CN111213489A - 一种可适应于不同行距的采摘装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可适应于不同行距的采摘装置，包括履带底盘、升降单元、人站作业单元；所述升降单元包括机架、第一剪叉式升降机构、货箱；所述人站作业单元包括支撑架、滑轨、滑块、支撑底杆、油缸连接架、横移油缸、第二剪叉式升降机构以及人站平台。本发明提供的采摘装置，可根据果园内不同行距调整人站作业单元的左右移动，适用于行距较大或者行距不一致的林果作业区，并且本装置采用对称结构设计，运动灵活，承载能力强，具有结构简单紧凑，加工和装配工艺良好等优点。

Description

一种可适应于不同行距的采摘装置

技术领域

本发明涉及农业机械领域，尤其涉及一种可适应于不同行距的采摘装置。

背景技术

随着我国果园种植规模的不断扩大，作业机械化的程度也随之提高。但面对不同行距、丘陵山区等复杂的地形时，存在着很多问题，例如机械化作业效率较低，人工劳动力成本高，且无法保证作业人员的安全，增加了作业的风险和成本。

现有技术中，采用履带式底盘结合电机作为驱动系统的电动遥控履带多功能升降采摘平台，通过剪叉式升降机构连接作业平台实现升降功能，整体结构紧凑，行走转向灵活，平稳易操作；另有分体式果园采摘平台，包括行走装置、机箱、操作踏板、保护侧板、驱动系统以及控制系统，可根据果树的高度安装机箱的数量，且机箱呈柱形分布，能够有效的减少占地面积，便于放置；此外由框架、收集机构和支撑轮组组成的移动式可调节水果采摘升降平台，采摘装置结构稳定，带有升降功能，对不同高度的果树采摘适应性强，采摘效率高且在采摘后，水果不必放置在采摘平台上，避免一次次的上下运送，使用方便。

然而，现有的果园采摘装置无法适应于行距较大或者行距不一致的林果作业区，功能相对单一。

发明内容

本发明提供了一种可适应于不同行距的采摘装置，用以解决现有的果园采摘装置难以适应行距较大或者行距不一致的林果作业区的问题。

本发明提供了一种可适应于不同行距的采摘装置，包括履带底盘、升降单元、人站作业单元；所述履带底盘设置于所述升降单元下方，所述升降单元一侧与所述人站作业单元连接；

所述升降单元包括机架、第一剪叉式升降机构、货箱；所述机架设置于所述履带底盘上方，所述第一剪叉式升降机构设置于所述机架上方，所述货箱设置于所述第一剪叉式升降机构上方；

所述人站作业单元包括支撑架、滑轨、滑块、支撑底杆、油缸连接架、横移油缸、第二剪叉式升降机构以及人站平台；

所述支撑架通过L型法兰与所述货箱侧面连接，所述滑轨包括第一轨道和第二轨道，分别设置于所述支撑架与所述采摘装置前进方向垂直的两侧边，所述滑块设置于所述滑轨侧板凹槽处；

所述支撑底杆包括第一支撑底杆和第二支撑底杆，且分别设置于所述滑轨两端并与所述滑轨垂直，所述第一支撑底杆的两端与所述滑块连接固定，所述第二支撑底杆两端与所述滑轨侧板连接固定；

所述油缸连接架包括第一油缸连接架和第二油缸连接架，所述第一油缸连接架设置为Z型，顶端与所述第一支撑底杆连接，底端与所述横移油缸伸缩端连接，所述第二油缸连接架设置为矩形，顶端与所述第二支撑底杆连接，底端与所述横移油缸固定端连接；

所述第二剪叉式升降机构的底端与所述滑块连接固定，所述人站平台设置于所述第二剪叉式升降机构上方。

进一步地，所述第一支撑底杆为阶梯轴形，所述第一支撑底杆的直径从中间向两边逐渐递减。

进一步地，所述第二剪叉式升降机构包括上连杆和下连杆，所述下连杆底端与所述滑块连接固定，所述下连杆另一端与所述上连杆一端连接，所述上连杆另一端通过铰座与所述人站平台连接。

进一步地，所述第二剪叉式升降机构中间还设置有T型支撑杆，所述T型支撑杆沿采摘装置前进方向平行设置并且其两端与所述第二剪叉式升降机构固定连接，所述T型支撑杆底端与升降油缸的伸缩端连接，所述升降油缸的固定端与所述支撑架连接固定。

