CN111165338B - 一种椰枣园多功能管理装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种椰枣园多功能管理装置，包括动力平台，动力平台上固定有第一升降臂，所述第一升降臂远离动力平台的一端通过一转动副安装有第二升降臂，用于使第二升降臂绕转动副水平转动，所述第二升降臂的另一端安装有作业部件，所述第一升降臂和第二升降臂分别包括一个双摇杆机构，利用动力平台配合二级升降臂对作业部件进行驱动，针对椰枣树果实的生长状态、养护需求，使养护平台在调整高度和相对角度的同时，保持水平姿态作业，对应配合椰枣树的果实采收和养护过程，人员只需要从低处遥控作业部件便可以实现椰枣树的采收和养护，克服了人员高空作业带来的安全问题，提高了采收和养护效率。

Description

一种椰枣园多功能管理装置

技术领域

本申请涉及一种椰枣园多功能管理装置。

背景技术

椰枣是热带重要干果，其果实竖直悬垂在树干的顶部、枝叶的下方，对于椰枣树种植行业，主要集中在中东和北部非洲地区，由于其果实位置的特殊性，难以配以专业的养护和采收机械，因此，传统的养护和采收作业依靠于人力进行，常常看到采收和养护人员在十几米到二十几米的树上,上下攀爬进行作业，在作业过程中，由于人力所能承载的负重有限，单次作业量有限，养护和采收效率低下，人力资源占用量大，难以进一步扩大种植范围。

发明人发现，目前也有部分辅助采收和养护的机械设备，采用类似起重机的升降平台,人站在平台上被送到空中进行剪枝、授粉、采摘作业，但是其并没有从根本上解决人力资源占用量大、采收和养护条件差的问题，其仍需要依赖于人工的养护和采收，劳动强度大且高空作业危险性大；对于热带、亚热带高树干水果管理、收获难的问题，并没有针对性较强的专业机械来克服人员高空作业的问题，随着人力成本的逐渐提升，难以满足现有高树干果树管理、水果采摘的需求，更无法有效扩大种植范围、提升经济效益。

发明内容

本申请的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种椰枣园多功能管理装置，利用动力平台配合二级升降臂对作业部件进行驱动，针对椰枣树果实的生长状态、养护需求，使养护平台在调整高度和相对角度的同时，保持水平姿态作业，对应配合椰枣树的果实采收和养护过程，人员只需要从低处遥控作业部件便可以实现椰枣树的采收和养护，克服了人员高空作业带来的安全问题，提高了采收和养护效率。

为了实现上述目的，采用以下技术方案：

一种椰枣园多功能管理装置，包括动力平台，动力平台上固定有第一升降臂，所述第一升降臂远离动力平台的一端通过一转动副安装有第二升降臂，用于使第二升降臂绕转动副水平转动，所述第二升降臂的另一端安装有作业部件，所述第一升降臂和第二升降臂分别包括一个双摇杆机构，两个双摇杆机构用于共同调节作业部件的竖直高度并使作业部件保持水平姿态。

进一步地，所述动力平台设有行走轮，用于带动动力平台和作业部件移动，动力平台还配合有多个支脚，所述支脚能够下方接触地面对动力平台进行支撑或收起离开地面解除对动力平台的支撑。

进一步地，所述的支脚包括两组，分别安装在动力平台的两端，每组有两个支脚，对称安装在动力平台的两侧。

进一步地，所述第一升降臂包括第一双摇杆机构，所述第一双摇杆机构对应的机架杆竖直固定在动力平台上，第一双摇杆机构对应的连杆竖直设置，并通过转动副同轴配合连接第二升降臂。

进一步地，所述第一升降臂上还配合有第一双作用油缸，所述第一双作用油缸通过伸缩驱动第一双摇杆机构运动，用于改变转动副的竖直高度。

进一步地，所述的第二升降臂包括第二双摇杆机构，所述第二双摇杆机构对应的机架杆与转动副同轴配合安装，并保持竖直状态，所述第二双摇杆机构对应的连杆竖直设置，并连接作业部件。

