CN108064559B - 一种多缸环抱式电磁振动油茶果采摘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多缸环抱式电磁振动油茶果采摘装置，包括机座系统，升降系统，振动系统，果实收集系统，外接装置等。通过环绕升降‑‑包裹—树体抱紧‑‑震动拍打‑‑果实收集等连续动作，实现油茶果的机械化采摘与收集。该装置能使油茶果的采摘成本明显降低，采摘的工作效率大大提高，可为油茶果种植及产业化提供可靠的装备与技术支撑。

Description

一种多缸环抱式电磁振动油茶果采摘装置

技术领域

本发明涉及属于油茶果采摘设备领域，具体涉及一种多缸环抱式电磁振动油茶果采摘装置。

背景技术

油茶是我国特有的木本油料树种，因为它的果实所产的籽油营养丰富，富含油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸，所以被称为“东方橄榄油”，深受大众喜欢。其在我国油茶种植面积和规模越来越大，但目前油茶果的采摘基本靠手工采摘,树顶部用梯子爬上去采摘或者借助钩子勾着拽下来采摘。由于采摘时间集中，且时间很短，因此，所需劳动力多，劳动强度大。同时，受油茶林地地形和油茶花果同期等条件制约，现在还没有合适的油茶果机械化采摘设备。

发明内容

为了解决油茶果的采摘所需劳动力多，劳动强度大等问题，本发明提出一种多缸环抱式电磁振动油茶果采摘装置，可以实现油茶果的自动化采摘、收集。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多缸环抱式电磁振动油茶果采摘装置，其特征在于：包括有180度圆盘，180度圆盘两端端口分别铰接有90度圆盘，180度圆盘和90度圆盘闭合后围成环形圆盘；环形圆盘包括有中空的环形底座，环形底座上设有内、外圈凸台，内、外圈凸台之间形成有环形槽，环形槽底面设为向中间倾斜的坡度；所述环形槽中均布有多个振动机构。

每个振动机构均包括有铰接在环形槽槽底的纵向设置的Ⅰ号多级液压缸，每个Ⅰ号多级液压缸的外壳上均设有纵向的条形槽，每个振动机构还包括有与Ⅰ号多级液压缸一一对应并且位于对应Ⅰ号多级液压缸外侧的Ⅱ号多级液压缸，每个Ⅱ号多级液压缸均倾斜设置且其底部均铰接在环形槽槽底的相应位置，每个Ⅱ号多级液压缸的活塞杆均伸入对应Ⅰ号多级液压缸的条形槽中并与在对应的条形槽中滑动配合；当Ⅱ号多级液压缸的活塞杆均处于收缩状态时，Ⅰ号多级液压缸呈现向外侧展开状态；每个Ⅰ号多级液压缸的活塞杆上均安装有振动箱，每个振动箱的内侧壁上均安装有可伸缩的振动棒且每个振动棒均朝向环形圆盘中心位置，每个振动箱内均安装有震动器。

所述环形底座的内侧环形侧壁上安装有贴合排布的可伸缩的柔性块，所述柔性块和环形底座的内侧环形侧壁围成油茶果集合腔；所述内圈凸台上间隔分布有若干连通于环形槽和油茶果集合腔之间的集合通道。

所述环形底座的内侧环形侧壁上位于柔性块的上方部位分布有多个输果通道内部接口，所述输果通道内部接口与环形底座的内腔连通，环形底座的外侧环形侧壁上设有与环形底座的内腔连通的输果通道外部接口，所述柔性块上表面呈阶梯式分布且对应输果通道内部接口部位的柔性块的位置最低。

一种多缸环抱式电磁振动油茶果采摘装置，其特征在于：所述180度圆盘和90度圆盘的接合部位安装有Ⅳ号液压缸，Ⅳ号液压缸展开则90度圆盘打开，Ⅳ号液压缸收缩则90度圆盘闭合。

一种多缸环抱式电磁振动油茶果采摘装置，其特征在于：还包括有环形的拦果布，拦果布连接在振动箱和外圈凸台之间，拦果布上设置有压力传感器。

一种多缸环抱式电磁振动油茶果采摘装置，其特征在于：所述环形底座包括有环形的上、下底盘，所述上底盘为倾斜设置，上底盘的外圈部位和下底盘外圈部位之间为柔性连接；上、下底盘之间安装有Ⅲ号液压缸；所述环形底座的内靠近内圈的部位设有环形的弹簧室，弹簧室内设有与柔性块一一对应的弹簧，弹簧固定端固定在弹簧室中；所述环形底座的内侧环形壁上设有连通于弹簧室和油茶果集合腔之间并且与弹簧位置一一对应的导向孔，所述柔性块内端插入到对应的导向孔中并与对应弹簧活动端固定连接；所述上底盘上设有柔性泡沫。