进一步地，所述人站平台包括人站底板和人站平台围栏，所述人站平台围栏一侧设置有控制操作台和机具挂件箱。

进一步地，所述人站平台设置有脚操作踏板，所述脚操作踏板包括第一脚踏板、第二脚踏板和第三脚踏板。

进一步地，所述升降单元还包括油缸，所述油缸伸缩端与上油缸支架连接，所述油缸固定端与下油缸支架连接，所述上油缸支架两端与所述第一剪叉式升降机构连接，所述下油缸支架两端与所述机架连接固定。

进一步地，所述升降单元还包括油缸支撑杆，所述油缸支撑杆为左右双圆盘式结构，所述油缸伸缩端与所述油缸支撑杆一端连接，所述油缸支撑杆的另一端与所述上油缸支架连接。

进一步地，所述履带底盘包括履带、主动链轮、减速器、电机、电瓶、张紧轮、连接板、从动链轮、承重轮；

所述主动链轮设置于所述履带底盘一端，其外齿与所述履带内齿相啮合，所述主动链轮与所述减速器连接，所述减速器与所述电机连接、所述电瓶与所述电机连接，所述张紧轮设置于所述电机后侧，所述张紧轮之间通过所述连接板连接，所述从动链轮设置于所述履带底盘另一端，其外齿与所述履带内齿啮合，所述承重轮设置于所述履带底盘底部。

进一步地，所述履带底盘还包括液压站，所述液压站包括油管、液压泵、液压阀。

本发明提供了一种可适应于不同行距的采摘装置，通过驱动横移油缸运动，可实现根据果园内不同行距调整人站作业平台的位置，以便作业人员在行距较大或不同行距的果园中作业；其次，作业人员通过对车载控制器进行操作，驱动油缸伸出运动，油缸推动第一剪叉式升降机构上升，从而带动人站作业单元和货箱一起升高，还可根据果树高度进行调节，通过启动第一脚踏板，驱动升降油缸伸出运动，升降油缸推动第二剪叉式升降机构上升，从而实现人站作业单元在原有高度的基础上，继续上升500mm，以满足高空作业要求；接着，本发明在每个履带底盘的主动链轮都配置有各自的电机，可以独立控制主动链轮，大大提高了采摘装置在行走时的灵活性，并且通过电瓶给电机提供电力，绿色环保，无污染无噪音；最后，履带底盘作为行走装置，更能适应在丘陵山区等复杂地形下进行作业，稳定性更高。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的一种可适应于不同行距的采摘装置整体结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种可适应于不同行距的采摘装置中一侧履带底盘结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的一种可适应于不同行距的采摘装置中升降单元结构示意图；

图4a为本发明一实施例提供的一种可适应于不同行距的采摘装置中人站作业单元的左视图；

图4b为本发明一实施例提供的一种可适应于不同行距的采摘装置中人站作业单元的的结构示意图；

附图标记说明：

履带底盘1、机架2、第一剪叉式升降机构3、货箱4、人站平台5、第二剪叉式升降机构6、支撑架7；

底盘机架101、主动链轮102、主动链轮轴103、减速器104、电机105、张紧链轮106、张紧链轮轴107、连接板108、电瓶109、控制器110、油管111、液压站112、从动链轮113、从动轮轴114、履带115、三角连接架116、承重轮117、承重轮轴118；

下油缸支架202、下支撑轴203、油缸204、油缸支撑杆205、上油缸支架206、连接板件207、货箱围栏208、货箱底板209、滑轨210、滑块211、电子显示器212、安装支架213、压力传感器214以及L型法兰215；

第一油缸连接架301、第一支撑底杆302、滑块303、下连杆304、上连杆305、铰座306、人站平台侧板307、脚操作踏板308、车载控制台309、人站平台围栏310、升降油缸311、横移油缸312、T型支撑杆313、销轴314以及机具挂件箱315。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本实施例提供了一种可适应于不同行距的采摘装置，如图1所示，包括履带底盘1、升降单元、人站作业单元；履带底盘1设置于升降单元下方，升降单元一侧与人站作业单元连接；

升降单元包括机架2、第一剪叉式升降机构3、货箱4；

机架2设置于履带底盘1上方，第一剪叉式升降机构3通过结构方管焊接在机架2上方，货箱4通过结构方管焊接在第一剪叉式升降机构3上方；

人站作业单元包括人站平台5、第二剪叉式升降机构6以及支撑架7。

支撑架7位于货箱4前端，支撑架7上方设置有第二剪叉式升降机构6，人站平台5焊接在第二剪叉式升降机构6上方。

其中，履带底盘包括两组，两组履带底盘的结构相同，以左侧履带底盘为例进行介绍，如图2所示，履带底盘1包括底盘机架101、主动链轮102、主动链轮轴103、减速器104、电机105、张紧链轮106、张紧链轮轴107、连接板108、电瓶109、控制器110、油管111、液压站112、从动链轮113、从动轮轴114、履带115、三角连接架116、承重轮117、承重轮轴118。

