CN108633464B - 一种适用于山地的自走式辅助摘果机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种适用于山地的自走式辅助摘果机，包括人工作业平台、升降回转驱动机构、履带行走机构以及果实收集装置；其中，所述升降回转驱动机构包括升降驱动机构和回转驱动机构，所述回转驱动机构包括回转件和驱动回转件转动的回转动机构；所述升降驱动机构包括升降臂和升降动力件；所述人工作业平台设置在升降臂上；所述果实收集装置包括收果箱和收果管道；所述收果管道的上端延伸至人工作业平台的一侧，中部沿着升降臂设置，下端延伸至收果箱中，其中，收果管道的拐角处设有软管。该摘果机不仅可以应对不同地形的果园，还能用于不同高度的果树的采摘工作，且便于采摘后水果的收集，从而能够有效地提高摘果的效率。

Description

一种适用于山地的自走式辅助摘果机

技术领域

本发明涉及水果采摘机械设备，具体涉及一种适用于山地的自走式辅助摘果机。

背景技术

随着农业的发展，逐渐出现大面积的规模化的果园，在大型果园中，种植着各种各样的水果，植株有大有小，种植的时间越长，果树长得越高，采摘的难度越大。

目前我国采摘水果的机械化程度较低，在现有的果园中，主要还是采用纯人工采摘的方式，虽然人工采摘方式具有较好的灵活性，适用于大部分水果的采摘工作，但是依然存在以下的不足：

1、对于种植在山地或丘陵的果树，在采摘过程中，采摘人难以快速地在崎岖不平的山地或丘陵上移动，从而导致采摘的效率低下。

2、对于植株较高的果树，在采摘过程中，采摘人一般通过攀爬果树或梯子等增高工具来进行采摘，这样不仅会加大劳动强度，降低采摘的效率，且还存在极大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种适用于山地的自走式辅助摘果机，该摘果机不仅可以应对不同地形的果园，还能用于不同高度的果树的采摘工作，且便于采摘后水果的收集，从而能够有效地提高摘果的效率。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种适用于山地的自走式辅助摘果机，包括用于采摘人进行采摘工作的人工作业平台、用于驱动人工作业平台作升降和回转运动的升降回转驱动机构、用于在地面行走的履带行走机构以及用于收集水果的果实收集装置；

其中，所述升降回转驱动机构包括升降驱动机构和回转驱动机构，所述回转驱动机构设置在履带行走机构的上方，包括回转件和驱动回转件转动的回转动机构；所述升降驱动机构包括设置在回转件上的升降臂和驱动升降臂做升降运动的升降动力件；所述人工作业平台设置在升降臂上；

所述果实收集装置包括用于统一收集采摘后的水果的收果箱和用于将水果从人工作业平台处传送至收果箱中的收果管道；所述收果管道的上端延伸至人工作业平台的一侧，中部沿着升降臂设置，下端延伸至收果箱中，其中，收果管道的拐角处设有软管。

上述摘果机的工作原理是：

一般地，先将人工作业平台降低，便于采摘人站上去，然后升降动力件驱动升降臂上升，直到采摘人移动到与果树上的水果的高度相近的位置，然后进行采摘工作；其中，回转动力电机可以驱动升降臂和人工作业平台做回转运动，使得采摘人可以在水平面的方向移动，继而能够全方位地进行采摘工作。

当采摘人将水果从果树上摘下后，将水果放进位于人工作业平台一侧的收果管道中，水果会顺着收果管道往下移动到收果箱中。其中，由于收果管道的中部设置在升降臂上，且在拐弯处设置软管，从而不会妨碍人工作业平台做升降和回转运动；另外，软管可以起到缓冲的作用，可以防止水果在拐弯处遭受硬碰撞而损坏，有效地保证果实的品质。

