CN110603954A - 一种用于茶树的轨道式采摘系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于茶树的轨道式采摘系统。由于茶树密集且种植茶树区域地势多样，地势凸凹不平，难以使用大型机械，采茶操作的工作量大还多靠纯人工或半人工操作，难以实现机械化程度较高的茶园管理过程。本发明包括固定轨道、移动平台、支撑架和采茶设备，所述固定轨道固定安装在成行茶树之间的间隙内，移动平台设置在固定轨道上，移动平台沿固定轨道的长度方向往复运动，支撑架设置在移动平台上，支撑架上设置有采茶设备，采茶设备的采茶端朝向成行茶树设置。本发明用于茶树种植区。
Description
技术领域
本发明涉及一种轨道式采摘系统，具体涉及一种用于茶树的轨道式采摘系统。
背景技术
山地或丘陵是茶树较为广泛种植的地理地形，在这样的地形下种植的茶树品质高，通常建议茶农选择海拔以在800米以下，坡度在30度以内的山坡进行茶树的种植。对茶园的土壤进行日常管理的过程中应当注重对土地肥力的保持，通过使用草叶的覆盖可以稳定土壤对于水分的保持促进茶园土地的活性，还能够非常有效地抑制杂草的发育以及蔓延。这样的地势条件下，采摘茶叶的方式更多的是手工采摘，由于地势坡地较多，机械化设备难以进入茶园正常工作，即便使用一些机械化的采摘设备，也需要借助人工托举进行采摘，一般需要多人抬起采茶机器进行采茶工作，茶树的修剪工作也是如此，需要一人或多人负重30公斤以上的修剪设备对茶树进行修剪，耗费人力多，且操作繁琐且操作难度较大，目前还是需要多人相互协作配合实现纯人工或半人工操作的修剪茶树和采摘茶叶的工作。难以实现机械化程度较高的茶园管理过程。
发明内容：
针对上述问题，本发明公开了一种用于茶树的轨道式采摘系统。
本发明所采用的技术方案为：
一种用于茶树的轨道式采摘系统，包括固定轨道、移动平台、支撑架和采茶设备，所述固定轨道固定安装在成行茶树之间的间隙内，移动平台设置在固定轨道上，移动平台沿固定轨道的长度方向往复运动，支撑架设置在移动平台上，支撑架上设置有采茶设备，采茶设备的采茶端朝向成行茶树设置。
作为优选方案：固定轨道为工字梁。
作为优选方案：移动平台包括外壳、移动轮、第一转轴、传动组件和电机，所述第一转轴水平设置在外壳内，第一转轴上套装有移动轮，移动轮的滚压面与固定轨道的顶面相配合，第一转轴通过传动组件与电机的输出轴相连接。
作为优选方案：当固定轨道为双轨道时，所述固定轨道包括两个单体轨道，移动平台包括两个分平台，支撑架包括两个单架，采茶设备为弧形采茶机，两个单体轨道并列设置在成行茶树的两侧，每个单体轨道上对应设置有一个分平台，每个分平台上对应设置有一个单架，两个单架之间设置有弧形托板，弧形托板上可拆卸连接有弧形采茶机。
作为优选方案：单架包括立柱和横杆，立柱竖直设置，横杆的一端与立柱的顶端固定连接，横杆的另一端与弧形托板相连接。
作为优选方案：立柱为伸缩式柱体。
作为优选方案：弧形托板包括弧形框和2N个第一挡板，弧形框的顶部两侧各竖直设置有N个第一挡板。
作为优选方案：当固定轨道包括一个单体轨道时，移动平台包括一个分平台，支撑架为分叉架体，采茶设备为直条式采茶机，单体轨道上对应设置有分平台，每个分平台上固定安装有分叉架体，分叉架体包括主杆体和两个分架，主杆体的顶部固定连接有两个分架，两个分架相向设置，每个分架上铰接有一个直条托架，每个直条托架上可拆卸连接有一个直条式采茶机。
作为优选方案：直条托架包括直板框架和2N个第二挡板，直板框架的顶部两侧各竖直设置有N个第二挡板。
作为优选方案：采茶设备替换为修剪设备。
本发明的有益效果为：
一、本发明结构合理，使用安全可靠且使用模式多样，适用于多种类型的采茶设备和修剪设备，通过固定轨道、移动平台、支撑架和采茶设备之间相互配合实现轨道式采茶过程，采茶设备通过支撑架在移动平台的带动下对成行茶树进行修剪和采摘。
二、本发明的采摘和修剪过程能够实现规模化且规范化处理，采摘和修剪效果统一。
三、本发明能够避免操作人员直接接触采茶设备或修剪设备，提高修剪或采茶的安全性。
四、本发明的采茶模式多样，采茶高度能够调整，适用于乔木型、小乔木型或灌木型茶树。
五、本发明简化采茶难度，减少人工量，无需人工经验配合，采茶方式有效且简单，本发明提供的采茶面与茶树形成的采摘面相配合，实现全角度采茶效果，直接提高采茶效率，适用于茶园规模化管理。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的第一主视结构示意图，图中固定轨道为双轨道；
