CN108934467B - 一种农用果实采摘收获机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种农用果实采摘收获机，包括车架和采摘模块，所述采摘模块包括两组柔性拍打单元，两组柔性拍打单元相向穿设于车架上，且所述柔性拍打单元可相对车架上下运动设置；本发明将枣类果实的采摘、枝叶果实筛分、果实输送与收纳集成在一台机械上，采收效率高，节省劳动力，降低采收成本，采用的柔性工作部件能减少对枣类果实与枣树的损伤。

Description

一种农用果实采摘收获机

【技术领域】

本发明具体涉及一种农用果实采摘收获机。

【背景技术】

中国是产枣大国，枣树是我国特有的果树，我国现有枣树2300万亩、从产量可达460亿公斤，占世界种植面积98％以上。如何对枣类果实进行高效率的采摘是当前枣类果实采收的重要问题，也是广大枣农急需解决的重要问题。枣果采收主要采用手摘法、打落法和乙烯催落法。其中，手摘法适用于较低的枣树，可以根据需要准确采收合乎要求的果实，果实质量高，但是工作效率低；打落法适用较高大的枣树，为减少果实因跌落地面引起破伤，用杆震枝可在树下撑布单接枣，对枣树损伤大；催落法是用乙烯利催落采收，效果良好，对于某些果皮很薄的品种不宜使用此法。但这些方法存在着人工劳动强度大、捡拾效率低的缺陷，果农的经济效益低。

鉴于上述问题，目前国内出现了各种各样的枣类果实收获机，这些收获机各具特点：一些收获机也采用打落的原理，配备了叉状打落机构与枝叶筛分装置，但结构复杂、价格昂贵且体积巨大；一些收获机不具备枝叶果实筛分功能，须额外配备枝叶果实筛分机械与果实收纳箱进行后期的果实二次筛分、输送与存放，降低了生产效率，且增加了机械设备的使用成本与占地面积；一些收获机须额外增加果实收纳箱，并需要配备1-2名人员进行现场调试与操作，增加了人力成本；这些收获机大部分采用内燃机驱动或拖拉机引导，使用成本高、能耗大且环境污染严重。

【发明内容】

为克服现有设备存在的缺陷，本发明在于提供一种农用果实采摘收获机。

本发明是这样实现的：一种农用果实采摘收获机，包括车架和采摘模块，所述采摘模块包括两组柔性拍打单元，两组柔性拍打单元相向穿设于车架上，且所述柔性拍打单元可相对车架上下运动设置。

进一步地，所述采摘模块还包括复数个第一电机，所述每组柔性拍打单元包括复数排柔性拍打机构，每所述柔性拍打机构均包括一传动轴、一凸轮和一拍打振动棒；所述传动轴与第一电机连动设置；所述车架内部具有相对设置的两安装壁，所述传动轴的尾部通过一第一轴承固定于一安装壁上，该传动轴的头部可转动地安装于车架上，且该安装壁上对应于所述第一轴承处设有两T形槽；所述凸轮紧密套设于传动轴的尾端；

所述拍打振动棒的头部具有一底座，该底座具有一容置部，所述凸轮可转动地设于所述容置部内；所述底座相对的两侧壁上设有两T形杆，两所述T形杆分别卡设于两T形槽，并可相对T形槽上下移动设置。

进一步地，所述拍打振动棒由复数根依次套接且可伸缩的柔性锥形棒构成。

进一步地，所述容置部的水平投影面为横向设置的椭圆。

进一步地，还包括两组分别对应设于两所述柔性拍打单元下方的筛分单元，所述筛分单元包括树体贴合机构、筛叶机构和驱动机构；所述树体贴合机构可转动地设于筛叶机构的外侧；所述筛叶机构包括复数根间隔设置的筛叶杆，每所述筛叶杆均在驱动机构的作用下转动设置。

