CN110839407A - 振动采摘设备 - Google Patents

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    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D46/00—Picking of fruits, vegetables, hops, or the like; Devices for shaking trees or shrubs
    • A01D46/26—Devices for shaking trees or shrubs; Fruit catching devices to be used therewith
    • A01D46/264—Devices for beating or vibrating the foliage; Fruit catching devices to be used therewith

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Abstract

本发明提供一种振动采摘设备包括固定机构、连接于所述固定机构并带动所述固定机构振动的振动机构以及带动所述固定机构移动的升降机构；所述振动机构包括偏振电机及与所述偏振电机电连接的控制模块，所述控制模块用于控制偏振电机的转速。本发明提供的振动采摘设备，采摘果实成熟度一致性好、效率高且移动方便。

Description

振动采摘设备
【技术领域】
本发明涉及果实采摘技术领域，尤其涉及一种振动采摘设备。
【背景技术】
果实的采摘通常分有人工采摘与机械采摘两种。松塔等通常生长于野生山林之间，受环境的限制，通用性履带振动设备难以入场作业。即便现有的振动采摘设备能够入场作业，采摘果实的成熟度不容易控制(即容易造成成熟度不高的果实一并脱落)；另外不适当的振动激励幅值容易造成果树的损伤。而人工采摘果实需要专用的攀爬装备并利用带钩的长杆采摘，一方面劳动强度大、危险性较高且效率低小，另一方面采收不当也容易损伤树头部分。
鉴于此，实有必要提供一种新的振动采摘设备以克服上述缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种采摘果实成熟度一致性好、效率高且移动方便的振动采摘设备。
为了实现上述目的，本发明提供一种振动采摘设备，包括固定机构、连接于所述固定机构并带动所述固定机构振动的振动机构以及带动所述固定机构移动的升降机构；所述振动机构包括偏振电机及与所述偏振电机电连接的控制模块，所述控制模块用于控制偏振电机的转速。
在一个优选实施方式中，所述偏振电机包括转轴以及分别固定于所述转轴两端的两个偏心块组件；每个偏心块组件包括固定台以及固定于所述固定台边缘的第一偏心块与第二偏心块，所述与第一偏心块与所述第二偏心块在所述固定台的位置可调节；所述固定台呈圆形并与所述转轴同轴设置，所述固定台的直径大于所述转轴的直径。
在一个优选实施方式中，所述固定机构包括第一夹板、第二夹板以及连接固定所述第一夹板与所述第二夹板的紧固件；所述第一夹板、所述第二夹板及所述紧固件围成一个固定圈，所述第一夹板朝向所述第二夹板的表面及所述第二夹板朝向所述第一夹板的表面均凹陷形成圆弧形的凹槽。
在一个优选实施方式中，所述第一夹板与所述第二夹板间隔相对设置，所述紧固件的数量为两组；所述第一夹板与所述第二夹板的两端均分别设置有至少一个通孔，每组紧固件的两端分别穿过所述第一夹板、所述第二夹板一端的通孔实现对所述第一夹板、所述第二夹板的固定连接。
在一个优选实施方式中，所述振动机构还包括固定组件，所述固定组件包括壳体以及固定连接于所述壳体的固定板，所述壳体用于收容固定所述偏振电机，所述固定板抵接于所述第一夹板背离对应凹槽的表面并通过固定件与所述第一夹板固定连接。
在一个优选实施方式中，所述升降机构包括升降平台以及与所述升降平台一端固定连接的滚轮；所述升降平台远离所述滚轮的一端与所述壳体抵接连接，用于移动所述固定机构及所述振动机构并方便与所述振动机构分离。
在一个优选实施方式中，所述振动采摘设备还包括电源，所述电源与所述电机电连接。
本发明提供的振动采摘设备，通过所述控制模块控制所述偏振电机的转速进而控制所述偏振电机的振动频率；通过所述控制模块调整所述偏振电机的重心进而调节所述偏振电机的振动幅值，因成熟果实的共振频率采摘和未成熟果实的共振频率有所差异，通过调节激励共振频率和幅值进而使得所述振动采摘设备采摘成熟度和采摘筛选一致性好；另外所述升降机构上滚轮的设置，方便所述振动采摘设备的移动。本发明提供的振动采摘设备，采摘果实成熟度和采摘筛选一致性好、效率高且移动方便。
【附图说明】
图1为本发明提供的振动采摘设备的立体图。
图2为图1所示的振动采摘设备中电源与振动机构的示意图。
图3为图1所示的振动采摘设备中偏振电机中偏心块组件的立体图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
请参照图1及图2，本发明提供一种振动采摘设备100，包括固定机构10、连接于所述固定机构10并带动所述固定机构10振动的振动机构20以及带动所述固定机构10移动的升降机构30。其中固定结构10用于树木主干200固定连接，所述振动机构20振动并带动树木主干200及树上的果实以一定的频率振动，当所述振动机构20的振动频率接近或者与果实的固有频率一致时，果实自动从树上脱落。所述升降机构30带动所述固定机构10使所述固定机构10能够在树木主干200上移动，进而选取所述振动机构20的最佳高度。
