CN108684321B - 一种用于林果采收的防缠绕振动采摘装置 - Google Patents

Abstract

本专利提供一种用于林果采收的防缠绕振动采摘装置，包括：梳齿水平振动驱动电机（1）、齿轮箱（2）、联轴器（3）、轴（4）、销钉（5）、往返块（6）、弹簧（7）、轴承端盖（8）、梳齿（10）、滑块（11）、滑轨盖（12）、轴承（13）及圆筒（14）。本振动采摘装置采用四层六梳齿的技术方案，可以提高林果采净率。另外，圆筒上下各有一个滑轨盖，滑轨盖上面有6个凹槽并有6组气缸或油缸，这样可使6块滑块沿圆筒径向进行滑动，从而使得梳齿能够前后进行伸缩。在机器沿果树行向前移动的过程中，圆筒表面质点相对果树枝条静止，两者的有效结合可以防止枝条的缠绕。该装置可以降低果实损伤率以及提高采净率，有助于解决林果机械化采收的难题。

Description

一种用于林果采收的防缠绕振动采摘装置

技术领域

本专利涉及林果机械化采收领域，具体地说是一种林果采摘装置。

背景技术

随着人工成本的上升，农林果实机械化采收渐渐成为趋势，有些果实，如银杏、核桃等可以采用摇动树干的方式，但如枸杞、蓝莓、柑橘、红枣等采用击打枝条的方式采收更好，即采用振动树枝枝条的方式或者采用具有很多齿的滚筒结构的振动采收手段，如目前蓝莓采收的双滚筒式采摘装置（ZL201610035563.3），采用了液压驱动的双滚筒梳齿结构，但其滚筒上的齿不能沿着垂直于滚筒轴线的方向振动。

市场上也出现了一些机械化或半机械化采摘装置。徐丽明（ZL201710164767.1）发明的采收装置利用多个小型滚筒振齿的结构，但其振齿无法收缩，而枸杞挂果的枝条尤其是枝条末端非常柔软，所以在实际作业时存在着较大的枸杞枝条在振齿的拨动下缠绕在滚筒或振齿上的风险。还有利用气流来进行采摘的，然而这类装置能耗大，作业成本高，损伤率难以控制。肖宏儒等人采用偏心滑块机构设计了自走式枸杞收获机及关键采摘部件（201410465867.4；201410466469.4；201711020323.7），主要创新性地应用了曲柄连杆机构，在采摘过程中，横向分布的振动杆插入树冠，偏心滑块机构在电机的驱动下开始运动，以带动振动杆进行往复运动来击打枝条，使得果实受力脱落。但其存在着振动部件惯量大，传递到果树枝条上的能量占比很小，反而机架振动剧烈的问题，振齿刮梳枝条、缠绕枝条的问题、伤果伤花的问题、采净率和采摘效率不高的问题等一系列问题。

另外市面上还出现了一些梳刷式采摘机，此类采摘机效率更高并且不易伤害果实，然而对果实种植农艺要求太高，不能符合实际情况。还有一些剪切式采摘机构，其采收装置采摘刀难以精确定位剪切位置，从而难以避免误伤果实和枝条，并且采净率较低。

纵观目前林果采摘方式的设计原理，振动式采摘机是被研究的最多的。但是鉴于目前振动式林果采摘机的效率低、对结果枝的损伤大以及机构设计尤其是采摘头装置功能单一化的问题，如何设计一种新的林果采摘振动采摘装置显的尤为重要。

发明内容

因此，为了解决现有技术存在的技术缺陷和不足,本专利提供一种用于林果采收的防缠绕振动采摘装置，它可以降低果实损伤率，提高果实采净率。

本技术所述的用于林果采收的防缠绕振动采摘装置，包括：

圆筒14，在圆筒14两端固定有滑轨盖12，具有突出的侧翼41的轴4转动设置在滑轨盖12上；在轴4的圆周向方向有多个滑块11，滑块11位于圆筒14内部，其两端设置在滑轨盖12上，销钉5设置在滑块11上；沿着轴4的轴线方向，在各销钉5上设置有梳齿10，梳齿10以销钉5为轴线摆动设置在销钉5上；在梳齿10固定有往返块6，往返块6的两侧通过弹簧7设置在滑块11上；各梳齿的外端穿过圆筒14上所开的孔141，各梳齿内端伸入到轴4的外周处，当轴4在梳齿水平振动动力装置的带动下转动，侧翼41与梳齿10接触，拨动梳齿10内端，使得梳齿克服往返块6一侧弹簧的弹力绕销钉5摆动，当轴4不与梳齿10接触时，梳齿在往返块6的两侧通过弹簧7的作用下复位。

