CN108496561A - 一种多功能枣类采收装置及采收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业机械技术领域，特指一种多功能枣类采收装置及采收方法，包括下层底板与上层底板，下层底板底部设有脚轮，下层底板顶部设有丝杠螺母、轨道板与导轨，下层底板端部设有枣枝夹口，枣枝夹口对应设置有枣树夹头，丝杠螺母的一端连接于枣树夹头，另一端连接有变比例剪叉连杆组，变比例剪叉连杆组底部通过牛眼轮嵌合于轨道板上，变比例剪叉连杆组顶部连接有高韧性伞布，且高韧性伞布依托变比例剪叉连杆组外层构成漏斗状枣子收集伞面，导轨上对应设置有滑块，滑块上设有导杆一，上层底板设于导杆一顶部，上层底板上设有枣树固定夹持机构。采用这样的结构设置，其结构简单、操作方便，只需简单的几步操作即可轻松方便高效的采摘收集枣子。

Description

一种多功能枣类采收装置及采收方法

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，特指一种多功能枣类采收装置及采收方法， 尤其是指一种应用于标准矮化枣园的枣子采摘与收集的装置及方法。

背景技术

根据林果业发展规划，为调整种植比例，优化产品结构，到2020年，我国 枣类种植面积将扩大到1500万亩以上，而枣类采摘工作在整个枣类产业中占有 着重要地位，目前绝大多数还采用人工作业，此方式不仅劳动量大、劳动成本 高，而且效率低、容易损伤果品，影响销售。

以下几种采收方式能够完成采收过程，但是存在以下不足：

1.人工采摘过程劳动强度大，工作量大，劳动力的缺乏，导致大量成熟的果 实不能及时的进行采摘，收获效率低；

2.现有大型枣类采收装置适用于树冠较大、树干直径较粗且操作空间较大的 稀疏果园，不适用于我国的枣类低矮密植的种植方式，且价格昂贵，后期维护 成本高，一般枣农无法接受；

3.手持式枣类振动收获机，收获效率低且无收集装置，枣类还需人工再次收 集且其对人的托举力度要求高，对人肩膀有伤害；

4.现有收集装置体积过大，对树林行间距要求较大，折展程度较小，不适用 于现有低矮密植枣园，在连续作业中操作不便，且不易托运，装置结构复杂， 缺乏对树体围拢的适应性。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种多功能枣类采收装置及采收方法，其结 构简单、操作方便，只需简单的几步操作即可轻松方便高效地采摘收集枣子， 有效解决现有的枣子采摘装置结构复杂、体积庞大、操作不便、制造加工困难 以及使用维护成本高等问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种多功能枣类采收装置，包括下层底板与上层底板，下层底板底部设有 脚轮，下层底板顶部设有丝杠螺母、轨道板与导轨，下层底板端部设有枣枝夹 口，枣枝夹口对应设置有枣树夹头，丝杠螺母的一端连接于枣树夹头，另一端 连接有变比例剪叉连杆组，变比例剪叉连杆组底部通过牛眼轮嵌合于轨道 板上，变比例剪叉连杆组顶部连接有高韧性伞布，且高韧性伞布依托变比 例剪叉连杆组外层构成漏斗状枣子收集伞面，导轨上对应设置有滑块，滑 块上设有导杆一，上层底板设于导杆一顶部，上层底板上设有枣树固定夹 持机构。

进一步而言，所述枣树固定夹持机构包括通过直角角码固定于上层底 板上的铝合金框架，铝合金框架上设有可伸缩扶手杆、导杆二、闸线内层 钢丝绳、闸线外部螺旋金属层、绑带与摇杆，可伸缩扶手杆的一端通过螺 柱固定于上层底板上，另一端通过光轴连接于导杆二，导杆二通过滑销连 接于摇杆，摇杆连接有光杆，光杆上设有双柱盘与离合盘，闸线内层钢丝 绳的一端通过推杆连接于导杆一，另一端通过连接块连接于导杆二，闸线 内层钢丝绳与闸线外部螺旋金属层分别连接于绑带。

进一步而言，所述变比例剪叉连杆组包括外层连杆与内层连杆，外层 连杆与内层连杆之间通过铆钉铰接连接，外层连杆连接有高韧性伞布，且 高韧性伞布依托外层连杆构成漏斗状枣子收集伞面。