具体的，所述振动机构20包括偏振电机21及与所述偏振电机21电连接的控制模块22，所述控制模块22用于控制所述偏振电机21的转速。通过所述控制模块22控制所述偏振电机21的转速进而控制所述偏振电机21的振动频率。请一并参照图3，进一步的，所述偏振电机21包括转轴211以及分别固定于所述转轴211两端的两个偏心块组件212。每个偏心块组件212包括固定台2121以及固定于所述固定台2121边缘的第一偏心块2122与第二偏心块2123，所述与第一偏心块2122与所述第二偏心块2123在所述固定台2121的位置可通过手动进行调节。
所述固定台2121呈圆形并与所述转轴211同轴设置，所述固定台2121的直径大于所述转轴211的直径，通过手动调整所述第一偏心块2122与所述第二偏心块2123在所述固定台2121的位置进而调整所述偏心块组件212的重心，以达到调节所述偏振电机21的振动幅值的目的，以达到最佳采摘作业效果。
具体的，所述偏振电机21主要是通过偏心式离心力载荷进行激励，激励幅值大小同转速以及偏心质量有如下关系：
F0＝m*ω2*r
其中，m为等效偏心质量，当所述第一偏心块2122和所述第二偏心块2123在同一角度时，m达到最大；当所述第一偏心块2122和所述第二偏心块2123在为180角度状态下，m为0；ω为旋转频率；r为偏心块距离回转中心轴的半经。
从上述论述中可以看出，通过调节激励频率、等效偏心质量可以调整激励载荷频率和幅值。结构在周期激励载荷F作用下，系统响应为：
Figure BDA0002306643080000041
其中，周期激励载荷为：
F＝F0cos(ωt)
上式中，F0的大小同前述等效偏心质量m正相关。
可以看出，当调整激励频率接近果实固有频率状态下，松果振动位移幅值达到最大值，进入共振状态下的树枝受到的等效作用应变达到最大，在此状态下实质达到累计能量从而破坏果实和树枝之间的较弱连接部分，使得果实在共振频率区间内掉落，达到振动采摘且成熟度一致性好且效率高的目的。
本实施例中，所述固定机构10包括第一夹板11、第二夹板12以及连接固定所述第一夹板11与第二夹板12的紧固件13。所述第一夹板11、第二夹板12及所述紧固件13围成一个用于套于树木主干200上的固定圈101，所述第一夹板11朝向所述第二夹板12的表面及所述第二夹板12朝向所述第一夹板11的表面均凹陷形成圆弧形的凹槽111。所述凹槽111与树木主干200贴合，使得第一夹板11与所述第二夹板12与树木主干200的接触面接更大，在所述紧固件13的张紧作用力下使得所述固定机构10与树木主干200摩擦力更大，固定更牢靠。
请继续参照图1，本实施方式中，所述第一夹板11与所述第二夹板12间隔相对设置，所述紧固件13的数量为两组；所述第一夹板11与所述第二夹板12的两端均分别设置有至少一个通孔112，每组紧固件13的两端分别穿过所述第一夹板11与所述第二夹板12的通孔112实现对所述第一夹板11与所述第二夹板12的固定连接。所述固定机构10的这种结构，结构简单、使用方便且固定牢靠。
在其他实施方式中，所述第一夹板11与所述第二夹板12转动连接，所述紧固件13用于固定连接所述第一夹板11与所述第二夹板12远离转动连接的一端。所述固定机构10的这种结构，简化了固定步骤、节约了固定时间、提高了效率。
所述振动机构20还包括固定组件23，所述固定组件23包括壳体231以及固定连接于所述壳体231的固定板232，所述壳体231用于收容固定所述偏振电机21，所述固定板232抵接于所述第一夹板11背离对应凹槽111的表面并通过固定件与所述第一夹板11固定连接，进而实现所述振动机构20与所述固定结构10的固定连接。
所述升降机构30包括升降平台31以及与所述升降平台31一端固定连接的滚轮32。所述滚轮32的设置，用于满足所述升降机构30在不同地形下的移动。所述升降平台31远离所述滚轮32的一端通过与所述壳体231抵接连接，用于移动所述固定机构10及所述振动机构20并方便与所述振动机构10分离。具体的，一方面实现所述固定组件10随所述升降机构30移动到目标位置进行采摘作业及采摘作业完成后的所述固定机构10及所述振动机构20的回收，另一方面便于所述升降机构30和所述振动机构20分离，防止所述升降机构30随所述振动机构20振动，影响所述升降机构30的可靠性。
所述振动采集设备100还包括电源40，所述电源40与所述电机21电连接。其中电源40可以为柴油或者其他类型的380V高功率电源。
本发明提供的振动采摘设备100，通过所述控制模块22控制所述偏振电机21的转速进而控制所述偏振电机21的振动频率；通过所述控制模块22调整所述偏振电机21的重心进而调节所述偏振电机21的振动幅值，因成熟果实的共振频率采摘和未成熟果实的共振频率有所差异，通过调节激励共振频率和幅值进而使得所述振动采摘设备采摘成熟度和采摘筛选一致性好；另外所述升降机构上滚轮的设置，方便所述振动采摘设备的移动。本发明提供的振动采摘设备，采摘果实成熟度和采摘筛选一致性好、效率高且移动方便。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (7)

