CN108668634A - 一种振动式枣类自动采摘收集装置 - Google Patents

一种振动式枣类自动采摘收集装置 Download PDF

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王大鹏
牛得学
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Abstract

本发明的振动式枣类自动采摘收集装置,包括机架、振动机构、收集机构、输送机构和除杂机构,特征在于:振动机构由振动电机、承载平台和U形夹板组成,待采摘枣树的树干置于U形夹板中;收集机构由分别设置于机架两侧的两折叠伞组成,折叠伞由收集电机、主动杆和从动杆组成;输送机构由输送电机、上辊、下辊和传输带组成,上辊固定于辊轴上,输送电机经传动机构驱使辊轴转动。本发明的枣类自动采摘收集装置,通过振动机构、收集机构、输送机构和除杂机构,可实现对大枣的采摘、输送、除杂和收集,与现有人工用杆子打枣、捡拾相比,不仅工作效率高、节约人力成本,而且还不会造成枣粒的损伤,有益效果显著,适于应用推广。

Description

一种振动式枣类自动采摘收集装置
技术领域
本发明涉及一种枣类采摘装置,更具体的说,尤其涉及一种集枣类采摘、运送、除杂和收集于一体的振动式枣类自动采摘收集装置。
背景技术
枣为鼠李科枣属植物,是我国最古老的果树之一,中国也是世界上枣的最大生产国和枣产品唯一出口国,在以后相当长的时期中,中国仍会保持枣生产国和唯一出口国的地位。随着经济发展和特色农业的建立,枣类种植业成为现代农业发展的一条新的产业项目,枣类产业已呈现出局域化布局、种类繁多、规模化发展、多种栽培模式尽显其效的新格局。随着枣类种植面积的扩增和种植规模的扩大,枣类的收获需要投入更多的劳动力来完成,传统的人工枣类收获方式弊端逐渐凸显,枣农对于机械化枣类收获的需要也日益迫切。由于枣类市场对于果实的外观要求度较高,要求枣类在采摘的过程中不能发生破皮、破损等,这无异于更加重的枣农的采集负担。
由于枣类具有质地嫩脆的特点,枣类的生产加工是一个十分耗费劳动力的过程,这其中尤其是枣类收获过程。目前国内枣类的收获方式主要依靠人工采摘和简单的机械或人工分选装箱。国内对于枣类采集机械设备的研制方面虽然有所成就,但仍然存在诸多问题。比如设备体积庞大,显然受地形和环境的制约较大,而且不适用于矮型或密植枣树的枣类采集;功能较为单一,智能化水平低,需要大量人力物力支持协助完成枣类采集工作;采集过程中无法对枣类做出有效的保护等。
目前市面上的枣类收获机械的功能比较单一,如只能进行枣类的采摘,不能将散落的收集并除杂;而且市面上的枣类采摘机械多以手持式打枣杆为主,机械化、智能化水平偏低,再有枣类有质地嫩脆的特点,使得采摘效率低且劳动者劳动强度较大,传统的枣类收获往往需要大量劳动力同时进行。由此可见,对于枣农而言,迫切的需求一种集枣类采集、输送、除杂、收集于一体的安全、实用的机械化设备,用以减轻枣农的作业负担并提高作业效率。针对沾化县的枣农我们做了“关于沾化县枣农的枣类收获现状和对枣类收获机械需求”的问卷,以下是对此次调查做出的汇总:
(1)大多数沾化县枣农还以传统人工打枣方式为主;极少数沾化县枣农使用枣类收获机械,而且枣类收获机械功能较为单一;
(2)约6%的枣农希望使用功能较完善的枣类收获机械;
(3)约13%的枣农希望拥有一款高效率的枣类收获机械;