图2为本发明的第二主视结构示意图，图中固定轨道为双轨道；
图3为本发明的第一工作状态图；
图4为本发明的第三主视结构示意图；
图5为本发明的第二工作状态图；
图6为一种移动平台与固定轨道相配合的主视结构剖面图；
图7为另一种移动平台与固定轨道相配合的主视结构剖面图；
图8为移动平台设置在固定轨道上的第一俯视结构示意图；
图9为移动平台设置在固定轨道上的第二俯视结构示意图。
图中标注如下：
1-固定轨道；2-移动平台；2-1-外壳；2-1-1-罩体；2-1-2-托板；2-2-移动轮；2-3-第一转轴；2-4-传动组件；2-4-1-第一传动轮；2-4-2-传送带；2-4-3-第二传动轮；2-5-电机；2-6-扣合沿；3-分叉架体；3-1-主杆体；3-2-分架；4-采茶设备；5-成行茶树；6-单体轨道；7-分平台；8-单架；8-1-立柱；8-2-横杆；9-弧形托板；9-1-弧形框；9-2-第一挡板；10-直条托架；10-1-直板框架；10-2-第二挡板；11-隔板；12-铰接座；13-托杆；14-托板。
具体实施方式：
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9说明本实施方式，本实施方式包括固定轨道1、移动平台2、支撑架和采茶设备4，所述固定轨道1固定安装在成行茶树5之间的间隙内，移动平台2设置在固定轨道1上，移动平台2沿固定轨道1的长度方向往复运动，支撑架设置在移动平台2上，支撑架上设置有采茶设备4，采茶设备4的采茶端朝向成行茶树5设置。
进一步的，固定轨道1为工字梁。工字梁接地连接时配合设置有接地栓，工字梁通过接地栓与地面以下的地基相连接。
具体实施方式二：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，如图8所示，本实施方式中移动平台2包括外壳2-1、移动轮2-2、第一转轴2-3、传动组件2-4和电机2-5，所述第一转轴2-3水平设置在外壳2-1内，第一转轴2-3上套装有移动轮2-2，移动轮2-2的滚压面与固定轨道1的顶面相配合，第一转轴2-3通过传动组件2-4与电机2-5的输出轴相连接。
进一步的，外壳2-1包括罩体2-1-1和托板2-1-2，罩体2-1-1的外壁上水平设置有托板2-1-2，移动轮2-2、第一转轴2-3和传动组件2-4均设置在罩体2-1-1内，托板2-1-2上设置有电机2-5，电机2-5的输出轴穿过罩体2-1-1与传动组件2-4相连接。
进一步的，罩体2-1-1为长方形罩体，其下端为敞口端。
进一步的，托板2-1-2的宽度小于罩体2-1-1的宽度，托板2-1-2的长度小于罩体2-1-1长度的四分之一。减小托板2-1-2的占用面积，确保托板2-1-2处于水平状态。
进一步的，托板2-1-2的悬空端角处设置有辅助轮支架，辅助托板能够负担电机2-5稳定移动。
进一步的，传动组件2-4包括第一传动轮2-4-1、传送带2-4-2和第二传动轮2-4-3，第一传动轮2-4-1套装在第一转轴2-3上，第二传动轮2-4-3套装在第二转轴上，第二转轴通过联轴器与电机2-5的输出轴相连接，第一传动轮2-4-1和第二传动轮2-4-3之间设置有传送带2-4-2。
进一步的，第一转轴2-3上套装有第一传动轮2-4-1和移动轮2-2，第一转轴2-3的两端分别通过轴承与外壳2-1的内侧壁相连接，起到支撑外壳2-1随移动轮2-2同步移动的效果。
进一步的，外壳2-1的底部设置有扣合沿2-6，扣合沿2-6的形状与工字梁的顶部形状相配合，用于限位外壳2-1与工字梁的位置关系，也能够有效防止外壳2-1脱落，还能够防水防尘。
移动平台2的工作过程：
启动电机2-5，电机2-5的输出轴转动带动第二传动轮2-4-3转动，第二传动轮2-4-3转动通过传送带2-4-2带动第一传动轮2-4-1转动，第一传动轮2-4-1转动通过第一转轴2-3带动移动轮2-2转动，移动轮2-2转动从而实现移动平台2在固定轨道1上移动。
具体实施方式三：本实施方式为具体实施方式二的进一步限定，外壳2-1内竖直设置有隔板11，隔板11的上端与外壳2-1的顶部内壁固定连接，隔板11将外壳2-1的内部分隔为两个腔，一个腔用于放置移动轮2-2，另一个腔用于放置第一传动轮2-4-1，第一转轴2-3穿设在隔板11上。
进一步的，隔板11为轻质且坚固材料制成的板体。