进一步而言，所述内层连杆包括连杆一、连杆二与连杆三，连杆一的 一端通过合页连接于丝杠螺母，另一端通过铆钉铰接于连杆二，连杆二通 过铆钉铰接于连杆三，连杆三通过铆钉铰接于外层连杆。

进一步而言，所述脚轮包括设于下层底板底部尾端的两个万向脚轮与 设于下层底板底部前端的两个固定脚轮。

进一步而言，所述丝杠螺母对应设置有丝杠螺母驱动电机，丝杠螺母 上设有两段缓冲弹簧。

一种多功能枣类采收装置，其采收方法，步骤如下：

步骤一、当采收标准矮化枣园时，先将采收装置下层底板顶部设有的 导轨板放下，为嵌合于导轨板上的变比例剪叉连杆组顶部连接于高韧性伞 布张开时构成漏斗状枣子收集伞面；

步骤二、操作人员推动枣树固定夹持机构的可伸缩扶手杆至下层底板 前端的枣树夹口套住枣树主干，释放底部上的枣树夹头，形成采收装置整 体相对枣树的固定连接；

步骤三、打开丝杠螺母驱动电机，驱动丝杠螺母前移，变比例剪叉连杆组 受到丝杠螺母的牵引运动，在轨道板限位作用下，变比例剪叉连杆组逐次展开， 形成圆周方向上的合拢以及放射方向上的伸展，在变比例剪叉连杆组的带动下， 与之相连的高韧性伞布由折叠收束状态展开成漏斗状枣子收集伞面；

步骤四、将收集箱或收集袋的开口与漏斗状收集伞面的底部开口进行套接， 形成被摇落果实的完整收集通道；

步骤五、操作者匀速向下按压可伸缩扶手杆，使枣树固定夹持机构的导杆 二驱动摇杆动作，从而带动推杆作直线往复运动，同时，闸线内层钢丝绳作往 复抽拉，实现枣树夹头牵引各自夹紧的挂果树枝，做间歇的相向、相离运动， 实现了对枣树的摇枝操作，操作人员往复按压3-5个周期后，枣子可被高比例 摇落，摇落的枣子经漏斗状收集伞面缓冲，最终滑入底部的收集箱或收集袋中， 完成对枣子的采收。

本发明有益效果：

1.该多功能枣子采收装置可以高效采摘标准矮化枣园的枣子，其结构简单紧 凑，机构设计合理、较容易实现，该装置主要动力由操作人员手动压杆实现传 动，只需小型电机作为展开收集伞面的动力输入，节能环保，简化了电力传输 问题；

2.该多功能枣子采收装置主要零部件易于加工且成本较低，各部分可模块化 拼装，具有较高的可靠性，推广前景光明；

3.使用本装置实现的枣子采收操作简单且省时省力，设计充分考虑了操作人 员的使用体验，大幅简化了操作步骤，将采摘与收集两个过程结合，一套装置 一次操作，即可实现往常多套装置多次操作才可实现的功能，且采收效果优良；

4.使用本装置进行枣子采收作业后，不会对枣树本身造成不良影响，第二年 的枣树挂果数量未见明显变化。

附图说明

图1是采收枣子时的张开状态图；

图2是采收枣子时的收缩状态图；

图3是丝杠螺母与变比例剪叉连杆组连接结构图；

图4是推杆与导轨结构示意图；

图5是导轨与滑块结构示意图；

图6是内层连杆结构示意图；

图7是枣树夹口与枣树夹头结构示意图；

图8是枣树固定夹持机构结构示意图。

1.下层底板；2.脚轮；3.铝合金框架；4.变比例剪叉连杆组；5.上层底板；6.丝 杠螺母；60.丝杠螺母驱动电机；7.轨道板；8.可伸缩扶手杆；9.牛眼轮；10.合 页；11.直角角码；12.外层连杆；13.推杆；14.内层连杆；15.导轨；150.滑块；16.导 杆一；17.铆钉；18.连杆一；19.连杆二；20.连杆三；21.枣树夹头；22.光杆；23.枣 树夹口；24.缓冲弹簧；25.光轴；27.连接块；29.滑销；30.导杆二；31.直线导轨；32. 双柱盘；33.离合盘；34.闸线内层钢丝绳；35.闸线外部螺旋金属层；36.绑带；37. 摇杆。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