底盘机架101用于支撑履带115并且安装固定履带底盘1内的部件，主动链轮102包括两个齿轮，齿轮内设有键槽，通过键连接固定在主动链轮轴103两侧，主动链轮轴103通过轴承座安装在底盘机架101上，主动链轮102的外齿与履带115内齿啮合在一起，通过主动链轮102带动履带115进行转动，使得采摘装置前进；

主动链轮102后侧连接有减速器104，通过螺栓固定在底盘机架101上，减速器104主要起减速增扭的作用；该减速器104选择涡轮蜗杆减速器，共设有左右两个，分别与两个齿轮连接，可分别独立控制主动链轮102。减速器104另一端与电机105的输出轴连接，电机105通过电机安装支架固定在底盘机架101上，电机105选择直流有刷电机，直流有刷电机为小电压大功率电机，具有较大的启动电流，便于为履带底盘1提供较大的输出动力。张紧链轮106设有左右各两个，位于一侧的两个张紧链轮中间通过连接板108连接，并且固定在底盘机架上101；张紧链轮106主要起调节履带115张紧的作用。电瓶109与电机105连接，为电机105提供电源，电瓶109为蓄电池，可反复充放电，经济环保，不会对作业人员产生生命危害事故；电瓶109还通过电源转换模块与控制器110连接。液压站112为小型液压站，安置于底盘机架101后端，为装置内的油缸提供动力来源，液压站112包括油管111、液压泵、液压阀，油缸通过油管111与液压站112连接。从动链轮113包括两个齿轮，齿轮内设置有键槽，通过键连接固定在从动链轮轴114两侧，从动链轮113的外齿与履带115内齿啮合在一起，通过履带105带动从动链轮113进行转动，从动链轮轴114通过轴承座安装在底盘机架101上；承重轮117同样包括两个承重轮，中间通过承重轮轴连接固定，履带底盘1共包括6个承重轮117，三角连接架共设置有3个，每个三角连接架116连接位于一侧的两个承重轮并将其固定在底盘机架101上，主要起承受底盘重力的作用。

如图3所示，升降单元包括机架2、下油缸支架202、下支撑轴203、油缸204、油缸支撑杆205、上油缸支架206、连接板件207、货箱围栏208、货箱底板209、滑轨210、滑块211、电子显示器212、安装支架213、压力传感器214以及L型法兰215。

机架2与采摘装置前进方向平行的两侧边上设置有滑轨210，第一剪叉式升降机构3包括两组平行设置的连接板件207，两组相互交叉形成第一剪叉式升降机构3，交叉位置通过中间连接件固定，两个平行的连接板件207上下两端通过支撑轴连接，其中，一组的支撑轴分别固定在机架2和货箱底板209下方，另一组的支撑轴通过滑块211安装在滑轨210中，滑块211可以在滑轨210中左右移动，其中，支撑轴并未在图3中全部示出，连接滑动设置的一组连接板件底端的下支撑轴标号为203。

其中，下油缸支架202固定安装在机架2的底板上，滑动设置的一组连接板件207中间还设置有上油缸支架206，油缸204的固定端与下油缸支架202连接，油缸204的伸缩端通过螺栓与上油缸支架206固定，油缸204包括进油孔和出油孔，进油孔通过油管111与液压站112连接，液压站112控制油缸204的伸缩量，油缸204选择为液压油缸；油缸支撑杆205为左右双圆盘式结构，其圆盘上设有两个大小不一的螺纹孔，小孔与油缸204的收缩杆构成铰链，大孔安装在上油缸支架206的中间位置，上油缸支架206为圆棒状结构，其两端设有螺纹，通过螺纹与第一剪叉式升降机构3连接，通过油缸204的伸缩带动上油缸支架206的运动，使得第一剪叉式升降机构3实现升降功能。

货箱4为长方形机构，包括货箱底板209和一体设置的货箱围栏208，货箱4与第一剪叉式升降机构3焊接，用于存放采摘的水果等；货箱4前部侧板设有压力传感器214和电子显示器212，压力传感器214和电子显示器212通过安装支架213安装在货箱围栏208上，通过压力传感器214检测货箱4内水果的重量，并将重量信息显示在电子显示器212上；L型法兰215焊接在货箱围栏208前部侧板下方，用于连接人站作业单元。

