CN109699296B

CN109699296B - 一种震动式松果采摘机

Info

Publication number: CN109699296B
Application number: CN201910093280.8A
Authority: CN
Inventors: 司慧萍; 吕江鸿; 吴军辉; 陈杰; 林开颜; 周全
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2019-01-30
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2021-11-09
Anticipated expiration: 2039-01-30
Also published as: CN109699296A

Abstract

本发明涉及一种震动式松果采摘机，包括机体、运动机构、震动装置(9)和夹紧装置(13)，其中机体包括机体上盖(6)和通风装置(7)，所述的通风装置(7)下方设有橡胶减震垫(15)；运动机构包括第一螺旋桨(1)和第二螺旋桨(17)和用于驱动第一螺旋桨(1)和第二螺旋桨(17)的转动电机，所述的第一螺旋桨(1)用于提供垂直提升力，所述的第二螺旋桨(17)用于提供侧向推动力；震动装置(9)设于橡胶减震垫(15)下方，其内部设有激振器(14)；夹紧装置(13)设于震动装置(9)下方，包括由两排铰链构成的夹爪。与现有技术相比，本发明具有结构简单、操作灵活、采摘效率高、可适应复杂环境、飞行阻力小等优点。

Description

一种震动式松果采摘机

技术领域

本发明涉及农业设备技术领域，尤其是涉及一种震动式松果采摘机。

背景技术

我国人口众多，水果种植业的迅速发展提升了果园机械的市场需求。采摘作业所用劳动力占整个生产过程所用劳动力33％～50％，而目前我国的松果采摘绝大部分还是以人工采摘为主，采摘作业比较复杂，松树很高，地形陡峭，人工进行高空采摘松果十分危险，因此采摘作业效率低、劳动量大，如果人手不够不能及时采摘还会导致经济上的损失，而使用采摘机械不仅能提高采摘效率，节省人工成本，还能降低采摘的难度，保护了采摘人员的生命安全，因此亟需设计一套灵便、高效且易于操作的采摘机。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种震动式松果采摘机。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种震动式松果采摘机，包括机体、运动机构、震动装置和夹紧装置，机体包括机体上盖和连接于机体上盖下方的通风装置，所述的通风装置为板状结构，所述的板状结构四周开设有前后贯通的通风孔，所述的通风装置下方设有橡胶减震垫；运动机构包括设于机体上盖上方的第一螺旋桨、设于机体上盖侧方的第二螺旋桨、用于驱动第一螺旋桨和第二螺旋桨的转动电机，所述的第一螺旋桨用于提供垂直提升力，所述的第二螺旋桨用于提供侧向推动力；震动装置设于橡胶减震垫下方，其内部设有激振器；夹紧装置设于震动装置下方，包括由两排铰链构成的夹爪。

进一步地，所述的激振器为惯性式、电动式、电磁式或电液式激振器中的一种。

进一步地，所述的转动电机包括设于机体上盖顶部的第一电机、设于机体上盖前端的第二电机和设于机体上盖后端的第三电机。

进一步地，所述的第一电机上设有垂直于机体上盖所在平面的转轴，所述的第一螺旋桨固定于转轴上。

进一步地，所述的第二螺旋桨在机体上盖前端和后端侧壁上各设有两个，机体上盖前端壁上的第二螺旋桨通过第二电机来提供转动力，机体上盖后端侧壁上的第二螺旋桨通过第三电机来提供转动力。

进一步地，所述的第二螺旋桨的旋转平面垂直于第一螺旋桨的旋转平面。

进一步地，所述的第一螺旋桨上设有四片桨叶，所述的第二螺旋桨上设有两片桨叶，所述的第一螺旋桨的桨叶长度大于第二螺旋桨的桨叶长度。

进一步地，所述的震动装置下底面设有海绵层，所述海绵层的下底面为凹弧面。

进一步地，所述的铰链在凹弧面的两侧设有两排，所述的震动装置下方还设有第四电机，所述的第四电机用于驱动两排铰链做出相对抱紧或者释放的动作。

进一步地，所述的转轴的顶端上设有第一摄像头，所述的震动装置的侧壁上设有第二摄像头。

进一步地，所述的机体上盖上还设有GPS卫星跟踪定位器和控制机构，所述的控制机构包括依次连接的无线数据传输及接收芯片、ARM处理器和功率控制器，所述的无线数据传输及接收芯片用于接收指令信号并将指令信号传递至ARM处理器，ARM处理器根据接收到的指令信号发出功率控制指令并发送至功率控制器，功率控制器用于控制第一电机、第二电机、激振器和第四电机的运转功率。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)能够解决高空采摘松果难的问题，可利用第一螺旋桨和第二螺旋桨实现灵活的飞行，能够适用于地形复杂，茂密树林等多种情况。

