CN109463114B - 大枣收获机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大枣收获机，包括行走支撑装置、升降传送装置、采摘装置和控制面板，所述采摘装置通过折页与升降传送装置相连；所述升降传送装置通过旋转转盘与行走支撑装置相连；所述旋转转盘通过轴承与行走支撑装置连接；所述旋转转盘的一侧设有扶手，所述控制面板固定设置在扶手上；所述控制面板用于控制行走支撑装置、升降传送装置和采摘装置的驱动组件进行相应的操作。本发明主要采用传统的手扶杆控制与按钮控制相结合的方式，让复杂的机械结构与电控系统控制变得更加简单、灵活；采用最简单的电路布线方式和最经济实用的器件来达到设计要求，极大的降低了产品的制造成本，使农民能够买得起用得起；且机器较小的车身可以在枣林中灵活移动。

Description

大枣收获机

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，特别是涉及一种大枣收获机。

背景技术

随着科技的发展农业进入了机械化时代，现代农业正呈现着前所未有的发展潜力，机器正在逐渐取代人们原始的劳动工具和原始的劳动方法，机械化的农业时代具有高效率、安全、便捷的特点。在黄土高原上和其它地方的多数果农，他们用自己朴实的劳动为现在大城市的人们培育了大量的优质水果，但是直到今天在很多方面，人们还采用传统的采摘方法，这种采摘方式耗时耗力，劳动成本高，工作效率很低。

大枣在收获期间投入的劳动力约占整个种植过程的50%～70%，并且采摘作业质量的好坏会影响到水果的储存、加工和销售，从而最终影响市场价格和经济效益。国外的大型枣林都采用振摇式、撞击式作业机器，但是国内枣林大多都位于中西部地区，地形以山地丘陵为主，此时大型的作业机器无法实施作业。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种大枣收获机，实现了从大枣采摘到装箱的一体化，从而达到节省人力和时间的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

大枣收获机，包括行走支撑装置、升降传送装置、采摘装置和控制面板，所述采摘装置通过折页与升降传送装置相连；所述升降传送装置通过旋转转盘与行走支撑装置相连；所述旋转转盘通过轴承与行走支撑装置连接；所述旋转转盘的一侧设有扶手，所述控制面板固定设置在扶手上；所述控制面板用于控制行走支撑装置、升降传送装置和采摘装置的驱动组件进行相应的操作。

所述采摘装置由采摘爪、分离装置和调节装置组成；

所述采摘爪为软性棒形采摘爪；所述采摘爪通过传动链条与采摘直流电机相连；

所述分离装置位于采摘爪下方靠后的位置，主要由托盘和内部的风机组成；所述托盘上开设有出风口；

所述调节装置包括减速电机、合拢拉伸丝杆、丝杆螺母和摆臂组成；所述摆臂一端与采摘爪螺纹连接；另一端通过连接件与丝杆螺母固定连接。

所述采摘装置与升降传送装置之间还连接一拉伸装置；所述拉伸装置包括传动电机、传动链轮一和传动丝杆一；所述传动链轮一为两个，一个与传动电机的转轴连接；另一个与传动丝杆一连接；所述传动丝杆一通过传动光杆与采摘装置呈螺纹连接；所述传动光杆位于传动丝杆一的顶端，并与传动丝杆一通过滑块连接；所述传动电机通过支臂固定连接在升降传送装置上。

所述升降传送装置包括传送部分和升降部分，所述升降部分固定连接在旋转转盘上；所述升降部分包括推杆电机和支架，所述推杆电机一端通过固定轴与旋转转盘连接，另一端与传送部分固定连接；所述支架与传送部分固定连接，用于支撑传送部分；所述传送部分包括机械臂、输送带和输送带动力电机；所述机械臂分为固定机械臂和伸缩机械臂；所述输送带分为上下两层，上层输送带位于伸缩机械臂内部, 下层输送带固定在固定机械臂的内部，上层输送带的尾部始终处于下层输送带的上方，保证首尾相接适应不同高度的采摘；所述输送带通过输送带轴与机械臂固定连接；所述输送带轴通过链条与输送带动力电机相连。

