CN108522019A - 灌木类果实收获机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灌木类果实收获机，包括行走装置；对灌木施以摇晃或拍打作用力的树罩机构，树罩机构的一端与所述行走装置连接，树罩机构的另一端为罩在灌木顶部和/或灌木侧部一部分的自由端；一部分用于环绕在灌木树杆周围且对树罩机构摇晃或拍打灌木时落下的果实进行收集的果实收集机构，该果实收集机构的一端与所述行走装置连接，果实收集机构位于树罩机构的下方。本发明可避免在收获果实时损坏或损伤果实。

Description

灌木类果实收获机

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种灌木类果实收获机。

背景技术

果园收获作业是果园生产全过程中最重要的环节。当前，国外一些发达国家除苹果、梨外，果园收获基本上采用机械化，其中摇振法是应用得最多的机采方法，即由金属手抓住树干，通过振动、摇落果实，适用于采收大多数干果、坚果和部分鲜食水果。

公开号为CN201243498Y的实用新型专利公开了一种振动式果树采收机，其由果树振摇装置、液压控制系统、油箱及配重组成，果树振摇装置安装在不小于44kw的拖拉机前端，包含左、右侧面支架、主梁架、伸缩支臂、振动头悬挂架和钳式振动头，液压控制系统安装在果树振摇装置右侧面支架上拖拉机驾驶员伸手可及的位置，油箱及配重三点挂接在拖拉机后。

上述振动式果树采收机工作原理是先通过钳式振动头夹持树干，然后由拖拉机动力输出轴PTO传递动力给钳式振动头，驱动振动头内置的偏心轮回转机构推摇果树，使果实振落。坚果一般直接摇落在地上，用刷式捡拾器或人工扫集起来，仁果、核果、浆果则用帆布收果架或有减速带、减速衬垫的接果框架来收接果实。

对于上述的振动式果树采收机而言，通过钳式振动头内置的偏心轮回转机构推摇果树，上述结构的振动式果树采收机对摇落的果实无法直接进行收集，而是直接掉落在地上，需要用刷式捡拾器或人工扫集起来。即使采用帆布收果架或有减速带、减速衬垫的接果框架来收接果实，由于在摇晃过程有使果树的摆动弧度不确定，而布置在果树周围的帆布收果架的位置是固定的，因此，帆布收果架只能接收大部分的果实，仍然有一部分果实无法掉落到帆布收果架中，需要人工拾捡，不但效率低，而且掉落在地上的仁果、核果、浆果容易受伤。

另外，上述的振动式果树采收机的左、右侧面支架用螺栓固接在拖拉机前端两侧，主梁架后端与两侧面支架铰接，前端由两个液压油缸支撑，可绕后端铰接点升高和降低；因此，主梁架只能以铰接在侧面支架上的铰接点为中心进行转动，而无法进行其他方向的回转，这种结构使得主梁架的活动范围受到了限制，在收取果实的过程中，设置在主梁架上的伸缩支臂和钳式振动头等零件的活动范围同样也受到了限制，而在果园中，果树一般是按照行整齐排列的，上述采收机沿着每行行走一次只能对位于同一行的果树进行采收，而无法对相邻行上的其他果树进行采收，因此，上述采收机的采收效率低，并且拖拉机行走会耗油，导致成本升高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种避免在收获果实时损坏或损伤果实的灌木类果实收获机。

解决上述技术问题的技术方案如下：

灌木类果实收获机，包括行走装置，还包括：

对灌木施以摇晃或拍打作用力的树罩机构，树罩机构的一端与所述行走装置连接，树罩机构的另一端为罩在灌木顶部和/或灌木侧部一部分的自由端；

一部分用于环绕在灌木树杆周围且对树罩机构摇晃或拍打灌木时落下的果实进行收集的果实收集机构，该果实收集机构的一端与所述行走装置连接，果实收集机构位于树罩机构的下方。

本发明的优点为，采用本发明的灌木类果实收获机收获果实时，通过树罩机构罩在灌木的顶部和/或侧部，并施以摇晃或拍打的作用力，使得灌木树上的果实掉落，由于果实收集机构预先对树杆形成了包围，因此，掉落后的果实直接落到果实收集机构上，通过果实收集机构对果实自动进行收集，这种自动收集果实的方式不但避免了果实掉落在地面上引起果实损坏或损伤，而且还避免了人工拾检果实，提高了收获的效率。