2)通过通风装置的设置能够适应在大风天气下进行采摘作业，显著的降低了飞行阻力。

3)采用了震动装置和夹紧装置的配合，夹紧装置适配性强，可实现各种树干的夹紧过程，夹紧后结合震动装置能大幅提高采摘效率。

4)本发明体型较小，容易携带，减轻了采摘人员的负担。

附图说明

图1为本发明中震动式松果采摘机的三维结构图；

图2为本发明中震动式松果采摘机的左视图；

图3为本发明中震动式松果采摘机的主视图；

图4为本发明中震动式松果采摘机的俯视图；

图5为本发明中震动式松果采摘机的另一种三维结构图。

图中：1、第一螺旋桨，2、第一摄像头，3、转轴，4、第三电机，5、第一电机，6、机体上盖，7、通风装置，8、通风孔，9、震动装置，10、第四电机，11、第二摄像头，12、海绵层，13、夹紧装置，14、激振器，15、橡胶减震垫，16、控制机构，17、第二螺旋桨，18、第二电机，19、GPS卫星跟踪定位器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“相连”、“连接”、“固结”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造：

震动式松果采摘机，包括机体、运动机构、震动装置9和夹紧装置13。

其中机体部分：参见图1、图2与图3，包括机体上盖6和连接于机体上盖6下方的通风装置7，所述的通风装置7为板状结构，所述的板状结构四周开设有前后贯通的通风孔8，所述的通风装置7下方设有橡胶减震垫15。橡胶减震垫15在整个机器作业过程中能够减少对橡胶减震垫15上方部件的震动，减缓各构件的疲劳损坏，延长各个构件的使用寿命。所述的机体上盖6上还设有GPS卫星跟踪定位器19和控制机构16，所述的控制机构16包括依次连接的无线数据传输及接收芯片、ARM处理器和功率控制器，所述的无线数据传输及接收芯片用于接收指令信号并将指令信号传递至ARM处理器，ARM处理器根据接收到的指令信号发出功率控制指令并发送至功率控制器，功率控制器用于控制第一电机5、第二电机18、激振器14和第四电机10的运转功率。

运动机构部分：参见图1与图4，包括设于机体上盖6上方的第一螺旋桨1、设于机体上盖6侧方的第二螺旋桨17、用于驱动第一螺旋桨1和第二螺旋桨17的转动电机，所述的第一螺旋桨1用于提供垂直提升力，所述的第二螺旋桨17用于提供侧向推动力；所述的转动电机包括设于机体上盖6顶部的第一电机5、设于机体上盖6前端的第二电机18和设于机体上盖6后端的第三电机4。所述的第一电机5上设有垂直于机体上盖6所在平面的转轴3，所述的第一螺旋桨1固定于转轴3上。所述的第二螺旋桨17在机体上盖6前端和后端侧壁上各设有两个，机体上盖6前端壁上的第二螺旋桨17通过第二电机18来提供转动力，机体上盖6后端侧壁上的第二螺旋桨17通过第三电机4来提供转动力。所述的第二螺旋桨17的旋转平面垂直于第一螺旋桨1的旋转平面。所述的第一螺旋桨1上设有四片桨叶，所述的第二螺旋桨17上设有两片桨叶，所述的第一螺旋桨1的桨叶长度大于第二螺旋桨17的桨叶长度。所述的转轴3的顶端上设有第一摄像头2，所述的震动装置9的侧壁上设有第二摄像头11。第二摄像头11能够让操作人员更清楚地了解到机器所在的位置以及周围的情况，以免机器触碰到树枝或者树干等一些物体造成一些意外。

震动装置9部分：参见图1、图2与图3，设于橡胶减震垫15下方，震动装置9部分是该机器在作业过程中的核心部件，高频振动树枝来使树枝上的松果掉落，其内部设有激振器14。其内部设有激振器14。所述的激振器14为惯性式、电动式、电磁式或电液式激振器中的一种。所述的震动装置9下底面设有海绵层12，所述海绵层12的下底面为凹弧面。