所述输送带每隔十厘米设有一个软性挡板。

所述固定机械臂的一端设有伸缩动力电机，所述伸缩动力电机通过链条与传动链轮二相连；所述传动链轮二与传动丝杆二连接；所述传动丝杆二的两端通过轴承固定在固定机械臂上；所述传动丝杆二上连接有丝杆螺母，所述丝杆螺母与伸缩机械臂相连。

所述行走支撑装置包括铝合金车架、动力轮、转向轮和转向电机；所述动力轮和转向轮各两个，并分别安装在铝合金车架的前后两侧；所述转向电机用于控制转向轮的转向；所述铝合金车架的前侧和左右两侧分别安装有支撑机构；其中左右两侧的支撑机构通过滑块与铝合金车架相连；前侧的支撑机构包括支撑杆和支撑杆上的传动机构；所述支撑杆一端通过轴承与铝合金车架相连；所述支撑杆的中部通过伸缩件与铝合金车架相连；所述传动机构包括传动链轮三、滚珠轴承、滑块螺母和丝杆；所述传动链轮三通过链条与铝合金车架内部的电机相连。

所述控制面板上设有控制电压显示器和电源锁，以及与控制面板电连接的功能控制按钮，所述功能控制按钮分布在扶手上；控制面板内部设有与控制面板电连接的控制电路。

本发明的有益效果体现在：

本发明大枣收获机主要采用传统的手扶杆控制与按钮控制相结合的方式，让复杂的机械结构与电控系统控制变得更加简单、灵活；该机器本着简单实用、价格低廉的想法，尽量简化机械结构和电路设计，采用最简单的电路布线方式和最经济实用的器件来达到设计要求，极大的降低了产品的制造成本，使农民能够买得起用得起；且机器较小的车身可以在枣林中灵活移动。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，其中：

图1是本发明大枣收获机的整体结构示意图。

图2是本发明大枣收获机采摘装置的俯视图。

图3是本发明大枣收获机采摘装置的主视图。

图4是本发明大枣收获机拉伸装置的结构示意图。

图5是本发明大枣收获机升降传送装置中升降部分结构示意图。

图6是本发明大枣收获机升降传送装置中传送部分结构示意图。

图7和图8是本发明大枣收获机升降传送装置中机械臂的结构示意图。

图9是本发明大枣收获机行走支撑装置中车架的结构示意图。

图10是本发明大枣收获机行走支撑装置中前侧的支撑机构示意图。

图11是本发明大枣收获机中控制面板结构示意图。

图12是本发明大枣收获机的电气控制原理图。

图13是图12的部分放大示意图。

图中：1-行走支撑装置、2-升降传送装置、3-采摘装置、4-控制面板、5-拉伸装置、6-旋转转盘、1-1-铝合金车架、1-2-动力轮、1-3-转向轮、1-4-转向电机、1-5-支撑杆、1-6-伸缩件、1-7-轴承、1-8-传动链轮三、1-9-滚珠轴承、1-10-滑块螺母、1-11-丝杆、2-1-推杆电机、2-2-支架、2-3-固定轴、2-4-固定机械臂、2-5-伸缩机械臂、2-6-输送带、2-7-输送带动力电机、2-8-软性挡板、2-9-伸缩动力电机、2-10-传动链轮二、2-11-传送丝杆二、2-12-丝杆螺母、3-1-采摘爪、3-2-采摘直流电机、3-3-托盘、3-4-风机、3-5-出风口、3-6-减速电机、3-7-合拢拉伸丝杆、3-8-丝杆螺母、3-9-摆臂、4-1-控制电压显示器、4-2-电源锁、4-3-功能控制按钮、5-1-传动电机、5-2-传动丝杆一、5-3-传动光杆、5-4-支臂、5-5-传动链轮一、5-6-传动链条、5-7-折页。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中，大枣收获机，结构参照图1所示，包括行走支撑装置1、升降传送装置2、采摘装置3和控制面板4，所述采摘装置3通过折页5-7与升降传送装置2相连；所述升降传送装置2通过旋转转盘6与行走支撑装置1相连；所述旋转转盘6通过轴承与行走支撑装置1连接；所述旋转转盘6的一侧设有扶手，所述控制面板4固定设置在扶手上；所述控制面板4用于控制行走支撑装置1、升降传送装置2和采摘装置3的驱动组件进行相应的操作。