进一步地，所述第二升降臂上还配合有第二双作用油缸，所述第二双作用油缸通过伸缩驱动第二双摇杆机构运动，用于改变作业部件的竖直高度。

进一步地，所述的转动副包括竖直设置的转轴和驱动机构，所述转轴一端与第一升降臂转动连接，另一端与第二升降臂转动连接，所述驱动机构驱动第二升降臂和作业部件整体绕转轴的轴线转动。

进一步地，所述的作业部件包括控制模块、喷洒模块和采收模块，所述控制模块与喷洒模块、采收模块分别通信连接，用于从远处控制喷洒模块的喷洒作业和控制采收模块的采收作业。

进一步地，所述喷洒模块配置有喷洒机构，用于对椰枣树进行授粉喷洒作业和农药喷洒作业；所述采收模块包括集果箱和刀具机构，所述集果箱承载刀具机构切断后的椰枣树果实；

优选的，所述的刀具机构包括刀臂座、刀臂座回转机构、刀臂、刀臂回转机构、刀臂摇摆机构和刀盘，集果箱在刀臂座左右各安装一个，刀臂座下方安装连接控制模块的电器控制箱，刀臂座内设置刀臂座回转机构由回转电机驱动可在水平面内左右旋转±35°，刀臂座上部通过销轴与刀臂连接，刀臂通过刀臂摇摆机构可在垂直面内左右摆动±70°，同时刀臂自身按装了刀臂回转机构驱动刀臂绕自身轴线旋转带动安装于刀臂顶端的刀盘电机及刀盘左右旋转±90°；使刀盘的剪切平面在空间三纬度自由调节从而满足任何方向的剪切作业,剪下的果穗自然落入两集果箱内。

与现有技术相比，本申请具有的优点和积极效果是：

(1)实现了集椰枣剪枝、果穗采收、机械化人工授粉、农药喷洒灭虫多功能于一体的多用途复合作业，大大提高了劳动生产率，将果农从高危繁重的人力爬树作业模式中解放出来；

(2)机组采用机、电、液一体化设计，工作部件采用无线遥控作业，使作业过程更轻松、灵活、高效。无线遥控电动剪切作业部件和无线遥控电动喷洒作业部件共用一套电控系统，使不同类型作业的设备转换更快捷、方便，节约作业部件的制造成本；

(3)利用第一升降臂和第二升降臂对作业部件的高度位置及水平位置进行调整，配合两个双摇杆机构，使作业部件始终处于水平位置，配合竖直垂下的椰枣果实，能够便于作业部件对椰枣树的喷洒养护以及果实采摘，水平方向伸出刀具恰好与椰枣果实的果柄垂直，不会受到其他枝丫的遮挡和干扰，从而能够实现垂直切断果柄并承接收集果实的目的；

(4)机组自带动力底盘，方便作业场地转移，提高作业效率。前后左右设有四支腿，行走转移时收起，作业时放下，增加机组平衡与稳定，即使场地不平整也可确保机组的支撑稳定性和安全性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明实施例1中椰枣园多功能管理装置的主视图；

图2为本发明实施例1中椰枣园多功能管理装置的俯视图；

图3为本发明实施例1中椰枣园多功能管理装置的轴侧视图；

图4为本发明实施例1中椰枣园多功能管理装置的场地或道路转移状态图；

图5为本发明实施例1中椰枣园多功能管理装置的采收模块的结构示意图；

图6为本发明实施例1中椰枣园多功能管理装置的喷洒模块的结构示意图；

图7为本发明实施例1中椰枣园多功能管理装置的喷洒模块的侧视图。

其中，1、动力平台，2、升降臂，3、采收模块，4、喷洒模块，5、集果箱，6、第二双作用油缸，7、转动副，8、前支脚，9、后支脚，10、第一双作用油缸，11、刀臂座，12、摆角限位器，13、刀臂，14、刀盘，15、旋转限位器，16、电器控制箱，17、储液罐，18、喷嘴，19、主喷管，20、电磁换向阀，21、电动隔膜泵。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步地说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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申请的限制。