夹紧装置13部分：参见图1与图2，设于震动装置9下方，包括由两排铰链构成的夹爪。所述的铰链在凹弧面的两侧设有两排，所述的震动装置9下方还设有第四电机10，所述的第四电机10用于驱动两排铰链做出相对抱紧或者释放的动作。所述的铰链在凹弧面的两侧设有两排，弧形海绵的设置更趋于实际情况的考虑，树枝大多呈圆状，但有一些形状可能呈椭圆状，弧形海绵的设置便能让夹紧装置能够与树枝完美的贴合，增强作业时采摘机的稳定性，所述夹紧装置13中每个单独的夹紧装置都是由铰链铰接而成，以便让机器能够根据树枝粗细进行灵活调节。

在具体运行过程中，该采摘机通过第一电机5和第二电机18升空并行进至目标区域，在行进过程中GPS卫星跟踪定位器19获得位置信息，第一摄像头2和第二摄像头11获得周围的环境信息，以上信息通过无线数据传输及接收芯片发送至操作者的电脑终端，操作者根据收到的指令做出指令并通过无线电信号的形式发送至无线数据传输及接收芯片处，无线数据传输及接收芯片接收指令信号并将指令信号传递至ARM处理器，ARM处理器根据接收到的指令信号发出功率控制指令并发送至功率控制器，功率控制器用于控制第一电机5、第二电机18、激振器14和第四电机10的运转功率，对第一电机5和第二电机18的功率控制可实现采摘机具体飞行方向和停留位置的控制；对激振器14的功率控制可实现震动程度的调整；对第四电机10的功率控制可实现控制两排铰链做出相对抱紧或者释放的动作，并且使得海绵层12下底面处的凹弧面和两侧的铰链将树干抱紧，以此配合激振器14的震动来摇动树干，实现采摘的任务。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种震动式松果采摘机，其特征在于，包括：

机体：包括机体上盖（6）和连接于机体上盖（6）下方的通风装置（7），所述的通风装置（7）为板状结构，所述的板状结构四周开设有前后贯通的通风孔（8），所述的通风装置（7）下方设有橡胶减震垫（15）；

运动机构：包括设于机体上盖（6）上方的第一螺旋桨（1）、设于机体上盖（6）侧方的第二螺旋桨（17）、用于驱动第一螺旋桨（1）和第二螺旋桨（17）的转动电机，所述的第一螺旋桨（1）用于提供垂直提升力，所述的第二螺旋桨（17）用于提供侧向推动力；

震动装置（9）：设于橡胶减震垫（15）下方，其内部设有激振器（14）；

夹紧装置（13）：设于震动装置（9）下方，包括由两排铰链构成的夹爪；

所述的激振器（14）为惯性式、电动式、电磁式或电液式激振器中的一种；

所述的震动装置（9）下底面设有海绵层（12），所述海绵层（12）的下底面为凹弧面；

所述的震动装置（9）下方还设有第四电机（10），所述的第四电机（10）用于驱动两排铰链做出相对抱紧或者释放的动作；

所述的转动电机包括设于机体上盖（6）顶部的第一电机（5）、设于机体上盖（6）前端的第二电机（18）和设于机体上盖（6）后端的第三电机（4），所述的第一电机（5）上设有垂直于机体上盖（6）所在平面的转轴（3），所述的第一螺旋桨（1）固定于转轴（3）上；

所述的转轴（3）的顶端上设有第一摄像头（2），所述的震动装置（9）的侧壁上设有第二摄像头（11）；所述的机体上盖（6）上还设有GPS卫星跟踪定位器（19）和控制机构（16），所述的控制机构（16）包括依次连接的无线数据传输及接收芯片、ARM处理器和功率控制器，所述的无线数据传输及接收芯片用于接收指令信号并将指令信号传递至ARM处理器，ARM处理器根据接收到的指令信号发出功率控制指令并发送至功率控制器，功率控制器用于控制第一电机（5）、第二电机（18）、激振器（14）和第四电机（10）的运转功率。

2.根据权利要求1所述的一种震动式松果采摘机，其特征在于，所述的第二螺旋桨（17）在机体上盖（6）前端和后端侧壁上各设有两个，机体上盖（6）前端壁上的第二螺旋桨（17）通过第二电机（18）来提供转动力，机体上盖（6）后端侧壁上的第二螺旋桨（17）通过第三电机（4）来提供转动力。

3.根据权利要求2所述的一种震动式松果采摘机，其特征在于，所述的第二螺旋桨（17）的旋转平面垂直于第一螺旋桨（1）的旋转平面。

4.根据权利要求3所述的一种震动式松果采摘机，其特征在于，所述的第一螺旋桨（1）上设有四片桨叶，所述的第二螺旋桨（17）上设有两片桨叶，所述的第一螺旋桨（1）的桨叶长度大于第二螺旋桨（17）的桨叶长度。