如图1至图8所示，本发明所述一种多功能枣类采收装置，包括下层 底板1与上层底板5，下层底板1底部设有脚轮2，下层底板1顶部设有丝 杠螺母6、轨道板7与导轨15，下层底板1端部设有枣枝夹口23，枣枝夹 口23对应设置有枣树夹头21，丝杠螺母6的一端连接于枣树夹头21，另 一端连接有变比例剪叉连杆组4，变比例剪叉连杆组4底部通过牛眼轮9 嵌合于轨道板7上，变比例剪叉连杆组4顶部连接有高韧性伞布，且高韧 性伞布依托变比例剪叉连杆组4外层构成漏斗状枣子收集伞面，导轨15上 对应设置有滑块150，滑块150上设有导杆一16，上层底板5设于导杆一 16顶部，上层底板5上设有枣树固定夹持机构。以上所述构成本发明基本 结构。

本发明采用采摘与收集一体的结构，通过下层底板1端部设有的枣枝 夹口23实现对枣树的定位，并通过丝杠螺母6连接的枣树夹头21实现对 枣树的夹紧，并通过上层底板5上的枣树固定夹持机构实现对枣树果枝的 夹紧，从而通过对枣树固定夹持机构的动力输入实现对枣树的摇动，使成 熟的枣子落下，实现采摘的作用，再通过丝杠螺母6连接的变比例剪叉连 杆组4实现对落下的枣子进行收集，从而完成对枣子的采摘与收集，本发 明通过高韧性伞布依托变比例剪叉连杆组4外层构成漏斗状枣子收集伞面，起 到对落下的枣子缓冲作用，不会对枣子造成损坏，其结构简单、操作方便，只 需简单的几步操作即可轻松方便高效的采摘收集枣子，有效解决现有的枣子采 摘装置结构复杂、体积庞大、操作不便、制造加工困难以及使用维护成本高等 问题。

更具体而言，所述枣树固定夹持机构包括通过直角角码11固定于上层底板 5上的铝合金框架3，铝合金框架3上设有可伸缩扶手杆8、导杆二30、闸线内 层钢丝绳34、闸线外部螺旋金属层35、绑带36与摇杆37，可伸缩扶手杆8的 一端通过螺柱固定于上层底板5上，另一端通过光轴25连接于导杆二30，导 杆二30通过滑销29连接于摇杆37，摇杆37连接有光杆22，光杆22上设有 双柱盘32与离合盘33，闸线内层钢丝绳34的一端通过推杆13连接于导杆一 16，另一端通过连接块27连接于导杆二30，闸线内层钢丝绳34与闸线外部螺 旋金属层35分别连接于绑带36。采用这样的结构设置，铝合金框架3内是传 动装置，其由多个直角角码11与上层底工板5稳固栓接，保证了传动装置能稳 定运动，传动装置的动力由人工和可伸缩扶手杆8输入，可伸缩扶手杆8通过 光轴25连接于导杆二30，本发明所述的光轴25上固定的齿轮咬合链条，链条 另一端与导杆二30上齿轮啮合，从而传递摇杆37不完整的圆周运动，光杆22 上设有双柱盘32与离合盘33，可将运动转化为完整的圆周运动，之后通过摇杆37、滑销29带动导杆二30在直线导轨31上做带有急回特性的往复运动， 此往复运动通过连接块27传递到闸线内层钢丝绳34，闸线内层钢丝绳34再带 动固定在枣树挂果枝的绑带36，实现对树枝的拉动，以此实现摇落成熟的枣子， 枣子被摇落后做近似自由落体运动，绝大部分都会接触收集装置的漏斗状伞面， 得到缓冲，并最终沿伞面滑落至收纳箱或收集袋中，完成对枣子的收集。