进一步地，所述树体贴合机构包括复数个树体贴合部件，所述树体贴合部件包括一支杆和一柔性碗状部件，所述柔性碗状部件通过一第二轴承固定于支杆的顶部，每所述柔性碗状部件均包括复数个彼此围合的橡胶叶片；

所述筛分单元还包括复数根支撑杆，所述支撑杆的内侧固定于车架上，所述支杆固定于支撑杆的自由端。

进一步地，所述支撑杆包括两支撑半杆，且两支撑半杆通过弹簧彼此套接；所述筛叶杆包括两筛叶半杆，且两筛叶半杆通过弹簧彼此套接，一筛叶半杆的自由端与驱动机构链接，另一筛叶半杆的自由端通过一第三轴承固定于支撑杆。

进一步地，还包括两果实输送单元，两果实输送单元分别设于车架两侧并位于筛分单元后面；所述果实输送单元包括输送机构和中转箱，所述输送机构包括第二电机、主动滚筒和从动滚筒；所述第二电机设于车架顶部后侧，且第二电机驱动连接主动滚筒，所述主动滚筒和从动滚筒分别位于车架的顶部和底部，主动滚筒和从动滚筒之间张紧有两输送带；两所述输送带之间间隔设有复数个输送板，所述中转箱衍接于筛分单元与输送板之间，当处于工作状态时，果实可依次从筛分单元、中转箱滑落到一输送板上。

进一步地，所述果实输送单元还包括输送壳、防漏底壳和收纳箱，所述输送壳围设于输送机构的后侧面和内侧面，所述防漏底壳设于从动滚筒下方；所述收纳箱立设于输送机构的外侧面。

进一步地，所述车架四角处分别设有一车轮支架，所述车轮支架上安装有一轮毂电机，所述车轮支架与一旋转驱动装置连接。

本发明的优点在于：将枣类果实的采摘、枝叶果实筛分、果实输送与收纳集成在一台机械上，采收效率高，节省劳动力，降低采收成本，采用的柔性工作部件能减少对枣类果实与枣树的损伤。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种农用果实采摘收获机的主视立体图之一。

图2为本发明一种农用果实采摘收获机的后视立体图之一。

图3为本发明一种农用果实采摘收获机的主视立体图之二。

图4为本发明一种农用果实采摘收获机(除去输送壳)的后视立体图之二。

图5为本发明中柔性拍打机构的结构示意图。

图6为本发明中树体贴合部件的结构示意图。

图7为本发明中筛分单元的结构示意图。

图8为本发明中T形杆与T形槽的配合图。

【具体实施方式】

请参阅图1-2，一种农用果实采摘收获机100，包括车架1、采摘模块2、两组分别对应设于两下文所述柔性拍打单元21下方的筛分单元3以及两果实输送单元4；所有零部件都安装在车架1上，车架1为左、右两侧对称布置，且左、右两侧的车架1通过若干条伸缩连杆11相连。车架1的正前方安装有摄像头6，这些摄像头6用于拍摄目前采摘收获机100即将经过的树木的位置与宽度，辅助远程控制室的人员通过观察树木的位置与宽度来控制收获机100完成一定的运动动作。车架1顶部安装有电源控制箱7。

请再参阅图3、图5和图8，所述采摘模块2包括两组柔性拍打单元21和复数个第一电机22，两组柔性拍打单元21相向穿设于车架1上，且所述柔性拍打单元21可相对车架1上下运动设置。每组所述柔性拍打单元21包括复数排柔性拍打机构21a，每所述柔性拍打机构21a均包括一传动轴211、一凸轮212和一拍打振动棒213；所述传动轴211与第一电机22连动设置；所述车架1内部具有相对设置的两安装壁12，所述传动轴211的尾部通过一第一轴承214固定于一安装壁12上，该传动轴211的头部可转动地安装于车架1上，且该安装壁12上对应于所述第一轴承214处设有两T形槽121；所述凸轮212紧密套设于传动轴211的尾端；所述拍打振动棒213的头部具有一底座215，该底座215具有一容置部216，所述凸轮212可转动地设于所述容置部216内；所述容置部216的水平投影面为横向设置的椭圆。所述底座215相对的两侧壁上设有两T形杆217，两所述T形杆217分别卡设于两T形槽121，并可相对T形槽121上下移动设置。所述拍打振动棒213由复数根依次套接且可伸缩的柔性锥形棒2131构成。