术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中部分辅助采收和养护的机械设备，采用类似起重机的升降平台,人站在平台上被送到空中进行剪枝、授粉、采摘作业，但是其并没有从根本上解决人力资源占用量大、采收和养护条件差的问题，其仍需要依赖于人工的养护和采收，劳动强度大且高空作业危险性大；对于热带、亚热带高树干水果管理、收获难的问题，并没有针对性较强的专业机械来克服人员高空作业的问题，随着人力成本的逐渐提升，难以满足现有高树干果树管理、水果采摘的需求，更无法有效扩大种植范围、提升经济效益，针对上述技术问题，本申请提出了一种椰枣园多功能管理装置。

实施例1

本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图7所示，提出了一种椰枣园多功能管理装置，通过升降臂配以不同的执行作业部件，实现采收或喷洒工作。

包括动力平台1，动力平台通过升降臂2连接有作业部件，升降臂包括第一升降臂和第二升降臂，所述动力平台上固定第一升降臂，所述第一升降臂远离动力平台的一端通过一转动副7安装第二升降臂，用于使第二升降臂绕转动副水平转动，所述第二升降臂的另一端安装有作业部件，所述第一升降臂和第二升降臂分别包括一个双摇杆机构，两个双摇杆机构用于共同调节作业部件的竖直高度并使作业部件保持水平姿态。

进一步地，所述动力平台是自走式动力平台，以柴油机为动力，承载机组其他部件自行完成各种作业的动力底盘；包括柴油机、动力传动总成、车轮式行走系统、行走操控系统、电器系统和平台稳定支撑系统。柴油机安装在动力传动总成的前部，是整台机组的动力来源，其动力传入动力传动总成从而驱动车轮式行走系统实现机组的前进或倒退；驱动液压油泵为机组液压系统提供液压动力；行走操控系统包括油门控制、动力传动离合器控制、行走制动控制、行走转向控制；电器系统由发电机、蓄电池、照明和信号灯等组成，发电机为蓄电池充电，二者共同为机组电器、电动部件提供电能；平台稳定支撑系统由前后两组的前支脚8和后支脚9构成，分别安装于平台四角的支脚组成，机组工作时支脚放下保持平台的稳定，在本实施例中，所述的支脚采用液压驱动，接入机组液压系统；

所述的支脚在支撑动力平台时，其末端与地面紧密贴合，形成稳定的支撑，扩大了动力平台与地面的接触范围，提供更高的稳定性能，机组自带动力底盘，方便作业场地转移，提高作业效率。前后左右设有四液压支腿，行走转移时收起，作业时放下，增加机组平衡与稳定，即使场地不平整也可确保机组的支撑稳定性和安全性。

进一步地，所述升降臂安装于动力平台的后部，其通过液压驱动，拥有多个自由度，便于调整末端作业部件的作业范围和作业角度，由底座、第一升降臂、第二升降臂、转动副、第一双作用油缸10、第二双作用油缸6、驱动机构、压力油控制阀块、油管等组成。底座下端通过三角架与动力平台连接，上端通过销轴与第一升降臂后端连接，第一升降臂与底座之间安装有第一双作用油缸控制第一升降臂的升起或落下；第一升降臂的前端安装着转动副构成的升降臂回转机构，驱动机构选用回转液压马达，通过安装于第一升降臂前端的液压马达驱动转轴立柱在±180°范围旋转；转轴立柱上端通过销轴与第二升降臂后端连接，第二升降臂与转轴立柱之间安装有第二双作用油缸控制前升降臂的升起或落下；所述的第一双作用油缸和第二双作用油缸接入动力平台的液压系统；液压马达通过一对齿轮传动驱动回转机构，来自油泵的压力油通过控制阀块、油管控制液压马达、双作用油缸的动作实现升降臂的上下左右移动。

