CN109005918B - 一种振动式枸杞采收车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种振动式枸杞采收车，与现有技术相比解决了枸杞采收装置无法满足实际使用需要的缺陷。本发明的剪叉式升降平台包括剪叉架，剪叉架的顶部固定安装在底盘的底部，剪叉架的底部固定安装有升降台组件，振动采收组件安装在升降台组件上，枸杞收纳组件包括裙边输送带和安装在高地隙式车体上的收集箱，裙边输送带通过连接杆安装在升降台组件的底部，裙边输送带的落料端位于振动采收组件的下方，裙边输送带的送料端位于收集箱的上方。本发明能够针对大面积的不同品种、茨龄的枸杞果实进行多点夹持相向振动采收，并且可同时对多株枸杞树进行操作。
Description
技术领域
本发明涉及农机设备技术领域，具体来说是一种振动式枸杞采收车。
背景技术
当前针对枸杞等多年生灌木小浆果的采收多以人工方式为主，采收环境恶劣且劳动强度大、采收效率低、用工量大，采收旺季时常常遇到劳动力不足的情况，导致果实无法及时采收和用工成本加重，造成很大浪费，严重制约了该类果实产业的发展。
现有技术中，出现了一些振动采收装置(CN200720156226.6、CN201020520858.8、CN201010272425.X、CN201220534284.9、CN201220075334.1、CN201410465867.4、CN201410798161.X、CN201510275168、CN201610965164、CN201710030992)、梳刷采收装置(CN201510275168.8)和正负压气动式采收装置(CN200910077547.0、CN201220075334.1、CN201310091053.4、CN201520804869.1)，振动式采收装置提高了采收效率，梳刷式采收装置提高了果实的采净率、气动式采收装置也提高了采收效率，但其均存在很多问题。
振动式采收实际采用拍打式采收，且为间断式采收，在采收准备工作上浪费太多时间，装置在工作时会将灌木的枝叶连同果实一起振落，果实会被强大的振动震得四处乱飞，由于果实皮较薄，对果实和植株都造成很大的损伤；梳刷式采收装置可以避免对植株和果实的损伤，但是采收不够彻底，会遗漏很多果实，造成一定的经济损失；气动式采收装置虽然提高了一定的采收效率，但是经常发生管道堵塞的问题，导致采收作业不连续，自身重量还增加了人的劳动强度，而且采收不够彻底，需要二次采收，效率低下。
因此，如何设计出一种低损伤率、高效率、高采净率的采收装置已经成为急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中枸杞采收装置无法满足实际使用需要的缺陷，提供一种振动式枸杞采收车来解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种振动式枸杞采收车，包括高地隙式车体，高地隙式车体的底盘与地面的垂直距离高于枸杞植株的高度，还包括剪叉式升降平台、振动采收组件和枸杞收纳组件，剪叉式升降平台安装在底盘的底部，振动采收组件和枸杞收纳组件安装在剪叉式升降平台上；
所述的剪叉式升降平台包括剪叉架，剪叉架的顶部固定安装在底盘的底部，剪叉架的底部固定安装有升降台组件，振动采收组件安装在升降台组件上，枸杞收纳组件包括裙边输送带和安装在高地隙式车体上的收集箱，裙边输送带通过连接杆安装在升降台组件的底部，裙边输送带的落料端位于振动采收组件的下方，裙边输送带的送料端位于收集箱的上方。
所述的升降台组件包括上板和下板，振动采收组件安装在上板的上表面，下板安装有若干个电动滑轨，上板的下表面固定安装在电动滑轨的滑块上，下板上设有与电动滑轨相平行的通槽，连接杆插在通槽内，裙边输送带通过连接杆固定安装在上板的下表面。
