，10-中间支撑框，11-振动电机，12-导轨，13-安装框架，14-振动弹簧，15-后盖，16-振动控制柜。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明为一种可实现连续采摘的自走式枸杞采摘机，包括行走机构、采摘机构总成和控制系统，所述采摘机构总成通过安装框架7固定在行走机构的车架6的左右两侧，可以独立安装、独立拆除,所述驾驶室1包括驾驶外框及内部操控装置以及座椅等辅助设备，安装在车头位置，动力系统4为为整个枸杞采摘机提供动力，前悬架系统4用于完成包括减震、支撑以及平台高度调整等工作，当前悬架系统4与转向机构2配合时，可以完成车辆转向功能，后悬架系统5具有减震、支撑以及调整平台高度的作用，同时由于采用了双支撑体系，使得后悬可以承受更大重量。

如图2所示，前悬架系统包括：前连接套筒3.1、油缸连接座3.2、油缸销钉3.3、减震伸缩油缸3.4、液压马达固定座3.5、液压马达3.6、轮胎轮毂3.7、固定套3.8、前悬架固定立柱3.9、悬架主立柱3.10。悬架主立柱3.10下端与液压马达固定座3.5焊接，液压马达固定座3.5通过螺栓螺母与液压马达3.6的一端连接，液压马达3.6另一端通过螺栓螺母与轮胎轮毂3.7相连，悬架主立柱3.10上端与所述减震伸缩油缸3.4固定连接，所述前连接套筒3.1与所述悬架主立柱3.10通过花键连接，使得所述前连接套筒3.1与所述悬架主立柱3.10之间只能上下滑动而无相对转动，减震伸缩油缸3.4的上端与前悬架固定立柱3.9上端形成铰接，所述前悬架固定立柱3.9布置于前连接套筒3.1外，前连接套筒3.1通过固定套3.8限定其上下位置，所述转向机构2通过前连接套筒3.1与前悬架系统3连接。

如图3所示，转向机构2包括直拉杆2.1、横拉杆2.2、固定座2.3、转向油缸2.4、连接端2.5、球铰2.6。其中固定座2.3固定于车架上，转向油缸2.4一端与固定座2.3连接，另一端与连接端2.5相连，连接端2.5与横拉杆2.2固定在一起，当转向油缸2.4伸出或者缩回时，推动横拉杆2.2运动，横拉杆2.2与直拉杆2.1铰接，横拉杆2.2的运动传递到直拉杆2.1，最后传递到前悬架系统3中的前连接套筒3.1上，前连接套筒3.1沿轴线方向转动。

如图4所示，后悬架系统5的轮胎轮毂3.7一侧设置有液压马达3.6，所述液压马达3.6上连接液压马达固定座3.5，另一侧设置有鼓式制动器5.1，所述鼓式制动器5.1另一端与支撑组件5.2固定连接。所述液压马达固定座3.5和所述支撑组件5.2上分别固定连接有悬架主立柱3.10，所述悬架主立柱3.10上固定连接所述减震伸缩油缸3.4，所述减震伸缩油缸3.4的上端与后悬架固定立柱5.3上端形成铰接，所述后悬架固定立柱5.3布置于后连接套筒5.4外，后连接套筒5.4通过固定套3.8限定其上下位置，所述后连接套筒5.4与所述悬架主立柱3.10通过花键形式配合连接。

如图5所示，采摘机构总成包括振摇条组件7、安装架8、复位弹簧9、中间支撑框10、振动电机11、导轨12、安装框架13、振动弹簧14、后盖15，振动控制柜16，所述振摇条组件7穿过安装架8的孔后套装于相对应的复位弹簧9上的扣环中，复位弹簧9两端与安装架8固定，所述中间支撑框10用于连接前侧的振摇条组件7以及后侧的振动电机11，中间支撑框10上下两端面安装有振动弹簧14，缓冲振动电机11的振动力，左右两侧安装有导轨12，限定整个采摘机构总成只能沿上下振动；所述振动电机11为整个采摘机构总成提供激振力；所述导轨12用于限定整个采摘机构总成的运动轨迹；所述安装框架13作用是将整个装置连接到整个行走机构上；所述振动弹簧14用于缓冲振动电机11的振动力，所述后盖15起结构封装作用；所述振动控制柜16放置了整采摘机构总成用到的电气控制设备。