请再参阅图3、图5和图8，电源控制箱7安装有大容量的锂电池组71，并在电源控制箱7内外侧纵向排列安装有3台第一电机22，第一电机22的输出轴与复数根传动轴211从上至下依次链接；传动轴211中部安装有两齿轮218，传动轴211通过两齿轮218从上至下依次链接；当第一电机22工作时，通过齿轮218带动传动轴211旋转，凸轮212与椭圆形底座215的内椭圆容置部216配合，且容置部216为上下窄左右宽的椭圆，柔性锥形棒2131为可伸缩结构且为橡胶材质，能根据需要进行长度伸缩调节，以达到最佳的拍打振动。当传动轴211旋转时，带动凸轮212在底座215的内椭圆容置部216内旋转，使得底座215通过T形杆217相对T形槽121上下运动，当传动轴211转速足够高时即实现柔性锥形棒2131的上下高速振动，对枣类果实进行拍打，使得成熟果实掉落至筛分单元3。

请再参阅图3、图6和图7，所述筛分单元3包括树体贴合机构31、筛叶机构32、驱动机构33和复数根支撑杆34；所述树体贴合机构31可转动地设于筛叶机构32的外侧；所述筛叶机构32包括复数根间隔设置的筛叶杆321，每所述筛叶杆321均在驱动机构33的作用下转动设置。所述树体贴合机构31包括复数个树体贴合部件311，所述树体贴合部件311包括一支杆3111和一柔性碗状部件3112，所述柔性碗状部件3112通过一第二轴承3113固定于支杆3111的顶部，每所述柔性碗状部件3112均包括复数个彼此围合的橡胶叶片b；橡胶叶片b之间有缝隙，使得橡胶叶片b受到挤压时可以有一定的变形量。所述支撑杆34的内侧固定于车架1上，所述支杆3111固定于支撑杆34的自由端。所述支撑杆34包括两支撑半杆341，且两支撑半杆341通过弹簧(未图示)彼此套接，两支撑半杆341可以伸缩运动；所述筛叶杆321包括两筛叶半杆3211，且两筛叶半杆3211通过弹簧彼此套接，两筛叶半杆3211也可以伸缩运动；一筛叶半杆3211的自由端与驱动机构33链接，另一筛叶半杆3211的自由端通过一第三轴承33固定于支撑杆34。当果实与少量枝叶掉落至筛叶机构32后，果实体积较大会被旋转的筛叶杆321输送到半圆形中转箱42内，而较小的枝叶则由每根筛叶杆321之间的缝隙中掉落到地上，实现了枝叶筛分。当收获机100接近枣树树体时，柔性碗状部件3112与树体接触并旋转运动，当树体的直径变大时，柔性碗状部件3112会向外侧运动，两筛叶半杆3211会收缩，而支撑杆34也会收缩，实现了筛叶杆321边旋转边收缩。当柔性碗状部件3112接触的树体直径变小时，由于弹簧作用，上述筛叶杆321与支撑架将伸长或复位。柔性碗状部件3112在旋转时将掉落的果实弹射至旁边的筛叶杆321上，以防止果实漏落在地上。