上述的用于林果采收的防缠绕振动采摘装置，滑块11在圆筒14的径向方向滑动设置在滑轨盖12上，在滑轨盖12上设置用于驱动滑块在圆筒14的径向方向移动的气缸或油缸9，气缸或油缸9的活塞杆与滑块11的两端相连。这样可使滑块沿圆筒径向进行滑动，从而使得梳齿能够前后进行伸缩。

上述的用于林果采收的防缠绕振动采摘装置，滑块11的中部具有开有圆筒14轴向延伸的槽111，梳齿10穿过槽111，往返块6位于槽111内，弹簧7设置在往返块6两侧与相对的槽111内壁之间。

上述的用于林果采收的防缠绕振动采摘装置，轴4两侧具有突出的侧翼41。

上述的用于林果采收的防缠绕振动采摘装置，滑块11有多个，均布在轴4的圆周方向；各滑块11设置有多根等间距的梳齿10。

因为梳齿是与枝条也就是桶壁轴线方向是垂直的，当圆筒轴线垂直于地面时，其振动是在水平方向上的振动，并且梳齿振动频率可调，可以满足不同频率的作业要求。另外，每层设置若干梳齿，共设置若干层，这里优选每层设置6根梳齿，共设置四层。当然，梳齿在与圆筒同轴的圆柱面上的布置可以是螺旋线、双螺旋线或者任意布置。其内部用弹簧与滑块和往返块连接，往返块与梳齿连接，梳齿摆动设置在销轴上，这样可以使得在进行采收作业时梳齿通过弹簧进行梳齿的复位，保证下一个振动周期的顺利开始。另外，圆筒上下各有一个滑轨盖，滑轨盖上面有6个凹槽和6组气缸或油缸，可使6块滑块进行前后伸缩，从而使得梳齿能够前后进行伸缩。使用本装置作业时，本装置设置在一个行走的机器上。圆筒仅仅在枝条的拨动下转动，而不设置驱动其转动的电机，或者即使设置驱动圆筒、滑轨盖等绕轴4转动的电机或机构，但保证圆筒外表面的切线速度与机器向前行走的速度一样，但方向相反，即圆筒外表面上的质点相对于地面或者果树静止。这样在机器行走作业时，不会在行进方向上拉扯枝条，而仅仅是瞬时的振动（左右或上下振动）击打枝条，以达到采收目的。圆筒表面质点相对于果树静止和梳齿相对于圆筒表面的快速伸出和缩进，两者结合可以有效防止枝条缠绕在梳齿上，尽量减少梳齿沿枝条长度方向上的滑移，降低其相对于枝条的捋和梳的作用，从而减少其对于果树枝条、叶子、青果、花朵等的伤害，降低误采率、损伤率。总之，该装置可以通过梳齿的伸缩防止枝条缠绕、拉扯现象以降低误采率和损伤率，可以通过分别控制梳齿相对于果树枝条上下、左右振动的频率及幅度以提高成熟果实采净率，为适合振动采收的蓝莓、枸杞、红枣等经济林果的机械化采收提供了一种有益的参考。

附图说明

图1是振动采摘装置的整体图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是振动采摘装置除去梳齿水平振动驱动电机等以外的局部爆炸图；

图4是振动采摘装置除去圆筒、梳齿水平振动驱动电机等以外的局部爆炸图；

图5是振动采摘装置除去圆筒以外的结构示意图；

图6是轴的示意图；

图7是滑块、销钉、弹簧等结构示意图；

图8是滑块、销钉、弹簧等结构放大示意图。

其中：1-梳齿水平振动驱动电机；2-齿轮箱；3-联轴器；4-轴；41-侧翼；5-销钉；6-往返块；7-弹簧；8-轴承端盖；9-气缸；10-梳齿；11-滑块；111-槽；112-孔；12-滑轨盖；13-轴承；14-圆筒；141-孔。

具体实施方式

为使本专利的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本专利的附图,对本专利的技术方案进行清楚、完整的描述。显然,所描述的实施例是本专利一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利的保护范围。