具体实施方式四：本实施方式为具体实施方式一、二或三的进一步限定，如图9所示，本实施方式中移动平台2的另一种结构包括外壳2-1、移动轮2-2、第一转轴2-3、电机2-5和双传动组件，双传动组件包括两个传动组件2-4，电机2-5为双轴电机，其为现有产品，带有双传动组件的移动平台2的结构为平衡式平台，有利于提升移动平台2移动过程中的稳定性。带有双传动组件的移动平台2的工作原理与配合有单个传动组件2-4的移动平台2的工作原理相同。
进一步的，每个传动组件2-4包括第一传动轮2-4-1、传送带2-4-2和第二传动轮2-4-3，第一传动轮2-4-1套装在第一转轴2-3上，第二传动轮2-4-3套装在电机2-5的输出轴上，第一传动轮2-4-1和第二传动轮2-4-3之间设置有传送带2-4-2。
进一步的，第一转轴2-3上套装有移动轮2-2和两个第一传动轮2-4-1，移动轮2-2套装在第一转轴2-3的中部，第一转轴2-3的两端分别穿过一个第一传动轮2-4-1与外壳2-1的内侧壁相连接，第一转轴2-3的每端通过轴承与外壳2-1的内壁相连接，既能够起到支撑外壳2-1，还能够确保第一传动轮2-4-1和第一转轴2-3相配合的传动效果，使外壳2-1随移动轮2-2同步移动。
进一步的，移动轮2-2为平轮。
具体实施方式五：本实施方式为具体实施方式四的进一步限定，外壳2-1内竖直并列设置有两个隔板11，每个隔板11的上端与外壳2-1的顶部内壁固定连接，两个隔板11将外壳2-1的内部分隔为三个腔，分别为中间腔和两个侧腔，两个侧腔分别设置在中间腔的两侧，中间腔用于放置移动轮2-2，每个侧腔腔用于放置第一传动轮2-4-1，第一转轴2-3的一端与外壳2-1的一侧内壁相连接，第一转轴2-3的另一端依次穿过两个隔板11与外壳2-1的另一侧内壁相连接。
进一步的，隔板11为轻质且坚固材料制成的板体。
具体实施方式六：本实施方式为具体实施方式二、三、四或五的进一步限定，当移动轮2-2为槽轮时，固定轨道1的顶部形状与槽轮相配合，槽轮与第一转轴2-3、传动组件2-4和电机2-5相配合的工作原理与具体实施方式二或五中移动平台2的工作原理相同。
具体实施方式七：本实施方式为具体实施方式一、二、三或四的进一步限定，如图1、图2和图3所示，当固定轨道1为双轨道时，所述固定轨道1包括两个单体轨道6，移动平台2包括两个分平台7，支撑架包括两个单架8，采茶设备4为弧形采茶机，两个单体轨道6并列设置在成行茶树5的两侧，每个单体轨道6上对应设置有一个分平台7，每个分平台7上对应设置有一个单架8，两个单架8之间设置有弧形托板9，弧形托板9上可拆卸连接有弧形采茶机。本实施方式中的轨道式采摘系统适用于树干较高的乔木型或小乔木型茶树。弧形采茶机为现有采茶设备，型号为4CS-100、4CS-100P、4CS-120P或4CS-140H。
进一步的，两个单架8之间固定连接有弧形托板9。
进一步的，弧形托板9包括弧形框9-1和2N个第一挡板9-2，弧形框9-1的顶部两侧各竖直设置有N个第一挡板9-2。
进一步的，N的取值范围为1～4，根据弧形采茶机的型号和尺寸选取设置第一挡板9-2的个数。
进一步的，弧形托板9的宽度与弧形采茶机的宽度相配合，弧形托板9与弧形采茶机相卡接，弧形采茶机从上往下放入弧形托板9中，弧形采茶机与弧形托板9的接触弧长要大于弧形采茶机的一半，依据弧形采茶机的自重卡接在弧形托板9上。弧形托板9的结构既能够起到支撑并托住弧形采茶机的效果，还不影响弧形采茶机的采茶效果，不遮挡弧形采茶机的采摘面。
进一步的，弧形托板9朝向弧形采茶机出叶口的一侧设置有采茶袋，用于收集茶树叶片。
具体实施方式八：本实施方式为具体实施方式七的进一步限定，单架8包括立柱8-1和横杆8-2，立柱8-1竖直设置，横杆8-2的一端与立柱8-1的顶端固定连接，横杆8-2的另一端与弧形托板9相连接。
进一步的，立柱8-1为伸缩式柱体。立柱8-1包括上管和下管，上管沿其长度方向加工多个第一连接孔，下管沿其长度方向加工有多个第二连接孔，上管插接在下管内，二者通过多个第一连接孔和多个第二连接孔可拆卸连接实现高度调节过程。
进一步的，立柱8-1上固定连接有托杆13，托杆13上铰接有托板14，用于辅助托举弧形采茶机的端部。
具体实施方式九：本实施方式为具体实施方式一或八的进一步限定，如图4和图5所示，当固定轨道1包括一个单体轨道6时，移动平台2包括一个分平台7，支撑架为分叉架体3，采茶设备4为直条式采茶机，单体轨道6上对应设置有分平台7，每个分平台7上固定安装有分叉架体3，分叉架体3包括主杆体3-1和两个分架3-2，主杆体3-1的顶部固定连接有两个分架3-2，两个分架3-2相向设置，每个分架3-2上铰接有一个直条托架10，每个直条托架10上可拆卸连接有一个直条式采茶机。本实施方式中的轨道式采摘系统适用于树干较矮小的灌木型茶树。直条式采茶机为现有采茶设备，型号为1E40F-5或140FA。