本发明的灌木类果实收获机特别适用于蓝莓树、红枣树上的果实收取。

附图说明

图1为本发明的灌木类果实收获机的第一实施方式结构示意图；

图2为图1中的行走装置的剖面结构示意图；

图3为图1中的树罩机构的示意图；

图4为图3中的爪的示意图；

图5为图1中的果实收集机构的示意图；

图6为图1中的果实收集机构在另一个方向的示意图；

图7为图1、图5、图6中的摆臂与导流板的装配示意图；

图8为图1、图5、图6中的摆臂与导流板装配后在另一个方向示意图；

图9为连接座和箱体的装配示意图；

附图中的标记：

10为上座、11为下座，12为回转驱动机构，13为油箱，130为座椅，14为第一控制部分，15为第二控制部分，16为行走机构，17为铰接座，18为连接杆机构；

20为第一铰接架，21为第一连接板，210为第二连接板，22为爪，220为第一弯曲部，221为第二弯曲部，23为环状部件，24为臂，240为拐弯部，25为第一伸缩驱动机构，26为第二伸缩驱动机构；

30为连接座，301为横梁，302为纵梁，31为摆臂，31a为第一臂，31b为第二臂，31c为第三臂，310为第一管，311为第二管，312为第三管，32为第三伸缩驱动机构，33为支撑部件，34为箱体，340为上盖，341为把手，342为料斗，35为导流板，350为凹槽，351为翻折部，352为32孔，36为第四伸缩驱动机构。

具体实施方式

如图1所示，本发明的灌木类果实收获机，包括行走装置、对灌木施以摇晃或拍打作用力的树罩机构、一部分用于环绕在灌木树杆周围且对树罩机构摇晃或拍打灌木时落下的果实进行收集的果实收集机构，下面分别对每部分以及它们之间的关系进行详细地说明：

如图1和图2所示，所述行走装置包括上座10、下座11以及回转驱动机构12，上座10与回转驱动机构的一端连接，下座11与回转驱动机构12的另一端连接，所述树罩机构的一端与行走装置的上座10连接。

如图1和图2所示，回转驱动机构12的优选结构包括回转轴承、主动齿轮(图中未示出)以及液压马达(图中未示出)，液压马达的输出端与主动齿轮连接，主动齿轮与上座10固定连接，主动齿轮与回转轴承上的齿轮啮合，回转轴承与下座11固定连接，当液压马达输出扭矩时，驱动主动齿轮转动，主动齿轮带动上座10转动。通过回转驱动机构12驱动上座10转动，使得与上座10连接的树罩机构跟随上座转动，这样，树罩机构可以对作业的灌木形成大幅度的摇晃作用力，使得果实更加容易掉落，提升果实的收获率。

如图1和图2所示，在上座10安装有油箱13，该油箱13上固定有座椅130，用于驾驶人员乘座，油箱上还设有用于操控各个控制阀的第一控制部分14和第二控制部分15，各个控制阀分别通过油路与树罩机构与果实收集机构进行连接，第一控制部分14和第二控制部分15分别位于座椅130的两侧，通过第一控制部分14和第二控制部分15分别操作控制阀，控制液压油的流动，进而控制树罩机构对灌木施以摇晃或拍打作用力使果实掉落，以及控制果实收集机构的运动对掉落的果实自动进行收集。油路的结构与各种小型挖掘机或者大型的挖掘机上的油路结构类似，在此不在赘述。

如图1和图2所示，在下座11的两侧分别设有行走机构16，行走机构优先采用履带式的行走机构，履带式的行走机构的结构与小型挖掘机或者大型的挖掘机上的行走机构相同，在此不在赘述。通过行走机构16带动整个收获机行走，使得树罩机构和果实收集机构到达指定的位置，以便于对果实的收获进行作业。