具体的，所述第一升降臂包括第一双摇杆机构，所述第一双摇杆机构对应的机架杆竖直固定在动力平台上，第一双摇杆机构对应的连杆竖直设置，并通过转动副同轴配合连接第二升降臂，所述第一双作用油缸通过伸缩驱动第一双摇杆机构运动，用于改变转动副的竖直高度；

所述的第二升降臂包括第二双摇杆机构，所述第二双摇杆机构对应的机架杆与转动副同轴配合安装，并保持竖直状态，所述第二双摇杆机构对应的连杆竖直设置，并连接作业部件，所述第二双作用油缸通过伸缩驱动第二双摇杆机构运动，用于改变作业部件的竖直高度。

如图3和图4所示，当机组整体进行移动时，可以将第二升降臂转动至后方，并配合第一升降臂后端布置的支撑架，对第二升降臂进行支撑，减小其整体的高度和长度，便于移动和运输。

利用第一升降臂和第二升降臂对作业部件的高度位置及水平位置进行调整，配合两个双摇杆机构，第一升降臂、第二升降臂都设计了连动杆用以保证安装于第二升降臂前端的作业部件在升降臂的升起或降落过程中始终保持水平姿态，配合竖直垂下的椰枣果实，能够便于作业部件对椰枣树的喷洒养护以及果实采摘，水平方向伸出刀具恰好与椰枣果实的果柄垂直，不会受到其他枝丫的遮挡和干扰，从而能够实现垂直切断果柄并收集果实的目的。

进一步地，所述的作业部件包括控制模块、喷洒模块4和采收模块3，所述控制模块与喷洒模块、采收模块分别通信连接，用于从远处控制喷洒模块的喷洒作业和控制采收模块的采收作业；所述喷洒模块配置有喷洒机构，用于对椰枣树进行授粉喷洒作业和农药喷洒作业；所述采收模块包括集果箱5和刀具机构，所述集果箱承载刀具机构切断后的椰枣树果实。

具体的，对于采收模块，集果箱有两个，采用帆布制作；所述的刀具机构包括刀臂座11、刀臂座回转机构、刀臂13、刀臂回转机构、刀臂摇摆机构和刀盘14，集果箱在刀臂座左右各安装一个，刀臂座下方安装连接控制模块的电器控制箱16，刀臂座内设置刀臂座回转机构由回转电机驱动可在水平面内左右旋转±35°，刀臂座上部通过销轴与刀臂连接，刀臂通过刀臂摇摆机构可在垂直面内左右摆动±70°，并配合以摆角限位器12对其摆动角度进行限位，同时刀臂自身按装了刀臂回转机构驱动刀臂绕自身轴线旋转带动安装于刀臂顶端的刀盘电机及刀盘左右旋转±90°，并配合以旋转限位器15对其旋转角度进行限位；使刀盘的剪切平面在空间三纬度自由调节从而满足任何方向的剪切作业,剪下的果穗自然落入两集果箱内；

对于所述的喷洒模块，用于椰枣树花期的人工授粉喷洒作业和喷洒农药防治果树病虫害的作业。主要由电动隔膜泵21、电磁换向阀20、滤清器、储液罐17、喷嘴18、水阀、管道组成。电动隔膜泵、电磁换向阀安装于刀臂座下方，原安装左右集果箱处替换安装左右储液罐，滤清器安装于储液罐内，原刀臂顶端拆除刀盘电机替换成主喷管19，两只喷嘴安装于主喷管上部，主喷管下部通过软管与电磁换向阀A出水口连接，电磁换向阀的B出口为回水口通过软管与两储液罐连接，电磁换向阀的进水口通过软管与电动隔膜泵的出水口连接，电动隔膜泵的进水口通过软管与水箱连接。

