CN109328647B - 一种用于果品采收的紧凑型振动采收装置 - Google Patents

Abstract

本专利提供一种用于果品采收的紧凑型振动采收装置，它降低果实和枝条的损伤率，适合矮化密植种植的果树的浆果采收；在竖板的底部前方设置有收集盒，在收集盒上方具有扶枝装置和插齿振动装置；扶枝装置包括至少两根前后延伸的链条，各链条环绕在前后两个链轮上；插齿振动装置包括在前后方向延伸的插齿导轨、与插齿导轨滑动连接的插齿固定板、设置在插齿固定板上的多个向上延伸的插齿，在插齿导轨上设置有驱动插齿固定板沿插齿导轨往复运动的振动机构；插齿导轨与竖板在上下方向滑动连接，插齿导轨与上下驱动机构相连；插齿导轨与链条间隔排列。

Description

一种用于果品采收的紧凑型振动采收装置

技术领域

本专利涉及农业采摘设备技术领域，具体地说是一种浆果类果品采收装置。

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、樱桃等浆果类果实的采收只能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，而浆果类果实较为脆弱，因此振动装置的力度和高度尤为重要，不然更易造成浆果的损伤，如现有一种枸杞采收机（201410466469.4），振动装置采用上下布置，上侧的振动装置距离采收装置有一定高度，在抖落的过程中果实更易受到伤害，增大了果实的损伤率。

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上的风险。孔德刚（201610953934.6）发明的小浆果采收机可以通过换装不同的振动杆和调节不同偏心距的偏心轮改变振动方式和振幅，调节电机转速改变振频，但仅局限于一定高度的不同种类的浆果采收，而在果实栽培方面，矮化密植成为主要趋势，所以该发明还存在一定的局限性。浆果类采收还有利用负压气吸原理来进行采摘的，然而这类装置能耗大，作业成本高，对气密性要求高，损伤率难以控制。

振动式采摘机仍为浆果类果品采摘方式的主流，但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，如何设计一种新的浆果采摘振动采摘装置显的尤为重要。

发明内容

本专利的目的是提供一种用于果品采收的紧凑型振动采收装置，它对枝条扰动小，降低果实和枝条的损伤率，作业范围大幅度可调；其扶枝机构更贴近地面，非常适合现代果园矮化密植种植的果树的浆果采收；接收浆果的收集盒紧贴着扶枝结构中的链条下方布置，因此可大幅减少果实下落的距离，降低了因下落距离过大，末端速度过快，撞击加剧而引起的果实损伤。

本专利所述的用于果品采收的紧凑型振动采收装置，其特征是：在竖板201的底部前方设置有收集盒4，在收集盒上方具有扶枝装置5和插齿振动装置8；扶枝装置5包括至少两根前后延伸的链条503，各链条环绕在前后两个链轮上；作为主动轮的后链轮由枝条输送驱动电机6驱动，枝条输送驱动电机6设置在固定连接在竖板的支撑臂601上；插齿振动装置8包括在前后方向延伸的插齿导轨801、与插齿导轨滑动连接的插齿固定板803、设置在插齿固定板803上的多个向上延伸的插齿802，在插齿导轨上设置有驱动插齿固定板沿插齿导轨往复运动的振动机构9；插齿导轨801的后部与竖板201在上下方向滑动连接，插齿导轨801的下部与驱动其上下往复运动的上下驱动机构7相连；插齿导轨801与链条503左右方向上间隔排列；枝条输送驱动电机6动作，通过链轮带动链条503向后移动；当果枝从链条上通过时，上下驱动机构7驱动插齿导轨801向上运动，插齿802插入位于链条503上的果枝，振动机构9动作，通过插齿固定板803带动插齿在前后方向往复振动，使得果枝上的浆果脱离果枝落入收集盒4。

使用时，本振动采收装置在其它设备的带动下在果树一侧紧贴地面前进，大部分的枝条落在链条503上，随着链条503相对于收集盒的向后移动，枝条也向后移动，但枝条与链条之间的相对移动距离很小或没有相对移动，所以链条对枝条的扰动很小，防止枝条的缠绕，并减少对枝条及果实的损伤。同时，枝条在随链条向后移动的同时，上下驱动机构驱动插齿导轨801向上运动，插齿802插入位于链条503上的果枝，振动机构9动作，通过插齿固定板803带动插齿在前后方向往复振动，使得果枝振动，浆果脱离果枝向下落入收集盒4内。由于插齿导轨801与链条503间隔排列，插齿插入搭落在链条上的枝条，这样插齿的水平方向的往复振动减小了对枝条的损伤。

作为对上述的浆果类果品振动采收装置的进一步改进，在收集盒的前端设置导向板1，所述导向板1为平滑过渡曲面，其前端101低、后端102高；前端与收集盒4平齐，后端略高于前链轮上部；导向板的左右两侧，一侧高另一侧低；同一根链条的后端比前端要高。