如图1和图3所示，树罩机构对灌木施以摇晃或拍打作用力，树罩机构的一端与所述行走装置连接，树罩机构的另一端为罩在灌木顶部和/或灌木侧部一部分的自由端；在上座10的一端固定有铰接座17，该铰接座17用于安装树罩机构。树罩机构的一端优先采用铰接的方式与铰接座17连接，这样，树罩机构相对于上座10可以摆动，以便于使树罩机构移动到灌木树的指定位置。

如图1和图3所示，树罩机构包括罩架和第一驱动机构，第一驱动机构驱动罩架对灌木施以摇晃或拍打作用力，该第一驱动机构的一端与罩架活动连接。下面对罩架和第一驱动机构的结构进行详细说明：

如图1和图3所示，罩架用于罩在灌木顶部和/或灌木侧部，所述罩架包括罩架本体以及第一铰接架20，罩架本体与第一驱动机构活动连接，第一铰接架20与罩架本体活动连接。

如图1、图3和图4所示，罩架本体用于罩在灌木顶部和/或灌木侧部，罩架本体包括第一连接板21、多个爪22以及至少一个环状部件23，该第一连接板21上设有用于与铰接架20进行装配的第二连接板210，第二连接板210的一端优先采用焊接的方式与第一连接板21固定，第二连接板210的另一端设有第二安装孔，第一铰接架20上设有第一安装孔，采用第一销轴穿过第一安装孔和第二安装孔，使得第一铰接架20与第二连接板210铰接，第二连接板210还与第一驱动机构铰接。

如图1、图3和图4所示，多个爪22沿着第一连接板21的周向离散地分布，且爪23的一端与第一连接板21固定，爪22与第一连接板21优先采用焊接的方式进行固定。爪23的另一端为自由端；爪22的中部与环状部件23固定。环状部件23的内径大于第一连接板周面上任意两点之间的距离，在爪22与第一连接板21以及环状部件23连接后，使得这些爪22呈放射状布置，放射状的布置可使多个爪22能涵盖灌木顶部和/或灌木侧部的更大面积。

如图1、图3和图4所示，本发明中爪22的优选方式是，当爪22与第一连接板21以及环状部件23连接后，使得这些爪22呈放射状布置，因此，爪22与第一连接板21连接的一端相对第一连接板21的轴向是倾斜的，这样，如果直接将爪与第一连接板21进行焊接，显然的是焊接的面积小，在使用一段时间后，由于焊接部件会受力，会导致焊接处受到破坏，因此，本发明的优选方式是，在第一连接板21的周面上离散地分布着多个凹槽，爪22的一端嵌入到凹槽中后，爪22再与第一连接板21进行焊接，通过将爪22的一端嵌入到第一连接板21上的凹槽中后，可增加爪22与第一连接板21连接的可靠性，这样可增大焊接面积。

如图1、图3和图4所示，凹槽可以是斜槽，但凹槽更为优选的布置方式是，凹槽直接沿着第一连接板21的径向进行开设，对于这种凹槽而言，在爪22与第一连接板21连接的一端经弯曲形成一个第一弯曲部220，将第一弯曲部220嵌入到凹槽中，当爪22对灌木进行摇晃或拍打时，爪受到的反向作用力直接传递到第一弯曲部220，第一弯曲部220将作用力传递到第一连接板21上，因此，可避免焊接部位受力，这样，使得爪22与第一连接板21连接的可靠性获得进一步的提升。

如图1、图3和图4所示，爪22的另一端穿过环状部件23，爪22的中部再与环状部件23进行焊接，由于爪22罩在灌木上后会灌木施加作用力，因此，爪22会受到反向的作用力，爪22穿过环状部件23的这种位置关系，其好处在于，爪22受到反向作用力时，环状部件22限制爪22被灌木所涨开，一方面使得爪22对灌木的作用力得到保持，另一方面，避免了爪22与第一连接板21连接的一端受到涨开的作用力，确保第一连接板21与爪连接的可靠性。