一种多缸环抱式电磁振动油茶果采摘装置，其特征在于： 每个振动箱的内侧壁上均通过转轴转动安装有多个振动棒，每个振动棒均包括有中空的外棒，每个外棒内均套装有可伸缩的内棒；每个振动箱内均设有与振动棒位置一一对应的绕线轮；所述每个外棒的口部部位以及振动箱的顶部部位均设有导向轮；包括有折叠电机，折叠电机的电机轴外固定连接有折叠绕线，折叠绕线绕过振动箱顶部的的导向轮后再经过各绕线轮最后固定缠绕在各个振动棒的转轴上并且折叠绕线与各个转轴的固定点均位于各转轴的内侧；包括有伸缩电机，伸缩电机的电机轴外固定套装有电机轴绕线轮，电机轴绕线轮上顺时针缠绕上多组收缩绕线，每组收缩绕线均从电机轴绕线轮引出后依次绕过振动箱顶部的的导向轮、对应振动棒的绕线轮以及对应的外棒口部的导向轮后固定在对应内棒的顶部，电机轴绕线轮上逆时针缠绕上多组伸出绕线，伸出绕线从电机轴绕线轮引出后依次绕过振动箱顶部的的导向轮、对应振动棒内侧的绕线轮、对应外棒口部的导向轮以及外棒口部部位的导向轮后固定在内棒的底部。

一种多缸环抱式电磁振动油茶果采摘装置，其特征在于：所述电机轴绕线轮上设有若干相互独立的绕线槽，由于包含有多条收缩绕线和伸出绕线这样的话，采用绕线槽将它们分隔开，可以防止绕乱。

所述180度圆盘和90度圆盘组成机座系统；所述Ⅰ号多级液压缸13共8个，Ⅱ号多级液压缸11共8个,Ⅲ号液压缸4共4个，它们组成升降系统。所述震动器为电磁振动器，电磁振动器与电机、振动棒等其他连接装置组成振动系统。油茶果集合腔内的柔性块形成阶梯收集台，集合通道即输果通道，它们与与拦果布等形成果实收集系统。机座系统上还设有电液输入口等形成外接系统。

所述的一个180度圆盘和二个90度圆盘合并一起能组成一个圆柱，分开时，90度圆盘二者分开，分别与180度圆盘的一边相连。180度圆盘6与90度圆盘3间驱动旋转形成的角度范围5°至180°，其外部用柔性连接保护。

Ⅰ号多级液压缸在每个所述的90度圆盘上布置两个，都位于90度的切口位置（切口指圆柱分开后出现的断面）边沿设置，所述的180度圆盘上4个所述的Ⅰ号多级液压缸位置也与所述的90度圆盘一样。

Ⅰ号多级液压缸13能在Ⅱ号多级液压缸11的作用下沿所述的Ⅰ号多级液压缸固定点的半径方向转动。

阶梯收集台它是由32个柔性块合并组成。所述的阶梯收集台这里通过改变柔性块的厚度，使柔性块组成的阶梯收集台成阶梯状，保证输果通道入口处出入最低位置，其他距输果通道入口越远，位置越高，保证果实汇集。

