CN110972711B - 一种自走式倒伞型果实收集装置 - Google Patents

一种自走式倒伞型果实收集装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及果实采收设备领域。目的是提供一种自走式倒伞型果实收集装置，该装置自动化程度高，能够快速收集果实并自动进行装箱，防止果实掉落地面而破损，工作效率高，结构简单，操作方便。技术方案是：一种自走式倒伞型果实收集装置，其特征在于：包括安装有发动机以带动整体装置移动的底盘、一侧铰接在底盘上且另一侧可向上抬升的抬升机构、固定在抬升机构上以收集落果的集果机构、对称安装在集果机构两侧且展开后呈倒伞状环绕在集果机构外周的两组展开机构以及分别驱动两组展开机构展开或收拢的两组传动机构。

Description

一种自走式倒伞型果实收集装置
技术领域
本发明涉及果实采收设备领域，具体是一种自走式倒伞型果实收集装置。
背景技术
目前，我国农户对于林果的采摘方式仍为传统的人工采摘，果实采摘下来后需要依靠人工捡拾和收集，该方式的缺点十分明显，需要花费大量人力、物力，使得劳动成本提高，且收集效率较低，容易使果实破损，不能长期储存，影响经济效益。
经专利文献检索，目前国内已研究开发的果实收集装置有：(1)专利号为201820502229.9的“一种倒伞型无患子果实收集装置”，该装置的行进方式仍为人力推动，且不适宜复杂地形的果园使用；(2)专利号为201821057693.8的“一种果实收集装置”，该装置的收集部分需要用手才能完成展开和收缩的动作，费时费力；(3)专利号为200820130926.2的“倒伞型接果装置”，虽然能实现收集面的自动展开、收缩，但仅依靠最前端的主动支杆提供的动力来进行这一动作，杆与杆之间难免会产生碰撞，影响使用效果。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种自走式倒伞型果实收集装置，该装置自动化程度高，能够快速收集果实并自动进行装箱，防止果实掉落地面而破损，工作效率高，结构简单，操作方便。
本发明提供的技术方案是：
一种自走式倒伞型果实收集装置，其特征在于：包括安装有发动机以带动整体装置移动的底盘、一侧铰接在底盘上且另一侧可向上抬升的抬升机构、固定在抬升机构上以收集落果的集果机构、对称安装在集果机构两侧且展开后呈倒伞状环绕在集果机构外周的两组展开机构以及分别驱动两组展开机构展开或收拢的两组传动机构。
所述抬升机构包括前侧铰接在底盘上的中间固定板以及一端铰接在底盘上且另一端铰接在中间固定板后侧以带动中间固定板向上倾斜的抬升液压油缸。
所述集果机构包括固定在中间固定板上的底板、固定在底板前侧以便对底板上的落果进行装箱的若干集果箱以及绕设在底板和集果箱外围以防止底板上的落果掉落的隔断板。
两组传动机构结构相同且对称安装在底板左右两侧；每组传动机构包括通过滑动副可沿前后方向水平运动地定位在底板上的齿条固定座、安装在底板上以驱动齿条固定座的水平液压油缸、固定在齿条固定座上的若干齿条以及与若干齿条一一对应啮合以驱动展开机构的若干齿轮；若干齿轮等间距布置并可转动地水平定位在底板上。
两组展开机构结构相同；每组展开机构包括一根前支撑杆、若干中间支撑杆一根后支撑杆以及由各支撑杆支撑的篷布；所述前支撑杆和若干中间支撑杆分别与若干齿轮对应固定连接并向外伸出；所述后支撑杆固定在底板上且向外伸出；篷布聚拢时，各支撑杆的位置与对应齿条的长度相适合，以保证篷布展开后各支撑杆位于同一锥形面。