如图6所示，所述振摇条组件包括振摇条7.1、振摇条固定座7.2、振摇条组件安装块7.3、转轴7.4和复位弹簧安装轴7.5，振摇条组件7能够以转轴7.4为中心进行一定角度旋转，振摇条7.1与振摇条固定座7.2固定连接，振摇条固定座7.2通过转轴7.4连接在振摇条组件安装块7.3上，所述振摇条固定座7.2上设有复位弹簧安装轴7.5。

如图7所示，所述复位弹簧9用于振摇条组件的复位，采用了新的结构形式，所述复位弹簧9中间装有若干个扣环9.1，中间每个扣环连接复位弹簧安装轴7.5，从而使每一排振摇组件7成为一个即独立又统一的整体，独立之处在于每一个振摇条组件7仍然是一个个体，可以单独运动，统一之处在于由于整个复位弹簧9为一整根，因此当其中一个振摇条组件受到阻力时，也会传递到相邻振摇条组件7上，但是传递过去的力会随着距离增加而减小。

本发明具体工作过程如下：驾驶行走机构前往作业田，到达作业田后启动采摘机构总成，采摘机构总成通过安装框架7固定在行走机构的车架6的左右两侧，在采摘的过程中，枸杞树位于行走机构的左右两侧采摘机构总成之间，驾驶行走机构前进时，当振摇条7.1碰到枸杞枝条时，枸杞枝条给振摇条7.1一个作用力，振摇条7.1会沿着振摇条组件7中的转轴7.4旋转一定角度，在振摇条7.1偏转的过程中，振动电机11传递给振摇条7.1上下的振动力不会停止，会持续作用，当行走机构继续前行，枝条脱离振摇条7.1，从而施加到振摇条7.1上的作用力消失，此时振摇条7.1以及振摇条组件7会在复位弹簧3的作用力下恢复到初始位置。当碰到不同生长高度的枸杞时，所述行走机构的6支减震伸缩油缸3.4同步伸出，从而整个液压平台整体被提升，遇到障碍物时，减震伸缩油缸3.4可实现减震功能，从而能平稳跨过障碍从而完成越障；当遇到紧急障碍物时，后轮安装的鼓式制动器工作，提供制动力，确保车辆停止。当需要转向时，转向机构2通过固定座2.3与车架相连，液压系统为转向油缸2.4提供动力，转向油缸2.4通过连接端2.5与横拉杆2.2连接，转向油缸将转矩传递给直拉杆2.1，所述直拉杆2.1与所述前连接套筒3.1固定连接，由于所述前连接套筒3.1与所述悬架主立柱3.10通过花键连接，因此所前连接套筒3.1与所述悬架主立柱3.10之间不能发生相对转动，从而可以将转向油缸2.4的转矩直接传递到轮胎上，从而实现转向功能。在行走机构的整个行走过程中，所述采摘机构总成可以一直保持工作状态，从而可以实现连续采摘。本发明可用于包括枸杞、但不仅仅限于枸杞，还包括红枣、树莓、蓝莓等浆果类的采摘。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为其中的一种实施例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种可实现连续采摘的自走式枸杞采摘机，包括行走机构、采摘机构总成和控制系统，其特征在于：所述采摘机构总成通过安装框架(7)固定在在行走机构的车架(6)的左右两侧，可以独立安装、独立拆除；

所述行走机构包括：驾驶室(1)、转向系统(2)、前悬架系统(3)、动力系统(4)、后悬架系统(5)和车架(6)，所述前悬架系统(3)包括前连接套筒(3.1)、油缸连接座(3.2)、油缸销钉(3.3)、减震伸缩油缸(3.4)、液压马达固定座(3.5)、液压马达(3.6)、轮胎轮毂(3.7)、固定套(3.8)、前悬架固定立柱(3.9)、悬架主立柱(3.10)，所述悬架主立柱(3.10)下端固定在液压马达固定座(3.5)上，液压液压马达固定座(3.5)与安装在轮胎轮毂(3.7)上的液压马达(3.6)固定相连，所述悬架主立柱(3.10)上端与所述减震伸缩油缸(3.4)固定连接，所述前连接套筒(3.1)与所述悬架主立柱(3.10)通过花键形式配合连接，减震伸缩油缸(3.4)的上端与前悬架固定立柱(3.9)上端形成铰接，所述前悬架固定立柱(3.9)布置于前连接套筒(3.1)外，前连接套筒(3.1)通过固定套(3.8)限定其上下位置，所述转向机构(2)通过前连接套筒(3.1)与前悬架系统(3)连接；