请再参阅图2和图4，两所述果实输送单元4分别设于车架1两侧并位于筛分单元3后面；所述果实输送单元4包括输送机构41、中转箱42、输送壳43、防漏底壳44和收纳箱45，所述输送机构41包括第二电机411、主动滚筒412和从动滚筒413；所述第二电机411设于车架1顶部后侧，且第二电机411驱动连接主动滚筒412，所述主动滚筒412和从动滚筒413分别位于车架1的顶部和底部，主动滚筒412和从动滚筒413之间张紧有两输送带415；两所述输送带415之间间隔设有复数个输送板414，所述中转箱42衍接于筛分单元3与输送板414之间，所述输送板414的中部向下凹陷成一凹部(未图示)。当处于工作状态时，果实可依次从筛分单元3、中转箱42滑落到一输送板414上。中转箱42为半圆形所述输送壳43围设于输送机构41的后侧面和内侧面，所述防漏底壳44设于从动滚筒413下方；所述收纳箱45立设于输送机构41的外侧面。中转箱42带有一定的斜度，果实会顺着半圆形中转箱42滚动到输送带415上的输送板414内，果实就会被输送板414举升输送，当到达顶部时会被倒落到外侧的收纳箱45内，输送带415须倾斜一定角度安装，以保证果实能被有效输送。防漏底壳44用以防止果实掉落，输送带415上的输送板414的外缘与输送壳43、防漏底壳44的内壁是紧贴安装的。

请再参阅图1，所述车架1四角处分别设有一车轮支架5，所述车轮支架5上安装有一轮毂电机8，所述车轮支架5与一旋转驱动装置(未图示)连接。这些车轮支架5与轮毂电机8在收获机100上为对称布置。收获机100由4台轮毂电机8驱动，轮毂电机8的车轮支架5安装在收纳箱45底部，车轮支架5连接收纳箱45底部内的旋转驱动装置(未图示)，使得车轮支架5可根据需要进行360度旋转以控制轮毂电机8的行走方向。例如当远程控制人员通过摄像头6观察到此时将要采摘的枣树较大时，可先让收获机100停车并控制两侧的车轮支架5向外旋转90度，使得轮毂电机8可带动收获机100向两侧开展，当达到既定位置时，可控制个车轮支架5反向旋转90度，回到正常的行走方向，再开启轮毂电机8驱动收获机100向前行走进行采摘。通过控制车轮支架5的角度，远程控制人员可控制收获机100的实时运动方向。车架1前方底部左右两侧设置有挂钩9，用于当该收获机100停止使用时，通过外围车辆可拖离至相应位置，主要用于维修或检查时的运输使用。

请再参阅图1和图4，当应用本发明工作时，农用果实采摘收获机100整机以包裹的形式将需要采摘的枣树包进收获机100内部，收获机100底部内侧的柔性碗状部件3112将与枣树的树体贴合，辅助确定收获机100的运动方向。此时，电源控制箱7将提供供电与驱动功能，其可驱动采摘模块2工作，将枣树上的果实振动拍落至筛分单元3，筛分单元3将果实与枝叶进行筛分，并输送至半圆形中转箱42，输送机构41将把半圆形中转箱42内的果实输送至外侧的收纳箱45内，就此完成整个采摘、枝叶筛分、果实输送与收纳的过程。

本发明采用枝叶振动拍打的方式来实现枣类果实的采摘，采用可调节长度的柔性锥形棒，可根据需要伸长或缩短柔性锥形棒2131的长度以选择合适的拍打位置，提高拍打效果，柔性锥形棒2131外壳采用橡胶材质，可减少其振动对果树枝叶的损害；采用树体贴合机构31与树木接触时能实现柔性挤压，并在旋转过程中将掉落的果实旋转弹射至筛分单元3，以防止果实漏落至地面；采用可伸缩调节宽度的筛分单元3，可适应不同直径大小的果树树体；采用一体设计的果实输送单元4及收纳箱45，可直接将筛分出的果实输送到两侧的收纳箱45中；采用纯电动驱动与功能，由锂电池供电，对上述各装置进行供电并驱动更改收获机100的车体自动行走；采用远程可视化控制，果农可通过摄像头6反馈信号远程控制收获机100的运动方向并调节其车体宽度以适应不同直径大小的果树树冠，实现远程控制的自走果实采摘、枝叶果实筛分、输送与收纳。