所述180度圆盘和所述90度圆盘内部垫有柔性泡沫它能起到保护收获作物不受损伤且不影响所述Ⅰ号多级液压缸13和Ⅱ号多级液压缸的运动。

所述通过输果通道外部接口可以接入管道，在外部形成负压的情况下，果实通过输果通道内部接口直接吸至外部果实收集箱（形成负压的装置，连接管道，果实收集箱）。

本发明的有益效果为 ：本发明提出一种多缸环抱式电磁振动油茶果采摘装置，可以实现油茶果的自动化采摘，收集。使油茶果的采摘成本明显降低，采摘的工作效率大大提高。

附图说明

图 1 为本发明的闭合状态结构示意图。

图2为本发明的闭合状态结构示意图（不带拦果布）。

图3为本发明部分展开的结构示意图。

图4为本发明完全展开的结构示意图。

图5为本发明完全展开的结构示意图（不带拦果布）。

图6为90度圆盘的局部结构示意图。

图7为振动系统的外部结构示意图。

图8为振动棒的折叠和展开工作原理图。

图9为振动棒的伸缩工作原理图。

图10为柔性块部位的放大图。

图11为振动箱内部结构示意图。

具体实施方式

一种多缸环抱式电磁振动油茶果采摘装置，包括有180度圆盘6，180度圆盘6两端端口分别铰接有90度圆盘3，180度圆盘6和90度圆盘3的贴合面为柔性连接9，180度圆盘6和90度圆盘3闭合后围成环形圆盘；环形圆盘包括有中空的环形底座，环形底座上设有内、外圈凸台33、34，内、外圈凸台33、34之间形成有环形槽35，环形槽底面设为向中间倾斜的坡度；所述环形槽中均布有多个振动机构。

每个振动机构均包括有铰接在环形槽槽底的纵向设置的Ⅰ号多级液压缸13，每个Ⅰ号多级液压缸13的外壳上均设有纵向的条形槽，每个振动机构还包括有与Ⅰ号多级液压缸13一一对应并且位于对应Ⅰ号多级液压缸13外侧的Ⅱ号多级液压缸11，每个Ⅱ号多级液压缸11均倾斜设置且其底部均铰接在环形槽槽底的相应位置，每个Ⅱ号多级液压缸11的活塞杆均伸入对应Ⅰ号多级液压缸13的条形槽中并与在对应的条形槽中滑动配合；当Ⅱ号多级液压缸11的活塞杆均处于收缩状态时，Ⅰ号多级液压缸13呈现向外侧展开状态；每个Ⅰ号多级液压缸11的活塞杆上均安装有振动箱36，每个振动箱的内侧壁上均安装有可伸缩的振动棒16且每个振动棒均朝向环形圆盘中心位置，每个振动箱内均安装有震动器38。

所述环形底座的内侧环形侧壁上安装有贴合排布的可伸缩的柔性块12，所述柔性块12和环形底座的内侧环形侧壁围成油茶果集合腔；所述内圈凸台上间隔分布有若干连通于环形槽和油茶果集合腔之间的集合通道17。

所述环形底座的内侧环形侧壁上位于柔性块的上方部位分布有多个输果通道内部接口10，所述输果通道内部接口10与环形底座的内腔连通，环形底座的外侧环形侧壁上设有与环形底座的内腔连通的输果通道外部接口5，所述柔性块上表面呈阶梯式分布且对应输果通道内部接口10部位的柔性块的位置最低。

所述180度圆盘6和90度圆盘3的接合部位安装有Ⅳ号液压缸14，Ⅳ号液压缸14展开则90度圆盘3打开，Ⅳ号液压缸14收缩则90度圆盘3闭合。

还包括有环形的拦果布2，拦果布2连接在振动箱和外圈凸台之间，拦果布上设置有压力传感器。机座系统上还设有电液输入口等形成外接系统7，外接系统7包括电液入口8、供电和控制电路15.

所述环形底座包括有环形的上、下底盘39、40，所述上底盘为倾斜设置，上底盘的外圈部位和下底盘外圈部位之间为柔性连接18；上、下底盘之间安装有Ⅲ号液压缸4；所述环形底座的内靠近内圈的部位设有环形的弹簧室，弹簧室内设有与柔性块12一一对应的弹簧20，弹簧20固定端固定在弹簧室中；所述环形底座的内侧环形壁上设有连通于弹簧室和油茶果集合腔之间并且与弹簧位置一一对应的导向孔21，所述柔性块12内端插入到对应的导向孔21中并与对应弹簧活动端固定连接；所述上底盘上设有柔性泡沫19。