具有平滑过渡曲面的导向板前低后高，能够把贴近地面的逐渐提升，避免对枝条和浆果造成损伤。因枝条远离果树的枝条端部较低，为了适应这种情况，导向板左右高度也不同。当本振动采收装置在果树左侧的前进时，从导向板上滑过的枝条的自然状态是左低右高，此时本导向板应采用左低右高，以顺应枝条的自然状态，这样可以避免对枝条及其上的浆果造成损害。

作为对上述的浆果类果品振动采收装置的进一步改进，枝条输送驱动电机6通过链轮带动链条移动的速度与果枝相对于收集盒4的速度相等。这样，在本振动采收装置在田间被其它设备带动而移动作业时，链条上的果枝相对于链条基本不动，避免了对果枝和浆果造成伤害。

作为对上述的浆果类果品振动采收装置的进一步改进，插齿802可拆卸连接在插齿固定板803上。这样可以改变插齿数量、插齿间距以适应不同种类果树的果实采收。

作为对上述的浆果类果品振动采收装置的进一步改进，上下驱动机构7包括气缸701、两个平行且等长的摆杆702、与气缸的活塞杆相连的滑销703、支撑板705；支撑板705上开有在气缸701活塞杆的轴向方向上延伸的导槽704，摆杆702上端与插齿固定板803铰接，下端与滑销703铰接；滑销703滑动设置在导槽704内。

气缸动作迅速，满足插齿上下运动快捷要求，但其活塞杆不能承受较大径向力。为此，我们采用上述特定机构，利用具有导槽的支撑板来支承插齿固定板803等零部件的重量，减小了对气缸活塞杆径向方向的力，使得气缸工作可靠，插齿能够快速上下移动。

作为对上述的浆果类果品振动采收装置的进一步改进，振动机构9是以水平振动驱动电机作为动力的曲柄连杆机构。通过改变水平振动驱动电机的转速，可以改变插齿水平振动频率，以适应不同种类的果树的果实采收，提高采净率。

本专利的有益效果；

本专利相比现有技术有如下优点：相比较现有机型，插齿导轨801与链条503间隔排列，结构更加紧凑，加上扶枝机构更贴近地面，因此非常适合现代果园矮化密植农艺规范的要求，同时还具有更大的调节范围。接收浆果的收集盒紧贴着链条下方布置，因此可大幅减少果实下落的距离，降低了因下落距离过大，末端速度过快，撞击加剧而引起的果实损伤。插齿通过气缸的运动插入枝条内并通过振动机构动作将果实抖落。插齿由气缸和水平振动驱动电机分别提供上下往复和横向水平运动，保证了采净率，并且插齿水平振动频率和插齿密度可调，可以满足不同频率和不同种类果树的作业要求。链条采用农机链，有效的防止了枝条的扰动，避免了枝条的缠绕，并减少对枝条及果实的损伤。

附图说明

图1是振动采收装置总体图；

图2是扶枝装置中链条、链轮、导向板等相对关系示意图；

图3是上下驱动机构、插齿振动装置等的示意图；

图4是插齿振动装置立体图；

图5是图4中的局部放大图；

图6是振动采收装置在作业状态的示意图。

图中：

导向板1，导向板前端101，导向板后端102，导向板左侧103，导向板右侧104，机架2，竖板201，导向槽202，收集盒4，扶枝装置5，大链轮501，小链轮502，链条503，枝条输送驱动电机6，支撑臂601，上下驱动机构7，气缸701，摆杆702，滑销703，导槽704，支撑板705，插齿振动装置8，插齿导轨801，插齿802，插齿固定板803，振动机构9，连杆901，曲柄902，水平振动电机10，枝条13，果树14。

具体实施方式

参见图1、2所示，用于果品采收的紧凑型振动采收装置包括：导向板1、机架2（包括竖板201等）、固定在竖板下部前面的收集盒4、扶枝装置5、上下驱动机构7、插齿振动装置8。

参见图1，扶枝装置5包括链条503、大链轮501、小链轮502、枝条输送驱动电机6、固定在竖板上的支撑臂601等。

参见图3-5，插齿振动装置8包括插齿导轨801、插齿802、插齿固定板803、振动机构9（包括连杆901、曲柄902、固定在插齿固定板803上的水平驱动电机10）。

上下驱动机构7包括气缸701、两个平行且等长的摆杆702、与气缸的活塞杆相连的滑销703、支撑板705；支撑板705上开有在气缸701活塞杆的轴向方向上延伸的导槽704，摆杆702上端与插齿固定板803铰接，下端与滑销703铰接；滑销703滑动设置在导槽704内。

在收集盒的前端设置导向板1，所述导向板1为平滑过渡曲面，其前端101低、后端102高；左侧103低，右侧104高；前端与收集盒4平齐，后端略高于小链轮502上部；

具有平滑过渡曲面的导向板前低后高，能够把贴近地面的逐渐提升，避免对枝条和浆果造成损伤。因枝条远离果树的枝条端部较低，为了适应这种情况，导向板左右高度也不同。当本振动采收装置在果树左侧的前进时，从导向板上滑过的枝条的自然状态是左低右高，因此本导向板也采用左低右高，以顺应枝条的自然状态，这样可以避免对枝条及其上的浆果造成损害。