1.一种振动采摘设备，其特征在于：包括固定机构、连接于所述固定机构并带动所述固定机构振动的振动机构以及带动所述固定机构移动的升降机构；所述振动机构包括偏振电机及与所述偏振电机电连接的控制模块，所述控制模块用于控制偏振电机的转速。
2.如权利要求1所述的振动采摘设备，其特征在于：所述偏振电机包括转轴以及分别固定于所述转轴两端的两个偏心块组件；每个偏心块组件包括固定台以及固定于所述固定台边缘的第一偏心块与第二偏心块，所述第一偏心块与所述第二偏心块在所述固定台的位置可调节；所述固定台呈圆形并与所述转轴同轴设置，所述固定台的直径大于所述转轴的直径。
3.如权利要求1所述的振动采摘设备，其特征在于：所述固定机构包括第一夹板、第二夹板以及连接固定所述第一夹板与所述第二夹板的紧固件；所述第一夹板、所述第二夹板及所述紧固件围成一个固定圈，所述第一夹板朝向所述第二夹板的表面及所述第二夹板朝向所述第一夹板的表面均凹陷形成圆弧形的凹槽。
4.如权利要求3所述的振动采摘设备，其特征在于：所述第一夹板与所述第二夹板间隔相对设置，所述紧固件的数量为两组；所述第一夹板与所述第二夹板的两端均分别设置有至少一个通孔，每组紧固件的两端分别穿过所述第一夹板、所述第二夹板一端的通孔实现对所述第一夹板、所述第二夹板的固定连接。
5.如权利要求1所述的振动采摘设备，其特征在于：所述振动机构还包括固定组件，所述固定组件包括壳体以及固定连接于所述壳体的固定板，所述壳体用于收容固定所述偏振电机，所述固定板抵接于所述第一夹板背离对应凹槽的表面并通过固定件与所述第一夹板固定连接。
6.如权利要求5所述的振动采摘设备，其特征在于：所述升降机构包括升降平台以及与所述升降平台一端固定连接的滚轮；所述升降平台远离所述滚轮的一端与所述壳体抵接连接，用于移动所述固定机构及所述振动机构并方便与所述振动机构分离。
7.如权利要求1所述的振动采摘设备，其特征在于：还包括电源，所述电源与所述电机电连接。
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