所述的振动采收组件包括安装在上板上表面的动力组件和振动组件，振动组件包括振动滑轨，振动滑轨固定安装在上板的上表面，主框架通过振动滑块安装在振动滑轨上，动力组件的输出杆固定安装在主框架上，主框架上垂直安装有若干个主振动杆。
所述电动滑轨的运动方向朝向高地隙式车体的两侧。
还包括副框架，副框架上垂直安装有若干个副振动杆，若干个副振动杆在副框架上呈横纵向规则阵列布置，若干个主振动杆在主框架上呈横纵向规则阵列布置，副框架活动安装在主框架上且与主框架构成横向滑动配合，首行的主振动杆与首行的副振动杆位于同一条水平线上，主框架的侧部固定安装有丝杠且与丝杠配合安装的丝杠螺母固定安装在副框架上，主框架的顶部安装有步进电机，丝杠通过第一同步带轮副与步进电机的输出轴连接。
所述的动力组件包括安装在上板上表面的电机支架，马达安装在电机支架上，转向器安装在电机支架内，第二同步带轮副连接在马达的输出轴和转向器的输入轴上，转向器的输出轴安装有偏心轮，偏心轮上设有偏心孔，振动连杆的一端通过销轴安装在偏心孔上，振动连杆的另一端通过转动轴安装在主框架上。
所述的主振动杆为碳纤维管。
所述的偏心孔的数量为4个，4个偏心孔离偏心轮的轴心半径均不相同。
有益效果
本发明的一种振动式枸杞采收车，与现有技术相比能够针对大面积的不同品种、茨龄的枸杞果实进行多点夹持相向振动采收，并且可同时对多株枸杞树进行操作。
本发明的振动采收组件实现了振动频率可调、振幅可调、相向振动和多点夹持功效，通过相向振动可达到减振效果，通过多点夹持可有效提高采收效率高，具有损伤率低、采净率高等特点。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的侧视图；
图3为本发明中振动采收组件的立体结构示意图；
图4为本发明中振动采收组件的正视图；
图5为本发明中主框架的结构示意图；
图6为本发明中副框架的结构示意图；
图7为本发明中偏心轮的结构示意图；
图8为本发明在非采收作业状态时的结构正视图；
图9为本发明在采收作业状态时的结构正视图；
其中，1-高地隙式车体、2-剪叉式升降平台、3-振动采收组件、4-枸杞收纳组件、5-振动组件、6-动力组件、11-底盘、12-轮胎、13-驾驶室、14-发动机、15-液压油箱、16-油料箱、17-行走控制柜、18-采收控制柜、21-剪叉架、22-升降台组件、23-上板、24-下板、25-电动滑轨、26-通槽、27-剪叉架液压缸、28-滑轨液压缸、29-副振动杆、30-第一同步带轮副、31-振动滑轨、32-主振动杆、33-电机支架、34-振动连杆、35-转动轴、36-主框架、37-副框架、38-丝杠、39-丝杠螺母、40-步进电机、41-裙边输送带、42-收集箱、43-连接杆、44-马达、45-转向器、46-第二同步带轮副、47-偏心轮、48-偏心孔、49-销轴、50-枸杞植株、51-管螺丝、52-阵列孔、53-竖板、54-光轴、55-联轴器。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
如图1和图2所示，本发明所述的一种振动式枸杞采收车，包括高地隙式车体1，高地隙式车体1为传统的隙式车体结构，高地隙式车体1的底盘11与地面的垂直距离高于枸杞植株50的高度，使得在进行枸杞采收时高地隙式车体1的轮胎12避免碾压植株(枸杞植株50位于高地隙式车体1两侧的轮胎12之间)，且底盘11能够横跨在枸杞植株50上，方便采收作业。按现有技术方案，可以在高地隙式车体1顶部安装驾驶室13、发动机14、液压油箱15、油料箱16、行走控制柜17和采收控制柜18等机械控制组件。
剪叉式升降平台2安装在底盘11的底部，振动采收组件3和枸杞收纳组件4安装在剪叉式升降平台2上。在实际应用中，剪叉式升降平台2可以设计为2个，分别相对而设，针对于较大宽度的枸杞植株群从两侧同时进行采收作用，以进一步提高采收效率。