本专利提供一种用于林果采收的防缠绕振动采摘装置,包括：

梳齿水平振动驱动电机1、齿轮箱2、联轴器3、轴4、销钉5、往返块6、弹簧7、轴承端盖8、气缸9、梳齿10、滑块11、滑轨盖12、轴承13及圆筒14。

梳齿水平振动驱动电机1固定在轴4上端，通过齿轮箱2进行一级变速，通过联轴器3将动力传到轴4，令其旋转，侧翼41拨动桶壁内周围梳齿，实现振动采收，并且可以通过其内弹簧进行梳齿的复位。轴4上面连接轴承13、轴承端盖8以及滑轨盖12。滑轨盖12上面6个凹槽连接6块滑块11和气缸9。滑块11上面连接弹簧7和销钉5。弹簧7上面连接往返块6。销钉5上面连接梳齿10。梳齿10穿过滑块11上的槽111、孔112，及圆筒14上的孔141向外伸出。梳齿有四层，同时每层设置6根梳齿，平均60°设置一根。所有零部件与圆筒14连接，组成一种用于林果采收的防缠绕振动采摘装置。此外装在轴4上的梳齿水平振动驱动电机1可调，可以满足不同频率要求。

本专利提供的一种用于林果采收的防缠绕振动采摘装置在工作时,将本振动采收装置安装在相应的整机上之后，调节梳齿高度相对于林果枝条的高度，使其达到最佳位置。每层梳齿在轴的旋转下被拨动，进行往复振动，击打果枝，实现对成熟林果的振动采收。同时，设置了4层梳齿，每层设置6根梳齿，平均60°设置一根，可以提高林果采净率。另外，圆筒上下各有一个滑轨盖，滑轨盖上面有6个凹槽和6组气缸，可使6块滑块进行前后伸缩，从而使得梳齿能够相对圆筒伸缩。与此同时此处圆筒是无动力转动，或者是在保证圆筒表面质点相对于果树静止的情况下添加圆筒驱动装置，两者的有效结合可以防止枝条的缠绕或者拉扯枝条。该装置可以降低果实损伤率以及提高果实采净率，并且可以防止枝条缠绕，基本解决了林果机械化采收的基本矛盾。

梳齿是与枝条也就是桶壁轴线方向是垂直的，其振动是在水平方向上的振动，振动方向与桶壁轴线方向垂直，并且梳齿水平振动频率可调。其内部用弹簧与滑块和往返块连接，往返块与梳齿连接，通过销轴连接，这样可以使得在进行采收作业时梳齿振动完毕后通过弹簧进行梳齿的复位，为下一个振动周期做准备，以保证采摘效果。

综上,本专利中应用了具体个例对本专利一种用于林果采收的防缠绕振动采摘装置的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本专利的方法及其核心思想，同时,对于本领域的一般技术人员,依据本专利的思想,在具体实施方式及应用范围上的改动均属于本专利的保护范围。综上,本说明书内容不应理解为对本专利的限制,本专利的保护范围应以所附的权利要求为准。

Claims (4)

1.一种用于林果采收的防缠绕振动采摘装置，其特征在于，包括：

圆筒(14)，在圆筒(14)两端固定有滑轨盖(12)，两侧具有突出的侧翼(41)的轴(4)转动设置在滑轨盖(12)上；在轴(4)的圆周向方向有多个滑块(11)，滑块(11)位于圆筒(14)内部，其两端设置在滑轨盖(12)上，销钉(5)设置在滑块(11)上；沿着轴(4)的轴线方向，在各销钉(5)上设置有梳齿(10)，梳齿(10)以销钉(5)为轴线摆动设置在销钉(5)上；在梳齿(10)固定有往返块(6)，往返块(6)的两侧通过弹簧(7)设置在滑块(11)上；各梳齿的外端穿过圆筒(14)上所开的孔(141)，各梳齿内端伸入到轴(4)的外周处，当轴(4)在包括梳齿水平振动驱动电机在内的梳齿水平振动动力装置的带动下转动，侧翼(41)与梳齿(10)接触，拨动梳齿(10)内端，使得梳齿克服往返块(6)一侧弹簧的弹力绕销钉(5)摆动，当轴(4)不与梳齿(10)接触时，梳齿在往返块(6)的两侧通过弹簧(7)的作用下复位。

2.如权利要求1所述的用于林果采收的防缠绕振动采摘装置，其特征在于，滑块(11)在圆筒(14)的径向方向滑动设置在滑轨盖(12)上，在滑轨盖(12)上设置用于驱动滑块在圆筒(14)的径向方向移动的气缸或油缸(9)，气缸或油缸(9)的活塞杆与滑块(11)的一端相连。

3.如权利要求1所述的用于林果采收的防缠绕振动采摘装置，其特征在于，滑块(11)的中部具有开有圆筒(14)轴向延伸的槽(111)，梳齿(10)穿过槽(111)，往返块(6)位于槽(111)内，弹簧(7)设置在往返块(6)两侧与相对的槽(111)内壁之间。

4.如权利要求1所述的用于林果采收的防缠绕振动采摘装置，其特征在于，滑块(11)有多个，均布在轴(4)的圆周方向；各滑块(11)设置有多根等间距的梳齿(10)。