所述采摘机构总成包括振摇条组件(7)、安装架(8)、复位弹簧(9)、中间支撑框(10)、振动电机(11)、导轨(12)、安装框架(13)、振动弹簧(14)、后盖(15)和振动控制柜(16)，所述振摇条组件(7)包括振摇条(7.1)、振摇条固定座(7.2)、振摇条组件安装块(7.3)、转轴(7.4)和复位弹簧安装轴(7.5)，振摇条组件(7)能够以转轴(7.4)为中心进行一定角度旋转，所述复位弹簧(9)中间装有若干个扣环(9.1)，所述振摇条组件(7)穿过安装架(8)的孔后套装于相对应的复位弹簧(8)上的扣环中，复位弹簧(9)两端与安装架(8)固定；

所述振动电机(11)安装在中间支撑框(10)后端，激振力沿竖直方向，所述振动弹簧(14)安装在中间支撑框(10)上下两端，限定激振力的振幅，所述导轨(12)设置在安装框架(13)内表面两侧并与所述中间支撑框(10)固定连接，用于限制中间支撑框(10)只能沿竖直方向运动，所述振摇条(7.1)的振动频率由控制系统控制。

2.根据权利要求1所述的一种可实现连续采摘的自走式枸杞采摘机，其特征在于:所述转向机构(2)包括直拉杆(2.1)、横拉杆(2.2)、固定座(2.3)、转向油缸(2.4)、连接端(2.5)、球铰(2.6)；所述转向油缸(2.4)与所述连接端(2.5)铰接，所述连接端(2.5)固定安装于所述横拉杆(2.2)上，所述直拉杆(2.1)一端与横拉杆(2.2)铰接，另一端与所述转向连接立柱(3.1)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种可实现连续采摘的自走式枸杞采摘机，其特征在于:所述后悬架系统(5)的轮胎轮毂(3.7)一侧设置有液压马达(3.6)，所述液压马达(3.6)上连接液压马达固定座(3.5)，另一侧设置有鼓式制动器(5.1)，所述鼓式制动器(5.1)另一端与支撑组件(5.2)固定连接，所述液压马达固定座(3.5)和所述支撑组件(5.2)上分别固定连接有悬架主立柱(3.10)，所述悬架主立柱(3.10)上固定连接所述减震伸缩油缸(3.4)，所述减震伸缩油缸(3.4)的上端与后悬架固定立柱(5.3)上端形成铰接，所述后悬架固定立柱(5.3)布置于后连接套筒(5.4)外，后连接套筒(5.4)通过固定套(3.8)限定其上下位置，所述后连接套筒(5.4)与所述悬架主立柱(3.10)通过花键形式配合连接。

4.根据权利要求1所述的一种可实现连续采摘的自走式枸杞采摘机，其特征在于:所述振摇条(7.1)与振摇条固定座(7.2)固定连接，振摇条固定座(7.2)通过转轴(7.4)连接在振摇条组件安装块(7.3)上，所述振摇条固定座(7.2)上设有复位弹簧安装轴(7.5)，所述振摇条组件(7)通过复位弹簧安装轴(7.5)与复位弹簧(9)连接。

5.根据权利要求1所述的一种可实现连续采摘的自走式枸杞采摘机，其特征在于：所述减震伸缩油缸(3.4)上端通过油缸销钉(3.3)与所述前悬架固定立柱(3.9)或者后悬架固定立柱(5.3)连接，下端通过油缸连接座(3.2)与所述悬架主立柱(3.10)连接。

6.根据权利要求1所述的一种可实现连续采摘的自走式枸杞采摘机，其特征在于:所述控制系统包括行走机构控制系统与采摘机构总成的振动控制柜(16)，所述行走机构控制系统与所述采摘机构总成的振动控制柜(16)集成为一个总的控制系统。

7.根据权利要求1所述的一种可实现连续采摘的自走式枸杞采摘机，其特征在于；所述行走机构的车架离地高度可调，所述采摘机构总成整体悬挂于行走机构上，可以随着车架高度调整而调整采摘机构总成的高度。