参见图6，使用本用于果品采收的紧凑型振动采收装置时，其机架2外接带动其向前移动的其它设备（未示出），果树14位于机架2右侧，当该振动采收向前移动工作时，大部分较低的浆果树14的枝条13沿导向板1到达链条上。

枝条13到达至链条503，大链轮501在枝条输送驱动电机6的旋转下，带动链条503和小链轮502运转，将枝条13带入插齿振动装置8的正上方，链条503采用农机链以保证枝条在链条上无法窜动，更好的保护浆果不损伤。插齿802通过嵌入插齿固定板803的T形槽形成一个整体，插齿802在T形槽内间距可调。

参见图4、5，插齿固定板803一侧凸耳与连杆901一端铰接，连杆901另一端铰接在曲柄902上。水平驱动电机10的输出轴带动曲柄902做旋转往复运动，从而带动插齿固定板803及插齿802做沿插齿导轨801的水平运动。

参见图1、3，插齿导轨801的后端滑动设置在竖板201上的导向槽202内，插齿导轨的下端与两个摆杆702铰接。气缸701动作，通过其活塞杆带动滑销703在导槽704内前后移动，与滑销铰接的两个摆杆702就带动插齿导轨801上下滑动。在气缸7的工作下带动插齿做上下往复运动，使插齿802插入枝条并在振动机构9的动作下将浆果振动掉落至收集盒4内。

使用本装置时，机架2外接带动其向前移动的其它设备（未示出），果树14位于机架2右侧，当该振动采收装置向前移动工作时，浆果枝条13沿导向板1到达链条503，大链轮501在枝条输送驱动电机6的旋转下，带动链条503和小链轮502运转，将浆果枝条带入插齿振动装置的正上方，链条503采用农机链以保证浆果枝条在链条上无法窜动，更好的保护浆果不损伤。插齿802通过嵌入插齿固定板803的T形槽形成一个整体，插齿802在T形槽内间距可调。插齿固定板803一侧凸耳与曲柄902通过连杆901相连，水平驱动电机10的输出轴带动曲柄902做旋转往复运动，从而带动插齿固定板803及插齿802做沿插齿导轨801的水平运动。同时插齿导轨801的后端滑动设置在竖板201前侧面的导向槽202内，且与摆杆702连接，摆杆702下端的滑销703与气缸活塞杆在气缸701作用下沿支撑板705上的导槽704运动，从而带动插齿振动装置8做上下往复运动，使插齿802插入枝条，同时在振动机构9的作用下将浆果振动掉落至收集盒4内。

Claims (4)

1.一种用于果品采收的紧凑型振动采收装置，其特征是：在竖板（201）的底部前方设置有收集盒（4），在收集盒上方具有扶枝装置（5）和插齿振动装置（8）；扶枝装置（5）包括至少两根前后延伸的链条（503），各链条环绕在前后两个链轮上；作为主动轮的后链轮由枝条输送驱动电机（6）驱动，枝条输送驱动电机（6）设置在固定连接在竖板的支撑臂（601）上；插齿振动装置（8）包括在前后方向延伸的插齿导轨（801）、与插齿导轨滑动连接的插齿固定板（803）、设置在插齿固定板（803）上的多个向上延伸的插齿（802），在插齿导轨上设置有驱动插齿固定板沿插齿导轨往复运动的振动机构（9）；插齿导轨（801）的后部与竖板（201）在上下方向滑动连接，插齿导轨（801）的下部与驱动其上下往复运动的上下驱动机构（7）相连；插齿导轨（801）与链条（503）左右方向上间隔排列；枝条输送驱动电机（6）动作，通过链轮带动链条（503）向后移动；当果枝从链条上通过时，上下驱动机构（7）驱动插齿导轨（801）向上运动，插齿（802）插入位于链条（503）上的果枝，振动机构（9）动作，通过插齿固定板（803）带动插齿在前后方向往复振动，使得果枝上的浆果脱离果枝落入收集盒（4）；

在收集盒的前端设置导向板（1），所述导向板（1）为平滑过渡曲面，其前端（101）低、后端（102）高；前端与收集盒（4）平齐，后端略高于前链轮上部；导向板的左右两侧，一侧高另一侧低；同一根链条的后端比前端要高；

上下驱动机构（7）包括气缸（701）、两个平行且等长的摆杆（702）、与气缸的活塞杆相连的滑销（703）、支撑板（705）；支撑板（705）上开有在气缸（701）活塞杆的轴向方向上延伸的导槽（704），摆杆（702）上端与插齿固定板（803）铰接，下端与滑销（703）铰接；滑销（703）滑动设置在导槽（704）内。

2.如权利要求1所述的紧凑型振动采收装置，其特征是：枝条输送驱动电机（6）通过链轮带动链条移动的速度与果枝相对于收集盒（4）的速度相等。

3.如权利要求1所述的紧凑型振动采收装置，其特征是：插齿（802）可拆卸连接在插齿固定板（803）上。

4.如权利要求1所述的紧凑型振动采收装置，其特征是：振动机构（9）是以水平振动驱动电机作为动力的曲柄连杆机构。