如图1、图3和图4所示，另外，爪22穿过环状部件23，使得爪22的另一端成为自由端，当这些爪22罩在灌木树上时，随着第一驱动机构驱动爪22继续向下压灌木树时，爪22的自由端被涨开，这样，这些爪22可以涵盖灌木树的更大面积。优选地，爪22穿过环状部件23后的部分设有第二弯曲部221，该第二弯曲部221使得所述的爪22的自由端向环状部件23的内侧偏移，而不是沿着直线的放射方向继续延伸。这样设置的好处在于，当这些爪22罩在灌木树上时，随着第一驱动机构驱动爪22继续向下压灌木树时，爪22的自由端被涨开，由于第二弯曲部221的存在，使得爪22的自由端在被涨开时形成弹性作用力，因此，当爪22脱离灌木树时，爪22的自由端在弹性的回复作用力下回复到原有形态，这样就阻止了所有爪22自由端每涨大一次，所有爪22自由端端部围成圆的直径会变大的情况。

如图1所示，所述第一驱动机构包括臂24、第一伸缩驱动机构25、第二伸缩驱动机构26，臂24的一端与行走装置活动连接，臂的另一端与罩架活动连接；在一个或多个实施式中，臂24的一端与固定在上座10上的铰接座17铰接，臂24的中部设置有拐弯部240，使得臂24大致呈镰刀形。

如图1所示，第一伸缩驱动机构25的一端与行走装置活动连接，第一伸缩驱动机构25的一端与铰接座17铰接，第一伸缩驱动机构25的另一端与臂24活动连接；第一伸缩驱动机构25优先采用液压缸，液压缸的缸体与铰接座17铰接，液压缸的活塞杆与臂24铰接。当第一伸缩驱动机构25的活塞杆伸出时，臂24绕与铰接座17铰接部摆动，使得臂24相对于上座10形成抬升，进而带动罩架抬升。当第一伸缩驱动机构25的活塞杆回缩时，臂24绕与铰接座17铰接部摆动，使得臂24相对于上座10形成降低，进而带动罩架降低。如果第一伸缩驱动机构25的活塞杆在伸出和回缩之间不停地进行切换，则可驱动罩架对灌木树产生拍打作用力。

如图1所示，第二伸缩驱动机构26的一端与臂24活动连接，第二伸缩驱动机构26的另一端与罩架活动连接。第二伸缩驱动机构26优先采用液压缸，液压缸的缸体与臂24铰接，液压缸的活塞杆与第一铰接架20铰接。当第一伸缩驱动机构25驱动罩架罩在灌木树上后，如果第二伸缩驱动机构26的活塞杆在伸出和回缩之间不停地进行切换，则可驱动罩架对灌木树产生摇晃作用力。

如图1、图5至图8所示，果实收集机构的一部分用于环绕在灌木树杆周围且对树罩机构摇晃或拍打灌木时落下的果实进行收集，果实收集机构的一端与所述行走装置连接，果实收集机构位于树罩机构的下方。果实收集机构的一端与行走装置的下座11连接，优选地，下座11包括下座本体以及连接杆机构18，连接杆机构18设置于下座本体的一端，或者连接机构的两端安装在行走机构16的侧支撑板上，连接杆机构18用于安装果实收集机构。优选地，果实收集机构与连接杆18铰接。

如图1、图5至图8所示，果实收集机构包括连接座30、两个呈对称布置的摆动机构以及接纳果实的柔性部件(图中未示出)，所述连接座30的一端与行走装置连接，各摆动机构的一端与连接座30活动连接，各个摆动机构的另一端为自由端；柔性部件设置于摆动机构上，柔性部件优先采用布料，柔性部件也可以采用塑料薄膜。

如图1、图5至图8所示，摆动机构包括摆臂31、第三伸缩驱动机构32、支撑部件33，摆臂31的一端与连接座30连接，摆臂31的一端与连接座30铰接，使得摆臂31相对连接座30可以转动，第三伸缩驱动机构32的一端与连接座30铰接，第三伸缩驱动机构32的另一端与摆臂31铰接；第三伸缩驱动机构32优先采用液压缸。

所述摆臂31向该摆臂31同一侧至少弯曲一次使该摆臂31分成多段，如图1、图5至图8所示，优选的方式是，摆臂31的形状优先设置为向该摆臂31同一侧经两次弯曲形成的三段，该三段分别为第一臂31a、第二臂31b以及第三臂31c。摆臂31向同一侧经两次弯曲形成的三段后，两个摆臂31在第三伸缩驱动机构32的驱动相向运动时，更加容易形成环状，这样，更容易使摆臂31环绕在灌木树树杆的周围，由于柔性部件设置于摆动机构上，因此，能更好地确保柔性部件的接纳面积。