(4)约79%的枣农希望可以使用集枣类采集、输送、除杂、收集于一体的高效率枣类收获机械;
(5)大多数枣农希望自己可以购买一台价格实惠、功能齐全的枣类收获机械。
根据以上分析,可见:一款多功能化及智能化的枣类收获机械很有市场潜力,枣农迫切需求一种安全高效、性价比高、功能齐全的枣类收获机械产品。中国是世界农业大国,特别是进入21世纪以来,中国的经济迅速发展,但是农业机械化水平依然偏低,相对美国、法国等的机械化农业落后很多。枣类收获是整个枣类生产的重要环节之一,也是一种劳动密集型的作业,因此,在传统的人工收获枣类方式下,成熟的枣类如果不能及时收获或不能在大风暴雨前抢收,枣类的品质将会极大降低,枣农的收入也将进一步受到影响。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的缺点,提供了一种振动式枣类自动采摘收集装置。
本发明的振动式枣类自动采摘收集装置,包括机架、振动机构、收集机构、输送机构和除杂机构,所述机架的前端和后端分别设置有两前轮和两后轮;其特征在于:所述振动机构由振动电机、承载平台和U形夹板组成,承载平台设置于机架的中央位置,振动电机固定于承载平台上,待采摘枣树的树干置于U形夹板中;振动电机的输出轴经曲柄连杆与U形夹板的一侧相连接,U形夹板的另一侧连接有导杆,承载平台上设置有对导杆导向的滑座;收集机构由分别设置于机架两侧的两折叠伞组成,折叠伞由收集电机、主动杆和从动杆组成,收集电机固定于机架上,收集电机的输出轴与主动杆的下端经横杆相连接,从动杆的下端经万向节固定于机架上,主动杆和从动杆上固定有扇形帆布;
所述输送机构由输送电机、上辊、下辊和传输带组成,上辊和下辊分别设置于机架的后端和前端,上辊的高度高于下辊,传输带的两端分别设置于上辊和下辊上,传输带的外表面上均匀固定有横向的挡板;上辊固定于辊轴上,输送电机经传动机构驱使辊轴转动;上辊下方的机架上放置有存储箱,存储箱的上端开口。
本发明的振动式枣类自动采摘收集装置,所述承载平台经升降机构设置于机架上,升降机构由3个丝杠和4个导向光杆组成,丝杠、导向光杆均竖向设置,承载平台上固定有与丝杠相配合的螺母,承载平台上固定有与导向光杆相配合的滑块,每个丝杠的下端设置有输出轴与其相连接的升降电机。
本发明的振动式枣类自动采摘收集装置,所述除杂机构由风扇电机和风扇组成,风扇设置于上辊的后方,风扇固定于风扇电机的输出轴上。
本发明的振动式枣类自动采摘收集装置,所述下辊的上方设置有用于将落下的枣粒导流至传输带的弧形板。
本发明的振动式枣类自动采摘收集装置,所述U形夹板的内表面上固定有橡胶垫。
本发明的振动式枣类自动采摘收集装置,所述横杆的下方固定有对其承载和导向的U形导轨。
本发明的振动式枣类自动采摘收集装置,包括分别驱使机架运动和转向的行走电机和直线电机,两后轮分别固定于轮轴的两端,行走电机固定于机架上,行走电机的输出轴上固定有主动齿轮,轮轴上固定有与主动齿轮相啮合的从动齿轮;所述直线电机固定于机架上,前轮的转轴固定于L形连杆的一端,L形连杆的另一端固定于直线电机的输出轴上,L形连杆的中央铰接于机架上。