进一步的，直条托架10包括直板框架10-1和2N个第二挡板10-2，直板框架10-1的顶部两侧各竖直设置有N个第二挡板10-2。
进一步的，N的取值范围为1～4，根据直条式采茶机的型号和尺寸选取设置第二挡板10-2的个数。第二挡板10-2的形状与第一挡板9-2的形状相同。
进一步的，直条托架10的宽度与直条式采茶机的宽度相配合，直条托架10与直条式采茶机相卡接，直条式采茶机从上往下放入直条托架10中，直条式采茶机与直条托架10的接触长度要大于直条式采茶机长度的一半，依据直条式采茶机的自重卡接在直条托架10上。直条托架10的结构既能够起到支撑并托住直条式采茶机的效果，还不影响直条式采茶机的采茶效果，不遮挡直条式采茶机的采摘面。
具体实施方式十：本实施方式为具体实施方式九的进一步限定，每个分架3-2上通过一个铰接座12与直条托架10相连接，铰接座12包括两个分座体，两个分座体分别固定连接在直条托架10的两侧，每个分座体上加工有孔，两个孔通过螺栓与分架3-2可拆卸连接，直条托架10通过铰接座12实现在分架3-2下方的设置角度不同，使直条托架10处于不同的倾斜角度，为直条式采茶机提供不同角度的采茶面。
进一步的，直条托架10具有三次角度变形的操作方式。如图4所示，直条托架10初次设置角度与地面零度角，即与地面成并列水平设置，采摘茶树顶部枝叶。
如图5所示，一次采摘完毕后调整铰接座12与分架3-2的设置位置并用螺栓穿设固定，使直条托架10与地面形成30度夹角，进行二次采摘，实现对成行茶树5靠近主杆体3-1的侧顶部的采摘。
二次采摘完毕后，调整铰接座12与分架3-2的设置位置并用螺栓穿设固定，使直条托架10与地面形成60度夹角，进行三次采摘，实现对成行茶树5靠近主杆体3-1的侧部的采摘。
通常需要进行一次采摘和二次采摘，根据具体情况进行三次采摘，采摘路线依据成行茶树5之间形成的空隙进行，也就是固定轨道1的长度方向进行。在多个成行茶树5之间各设置一条固定轨道1，形成茶园的规模化采摘过程。
进一步的，分架3-2上设置有采茶袋，其开口端朝向直条式采茶机的出叶口设置，用于收集茶树叶片。
具体实施方式十一：本实施方式为具体实施方式一至十的进一步限定，采茶设备4替换为修剪设备。修剪设备为现有修剪茶树枝叶的设备。修剪设备与固定轨道1、移动平台2、支撑架相配合的工作原理与上述过程相同。
以上显示和描述了本发明的基本原理和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说明本发明的原理，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范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种用于茶树的轨道式采摘系统，其特征在于：包括固定轨道(1)、移动平台(2)、支撑架和采茶设备(4)，所述固定轨道(1)固定安装在成行茶树(5)之间的间隙内，移动平台(2)设置在固定轨道(1)上，移动平台(2)沿固定轨道(1)的长度方向往复运动，支撑架设置在移动平台(2)上，支撑架上设置有采茶设备(4)，采茶设备(4)的采茶端朝向成行茶树(5)设置。
2.根据权利要求1所述的一种用于茶树的轨道式采摘系统，其特征在于：固定轨道(1)为工字梁。
3.根据权利要求1所述的一种用于茶树的轨道式采摘系统，其特征在于：移动平台(2)包括外壳(2-1)、移动轮(2-2)、第一转轴(2-3)、传动组件(2-4)和电机(2-5)，所述第一转轴(2-3)水平设置在外壳(2-1)内，第一转轴(2-3)上套装有移动轮(2-2)，移动轮(2-2)的滚压面与固定轨道(1)的顶面相配合，第一转轴(2-3)通过传动组件(2-4)与电机(2-5)的输出轴相连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种用于茶树的轨道式采摘系统，其特征在于：当固定轨道(1)为双轨道时，所述固定轨道(1)包括两个单体轨道(6)，移动平台(2)包括两个分平台(7)，支撑架包括两个单架(8)，采茶设备(4)为弧形采茶机，两个单体轨道(6)并列设置在成行茶树(5)的两侧，每个单体轨道(6)上对应设置有一个分平台(7)，每个分平台(7)上对应设置有一个单架(8)，两个单架(8)之间设置有弧形托板(9)，弧形托板(9)上可拆卸连接有弧形采茶机。