如图1、图5至图8所示，此外，摆臂31由两个第一管310、第二管311、第三管312组成，两个第一管310的一端均与第二管311连接，两个第一管310的另一端均与第三管312连接，其中两个第一管310的结构优先设置为向该第一管同一侧经两次弯曲，形成所述的第一臂31a、第二臂31b以及第三臂31c。第二管311与连接座30铰接。第一管310与第三伸缩驱动机构32铰接。

如图1、图5至图8所示，支撑部件33用于支撑柔性部件，支撑部件33的一端固定在摆臂31上，支撑部件的另一端为自由端。支撑部件33与摆臂31固定的一端设有弯曲部，使得支撑部件33与摆臂31固定后，支撑部件33的另一端向摆臂31的斜上方延伸，加上摆臂31弯曲成三段的形状，当柔性部件安装在支撑部件上后，使得柔性部件成扇形布置且柔性部件的一端高而另一端低，当果实掉落在柔性部件上后，在柔性部件上进行滚动。

如图1、图5至图8所示，果实收集机构还包括设置在连接座30上的箱体34以及固定在摆动机构内侧的导流板35，导流板35与摆臂31固定为一体，该导流板35的一端与箱体34的输入端口配合，使沿着导流板35移动的果实直接到达箱体34中。在柔性部件上滚动的果实会掉落到导流板35上，并在导流板35的导向作用下进行移动从而进入到箱体34中。

如图1、图5至图8所示，当在摆臂31内侧增设了导流板35后，为了便于安装支撑部件33，导流板35的一端经翻折形成翻折部351，该翻折部351位于其中一个第一管310的上部，在翻折部351上设有孔352，所述支撑部件33嵌入在孔352中，通过过盈方式与翻折部351固定，当然也可以通过焊接方式固定。

如图1、图5至图8所示，导流板35上具有凹槽350，优选地，导流板35的与其箱体34输入端口配合的一端相对地面的高度，小于导流板35另一端相对于地面的高度，这样的设置使得导流板相对地面是倾斜布置的，从而使得导流板形成坡度，当果实进入到凹槽350中后，在重力的作用下沿着具有坡度的导流板35滚动，最终进入箱体34中。

如图1、图5至图8所示，在连接座30上设置了箱体34后，优选地，连接座30的一端与连接杆机构18铰接，这样，连接座30可以绕连接杆机构18转动。

如图1和图9所示，优选地，在行走装置上设置一个第四伸缩驱动机构36，该第四伸缩驱动机构36优先采用液压缸，液压缸的缸体优先铰接在下座11上。连接座30包括两个横梁301以及纵梁302，纵梁302的两端分别与横两个横梁301固定，从而连接座30为框架式的连接座。所述第四伸缩驱动机构36的活塞杆与横梁301铰接，通过第四伸缩驱动机构36的伸缩，可使连接座30发生摆动。

如图9所示，所述箱体34放置在连接座30上，箱体的上盖340分别通过横梁301和/或纵梁302支撑，以避免箱体34在重力作用下掉落。为了在纵梁302上安装有弹性顶压机构37，弹性顶压机构37的一端与箱体34抵顶，弹性顶压机构37对箱体34施加弹性的顶压作用力，从而使箱体34的输入口与导流板35的配合变得可靠。弹性顶压机构37的优选结构包括套筒、弹簧、以及柱体，套筒固定在纵梁302上，弹簧位于套筒内，柱体的一端位于套筒内，弹簧的一端与套筒的一端抵顶，弹簧的另一端与柱体连接或抵顶，柱体的另一端位于套筒外部，该柱体的另一端用于与箱体34形成抵顶。

在箱体34的上盖340上安装有把手341，以便于随时取放箱体34，在箱体的上盖340上设有料斗342，该料斗342靠近摆臂31与连接座30铰接的一端，这样，料斗342与左右两侧支撑部件33上柔性部件进行衔接，一部分果实通过料斗342直接进入箱体34，在箱体34内设有缓冲部件，对通过料斗342进入箱体34内的果实进行缓冲。