本发明的有益效果是:本发明的枣类自动采摘收集装置,通过设置由震动电机、承载平台、U形夹板和曲柄连杆组成的采摘机构,待采摘的枣树树干置于U形夹板中,震动电机通过曲柄连杆带动U形夹板进行晃动,进而实现枣树的晃动,枣树晃动过程中其上的枣粒会脱落下来。通过设置由收集电机、主动杆、从动杆和扇形帆布组成的收集机构,在收集电机的带动作用下可将主动杆、从动杆分散开来,进而将主动杆和从动杆上的扇形帆布分散开来,使得枣树树干的周围形成伞状的收集区域,落下的枣粒通过扇形帆布收集在一起。通过设置由输送电机、上辊、下辊和传输带组成的输送机构,在输送电机的带动下即可驱使传输带进行转动,由收集机构上落下的枣粒落到传输带上之后,即可被传输带带到顶部,并落入存储箱中,在枣粒落入存储箱的过程中通过由风扇电机和风扇组成的除杂机构,可将夹杂的树叶等杂物去除。本发明的枣类自动采摘收集装置,通过振动机构、收集机构、输送机构和除杂机构,可实现对大枣的采摘、输送、除杂和收集,与现有人工用杆子打枣、捡拾相比,不仅工作效率高、节约人力成本,而且还不会造成枣粒的损伤,有益效果显著,适于应用推广。
附图说明
图1为本发明的振动式枣类自动采摘收集装置的立体图;
图2为本发明的振动式枣类自动采摘收集装置的立体图;
图3为本发明的振动式枣类自动采摘收集装置的主视图;
图4为本发明的振动式枣类自动采摘收集装置的后视图;
图5为本发明的振动式枣类自动采摘收集装置的左视图;
图6为本发明的振动式枣类自动采摘收集装置的俯视图;
图7为本发明的振动式枣类自动采摘收集装置的使用状态图。
图中:1机架,2前轮,3后轮,4振动电机,5承载平台,6 U形夹板,7曲柄连杆,8导杆,9滑座,10橡胶垫,11升降电机,12丝杠,13导向光杆,14收集电机,15主动杆,16从动杆,17万向节,18横杆,19输送电机,20上辊,21下辊,22传输带,23挡板,24辊轴,25存储箱,26风扇电机,27风扇,28弧形板,29直线电机,30 L形连杆,31 U形导轨,32行走电机,33轮轴,34主动齿轮,35从动齿轮,36扇形帆布,37上盖板,38枣树,39枣粒。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示,均给出了本发明的振动式枣类自动采摘收集装置的立体图,图3至图6依次给出了本发明的振动式枣类自动采摘收集装置的主视图、后视图、左视图和俯视图,所示的枣类自动采摘收集装置由机架1、振动机构、收集机构、输送机构和除杂机构组成,机架1起固定和支撑作用,机架1前端的两侧设置有前轮2,后端两侧设置有后轮3,采用后轮驱动、前轮转向的运动方式。振动机构用于对枣树进行晃动,以便枣树上的枣粒脱落下来,收集机构将枣树上脱落下来的枣粒接住并汇聚在一起,以便进入输送机构中。输送机构将汇集后的枣粒运输至存储箱中,除杂机构将枣粒中掺杂的树叶等杂物除去。
所示的振动机构由振动电机4、承载平台5、U形夹板6、曲柄连杆7、导杆8和滑座9组成,承载平台5设置于机架1的中央,振动电机4固定于承载平台5上,承载平台5的中部朝前开口,U形夹板6位于承载平台5开口的上方。U形夹板6开口朝前,机架1上U形夹板6的前端为空腔,以便枣树的树干进入U形夹板6中。U形夹板6两侧的外壁分别与曲柄连杆7、导杆8相固定,振动电机4经曲柄连杆7驱使U形夹板6进行振动,导杆8置于滑座9中,滑座9固定于承载平台5上。这样,当枣树的树干置于U形夹板6中后,在振动电机4的带动作用下,即可驱使枣树沿导杆8所在的方向晃动,以便将枣树上的枣粒晃动下来。振动电机4的转速可调,不同的转速可使U形夹板6产生不同的振动频率,以适应不同的枣树,达到最佳振动效果。为了实现对枣树树干的保护,所示U形夹板6的内壁上固定有橡胶垫10,以避免在晃动过程中对枣树树干造成破坏。