所述采摘装置3，结构参照图2和图3，由采摘爪、分离装置和调节装置组成；

所述采摘爪3-1为软性棒形采摘爪；所述采摘爪3-1通过传动链条与采摘直流电机3-2相连；

所述分离装置位于采摘爪下方靠后的位置，主要由托盘3-3和内部的风机3-4组成；所述托盘3-3上开设有出风口3-5；此装置主要作用是将大枣与树叶分离开，大枣较重树叶较轻因此风机会把较轻的树叶吹走。

所述调节装置包括减速电机3-6、合拢拉伸丝杆3-7、丝杆螺母3-8和摆臂3-9组成；所述摆臂3-9一端与采摘爪3-1螺纹连接；另一端通过连接件与丝杆螺母3-8固定连接。调节装置用来调节采摘装置上两采摘爪之间的距离。由减速电机3-6驱动丝杆螺母3-8做直线运动，拉动支撑采摘爪3-1的摆臂3-9做收合运动；在采摘过程中调节两采摘爪的间距从而降低对大枣的破坏。

所述采摘装置3与升降传送装置2之间还连接一拉伸装置5（结构参照图4）；所述拉伸装置5包括传动电机5-1、传动链轮一5-5和传动丝杆一5-2；所述传动链轮一5-5为两个，一个与传动电机5-1的转轴连接；另一个与传动丝杆一5-2连接；所述传动丝杆一5-2通过传动光杆5-3与采摘装置3呈螺纹连接；所述传动光杆5-3位于传动丝杆一5-2的顶端，并与传动丝杆一5-2通过滑块连接；所述传动电机5-1通过支臂5-4固定连接在升降传送装置2上。拉伸装置5用来调节采摘装置的角度。通过链传动实现丝杠的推拉并与折页配合使采摘装置上下摆动到达需要的角度位置。

所述升降传送装置2包括传送部分和升降部分，所述升降部分（结构参照图5）固定连接在旋转转盘6上；

所述升降部分包括推杆电机2-1和支架2-2，所述推杆电机2-1一端通过固定轴2-3与旋转转盘6连接，另一端与传送部分固定连接；所述支架2-2与传送部分固定连接，用于支撑传送部分；升降部分带动伸缩部分进行上升、下降，主要由机械式推杆电机动作，从而通过实现机械臂的上下移动将采摘装置送到指定位置；且推杆电机具有良好的自锁性，确保了机械臂的稳定性以及机器的安全性。

所述传送部分（结构参照图6）包括机械臂、输送带和输送带动力电机；所述机械臂分为固定机械臂2-4和伸缩机械臂2-5，位置关系如图8所示；所述输送带2-6分为上下两层，上层输送带位于伸缩机械臂2-5内部,下层输送带位于固定机械臂2-4的内部，上层输送带的尾部始终处于下层输送带的上方，保证首尾相接适应不同高度的采摘；所述输送带2-6通过输送带轴与机械臂固定连接；所述输送带轴通过链条与输送带动力电机2-7相连。所述输送带2-6每隔十厘米设有一个软性挡板2-8。两条输送带2-6上下重叠且互不干扰，确保了伸缩机械臂2-5在伸缩时输送带2-6可以正常工作；并且为了防止大枣在运输过程中滑出输送带，两条输送带每隔十厘米设有一个软性挡板；此外还有一条水平放置的输送带，将由输送带运输过来的大枣运输到收集箱中从而完成装箱。这一装置的设计省去了人工装箱的时间，提高了工作效率。

所述固定机械臂2-4的一端设有伸缩动力电机2-9，所述伸缩动力电机2-9通过链条与传动链轮二2-10相连；所述传动链轮二2-10与传动丝杆二2-11连接；所述传动丝杆二2-11的两端通过轴承固定在固定机械臂2-4上；所述传动丝杆二2-11上连接有丝杆螺母2-12，所述丝杆螺母2-12与伸缩机械臂2-5相连，结构如图7所示。大扭矩伸缩动力电机2-9通过链传动拖动传动丝杆二2-11做直线运动，传动丝杆二2-11的旋转配合固定在机械臂末端的螺母带动伸缩机械臂完成伸缩动作，并且传动丝杆二2-11使用单导程丝杠，不仅保证了伸缩臂能够准确稳定的到达作业区域，而且单导程丝杠具有非常好的自锁性能，解决了伸缩机械臂因电机断电发生打滑的问题。