需要特别指出的是，所述的喷洒模块和采收模块为部分替换的结构，所述第二升降臂末端通过一个安装板连接喷洒模块或采收模块，在采收期，将采收模块连接在安装板上，通过控制模块连接电器控制箱实现对采收模块各元件的控制，完成整个采收工作；当对椰枣树进行养护工作或授粉时，将采收模块从安装板上拆除，安装喷洒模块，并接通相应的动力系统，同样通过控制模块连接喷洒模块，对其进行控制，实现喷洒作业。

解决了目前椰枣园缺乏相应作业机械，枝叶修剪、人工授粉、果穗采收靠人工爬树手工作业的问题，其有益效果是提高了生产作业效率，集枝叶修剪、人工授粉、防病灭虫农药喷洒、果穗采收等多功能于一体，有效提高了椰枣园机械化作业水平，将大量椰枣园经营从业者从徒手高空作业的高危作业环境中解放了出来；该装置采用机、电、液一体化设计，工作部件采用无线遥控作业，使作业过程更轻松、灵活、高效。无线遥控电动剪切作业部件和无线遥控电动喷洒作业部件共用一套电控系统，使不同类型作业的设备转换更快捷、方便，节约作业部件的制造成本。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种椰枣园多功能管理装置，其特征在于，包括动力平台，动力平台上固定有第一升降臂，所述第一升降臂远离动力平台的一端通过一转动副安装有第二升降臂，用于使第二升降臂绕转动副水平转动，所述第二升降臂的另一端安装有作业部件，所述第一升降臂和第二升降臂分别包括一个双摇杆机构，两个双摇杆机构用于共同调节作业部件的竖直高度并使作业部件保持水平姿态；

所述第一升降臂包括第一双摇杆机构，所述第一双摇杆机构对应的机架杆竖直固定在动力平台上，第一双摇杆机构对应的连杆竖直设置，并通过转动副同轴配合连接第二升降臂；

所述的第二升降臂包括第二双摇杆机构，所述第二双摇杆机构对应的机架杆与转动副同轴配合安装，并保持竖直状态，所述第二双摇杆机构对应的连杆竖直设置，并连接作业部件；

所述的作业部件包括控制模块、喷洒模块和采收模块，所述控制模块与喷洒模块、采收模块分别通信连接，用于从远处控制喷洒模块的喷洒作业和控制采收模块的采收作业；

所述喷洒模块配置有喷洒机构，用于对椰枣树进行授粉喷洒作业和农药喷洒作业；所述采收模块包括集果箱和刀具机构，所述集果箱承载刀具机构切断后的椰枣树果实。

2.如权利要求1所述的椰枣园多功能管理装置，其特征在于，所述动力平台设有行走轮，用于带动动力平台和作业部件移动，动力平台还配合有多个支脚，所述支脚能够下方接触地面对动力平台进行支撑或收起离开地面解除对动力平台的支撑。

3.如权利要求2所述的椰枣园多功能管理装置，其特征在于，所述的支脚包括两组，分别安装在动力平台的两端，每组有两个支脚，对称安装在动力平台的两侧。

4.如权利要求1所述的椰枣园多功能管理装置，其特征在于，所述第一升降臂上还配合有第一双作用油缸，所述第一双作用油缸通过伸缩驱动第一双摇杆机构运动，用于改变转动副的竖直高度。

5.如权利要求1所述的椰枣园多功能管理装置，其特征在于，所述第二升降臂上还配合有第二双作用油缸，所述第二双作用油缸通过伸缩驱动第二双摇杆机构运动，用于改变作业部件的竖直高度。

6.如权利要求1所述的椰枣园多功能管理装置，其特征在于，所述的转动副包括竖直设置的转轴和驱动机构，所述转轴一端与第一升降臂转动连接，另一端与第二升降臂转动连接，所述驱动机构驱动第二升降臂和作业部件整体绕转轴的轴线转动。

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