对于不同高度或粗细的枣树来说,其最佳的晃动位置是不同的,为了实现对枣树的最佳晃动,承载平台5设置为可升降形式,以使U形夹板6对枣树的不同位置进行晃动。承载平台5上设置有驱使其上下运动的升降装置,升降装置由3个丝杠12和4个导向光杆13组成,丝杠12、导向光杆13均竖向设置,承载平台5上固定有与丝杠12相配合的螺母,也固定有与导向光杆13相配合的滑块。每个丝杠12的下端均设置有升降电机11,升降电机11固定于机架1上,升降电机11的输出轴与丝杠12相连接,通过升降电机11的正、反转动,即可驱使承载平台5上升或下降,以调节振动装置对枣树的晃动位置。
枣树上的枣粒被晃动下来之后,会落在枣树的四周,还需将下落的枣粒接住并收集起来,收集机构就实现这种功能。收集机构由设置于机架1两侧的两折叠伞组成,折叠伞由收集电机14、主动杆15、从动杆16和扇形帆布36组成,收集电机14固定于机架1上,收集电机14的输出轴经横杆18与主动杆15的下端相连接,从动杆16的下端经万向节17设置于机架1上,主动杆15和从动杆16上固定扇形帆布36,从动杆16的数量可采用多个(如两个以上),以便主动杆15和从动杆36展开后可实现对扇形帆布36的稳固支撑。为了保证横杆18自由转动,其下方设置有U形导轨31,U形导轨31既能实现对横杆18的支撑,也有效减小了横杆18转动过程中的摩擦力。使用时,在收集电机14的主动下,两折叠伞上的横杆18均向内转动180°,使得两主动杆15接触在一起,此时主动杆15和从动杆16上的扇形帆布36也伸展开来,在枣树的底部形成对枣树树干的包围形状,从枣树上落下的枣粒就会落到扇形帆布36上,既避免了枣粒的损伤和破损,又实现了枣粒的收集。
枣粒被收集起来之后,还应将其运输至存储箱25中并除杂,所示的输送装置由输送电机19、上辊20、下辊21和传输带22组成,上辊20、下辊21和传输带22在机架1的两侧均有设置,上辊20和下辊21分别设置于机架1的后端和前端,上辊20高于下辊21,传输带22的两端分别套在上辊20和下辊21上。机架1两侧的两上辊20均固定于辊轴24上,输送电机19用于驱使辊轴24进行转动,进而带动输送带22进行运动。所示输送带22的外表面上均匀设置有横向的挡板23,挡板23将枣粒挡住之后将其向上运输。传输带22的下端设置有弧形板28,扇形帆布36张开之后,弧形板28上方的扇形帆布36上开设有便于枣粒落下的开口,枣粒落到弧形板28上之后,经弧形板18的导流再落到传输带22上。
上辊20下方的机架1上放置有存储箱25,存储箱25的上端开口,用于存储枣粒。除杂装置设置于存储箱25的上方、靠近上辊20的位置处,除杂装置由风扇27和风扇电机26组成,风扇27固定于风扇电机26的输出轴上,在枣粒由传输带22落入存储箱25的过程中,经过风扇27的吹动,可将枣粒中夹杂的树叶等杂物去除。
为了实现机架1的转向,所示前轮2均由直线电机29进行驱使转动,前轮2的轮轴固定于L形连杆30的一端,L形连杆30的另一端与直线电机29的输出轴相固定,L形连杆30的中部铰接于机架1上,两直线电机通过驱使两前轮2向同一方向转动,即可实现机架1的转向。所示两后轮3固定于轮轴33上,轮轴33处的机架1上固定有行走电机32,行走电机32的输出轴上固定有主动齿轮34,轮轴33上固定有与主动齿轮34相啮合的从动齿轮35,通过行走电机32的正反转运动,来驱使机架1前进或后退。