本发明的一个优选方案，其中，所述升降臂为两个，分别为第一升降臂和第二升降臂；所述第一升降臂的下端铰接在回转件上，上端与第二升降臂的下端铰接；所述第二升降臂的上端铰接在人工作业平台的底板上；所述升降动力件为液压缸，设有三个，分别第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸；所述第一液压缸设置在回转件和第一升降之间，第二液压缸设置在第一升降臂和第二升降臂之间，第三液压缸设置在第二升降臂和人工作业平台的护栏之间。通过上述结构，可以将人工作业平台驱动到任意一个规定高度内的位置上，从而能够对不同高度的果树的水果进行采摘；另外，通过设置第三液压缸，可以保证人工作业平台始终处于平衡的状态，可以防止人工作业平台发生倾斜等现象。

优选地，所述第二升降臂上设有可伸缩的伸缩臂，该伸缩臂的一端伸进第二升降臂内，另一端铰接在人工作业平台的底板上。这样，可以进一步地加大人工作业平台的作业范围。

本发明的一个优选方案，其中，所述收果管道包括固定管和软管，所述固定管包括设置在护栏上且向下延伸的第一固定管和沿着第二升降臂的延伸方向设置的第二固定管；所述软管为两个，一个连接在第一固定管和第二固定管之间，另一个连接在第二固定管和收果箱之间。上述结构，固定管设置在第二升降臂上，而不是悬空设置，可以为往下滚动的水果提供一定的支撑，结合软管，使得升降臂可以做随意的升降和回转运动，而不会发生干涉。

本发明的一个优选方案，其中，所述收果管道靠近收果箱的一端设有鼓风减速机构，该鼓风减速机构包括鼓风件、用于提供风力的鼓风机以及连接在收果管道和收果箱之间的鼓风管道；

其中，所述鼓风件套在鼓风管道外，中间设有鼓风区；所述鼓风区与鼓风机的出风口连通；所述鼓风管道沿着圆周的方向上设有多个朝着管道的轴心向内倾斜的鼓风孔，该鼓风孔与鼓风区连通。一般地，由于人工作业平台位于较高的位置，水果沿着收果管道向下滚动，到达收果箱时的速度较快，这样容易因受到猛烈碰撞而损伤；通过设置鼓风减速机构，在鼓风机的作用下，高速的气流从朝着管道的轴心向内倾斜的鼓风孔进入到鼓风管道中，并沿着鼓风管道往上移动，当水果进入鼓风管道后，高速的气流往上撞击在水果上，从而可以降低水果往下移动的速度，避免水果因与收果箱的猛烈碰撞而损伤，保证水果的品质。

优选地，所述收果管道的下端内设有用于检测水果移动的测速模块，该测速模块包括速度感应器和控制元件，所述控制元件分别与速度感应器和鼓风机电连接。由于果树有高有低，所以水果沿着收果管道滑落至收果箱中的速度有快有慢；在工作过程中，速度感应器时刻检测经过水果的速度，并实时将速度数值传送至控制元件中，当数值偏大时，控制元件即时控制鼓风机提高功率，增大鼓风的速度，从而减慢水果下移的速度；当检测到的速度偏小时，控制元件即时控制鼓风机降低功率，减小鼓风的速度，在减慢水果下移的速度的前提下，节省资源。

本发明的一个优选方案，其中，所述鼓风减速机构的一侧设有杂质收集机构，该杂质收集机构包括收集管和收集箱；

其中，所述收集箱为中空结构，其内腔中设有用于收集树枝和树叶的收集篮；所述收集管包括上收集管和下收集管，所述上收集管的一端与鼓风管道的上端连通，另一端连通在收集箱中，且正对着收集篮的收集口；所述下收集管的一端穿过鼓风机与鼓风件连通，另一端连通在收集箱中，位于收集篮的下方；所述收果管道的下端连接在鼓风管道上，其连接点位于上收集管和下收集管之间。一般地，采摘水果的时候，难免不会将水果旁边的树枝或树叶一同摘下，所以树枝或树叶也会随着水果沿着收果管道往下滚动至收果箱中，然后堆积在收果箱中，需要人工进行清理，浪费时间；本优选通过设置杂质收集机构，当水果和杂质从收果管道进入到鼓风管道后，在鼓风机的作用下，气流沿着鼓风管道往上流动，从而可以减慢水果的下落速度；另外，由于鼓风管道的上端与上收集管连通，且收果管道连接在鼓风管道上的连接点位于上收集管和下收集管之间，所以气流会顺着鼓风管道将树枝和树叶等杂质吹进上收集管中，继而将树枝和树叶等杂质吹送至收集篮中；由于下收集管将收集箱和鼓风件连通，所以气流接着从下收集管和鼓风件回到鼓风管道中，从而可以进行循环流动。