所述行走支撑装置1（结构如图9和图10所示）包括铝合金车架1-1、动力轮1-2、转向轮1-3和转向电机1-4；所述动力轮1-2和转向轮1-3各两个，并分别安装在铝合金车架1-1的前后两侧；所述转向电机1-4用于控制转向轮1-3的转向；为了完成转向动作，我们采用平行四杆机构，具体地，两个转向轮1-3通过一根连杆连接，组成了一组平行四杆机构，从而使两个转向轮摆动角度相同且同步。其中，平行四杆通过一根连杆与车架底部的螺母座相连接；螺母座内部嵌入与丝杆相配合的丝杆螺母。电机通过链传动带动丝杆进行转动。同时丝杆螺母与丝杆相配合实现直线行程的移动，进而螺母座通过连杆与平行四杆机构连接，实现了左右摆动；即运动过程中实现车身转向。

所述铝合金车架1-1的前侧和左右两侧分别安装有支撑机构；支撑机构是为了解决机器重心偏移的问题，使机器能够适应地形凹凸不平的问题，保证了机器在工作时的稳定性。

其中左右两侧的支撑机构通过滑块与铝合金车架相连；前侧的支撑机构包括支撑杆1-5和支撑杆上的传动机构；所述支撑杆1-5一端通过轴承与铝合金车架1-1相连；所述支撑杆的中部通过伸缩1-6件与铝合金车架1-1相连；所述传动机构包括传动链轮三1-8、滚珠轴承1-9、滑块螺母1-10和丝杆1-11；所述传动链轮三1-8通过链条与铝合金车架内部的电机相连。

前侧的支撑机构通过链传动带动丝杠和螺母配合使其向前伸展，支撑杆1-5同时伸出并接触地面起到支撑作用，当前侧的支撑机构处于非工作状态时，通过控制面板控制铝合金车架内部的电机带动丝杠拉动支撑杆收回。

左右两侧的支撑机构与前侧的支撑机构的组成结构相同，不同点在于左右两侧的支撑机构与铝合金车体通过滑块实现滑动连接；左右两侧的支撑机构，可由工作人员手动沿滑块拖出，拖出至最大长度后由人工转动丝杆使支撑杆向下运动并接触地面起到支撑作用。在机器本身正常运作时支撑机构可以收回，且不影响其他作业。

所述控制面板4（结构如图11所示）上设有控制电压显示器4-1和电源锁4-2，以及与控制面板电连接的功能控制按钮4-3，所述功能控制按钮分布在扶手上；控制面板的内部还设有与控制面板4电连接的控制电路。本发明大枣收获机的电气控制原理，如图12和13所示。

大枣收获机的工作过程为：整个机器由人控制移动到工作区域，通过直线电机带动伸缩机械臂上升，伸缩机械臂是由高速直流电机通过链传动的方式进行带动丝杆推动机械臂伸出，当采摘爪到达采摘区域时通过电机带动连杆使其展开，采摘爪和传送带开始工作，两个采摘爪同时向内交叉旋转，沿着树枝从内到外采摘，将大枣从树枝上打下。采摘爪使用软性材质，通过高速旋转将大枣从树枝上打下且不伤害大枣本身，且采摘爪下方的托盘装有风机主要作用是将大枣和树叶等杂物分离开，大枣较重树叶较轻风机会把较轻的树叶吹走。采摘下的大枣落入收集托盘，托盘里的大枣被导入传送带，通过三条传送带将大枣运输到输送出口，在输送出口处放有收集箱，最终采摘下的大枣装箱入库。此外，还可以通过控制面板启动支撑机构，以提高装置的稳定性。其中，三个方向的支撑机构，可以帮助大枣收获机适应不同地形模式的采摘，并有效解决重心不稳定的问题。