剪叉式升降平台2用于安装振动采收组件3和枸杞收纳组件4，如图8所示，在高地隙式车体1非采收作业时，剪叉式升降平台2将振动采收组件3和枸杞收纳组件4抬起(收起)，以方便高地隙式车体1的行进；如图9所示，在高地隙式车体1进行采收作业时，剪叉式升降平台2将振动采收组件3和枸杞收纳组件4放下(释放)，以方便对枸杞植株50进行振动采收。振动采收组件3用于针对枸杞植株50进行振动采收，枸杞收纳组件4配合振动采收组件3而使用，用于对枸杞植株50进行振动采收后，将落下的枸杞进行集中收集，使用机械化方式方便枸杞采收，提高采收效率。
如图2所示，剪叉式升降平台2包括剪叉架21，剪叉架21为传统的剪叉升降组件，如图1所示，其可以通过传统的剪叉架液压缸27控制剪叉架21的上升、下降。剪叉架21的顶部固定安装在底盘11的底部，以配合枸杞植株50采收高度的需要。剪叉架21的底部固定安装有升降台组件22，升降台组件22用于振动采收组件3和枸杞收纳组件4在采收作业时，朝向枸杞植株50的延伸或缩回。振动采收组件3安装在升降台组件22上，随着升降台组件22的控制伸向枸杞植株50或退出枸杞植株50。在此，升降台组件22可以为上板23和下板24的安装组合，为了进一步增加升降台组件22的安装稳定性，如图1所示，升降台组件22也可以设计成“L”形，即上板23和下板24的安装组合通过一个垂直的伸缩杆与底盘11的底部相连接，通过垂直的伸缩杆来增加升降台组件22上下运动或承载振动采收组件3的稳定性。
如图2、图8和图9所示，枸杞收纳组件4包括裙边输送带41和安装在高地隙式车体1上的收集箱42，裙边输送带41的落料端位于振动采收组件3的下方，以收集振动采收组件3振动采收后的枸杞。裙边输送带41的送料端位于收集箱42的上方，在此，收集箱42通过传统方式安装在高地隙式车体1，只要位于裙边输送带41的送料端(送料出口)即可。裙边输送带41通过连接杆43安装在升降台组件22的底部，裙边输送带41通过连接杆43利用传统安装方式进行安装，起到固定作用即可。
如图1所示，升降台组件22包括上板23和下板24，下板24用于配合上板23朝向枸杞植株50的前伸或后退。下板24上安装有若干个电动滑轨25，电动滑轨25的运动方向朝向高地隙式车体1的两侧，实现朝向枸杞植株50的前伸或后退。上板23的下表面固定安装在电动滑轨25的滑块上，即上板23安装在下板24上且可能通过传统的滑动配合方式进行安装，例如还可以采用滑轨液压缸28的方式控制上板23在下板24上的滑动。
振动采收组件3安装在上板23的上表面，使得振动采收组件3可以随着上板23一并运动。下板24上设有与电动滑轨25相平行的通槽26，由于裙边输送带41位于整体装置的最下层，但裙边输送带41又要随着振动采收组件3进行相配合的运动，因此，通槽26用于安装裙边输送带41的连接杆43插在其中。即连接杆43插在通槽26内，裙边输送带41通过连接杆43固定安装在上板23的下表面，使得裙边输送带41(安装于上板23的下表面)与振动采收组件3(安装于上板23的上表面)随着上板23共同运动。
如图3和图4所示，振动采收组件3包括安装在上板23上表面的动力组件6和振动组件5。振动组件5包括振动滑轨31，振动滑轨31固定安装在上板23的上表面，主框架36通过振动滑块安装在振动滑轨31上，在此，振动滑块与振动滑轨31为传统的滑动配合方式。动力组件6的输出杆固定安装在主框架36上，通过动力组件6使得主框架36产生左右振幅的振动。如图5所示，主框架36上垂直安装有若干个主振动杆32，主振动杆32可以为碳纤维管，主振动杆32伸入枸杞植株50后，在动力组件6的作用下，随着主框架36一起运动，从而使得枸杞植株50产生振动，实现枸杞采收。
单纯以主振动杆32的振动实现枸杞采收类似于现有技术中的拍打式采收，采收效果不佳。在此采用副框架37的设计，与主振动杆32形成夹持配合，且与主框架36的振幅可以形成相向振动。