本发明的一个优选方案，其中，所述人工作业平台上设有用于控制升降臂进行升降和回转的操作箱，这样，便于采摘人根据果树的高低和大小来调整人工作业平台的位置。

本发明的一个优选方案，其中，所述收果箱中设有用于对落入的水果进行缓冲的缓冲机构，该缓冲机构包括用于支承水果的收果板和设收果板下方的弹簧。开始收集前，由于收果板上没有水果，收果板被弹簧顶起一定高度，大大减小收果板与收果箱的进口的距离；开始收集后，随着收果箱中水果的增多，在水果的重力作用下，收果板逐渐向下压缩弹簧，收果板也一直向下移动，这样可以防止由于收果箱过深而导致水果跌坏的想象，同时还能够收集更多的水果。

优选地，所述收果板的上方设有缓冲海绵，这样，可以为落在收果板上的水果提供一定缓冲，防止水果硬碰在收果板上。

本发明的一个优选方案，其中，所述履带行走机构包括与地面直接接触的橡胶履带、用于支撑重量的承重轮、用于控制方向的导向轮、用于支撑履带的支撑轮以及用于传递动力的驱动轮。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明的摘果机不仅可以应对不同地形的果园，还能用于不同高度的果树的采摘工作，能够有效地提高摘果的效率。

2、通过设置灵活的果实收集装置，可以即时将摘下的水果放到果实收集装置中。

3、在果实收集装置中，由于收果管道的中部设置在升降臂上，且在拐弯处设置软管，从而不会妨碍人工作业平台做升降和回转运动；另外，软管可以起到缓冲的作用，可以防止水果在拐弯处遭受硬碰撞而损坏，有效地保证果实的品质。

附图说明

图1为本发明的适用于山地的自走式辅助摘果机的主视图，其中，隐藏了鼓风减速机构和杂质收集机构。

图2为本发明的适用于山地的自走式辅助摘果机的立体结构示意图，其中，隐藏了履带行走机构。

图3为图1中的升降驱动机构的主视图。

图4为本发明的适用于山地的自走式辅助摘果机的鼓风减速机构和杂质收集机构的主视图。

图5为图4中的鼓风件和鼓风管道的局部剖视图。

图6为本发明的适用于山地的自走式辅助摘果机的缓冲机构的剖视图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

参见图1-2，本实施例中的适用于山地的自走式辅助摘果机，包括用于采摘人进行采摘工作的人工作业平台1、用于驱动人工作业平台1作升降和回转运动的升降回转驱动机构、用于在地面行走的履带行走机构24以及用于收集水果的果实收集装置。

参见图1-2，所述升降回转驱动机构包括升降驱动机构2和回转驱动机构，所述回转驱动机构设置在履带行走机构24的上方，包括回转件3和驱动回转件3转动的回转动机构；所述升降驱动机构2包括设置在回转件3上的升降臂和驱动升降臂做升降运动的升降动力件。所述回转驱动机构与履带行走机构24共用同一个动力总成装置。

人工作业平台1设置在升降臂的顶端；所述果实收集装置包括用于统一收集采摘后的水果的收果箱4和用于将水果从人工作业平台1处传送至收果箱4中的收果管道5；所述收果箱4设置在动力总成装置的机架6上；所述收果管道5的上端延伸至人工作业平台1的一侧，中部沿着升降臂设置，下端延伸至收果箱4中，其中，收果管道5的拐角处设有软管5-1。