为了实现对本发明的振动式枣类自动采摘收集装置的工作,还可设置遥控器,以便对其行走、扇形帆布张开、振动、承载平台升降、输送枣粒、除杂进行控制。如图7所示,给出了本发明的振动式枣类自动采摘收集装置的使用状态图,通过遥控器使装置运行至枣树的下方,并使枣树的树干开在U形夹板6中,将承载平台5调整至合适高度,然后启动收集电机14,以便将两侧的扇形帆布36张开,张开后的扇形帆布36和机架1上的上盖板37共同接住下落的枣粒。然后启动振动电机4、输送电机19和风扇电机26,以实现对枣树的自动采集、除杂和收集。

Claims (7)

1.一种振动式枣类自动采摘收集装置,包括机架(1)、振动机构、收集机构、输送机构和除杂机构,所述机架的前端和后端分别设置有两前轮(2)和两后轮(3);其特征在于:所述振动机构由振动电机(4)、承载平台(5)和U形夹板(6)组成,承载平台设置于机架的中央位置,振动电机固定于承载平台上,待采摘枣树的树干置于U形夹板中;振动电机的输出轴经曲柄连杆(7)与U形夹板的一侧相连接,U形夹板的另一侧连接有导杆(8),承载平台上设置有对导杆导向的滑座(9);收集机构由分别设置于机架两侧的两折叠伞组成,折叠伞由收集电机(14)、主动杆(15)和从动杆(16)组成,收集电机固定于机架上,收集电机的输出轴与主动杆的下端经横杆(18)相连接,从动杆的下端经万向节(17)固定于机架上,主动杆和从动杆上固定有扇形帆布(36);
所述输送机构由输送电机(19)、上辊(20)、下辊(21)和传输带(22)组成,上辊和下辊分别设置于机架的后端和前端,上辊的高度高于下辊,传输带的两端分别设置于上辊和下辊上,传输带的外表面上均匀固定有横向的挡板(23);上辊固定于辊轴(24)上,输送电机经传动机构驱使辊轴转动;上辊下方的机架上放置有存储箱(25),存储箱的上端开口。
2.根据权利要求1所述的振动式枣类自动采摘收集装置,其特征在于:所述承载平台(5)经升降机构设置于机架(1)上,升降机构由3个丝杠(12)和4个导向光杆(13)组成,丝杠、导向光杆均竖向设置,承载平台上固定有与丝杠相配合的螺母,承载平台上固定有与导向光杆相配合的滑块,每个丝杠的下端设置有输出轴与其相连接的升降电机(11)。
3.根据权利要求1或2所述的振动式枣类自动采摘收集装置,其特征在于:所述除杂机构由风扇电机(26)和风扇(27)组成,风扇设置于上辊(20)的后方,风扇固定于风扇电机的输出轴上。
4.根据权利要求1或2所述的振动式枣类自动采摘收集装置,其特征在于:所述下辊(21)的上方设置有用于将落下的枣粒导流至传输带(22)的弧形板(28)。
5.根据权利要求1或2所述的振动式枣类自动采摘收集装置,其特征在于:所述U形夹板(6)的内表面上固定有橡胶垫(10)。
6.根据权利要求1或2所述的振动式枣类自动采摘收集装置,其特征在于:所述横杆(18)的下方固定有对其承载和导向的U形导轨(31)。
7.根据权利要求1或2所述的振动式枣类自动采摘收集装置,其特征在于:包括分别驱使机架(1)运动和转向的行走电机(32)和直线电机(29),两后轮(3)分别固定于轮轴(33)的两端,行走电机固定于机架上,行走电机的输出轴上固定有主动齿轮(34),轮轴上固定有与主动齿轮相啮合的从动齿轮(35);所述直线电机固定于机架上,前轮的转轴固定于L形连杆(30)的一端,L形连杆的另一端固定于直线电机的输出轴上,L形连杆的中央铰接于机架上。
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