如图6所示，副框架37上垂直安装有若干个副振动杆29，若干个副振动杆29在副框架37上呈横纵向规则阵列布置，即副振动杆29在副框架37上横向纵向都呈均匀分布。与其同理，若干个主振动杆32在主框架36上呈横纵向规则阵列布置。在此，副振动杆29在副框架37的安装、主振动杆32在主框架36的安装均可以采用传统的安装技术，即在主框架36或副框架37的竖板53上先按规则阵列挖取多个阵列孔52，再将主振动杆32或副振动杆29通过管螺丝51在阵列孔52的两侧进行螺纹安装限位，也方便后期维护过程中进行主振动杆32或副振动杆29的更换。
副框架37活动安装在主框架36上且与主框架36构成横向滑动配合，即副框架37可以在主框架36范围内进行小范围的左右滑动，其横向滑动配合方式可以采用现有的多种方式，例如，在主框架36、副框架37的竖板53上设多个通孔，通过光轴54穿过使得副框架37安装在主框架36上，并在光轴54的左右导向范围内进行小范围运动。首行的主振动杆32与首行的副振动杆29位于同一条水平线上，由于两者均为规则阵列分布，则第二行、第三行、第四行等的主振动杆32与副振动杆29均位于同一水平线上。同行的主振动杆32与副振动杆29位于同一水平线上，可以便于两者对枸杞植株50形成夹持。
主框架36的侧部固定安装有丝杠38且与丝杠38配合安装有丝杠螺母39固定安装在副框架37上，使得主框架36与副框架37构成传统的丝杆螺母配合。主框架36的顶部安装有步进电机40，丝杠38通过第一同步带轮副30与步进电机40连接，步进电机40的工作通过第一同步带轮副30带动丝杠38与丝杠螺母39的运动配合，实现主框架36与副框架37的横向配合运动，实现主振动杆32与副振动杆29的分离或夹持。
如图3和图4所示，动力组件6包括安装在上板23上表面的电机支架33，马达44安装在电机支架33上，转向器45安装在电机支架33内。第二同步带轮副46连接在马达44的输出轴和转向器45的输入轴上，马达44的动力输出方向通过转向器45进行转向，转换成主框架36的左右振幅方向。在实际应用中，为了进一步提高采收效率，可以选择在同一个上板23上表面安装2组振动组件5，以实现更大面积的枸杞采收作业范围，只需要在转向器45的输出轴安装联轴器55，通过马达44同时控制2组振动组件5的相向振动。
转向器45的输出轴安装有偏心轮47，如图7所示，偏心轮47上设有偏心孔48，通过偏心轮47和偏心孔48的设计，振动连杆34的一端通过销轴49安装在偏心孔48上，振动连杆34的另一端通过转动轴35安装在主框架36上，使得转向器45输出轴的转动实现主框架36的左右振动。在此，为了能够实现主框架36的不同振幅的调整，可以将偏心孔48的数量设为4个，4个偏心孔48距离偏心轮47的轴心半径均不相同，以此实现主框架36的不同振幅(偏心孔48距离偏心轮47的轴心不同半径)的调整。
在实际使用时，如图8所示，当未进行采收作业时，剪叉式升降平台2处于上升状态，且振动采收组件3与枸杞收纳组件4的裙边输送带41未向中间枸杞植株50处伸出。待高地隙式车体1到达采收位置后，枸杞植株50正好处于高地隙式车体1中间，同时也处于(两个)振动采收组件3作业范围之间。
如图9所示，当进行采收作业时，剪叉式升降平台2下降，电动滑轨25将上板23上的振动组件5推至枸杞植株50处。启动步进电机40，步进电机40通过第一同步带轮副30带动丝杠38与丝杠螺母39的运动配合，实现主振动杆32与副振动杆29的夹持。同时，马达44动力输出通过转向器45进行转向后，再经过偏心孔48转换成主框架36的左右振幅方向，从而实现针对枸杞植株50的振动。在此，可以设计主振动杆32与副振动杆29形成对枸杞植株50的夹持，通过马达44控制主框架36和副框架37进行共同振动进行采收；也可以设计主振动杆32与副振动杆29针对枸杞植株50进行非夹持状态，即枸杞植株50位于主振动杆32与副振动杆29的间距范围内，这样再通过马达44控制主框架36后，由主框架36再带动副框架37进行振动，形成在同一平面内的相向振动，针对于枸杞果实的振落采收效果更好。