参见图1-3，所述升降臂为两个，分别为第一升降臂7和第二升降臂8；所述第一升降臂7的下端铰接在回转件3上，上端与第二升降臂8的下端铰接；所述第二升降臂8的上端铰接在人工作业平台1的底板1-2上；所述升降动力件为液压缸，设有三个，分别第一液压缸9、第二液压缸10和第三液压缸11；所述第一液压缸9设置在回转件3和第一升降之间，第二液压缸10设置在第一升降臂7和第二升降臂8之间，第三液压缸11设置在第二升降臂8和人工作业平台1的护栏1-1之间。通过上述结构，可以将人工作业平台1驱动到任意一个规定高度内的位置上，从而能够对不同高度的果树的水果进行采摘；另外，通过设置第三液压缸，可以保证人工作业平台始终处于平衡的状态，可以防止人工作业平台发生倾斜等现象。

参见图1-3，所述第二升降臂8上设有可伸缩的伸缩臂12，该伸缩臂12的一端伸进第二升降臂8内，另一端铰接在底板1-2上；所述第三液压缸11设置在伸缩臂12和底板1-2之间。这样，可以进一步地加大人工作业平台1的作业范围。

参见图1-3，所述收果管道5为可弯可直且有一定强度的波浪形管道，上端固定在人工作业平台1的护栏1-1上，中部固定在升降臂上，下端延伸至收果箱4中。

所述收果管道5包括固定管和软管5-1，所述固定管包括设置在护栏1-1上且向下延伸的第一固定管5-2和沿着第二升降臂8的延伸方向设置的第二固定管5-3；所述软管5-1为两个，一个连接在第一固定管5-2和第二固定管5-3之间，另一个连接在第二固定管5-3和收果箱之间。上述结构，第二固定管5-3设置在第二升降臂8上，而不是悬空设置，可以为往下滚动的水果提供一定的支撑，结合位于上端和下端软管5-1，使得升降臂可以做随意的升降和回转运动，而不会发生干涉。

参见图4-5，所述收果管道5靠近收果箱4的一端设有鼓风减速机构，该鼓风减速机构包括鼓风件13、用于提供风力的鼓风机14以及连接在收果管道5和收果箱4之间的鼓风管道15；其中，所述鼓风件13套在鼓风管道15外，中间设有鼓风区15-1；所述鼓风区15-1与鼓风机14的出风口连通；所述鼓风管道15沿着圆周的方向上设有多个朝着管道的轴心向内倾斜的鼓风孔13-1，该鼓风孔13-1与鼓风区15-1连通。一般地，由于人工作业平台1位于较高的位置，水果(例如橘子25)沿着收果管道5向下滚动，到达收果箱4时的速度较快，这样容易因受到猛烈碰撞而损伤；通过设置鼓风减速机构，在鼓风机14的作用下，高速的气流从朝着管道的轴心向内倾斜的鼓风孔15-1进入到鼓风管道15中，并沿着鼓风管道15往上移动，当水果进入鼓风管道15后，高速的气流往上撞击在水果上，从而可以降低水果往下移动的速度，避免水果因与收果箱4的猛烈碰撞而损伤，保证水果的品质。

所述收果管道5的下端内设有用于检测水果移动的测速模块，该测速模块包括速度感应器和控制元件，所述控制元件分别与速度感应器和鼓风机电连接。由于果树有高有低，所以水果沿着收果管道5滑落至收果箱4中的速度有快有慢；在工作过程中，速度感应器时刻检测经过水果的速度，并实时将速度数值传送至控制元件中，当数值偏大时，控制元件即时控制鼓风机14提高功率，增大鼓风的速度，从而减慢水果下移的速度；当检测到的速度偏小时，控制元件即时控制鼓风机14降低功率，减小鼓风的速度，在减慢水果下移的速度的前提下，节省资源。