每个振动箱的内侧壁上均通过转轴30转动安装有多个振动棒16，每个振动棒16均包括有中空的外棒24，每个外棒24内均套装有可伸缩的内棒25；每个振动箱内均设有与振动棒位置一一对应的绕线轮26；所述每个外棒的口部部位以及振动箱的顶部部位均设有导向轮27；包括有折叠电机22，折叠电机的电机轴外固定连接有折叠绕线28，折叠绕线28绕过振动箱顶部的的导向轮后再经过各个绕线轮最后依次固定缠绕在各个振动棒的转轴30上并且折叠绕线与各个转轴的固定点均位于各个转轴的内侧；包括有伸缩电机23，伸缩电机的电机轴外固定套装有电机轴绕线轮29，电机轴绕线轮上顺时针缠绕上多组收缩绕线31，每组收缩绕线31均从电机轴绕线轮29引出后依次绕过振动箱顶部的的导向轮、对应振动棒的绕线轮以及对应的外棒口部的导向轮后固定在对应内棒的顶部，电机轴绕线轮上逆时针缠绕上多组伸出绕线32，伸出绕线32从电机轴绕线轮引出后依次绕过振动箱顶部的的导向轮、对应振动棒内侧的绕线轮、对应外棒口部的导向轮以及外棒口部部位的导向轮后固定在内棒的底部。

当振动棒都处于折叠状态时，通过启动折叠电机拉紧折叠绕线，由于折叠绕线与各个转轴的固定点均位于各个转轴的内侧，所以折叠绕线带动转轴转动，实现各个振动棒打开。

振动棒打开后，当振动棒处于伸出状态时，通过启动伸缩电机拉紧收缩绕线，将振动棒上的内棒向内侧缩回，此时，伸出绕线处于伸展状态。相反，当振动棒处于收缩状态时，通过启动伸缩电机拉紧伸出绕线，将振动棒上的内棒向外侧伸出，此时，收缩绕线处于伸展状态。

为了更清楚地说明本发明机构的工作原理，下面结合附图，对本发明的具体实施关键步骤作进一步详细描述，具体如下：

第一步：将本采摘机构与合适的动力系统连接，并对其进行液压，电的供给和控制。

第二步：将设备移至需要收获的油茶树旁，启动Ⅳ号液压缸14开关，将采摘机构开动，使其由图1的状态变为图三的状态，此时二90度圆盘3分离，90度圆盘3与180度圆盘6夹角为40度。

第三步：将采摘装置移至以树杆为中心的位置，此时对Ⅳ号液压缸14泄压，将采摘机构再次开动，使其由图3变为图1的状态，此时启动Ⅰ号多级液压缸13和Ⅱ号多级液压缸11的开关，使Ⅰ号多级液压缸13边升高边向背离树干方向偏转。直至Ⅰ号多级液压缸13达到采摘油茶果的合适高度。此时开启振动系统1的电机，使振动棒16转出并伸长至合适位置，如图4，此时对Ⅰ号多级液压缸13保压，对Ⅱ号多级液压缸11增压，直至果树枝条对拦果布2的压力增至预先设定值，此时对Ⅱ号多级液压缸11保压。开动电磁振动器使振动棒16振动，开动Ⅲ号液压缸4，通过其不停增压，泄压，达到带动振动棒16上下拍打树枝的效果，进行油茶果采摘，采摘的过程掉落的油茶果都通过输果通道内部连通接口17汇集或直接落至阶梯收集台，通过输果通道外部接口5，接入管道，在外部形成负压的情况下，果实通过输果通道内部接口10直接吸至果实收集箱（形成负压的装置，连接管道，果实收集箱）。

第四步：当油茶果采摘完成，停止Ⅲ号液压缸4和振动器动作。按照第三步倒序进行，即对Ⅱ号多级液压缸11泄压，待拦果布受到的压力为零时。此时再开启振动系统的电机，使振动棒16收缩并旋转到闭合位置。这时再启动Ⅰ号多级液压缸13和Ⅱ号多级液压缸11使其恢复到初始位置如图1.

第五步：对采摘机构进行第二步的操作，即启动Ⅳ号液压缸14开关，将采摘机构开动，使其由图1的状态变为图3的状态.再将设备移至下一棵树，完成对这棵树的采摘。

第六步：重复第一步到第五步直至完成所有采摘任务。

Claims (5)

1.一种多缸环抱式电磁振动油茶果采摘装置，其特征在于：包括有180度圆盘，180度圆盘两端端口分别铰接有90度圆盘，180度圆盘和90度圆盘闭合后围成环形圆盘；环形圆盘包括有中空的环形底座，环形底座上设有内、外圈凸台，内、外圈凸台之间形成有环形槽，环形槽底面设为向中间倾斜的坡度；所述环形槽中均布有多个振动机构；