本发明提供的大枣收获机，由人工操作，采用控制面板和手扶把融为一体的控制方式使机器操作变得简单，农民上手快易操作。提高了工作效率。机器较小的车身可以在枣林中灵活移动。机器上的伸缩装置配合旋转转盘可以实现对不同高度及不同角度的大枣和进行采摘；并且机器采用最简单的电路布线方式和最经济实用的器件来达到设计要求，极大的降低了产品的制造成本，使农民能够买得起用得起。为了保证大枣的质量，采摘装置上的采摘爪由软性棒形材料制造，可以较好的保护果实不被损坏，同时也大大减少了劳动力，提高了果实采摘产量，本产品拥有较高的推广价值。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。本领域的普通技术人员，以本发明所明确公开的或根据文件的书面描述毫无异议的得到的，均应认为是本专利所要保护的范围。

Claims (3)

1.大枣收获机，包括行走支撑装置、升降传送装置、采摘装置和控制面板，其特征在于，所述采摘装置通过折页与升降传送装置相连；所述升降传送装置通过旋转转盘与行走支撑装置相连；所述旋转转盘通过轴承与行走支撑装置连接；所述旋转转盘的一侧设有扶手，所述控制面板固定设置在扶手上；所述控制面板用于控制行走支撑装置、升降传送装置和采摘装置的驱动组件进行相应的操作；

所述采摘装置由采摘爪、分离装置和调节装置组成；

所述采摘爪为软性棒形采摘爪；所述采摘爪通过传动链条与采摘直流电机相连；

所述分离装置位于采摘爪下方靠后的位置，主要由托盘和内部的风机组成；所述托盘上开设有出风口；

所述调节装置包括减速电机、合拢拉伸丝杆、丝杆螺母和摆臂组成；所述摆臂一端与采摘爪螺纹连接；另一端通过连接件与丝杆螺母固定连接；

所述升降传送装置包括传送部分和升降部分，所述升降部分固定连接在旋转转盘上；所述升降部分包括推杆电机和支架，所述推杆电机一端通过固定轴与旋转转盘连接，另一端与传送部分固定连接；所述支架与传送部分固定连接，用于支撑传送部分；所述传送部分包括机械臂、输送带和输送带动力电机；所述机械臂分为固定机械臂和伸缩机械臂；所述输送带分为上下两层，上层输送带位于伸缩机械臂内部,下层输送带固定在固定机械臂的内部，上层输送带的尾部始终处于下层输送带的上方，保证首尾相接适应不同高度的采摘；所述输送带通过输送带轴与机械臂固定连接；所述输送带轴通过链条与输送带动力电机相连；

所述固定机械臂的一端设有伸缩动力电机，所述伸缩动力电机通过链条与传动链轮二相连；所述传动链轮二与传动丝杆二连接；所述传动丝杆二的两端通过轴承固定在固定机械臂上；所述传动丝杆二上连接有丝杆螺母，所述丝杆螺母与伸缩机械臂相连；

所述采摘装置与升降传送装置之间还连接一拉伸装置；所述拉伸装置包括传动电机、传动链轮一和传动丝杆一；所述传动链轮一为两个，一个与传动电机的转轴连接；另一个与传动丝杆一连接；所述传动丝杆一通过传动光杆与采摘装置呈螺纹连接；所述传动光杆位于传动丝杆一的顶端，并与传动丝杆一通过滑块连接；所述传动电机通过支臂固定连接在升降传送装置上；

所述行走支撑装置包括铝合金车架、动力轮、转向轮和转向电机；所述动力轮和转向轮各两个，并分别安装在铝合金车架的前后两侧；所述转向电机用于控制转向轮的转向；所述铝合金车架的前侧和左右两侧分别安装有支撑机构；其中左右两侧的支撑机构通过滑块与铝合金车架相连；前侧的支撑机构包括支撑杆和支撑杆上的传动机构；所述支撑杆一端通过轴承与铝合金车架相连；所述支撑杆的中部通过伸缩件与铝合金车架相连；所述传动机构包括传动链轮三、滚珠轴承、滑块螺母和丝杆；所述传动链轮三通过链条与铝合金车架内部的电机相连。

2.根据权利要求1所述的大枣收获机，其特征在于，所述输送带每隔十厘米设有一个软性挡板。

3.根据权利要求1所述的大枣收获机，其特征在于，所述控制面板上设有控制电压显示器和电源锁，以及与控制面板电连接的功能控制按钮，所述功能控制按钮分布在扶手上；控制面板内部设有与控制面板电连接的控制电路。

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