5.根据权利要求4所述的一种用于茶树的轨道式采摘系统，其特征在于：单架(8)包括立柱(8-1)和横杆(8-2)，立柱(8-1)竖直设置，横杆(8-2)的一端与立柱(8-1)的顶端固定连接，横杆(8-2)的另一端与弧形托板(9)相连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于茶树的轨道式采摘系统，其特征在于：立柱(8-1)为伸缩式柱体。
7.根据权利要求6所述的一种用于茶树的轨道式采摘系统，其特征在于：弧形托板(9)包括弧形框(9-1)和2N个第一挡板(9-2)，弧形框(9-1)的顶部两侧各竖直设置有N个第一挡板(9-2)。
8.根据权利要求1、2或3所述的一种用于茶树的轨道式采摘系统，其特征在于：当固定轨道(1)包括一个单体轨道(6)时，移动平台(2)包括一个分平台(7)，支撑架为分叉架体(3)，采茶设备(4)为直条式采茶机，单体轨道(6)上对应设置有分平台(7)，每个分平台(7)上固定安装有分叉架体(3)，分叉架体(3)包括主杆体(3-1)和两个分架(3-2)，主杆体(3-1)的顶部固定连接有两个分架(3-2)，两个分架(3-2)相向设置，每个分架(3-2)上铰接有一个直条托架(10)，每个直条托架(10)上可拆卸连接有一个直条式采茶机。
9.根据权利要求8所述的一种用于茶树的轨道式采摘系统，其特征在于：直条托架(10)包括直板框架(10-1)和2N个第二挡板(10-2)，直板框架(10-1)的顶部两侧各竖直设置有N个第二挡板(10-2)。
10.根据权利要求1所述的一种用于茶树的轨道式采摘系统，其特征在于：采茶设备(4)替换为修剪设备。
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|---|---|---|---|
| CN201911060753.0A CN110603954A (zh) | 2019-11-01 | 2019-11-01 | 一种用于茶树的轨道式采摘系统 |
Publications (1)
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| CN110603954A true CN110603954A (zh) | 2019-12-24 |
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ID=68895685
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201911060753.0A Pending CN110603954A (zh) | 2019-11-01 | 2019-11-01 | 一种用于茶树的轨道式采摘系统 |
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| CN (1) | CN110603954A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111226601A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-06-05 | 姜发威 | 一种移送中判断分序排列的西瓜自动化采摘装置 |
| CN111919614A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-11-13 | 信阳农林学院 | 一种基于茶叶种植用茶叶修剪设备 |
| CN113575121A (zh) * | 2020-07-22 | 2021-11-02 | 陈厚任 | 无人自动采茶系统 |
| CN113728799A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-12-03 | 高力权 | 一种具有分拣功能的自动采茶机 |
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-
2019
- 2019-11-01 CN CN201911060753.0A patent/CN110603954A/zh active Pending
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