每个振动机构均包括有铰接在环形槽槽底的纵向设置的Ⅰ号多级液压缸，每个Ⅰ号多级液压缸的外壳上均设有纵向的条形槽，每个振动机构还包括有与Ⅰ号多级液压缸一一对应并且位于对应Ⅰ号多级液压缸外侧的Ⅱ号多级液压缸，每个Ⅱ号多级液压缸均倾斜设置且其底部均铰接在环形槽槽底的相应位置，每个Ⅱ号多级液压缸的活塞杆均伸入对应Ⅰ号多级液压缸的条形槽中并与在对应的条形槽中滑动配合；当Ⅱ号多级液压缸的活塞杆均处于收缩状态时，Ⅰ号多级液压缸呈现向外侧展开状态；每个Ⅰ号多级液压缸的活塞杆上均安装有振动箱，每个振动箱的内侧壁上均安装有可伸缩的振动棒且每个振动棒均朝向环形圆盘中心位置，每个振动箱内均安装有震动器；

所述环形底座的内侧环形侧壁上安装有贴合排布的可伸缩的柔性块，所述柔性块和环形底座的内侧环形侧壁围成油茶果集合腔；所述内圈凸台上间隔分布有若干连通于环形槽和油茶果集合腔之间的集合通道；

所述环形底座的内侧环形侧壁上位于柔性块的上方部位分布有多个输果通道内部接口，所述输果通道内部接口与环形底座的内腔连通，环形底座的外侧环形侧壁上设有与环形底座的内腔连通的输果通道外部接口，所述柔性块上表面呈阶梯式分布且对应输果通道内部接口部位的柔性块的位置最低；

所述的一种多缸环抱式电磁振动油茶果采摘装置，还包括有环形的拦果布，拦果布连接在振动箱和外圈凸台之间，拦果布上设置有压力传感器；

所述环形底座包括有环形的上、下底盘，所述上底盘为倾斜设置，上底盘的外圈部位和下底盘外圈部位之间为柔性连接；上、下底盘之间安装有Ⅲ号液压缸；所述环形底座的内靠近内圈的部位设有环形的弹簧室，弹簧室内设有与柔性块一一对应的弹簧，弹簧固定端固定在弹簧室中；所述环形底座的内侧环形壁上设有连通于弹簧室和油茶果集合腔之间并且与弹簧位置一一对应的导向孔，所述柔性块内端插入到对应的导向孔中并与对应弹簧活动端固定连接；所述上底盘上设有柔性泡沫。

2.根据权利要求1所述的一种多缸环抱式电磁振动油茶果采摘装置，其特征在于：所述180度圆盘和90度圆盘的接合部位安装有Ⅳ号液压缸，Ⅳ号液压缸展开则90度圆盘打开，Ⅳ号液压缸收缩则90度圆盘闭合。

3.根据权利要求1所述的一种多缸环抱式电磁振动油茶果采摘装置，其特征在于：每个振动箱的内侧壁上均通过转轴转动安装有多个振动棒，每个振动棒均包括有中空的外棒，每个外棒内均套装有可伸缩的内棒。

4.根据权利要求3所述的一种多缸环抱式电磁振动油茶果采摘装置，其特征在于：每个振动箱内均设有与振动棒位置一一对应的绕线轮；所述每个外棒的口部部位以及振动箱的顶部部位均设有导向轮；包括有折叠电机，折叠电机的电机轴外固定连接有折叠绕线，折叠绕线绕过振动箱顶部的的导向轮后再经过各绕线轮最后固定缠绕在各个振动棒的转轴上并且折叠绕线与各个转轴的固定点均位于各转轴的内侧；包括有伸缩电机，伸缩电机的电机轴外固定套装有电机轴绕线轮，电机轴绕线轮上顺时针缠绕上多组收缩绕线，每组收缩绕线均从电机轴绕线轮引出后依次绕过振动箱顶部的的导向轮、对应振动棒的绕线轮以及对应的外棒口部的导向轮后固定在对应内棒的顶部，电机轴绕线轮上逆时针缠绕上多组收缩绕线，收缩绕线从电机轴绕线轮引出后依次绕过振动箱顶部的的导向轮、对应振动棒内侧的绕线轮、对应外棒口部的导向轮以及外棒口部部位的导向轮后固定在内棒的底部。

5.根据权利要求4所述的一种多缸环抱式电磁振动油茶果采摘装置，其特征在于：所述电机轴绕线轮上设有若干相互独立的绕线槽。