最终，枸杞果实落在裙边输送带41上，随之被传送至高处的收集箱42中。待枸杞植株50上的枸杞果实被完全振落并收集后，步进电机40倒转松开枸杞枝条，裙边输送带41停止工作，电动滑轨25将上板23上的振动组件5撤出枸杞植株50，剪叉式升降平台2上升至原位，完成一次采收工作。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (5)
1.一种振动式枸杞采收车，包括高地隙式车体（1），高地隙式车体（1）的底盘（11）与地面的垂直距离高于枸杞植株（50）的高度，其特征在于：还包括剪叉式升降平台（2）、振动采收组件（3）和枸杞收纳组件（4），剪叉式升降平台（2）安装在底盘（11）的底部，振动采收组件（3）和枸杞收纳组件（4）安装在剪叉式升降平台（2）上；
所述的剪叉式升降平台（2）包括剪叉架（21），剪叉架（21）的顶部固定安装在底盘（11）的底部，剪叉架（21）的底部固定安装有升降台组件（22），振动采收组件（3）安装在升降台组件（22）上，枸杞收纳组件（4）包括裙边输送带（41）和安装在高地隙式车体（1）上的收集箱（42），裙边输送带（41）通过连接杆（43）安装在升降台组件（22）的底部，裙边输送带（41）的落料端位于振动采收组件（3）的下方，裙边输送带（41）的送料端位于收集箱（42）的上方；
所述的升降台组件（22）包括上板（23）和下板（24），振动采收组件（3）安装在上板（23）的上表面，下板（24）上安装有若干个电动滑轨（25），上板（23）的下表面固定安装在电动滑轨（25）的滑块上，下板（24）上设有与电动滑轨（25）相平行的通槽（26），连接杆（43）插在通槽（26）内，裙边输送带（41）通过连接杆（43）固定安装在上板（23）的下表面；
所述的振动采收组件（3）包括安装在上板（23）上表面的动力组件（6）和振动组件（5），振动组件（5）包括振动滑轨（31），振动滑轨（31）固定安装在上板（23）的上表面，主框架（36）通过振动滑块安装在振动滑轨（31）上，动力组件（6）的输出杆固定安装在主框架（36）上，主框架（36）上垂直安装有若干个主振动杆（32）；
还包括副框架（37），副框架（37）上垂直安装有若干个副振动杆（29），若干个副振动杆（29）在副框架（37）上呈横纵向规则阵列布置，若干个主振动杆（32）在主框架（36）上呈横纵向规则阵列布置，副框架（37）活动安装在主框架（36）上且与主框架（36）构成横向滑动配合，首行的主振动杆（32）与首行的副振动杆（29）位于同一条水平线上，主框架（36）的侧部固定安装有丝杠（38）且与丝杠（38）配合安装的丝杠螺母（39）固定安装在副框架（37）上，主框架（36）的顶部安装有步进电机（40），丝杠（38）通过第一同步带轮副（30）与步进电机（40）的输出轴连接。
2.根据权利要求1所述的一种振动式枸杞采收车，其特征在于：所述电动滑轨（25）的运动方向朝向高地隙式车体（1）的两侧。
3.根据权利要求1所述的一种振动式枸杞采收车，其特征在于：所述的动力组件（6）包括安装在上板（23）上表面的电机支架（33），马达（44）安装在电机支架（33）上，转向器（45）安装在电机支架（33）内，第二同步带轮副（46）连接在马达（44）的输出轴和转向器（45）的输入轴上，转向器（45）的输出轴安装有偏心轮（47），偏心轮（47）上设有偏心孔（48），振动连杆（34）的一端通过销轴（49）安装在偏心孔（48）上，振动连杆（34）的另一端通过转动轴（35）安装在主框架（36）上。
4.根据权利要求1所述的一种振动式枸杞采收车，其特征在于：所述的主振动杆（32）为碳纤维管。
5.根据权利要求3所述的一种振动式枸杞采收车，其特征在于：所述的偏心孔（48）的数量为4个，4个偏心孔（48）距离偏心轮（47）的轴心半径均不相同。
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