所述前支撑杆为折形杆；所述前支撑杆包括依次固定连接的第一短杆、第二短杆和第三短杆；所述第三短杆与齿轮固定连接；篷布展开时，所述第一短杆位于集果机构的对称面上；所述中间支撑杆和后支撑杆为直形杆。
所述底盘采用履带式底盘；所述底盘上还设置有分别与水平液压油缸和抬升液压油缸相连接以提供动力的液压泵。
所述底板的前部设置成可夹持树干的U型槽结构。
各齿轮等间距布置；各齿条的长度由前向后依次递减。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用履带式底盘，能够适应不同的地形环境，方便收取不同种类的林果；并且底盘由发动机驱动，可自行实现整体装置的运动，无需人力推动，减轻劳动强度。
2、本发明的传动机构中，各齿条的长度与对应支撑杆的转动角度相适合，并且所有支撑杆与篷布的接触面均位于同一锥形面内，因此，当长度不同的齿条带动支撑杆转动时，各支撑杆之间不会相互碰撞，避免发生干涉，延长了杆件的使用寿命，保证了篷布的顺利展开。
3、本发明的抬升机构中，当抬升液压油缸驱动中间固定板向上倾斜时，会带动集果机构倾斜一定角度，使集果机构底板中的落果滑落至前侧的集果箱中，完成落果的装箱，操作方便，大大提高了落果收集效率，节省了劳动力，适合推广应用。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图之一(篷布展开)。
图2是本发明的立体结构示意图之二(篷布收拢)。
图3是图1的主视结构示意图。
图4是本发明对落果进行装箱时的主视结构示意图。
图5是本发明所述抬升机构的立体结构示意图。
图6是本发明所述传动机构的俯视结构示意图。
图7是本发明所述前支撑杆的立体结构示意图。
图8是本发明所述中间支撑杆的立体结构示意图。
图9是本发明所述后支撑杆的立体结构示意图。
图10是本发明所述集果机构的立体结构示意图。
图11是本发明所述齿轮与底板的连接结构示意图。
图12是本发明所述底部连接件与齿轮的连接结构示意图。
附图标记：
1-1、底盘；1-2、发动机；1-3、液压泵；1-4、扶手；2-1、中间固定板；2-2、抬升液压油缸；3-1、底板；3-2、集果箱；3-3、隔断板；3-4、U形槽；4-1、前支撑杆；4-1-1、第一短杆；4-1-2、第二短杆；4-1-3、第三短杆；4-1-4、弯头；4-2、中间支撑杆；4-3、后支撑杆；4-4、篷布；4-5、底部连接件；4-6、平键；5-1、光轴；5-2、轴承座；5-3、齿条固定座；5-4、水平液压油缸；5-5、齿条；5-6、齿轮。
具体实施方式
以下结合附图所示的实施例进一步说明。
为方便描述，以图3的左侧为前，右侧为后，以垂直图3的方向为左右方向。如图1至图4所示的自走式倒伞型果实收集装置，包括底盘1-1、抬升机构、集果机构、两组展开机构和两组传动机构。
所述底盘采用履带式底盘，以适应不同的地形环境，方便收取不同种类的林果。底盘上安装有发动机1-2和液压泵1-3，其中发动机用于驱动底盘以带动整体装置自行运动，无需人力推动，减轻劳动强度；液压泵为抬升机构和传动机构中的油缸动作提供动力。
如图5所示，所述抬升机构包括中间固定板2-1和抬升液压油缸2-2。所述中间固定板的前侧铰接在底盘上；所述抬升液压油缸的底座铰接在底盘上且其推杆铰接在中间固定板的后侧，以带动中间固定板向上倾斜。本实施例中，中间固定板与底盘的铰接轴以及抬升液压油缸底座与底盘的铰接轴同轴布置。