更具体而言，所述变比例剪叉连杆组4包括外层连杆12与内层连杆14， 外层连杆12与内层连杆14之间通过铆钉17铰接连接，外层连杆12连接有高 韧性伞布，且高韧性伞布依托外层连杆12构成漏斗状枣子收集伞面，内层连杆 14包括连杆一18、连杆二19与连杆三20，连杆一18的一端通过合页10连 接于丝杠螺母6，另一端通过铆钉17铰接于连杆二19，连杆二19通过铆钉17 铰接于连杆三20，连杆三20通过铆钉17铰接于外层连杆12。采用这样的结 构设置，变比例剪叉连杆组4由两组剪叉组成，其中外层连杆12采用圆周 合拢型结构，并在外层连杆12的端部连接有高韧性伞布，且高韧性伞布依 托外层连杆12构成漏斗状枣子收集伞面，便于对落下的枣子起到缓冲作用 并将枣子送至收集袋中；其中内层连杆14的各杆之间通过铆钉17进行铰 接，可实现具有较大的折展比，其中合页10可提高变比例剪叉连杆组4在 展开与收起过程中的稳定性。

更具体而言，所述脚轮2包括设于下层底板1底部尾端的两个万向脚 轮与设于下层底板1底部前端的两个固定脚轮。采用这样的结构设置，四 只脚轮2呈轴对称安置，平衡载荷分布，下层底板1底部尾端的脚轮采用 万向脚轮，行进时便于调整行进方向。

更具体而言，所述丝杠螺母6对应设置有丝杠螺母驱动电机60，丝杠 螺母6上设有两段缓冲弹簧24。采用这样的结构设置，装置在进行采收作 业时，操作人员控制丝杠螺母驱动电机60启动，使丝杠螺母6沿丝杠方向 移动，丝杠螺母6推动枣树夹头21实现对枣树的圆周合拢，从而实现对收 集伞面的张开与合拢的控制。本发明所述丝杠螺母6上设有两段缓冲弹簧 24可以实现缓冲和自适应的效果，可以实现对一定粗细范围的树干的夹紧， 使装置整体与树干连接，可防止运行时产生较大震动。

一种多功能枣类采收装置，其采收方法，步骤如下：

步骤一、当采收标准矮化枣园时，先将采收装置下层底板1顶部设有 的导轨板7放下，为嵌合于导轨板7上的变比例剪叉连杆组4顶部连接于 高韧性伞布张开时构成漏斗状枣子收集伞面；

步骤二、操作人员推动枣树固定夹持机构的可伸缩扶手杆8至下层底 板1前端的枣树夹口23套住枣树主干，释放底部上的枣树夹头21，形成 采收装置整体相对枣树的固定连接；

步骤三、打开丝杠螺母驱动电机60，驱动丝杠螺母6前移，变比例剪 叉连杆组4受到丝杠螺母6的牵引运动，在轨道板7限位作用下，变比例 剪叉连杆组4逐次展开，形成圆周方向上的合拢以及放射方向上的伸展， 在变比例剪叉连杆组4的带动下，与之相连的高韧性伞布由折叠收束状态 展开成漏斗状枣子收集伞面；

步骤四、将收集箱或收集袋的开口与漏斗状收集伞面的底部开口进行套接， 形成被摇落果实的完整收集通道；

步骤五、操作者匀速向下按压可伸缩扶手杆8，使枣树固定夹持机构的导杆 二30驱动摇杆37动作，从而带动推杆3作直线往复运动，同时，闸线内层钢 丝绳34作往复抽拉，实现枣树夹头21牵引各自夹紧的挂果树枝，做间歇的相 向、相离运动，实现了对枣树的摇枝操作，操作人员往复按压3-5个周期后， 枣子可被高比例摇落，摇落的枣子经漏斗状收集伞面缓冲，最终滑入底部的收 集箱或收集袋中，完成对枣子的采收。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但本发明并不局限于上述的 具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领 域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护 的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多功能枣类采收装置，其特征在于：包括下层底板(1)与上层底板(5)，所述下层底板(1)底部设有脚轮(2)，所述下层底板(1)顶部设有丝杠螺母(6)、轨道板(7)与导轨(15)，所述下层底板(1)端部设有枣枝夹口(23)，所述枣枝夹口(23)对应设置有枣树夹头(21)，所述丝杠螺母(6)的一端连接于枣树夹头(21)，另一端连接有变比例剪叉连杆组(4)，所述变比例剪叉连杆组(4)底部通过牛眼轮(9)嵌合于轨道板(7)上，所述变比例剪叉连杆组(4)顶部连接有高韧性伞布，且高韧性伞布依托变比例剪叉连杆组(4)外层构成漏斗状枣子收集伞面，所述导轨(15)上对应设置有滑块(150)，所述滑块(150)上设有导杆一(16)，所述上层底板(5)设于导杆一(16)顶部，所述上层底板(5)上设有枣树固定夹持机构。