本发明可以适用于各类枣树，如朝阳枣、金丝大枣、金丝小枣、临泽小枣、田枣、楼兰红枣、长红枣、壶瓶枣、黄河滩枣、阜平枣都可用此产品采摘。此外，本发明对容易掉落、大小适宜、外皮不易损坏的其他水果也同样适用，能广泛应用于国内农业果实采摘市场。

Claims (7)

1.一种农用果实采摘收获机，其特征在于：包括车架和采摘模块，所述采摘模块包括两组柔性拍打单元，两组柔性拍打单元相向穿设于车架上，且所述柔性拍打单元可相对车架上下运动设置；

所述采摘模块还包括复数个第一电机，所述每组柔性拍打单元包括复数排柔性拍打机构，每所述柔性拍打机构均包括一传动轴、一凸轮和一拍打振动棒；所述传动轴与第一电机连动设置；所述车架内部具有相对设置的两安装壁，所述传动轴的尾部通过一第一轴承固定于一安装壁上，该传动轴的头部可转动地安装于车架上，且该安装壁上对应于所述第一轴承处设有两T形槽；所述凸轮紧密套设于传动轴的尾端；

所述拍打振动棒的头部具有一底座，该底座具有一容置部，所述凸轮可转动地设于所述容置部内；所述底座相对的两侧壁上设有两T形杆，两所述T形杆分别卡设于两T形槽，并可相对T形槽上下移动设置；

还包括两组分别对应设于两所述柔性拍打单元下方的筛分单元，所述筛分单元包括树体贴合机构、筛叶机构和驱动机构；所述树体贴合机构可转动地设于筛叶机构的外侧；所述筛叶机构包括复数根间隔设置的筛叶杆，每所述筛叶杆均在驱动机构的作用下转动设置；

所述树体贴合机构包括复数个树体贴合部件，所述树体贴合部件包括一支杆和一柔性碗状部件，所述柔性碗状部件通过一第二轴承固定于支杆的顶部，每所述柔性碗状部件均包括复数个彼此围合的橡胶叶片；

所述筛分单元还包括复数根支撑杆，所述支撑杆的内侧固定于车架上，所述支杆固定于支撑杆的自由端。

2.如权利要求1所述的一种农用果实采摘收获机，其特征在于：所述拍打振动棒由复数根依次套接且可伸缩的柔性锥形棒构成。

3.如权利要求1所述的一种农用果实采摘收获机，其特征在于：所述容置部的水平投影面为横向设置的椭圆。

4.如权利要求1所述的一种农用果实采摘收获机，其特征在于：所述支撑杆包括两支撑半杆，且两支撑半杆通过弹簧彼此套接；所述筛叶杆包括两筛叶半杆，且两筛叶半杆通过弹簧彼此套接，一筛叶半杆的自由端与驱动机构链接，另一筛叶半杆的自由端通过一第三轴承固定于支撑杆。

5.如权利要求1所述的一种农用果实采摘收获机，其特征在于：还包括两果实输送单元，两果实输送单元分别设于车架两侧并位于筛分单元后面；所述果实输送单元包括输送机构和中转箱，所述输送机构包括第二电机、主动滚筒和从动滚筒；所述第二电机设于车架顶部后侧，且第二电机驱动连接主动滚筒，所述主动滚筒和从动滚筒分别位于车架的顶部和底部，主动滚筒和从动滚筒之间张紧有两输送带；两所述输送带之间间隔设有复数个输送板，所述中转箱衍接于筛分单元与输送板之间，当处于工作状态时，果实可依次从筛分单元、中转箱滑落到一输送板上。

6.如权利要求5所述的一种农用果实采摘收获机，其特征在于：所述果实输送单元还包括输送壳、防漏底壳和收纳箱，所述输送壳围设于输送机构的后侧面和内侧面，所述防漏底壳设于从动滚筒下方；所述收纳箱立设于输送机构的外侧面。

7.如权利要求1所述的一种农用果实采摘收获机，其特征在于：所述车架四角处分别设有一车轮支架，所述车轮支架上安装有一轮毂电机，所述车轮支架与一旋转驱动装置连接。