如图10所示，所述集果机构固定在抬升机构上，用于收集落果。集果机构包括底板3-1、若干(图中为两个)集果箱3-2和隔断板3-3。所述底板固定在中间固定板上，随中间固定板一体摆动；底板的前部设置成U型槽结构，工作时底板通过U型槽3-4夹持在树干上，从而对整体装置进行定位。两个集果箱分别固定在底板U形槽的两侧。所述底板和两个集果箱外围绕设有所述隔断板，以阻止底板上的落果从侧面掉落。工作时，抬升液压油缸伸长，带动中间固定板的后侧向上抬升，使集果机构呈倾斜状态，在重力作用下，底板上的落果向前滑落至集果箱内，对落果进行装箱。明显地，集果箱的开口与底板的表面平齐，以保证底板倾斜时落果顺利进入集果箱。
两组传动机构结构相同且对称安装在底板左右两侧，以分别驱动两组展开机构展开或收拢。如图6所示，每组传动机构包括光轴5-1、轴承座5-2、水平液压油缸5-4、齿条固定座5-3、若干齿条5-5和若干齿轮5-6。所述齿条和齿轮的数量相同且一一对应啮合，本实施例中均为六个。所述光轴沿前后方向设置在底板侧面；所述轴承座可滑动地定位在光轴上(即光轴与轴承座组成滑动副)。所述齿条固定座固定在轴承座上，与轴承座一起前后运动。所述水平液压油缸沿前后方向水平安装在底板上且其推杆与齿条固定座固定连接，以驱动齿条固定座沿着光轴的长度方向(即前后方向)运动。六个齿条沿前后方向固定在齿条固定座上，并且各齿条的长度由前向后依次递减。本实施例中，齿条的啮合面与隔断板相对应且两者之间存在间隙，六个齿轮水平且等间距布置在该间隙中，并且齿轮可绕自身轴线转动地定位在该间隙的底板上；六个齿轮与展开机构相连接。当水平液压油缸驱动齿轮固定座运动时，由于各齿条的长度不同，与各齿条对应啮合的齿轮将转动不同角度。从而带动展开机构展开或收拢。
两组展开机构结构相同且对称安装在集果机构左右两侧。如图1、图2所示，每组展开机构包括一根前支撑杆4-1、若干(图中为五根)中间支撑杆4-2、一根后支撑杆4-3和篷布4-4。所述前支撑杆和五根中间支撑杆分别与六个齿轮对应固定连接并向外伸出；所述后支撑杆固定在底板上并向外伸出。如图11、图12所示，本实施例中前支撑杆和中间支撑杆连接齿轮的一端竖直固定有底部连接件4-5，底部连接件穿过对应的齿轮中心后与底板铰接，从而限制齿轮水平和竖直方向的位移，保证前支撑杆和中间支撑杆只发生转动。所述底部连接件上设置有与齿轮的键槽相配合的平键4-6，从而将前支撑杆和中间支撑杆通过键连接方式固定在齿轮上。初始位置时，篷布聚拢，各支撑杆的位置与对应齿条的长度相适合，以保证篷布展开后各支撑杆位于同一锥形面(即保证篷布展开后呈倒伞状)。
如图7所示，所述前支撑杆为折形杆；前支撑杆包括依次通过弯头4-1-4固定连接的第一短杆4-1-1、第二短杆4-1-2和第三短杆4-1-3，其中所述第三短杆通过所述底部连接件与齿轮固定连接。篷布展开时，所述第一短杆位于集果机构的对称面上，以保证两组展开机构展开后前侧闭合无开口。如图8、图9所示，五根中间支撑杆和后支撑杆均为直形杆。本实施例中，当篷布收拢时，五根中间支撑杆和后支撑杆相互平行。
两组展开机构在展开后，篷布作为收集面呈倒伞状环绕在集果机构的外周。本实施例中(见图1)，两组展开机构展开后，篷布收集面前侧闭合，后侧预留有开口，以方便工作人员手动操作装置，也可通过改变后支撑杆的形状使收集面后侧完全闭合，从而防止落果从开口部位掉落至地面。
所述水平液压油缸和抬升液压油缸分别与液压泵相连接，由液压泵提供动力。所述底盘上还设置有便于人工操作的扶手1-4。