参见图4-5，所述鼓风减速机构的一侧设有杂质收集机构，该杂质收集机构包括收集管和收集箱18；其中，所述收集箱18为中空结构，其内腔中放置用于收集树枝和树叶的收集篮19；所述收集管包括上收集管16和下收集管17，所述上收集管16的一端与鼓风管道15的上端连通，另一端连通在收集箱18中，且正对着收集篮19的收集口；所述下收集管17的一端穿过鼓风机14与鼓风件13连通，另一端连通在收集箱18中，位于收集篮19的下方；所述收果管道5的下端连接在鼓风管道15上，其连接点位于上收集管16和下收集管17之间。一般地，采摘水果的时候，难免会将水果旁边的树枝或树叶一同摘下，所以树枝或树叶也会随着水果沿着收果管道5往下滚动至收果箱4中，然后堆积在收果箱4中，需要人工进行清理，浪费时间；通过设置杂质收集机构，当水果和杂质从收果管道5进入到鼓风管道15后，在鼓风机14的作用下，气流沿着鼓风管道15往上流动，从而可以减慢水果的下落速度；另外，由于鼓风管道15的上端与上收集管16连通，且收果管道5连接在鼓风管道15上的连接点位于上收集管16和下收集管17之间，所以气流会顺着鼓风管道15将树枝和树叶等杂质吹进上收集管16中，继而将树枝和树叶等杂质吹送至收集篮19中；由于下收集管17将收集箱18和鼓风件13连通，所以气流接着从下收集管17和鼓风件13回到鼓风管道15中，从而可以进行循环流动。

参见图1-2，所述人工作业平台1上设有用于控制升降臂进行升降和回转的操作箱20，这样，便于采摘人根据果树的高低和大小来调整人工作业平台1的位置。人工工作平台的护栏1-1通过焊接的方式固定于底板1-2的四周，用于保护采摘人的安全。

参见图6，所述收果箱4中设有用于对落入的水果进行缓冲的缓冲机构，该缓冲机构包括用于支承水果的收果板21和设收果板21下方的弹簧22。开始收集前，由于收果板21上没有水果，收果板21被弹簧22顶起一定高度，大大减小收果板21与收果箱4的进口的距离；开始收集后，随着收果箱4中水果(例如橘子25)的增多，在水果的重力作用下，收果板21逐渐向下压缩弹簧22，收果板21也一直向下移动，这样可以防止由于收果箱4过深而导致水果跌坏的想象，同时还能够收集更多的水果。所述收果箱4的底部设有红外感应器，当水果收集达到一定量时，收果板21会遮挡红外感应器，从而提醒采摘人收果箱4已装满。

参见图6，所述收果板21的上方设有缓冲海绵23，这样，可以为落在收果板21上的水果提供一定缓冲，防止水果硬碰在收果板21上。

参见图1，所述履带行走机构24包括与地面直接接触的橡胶履带、用于支撑重量的承重轮、用于控制方向的导向轮、用于支撑履带的支撑轮以及用于传递动力的驱动轮。导向轮位于履带底盘的后部，装有促使履带张紧的张紧装置。

参见图1-3，本实施例的摘果机的工作原理是：

一般地，先将人工作业平台1降低，便于采摘人站上去，然后升降动力件驱动升降臂上升，直到采摘人移动到与果树上的水果的高度相近的位置，然后进行采摘工作；其中，回转动力电机可以驱动升降臂和人工作业平台1做回转运动，使得采摘人可以在水平面的方向移动，继而能够全方位地进行采摘工作。

当采摘人将水果从果树上摘下后，将水果放进位于人工作业平台1一侧的收果管道5中，水果会顺着收果管道5往下移动到收果箱4中。其中，由于收果管道5的中部设置在升降臂上，且在拐弯处设置软管5-1，从而不会妨碍人工作业平台1做升降和回转运动；另外，软管5-1可以起到缓冲的作用，可以防止水果在拐弯处遭受硬碰撞而损坏，有效地保证果实的品质。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种适用于山地的自走式辅助摘果机，其特征在于，包括用于采摘人进行采摘工作的人工作业平台、用于驱动人工作业平台作升降和回转运动的升降回转驱动机构、用于在地面行走的履带行走机构以及用于收集水果的果实收集装置；