2.根据权利要求1所述的一种多功能枣类采收装置，其特征在于：所述枣树固定夹持机构包括通过直角角码(11)固定于上层底板(5)上的铝合金框架(3)，所述铝合金框架(3)上设有可伸缩扶手杆(8)、导杆二(30)、闸线内层钢丝绳(34)、闸线外部螺旋金属层(35)、绑带(36)与摇杆(37)，所述可伸缩扶手杆(8)的一端通过螺柱固定于上层底板(5)上，另一端通过光轴(25)连接于导杆二30，所述导杆二(30)通过滑销(29)连接于摇杆(37)，所述摇杆(37)连接有光杆(22)，所述光杆(22)上设有双柱盘(32)与离合盘(33)，所述闸线内层钢丝绳(34)的一端通过推杆(13)连接于导杆一(16)，另一端通过连接块(27)连接于导杆二(30)，所述闸线内层钢丝绳(34)与闸线外部螺旋金属层(35)分别连接于绑带(36)。

3.根据权利要求1所述的一种多功能枣类采收装置，其特征在于：所述变比例剪叉连杆组(4)包括外层连杆(12)与内层连杆(14)，所述外层连杆(12)与内层连杆(14)之间通过铆钉(17)铰接连接，所述外层连杆(12)连接有高韧性伞布，且高韧性伞布依托外层连杆(12)构成漏斗状枣子收集伞面。

4.根据权利要求3所述的一种多功能枣类采收装置，其特征在于：所述内层连杆(14)包括连杆一(18)、连杆二(19)与连杆三(20)，所述连杆一(18)的一端通过合页(10)连接于丝杠螺母(6)，另一端通过铆钉(17)铰接于连杆二(19)，所述连杆二(19)通过铆钉(17)铰接于连杆三(20)，所述连杆三(20)通过铆钉(17)铰接于外层连杆(12)。

5.根据权利要求1所述的一种多功能枣类采收装置，其特征在于：所述脚轮(2)包括设于下层底板(1)底部尾端的两个万向脚轮与设于下层底板(1)底部前端的两个固定脚轮。

6.根据权利要求1所述的一种多功能枣类采收装置，其特征在于：所述丝杠螺母(6)对应设置有丝杠螺母驱动电机(60)，所述丝杠螺母(6)上设有两段缓冲弹簧(24)。

7.根据权利要求1～6所述的一种多功能枣类采收装置，其采收方法，步骤如下：

步骤一、当采收标准矮化枣园时，先将采收装置下层底板(1)顶部设有的导轨板(7)放下，为嵌合于导轨板(7)上的变比例剪叉连杆组(4)顶部连接于高韧性伞布张开时构成漏斗状枣子收集伞面；

步骤二、操作人员推动枣树固定夹持机构的可伸缩扶手杆(8)至下层底板(1)前端的枣树夹口(23)套住枣树主干，释放底部上的枣树夹头(21)，形成采收装置整体相对枣树的固定连接；

步骤三、打开丝杠螺母驱动电机(60)，驱动丝杠螺母(6)前移，变比例剪叉连杆组(4)受到丝杠螺母(6)的牵引运动，在轨道板(7)限位作用下，变比例剪叉连杆组(4)逐次展开，形成圆周方向上的合拢以及放射方向上的伸展，在变比例剪叉连杆组(4)的带动下，与之相连的高韧性伞布由折叠收束状态展开成漏斗状枣子收集伞面；

步骤四、将收集箱或收集袋的开口与漏斗状收集伞面的底部开口进行套接，形成被摇落果实的完整收集通道；

步骤五、操作者匀速向下按压可伸缩扶手杆(8)，使枣树固定夹持机构的导杆二(30)驱动摇杆(37)动作，从而带动推杆(3)作直线往复运动，同时，闸线内层钢丝绳(34)作往复抽拉，实现枣树夹头(21)牵引各自夹紧的挂果树枝，做间歇的相向、相离运动，实现了对枣树的摇枝操作，操作人员往复按压3-5个周期后，枣子可被高比例摇落，摇落的枣子经漏斗状收集伞面缓冲，最终滑入底部的收集箱或收集袋中，完成对枣子的采收。