本发明的工作方式如下：
初始位置时，篷布收拢。启动发动机，驱动整体装置移动至待摘取的果树下，通过底板前侧的U形槽，将整体装置夹持固定在果树树干上。启动水平液压油缸，使其推杆伸长，在水平液压油缸的推动下，齿条固定座开始向前运动，位于齿条固定座上的各齿条与各齿轮相互啮合传动，进而带动前支撑杆和五根中间支撑杆转动相应角度，直至篷布完全展开，此时篷布环绕在集果机构周围。接着用工具将果实从树上击打下来，果实落到篷布收集面上，顺着倾斜的篷布落入隔断板内侧的底板上。然后再次启动水平液压油缸，使其推杆收缩，通过各齿条带动齿轮及各支撑杆回转至初始位置，篷布收拢。将整体装置从树干上退出，启动抬升液压油缸，使其推杆伸长，带动集果机构整体倾斜，底板上的落果在重力作用下向前滑落至两个集果箱中，对落果进行装箱，完成果实的收集工作。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种自走式倒伞型果实收集装置，其特征在于：包括安装有发动机(1-2)以带动整体装置移动的底盘(1-1)、一侧铰接在底盘上且另一侧可向上抬升的抬升机构、固定在抬升机构上以收集落果的集果机构、对称安装在集果机构两侧且展开后呈倒伞状环绕在集果机构外周的两组展开机构以及分别驱动两组展开机构展开或收拢的两组传动机构；
所述抬升机构包括前侧铰接在底盘上的中间固定板(2-1)以及一端铰接在底盘上且另一端铰接在中间固定板后侧以带动中间固定板向上倾斜的抬升液压油缸(2-2)；
所述集果机构包括固定在中间固定板上的底板(3-1)、固定在底板前侧以便对底板上的落果进行装箱的若干集果箱(3-2)以及绕设在底板和集果箱外围以防止底板上的落果掉落的隔断板(3-3)；
两组传动机构结构相同且对称安装在底板左右两侧；每组传动机构包括通过滑动副可沿前后方向水平运动地定位在底板上的齿条固定座(5-3)、安装在底板上以驱动齿条固定座的水平液压油缸(5-4)、固定在齿条固定座上的若干齿条(5-5)以及与若干齿条一一对应啮合以驱动展开机构的若干齿轮(5-6)；若干齿轮等间距布置并可转动地水平定位在底板上；
两组展开机构结构相同；每组展开机构包括一根前支撑杆(4-1)、若干中间支撑杆(4-2)、一根后支撑杆(4-3)以及由各支撑杆支撑的篷布(4-4)；所述前支撑杆和若干中间支撑杆分别与若干齿轮对应固定连接并向外伸出；所述后支撑杆固定在底板上且向外伸出；篷布聚拢时，各支撑杆的位置与对应齿条的长度相适合，以保证篷布展开后各支撑杆位于同一锥形面。
2.根据权利要求1所述的自走式倒伞型果实收集装置，其特征在于：所述前支撑杆为折形杆；所述前支撑杆包括依次固定连接的第一短杆(4-1-1)、第二短杆(4-1-2)和第三短杆(4-1-3)；所述第三短杆与齿轮固定连接；篷布展开时，所述第一短杆位于集果机构的对称面上；所述中间支撑杆和后支撑杆为直形杆。
3.根据权利要求2所述的自走式倒伞型果实收集装置，其特征在于：所述底盘采用履带式底盘；所述底盘上还设置有分别与水平液压油缸和抬升液压油缸相连接以提供动力的液压泵(1-3)。
4.根据权利要求3所述的自走式倒伞型果实收集装置，其特征在于：所述底板的前部设置成可夹持树干的U型槽结构。
5.根据权利要求4所述的自走式倒伞型果实收集装置，其特征在于：各齿轮等间距布置；各齿条的长度由前向后依次递减。
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