其中，所述升降回转驱动机构包括升降驱动机构和回转驱动机构，所述回转驱动机构设置在履带行走机构的上方，包括回转件和驱动回转件转动的回转动机构；所述升降驱动机构包括设置在回转件上的升降臂和驱动升降臂做升降运动的升降动力件；所述人工作业平台设置在升降臂上；

所述果实收集装置包括用于统一收集采摘后的水果的收果箱和用于将水果从人工作业平台处传送至收果箱中的收果管道；所述收果管道的上端延伸至人工作业平台的一侧，中部沿着升降臂设置，下端延伸至收果箱中，其中，收果管道的拐角处设有软管；

所述收果管道靠近收果箱的一端设有鼓风减速机构，该鼓风减速机构包括鼓风件、用于提供风力的鼓风机以及连接在收果管道和收果箱之间的鼓风管道；其中，所述鼓风件套在鼓风管道外，中间设有鼓风区；所述鼓风区与鼓风机的出风口连通；所述鼓风管道沿着圆周的方向上设有多个朝着管道的轴心向内倾斜的鼓风孔，该鼓风孔与鼓风区连通；

所述鼓风减速机构的一侧设有杂质收集机构，该杂质收集机构包括收集管和收集箱；其中，所述收集箱为中空结构，其内腔中设有用于收集树枝和树叶的收集篮；所述收集管包括上收集管和下收集管，所述上收集管的一端与鼓风管道的上端连通，另一端连通在收集箱中，且正对着收集篮的收集口；所述下收集管的一端穿过鼓风机与鼓风件连通，另一端连通在收集箱中，位于收集篮的下方；所述收果管道的下端连接在鼓风管道上，其连接点位于上收集管和下收集管之间。

2.根据权利要求1所述的适用于山地的自走式辅助摘果机，其特征在于，所述升降臂为两个，分别为第一升降臂和第二升降臂；所述第一升降臂的下端铰接在回转件上，上端与第二升降臂的下端铰接；所述第二升降臂的上端铰接在人工作业平台的底板上；所述升降动力件为液压缸，设有三个，分别第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸；所述第一液压缸设置在回转件和第一升降之间，第二液压缸设置在第一升降臂和第二升降臂之间，第三液压缸设置在第二升降臂和人工作业平台的护栏之间。

3.根据权利要求2所述的适用于山地的自走式辅助摘果机，其特征在于，所述第二升降臂上设有可伸缩的伸缩臂，该伸缩臂的一端伸进第二升降臂内，另一端铰接在人工作业平台的底板上。

4.根据权利要求1所述的适用于山地的自走式辅助摘果机，其特征在于，所述收果管道包括固定管和软管，所述固定管包括设置在护栏上且向下延伸的第一固定管和沿着第二升降臂的延伸方向设置的第二固定管；所述软管为两个，一个连接在第一固定管和第二固定管之间，另一个连接在第二固定管和收果箱之间。

5.根据权利要求1所述的适用于山地的自走式辅助摘果机，其特征在于，所述收果管道的下端内设有用于检测水果移动的测速模块，该测速模块包括速度感应器和控制元件，所述控制元件分别与速度感应器和鼓风机电连接。

6.根据权利要求1或5所述的适用于山地的自走式辅助摘果机，其特征在于，所述收果箱中设有用于对落入的水果进行缓冲的缓冲机构，该缓冲机构包括用于支承水果的收果板和设收果板下方的弹簧。

7.根据权利要求6所述的适用于山地的自走式辅助摘果机，其特征在于，所述收果板的上方设有缓冲海绵。

8.根据权利要求1所述的适用于山地的自走式辅助摘果机，其特征在于，所述履带行走机构包括与地面直接接触的橡胶履带、用于支撑重量的承重轮、用于控制方向的导向轮、用于支撑履带的支撑轮以及用于传递动力的驱动轮。

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