本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员根据上述方式所作出的各种演变均在本发明权利要求的保护范围之内，例如：

(a)，行走装置也可以采用拖拉机，例如公开号为CN201243498Y中的拖拉机。

(b)，对于罩架本体的一种变形方式是，不采用环状部件23与各个爪进行焊接，而是在每相邻两个爪22之间与一个连接杆焊接，通过连接杆来达到类似的作用。

(c)，各个伸缩驱动机构也可以采用气缸。

Claims (10)

1.灌木类果实收获机，包括行走装置，其特征在于，还包括：

对灌木施以摇晃或拍打作用力的树罩机构，树罩机构的一端与所述行走装置连接，树罩机构的另一端为罩在灌木顶部和/或灌木侧部一部分的自由端；

一部分用于环绕在灌木树杆周围且对树罩机构摇晃或拍打灌木时落下的果实进行收集的果实收集机构，该果实收集机构的一端与所述行走装置连接，果实收集机构位于树罩机构的下方。

2.根据权利要求1所述的灌木类果实收获机，其特征在于，树罩机构包括：

罩在灌木顶部和/或灌木侧部的罩架；

驱动罩架对灌木施以摇晃或拍打作用力的第一驱动机构，该第一驱动机构的一端与罩架活动连接。

3.根据权利要求2所述的灌木类果实收获机，其特征在于，所述罩架包括：

用于罩在灌木顶部和/或灌木侧部的罩架本体，罩架本体与第一驱动机构活动连接；

第一铰接架，第一铰接架与罩架本体活动连接。

4.根据权利要求3所述的灌木类果实收获机，其特征在于，罩架本体包括：

第一连接板，该第一连接板上设有用于与铰接架进行装配的第二连接板；

多个爪，这些爪沿着第一连接板的周向离散地分布，且爪的一端与第一连接板固定，爪的另一端为自由端；

至少一个环状部件，爪的中部与环状部件固定。

5.根据权利要求4所述的灌木类果实收获机，其特征在于，环状部件的内径大于第一连接板周面上任意两点之间的距离，在爪与第一连接板以及环状部件连接后，使得这些爪呈放射状布置。

6.根据权利要求2所述的灌木类果实收获机，其特征在于，所述第一驱动机构包括：

臂，该臂的一端与行走装置活动连接，臂的另一端与罩架活动连接；

第一伸缩驱动机构，第一伸缩驱动机构的一端与行走装置活动连接，第一伸缩驱动机构的另一端与臂活动连接；

第二伸缩驱动机构，第二伸缩驱动机构的一端与臂活动连接，第二伸缩驱动机构的另一端与罩架活动连接。

7.根据权利要求1所述的灌木类果实收获机，其特征在于，果实收集机构包括：

连接座，该连接座的一端与行走装置连接；

两个呈对称布置的摆动机构，各摆动机构的一端与连接座活动连接，各个摆动机构的另一端为自由端；

接纳果实的柔性部件，柔性部件设置于摆动机构上。

8.根据权利要求7所述的灌木类果实收获机，其特征在于，所述果实收集机构还包括：

设置在连接座上的箱体；

固定在摆动机构内侧的导流板，该导流板的一端与箱体的输入端口配合，使沿着导流板移动的果实直接到达箱体中。

9.根据权利要求7所述的灌木类果实收获机，其特征在于，摆动机构包括：

摆臂，该摆臂的一端与连接座连接；

第三伸缩驱动机构，第三伸缩驱动机构的一端与连接座铰接，第三伸缩驱动机构的另一端与摆臂铰接；

支撑柔性部件的支撑部件，支撑部件的一端固定在摆臂上，支撑部件的另一端为自由端。

10.根据权利要求1至9之一所述的灌木类果实收获机，其特征在于，所述行走装置包括上座、下座以及回转驱动机构，上座与回转驱动机构的一端连接，下座与回转驱动机构的另一端连接，下座的两侧分别设有行走机构，所述树罩机构的一端与行走装置的上座连接，果实收集机构的一端与行走装置的下座连接。