如图4a所示，人站作业单元还包括升降油缸311、横移油缸312、支撑杆313、销轴314以及机具挂件箱315；

如图4b所示，人站作业单元包括支撑架7(图中未示出)、油缸连接架301、支撑底杆302、滑块303、下连杆304、上连杆305、铰座306、人站平台侧板307、脚操作踏板308、车载控制台309、人站平台围栏310；

支撑架7通过L型法兰215与货箱围栏208连接，为了清楚表示人站作业单元的结构，图中未示出该支撑架，但可从图1中清楚看出。支撑架7垂直于采摘装置前进方向的两侧边上方设置有滑轨，滑轨包括第一轨道和第二轨道，分别设置于支撑架与采摘装置前进方向垂直的两侧边，滑轨包括滑块303，滑块303设置于滑轨侧板凹槽处；与第一剪叉式升降机构3类似，第二剪叉式升降机构6包括两组平行的上连杆304和下连杆305，两组相互交叉并且将上连杆和下连杆端部连接形成第二剪叉式升降机构6，第二剪叉式升降机构6上端通过销轴314连接固定在铰座306上，中间通过支撑杆固定连接一起，实现升降同步运动，下端通过滑块303固定在滑轨的凹槽中。

滑轨上还设置有支撑底杆，支撑底杆包括第一支撑底杆302和第二支撑底杆(图中未示出)，且分别设置于滑轨两端，第一支撑底杆302的两端与滑块303连接固定，第二支撑底杆两端与滑轨侧板连接固定；支撑底杆302为阶梯轴形，其直径从中间向两边逐渐递减，端部设置有螺纹，与滑块303连接固定；横移油缸连接架包括第一油缸连接架301和第二油缸连接架(图中未示出)，第一油缸连接架301设置为Z型，顶端与第一支撑底杆302通过螺纹连接，底端与横移油缸312伸缩端连接；第二油缸连接架设置为矩形，顶端与第二支撑底杆连接，底端与横移油缸312固定端连接，横移油缸312的安装方向与滑轨平行，通过控制横移油缸312的伸缩量来控制人站作业单元的左右移动量，横移油缸312为液压油缸；T型支撑杆313两端通过螺纹固定在第二剪叉式升降机构6上，其底端设有螺纹通孔，与升降油缸311的输出螺纹端部相连，升降油缸311的固定端与支撑架7连接固定，通过控制升降油缸311的伸缩量来控制人站作业单元的升降高度。

人站平台包括底板和人站平台围栏310，人站平台围栏310设置在底板四周，且人站平台围栏310后侧设有转动铰链，便于该侧打开与闭合，人站平台围栏310底部焊有钣金件，用于保护作业人员的安全；人站平台围栏310左侧设有车载控制台309和机具挂件箱315，车载控制台309设有上升、下降、转向以及急停按钮，其中上升下降为同一按钮，前压状态为上升功能，后压状态为下降功能，分别实现第一剪叉式升降机构3的升降功能，转向按钮为8向操作手柄，通过控制手柄转向控制两个电机的转速控制履带底盘1的转向功能，急停按钮当作业环境处于危险状况下，作业人员按下急停按钮，该采摘装置可以实现紧急下降恢复到原始状态；车载控制台309内部设有控制面板，车载控制台309通过485通讯将控制信息传递给单片机，单片机将接受到的信号传递给控制器110，通过控制器110控制电机105的转速以实现调节运行速度和行走转向功能。

机具挂件箱315用于放置作业人员所使用的操作机具，机具挂件箱315设置有若干个插电接口，用于需充电操作机具的使用；

底板设有三个脚踏操作板308，分别为第一脚踏板、第二脚踏板和第三脚踏板，第一脚踏板控制人站作业单元的升降，第二脚踏板控制人站作业单元的横向移动，第三脚踏板为遇到高空危险作业时急停控制台。

本发明提供的履带底盘中还包括控制系统，控制系统包括两个控制器110以及两个电机驱动器，驱动器分别用于驱动两个电机105，电机驱动器的输出端与电机105连接，通过接受控制器110发出的脉冲信号控制电机105；车载控制台309或脚操作踏板308将信息传递给单片机，单片机将接受到的信号传递给液压站112的电动控制器，电动控制器来控制液压站112的运转，通过控制油箱内的液压油进出量来控制油缸的伸缩运动。

本实施例提供的采摘装置进入果园作业时：首先根据不同果树的高度，作业人员在人站作业平台按下车载控制器的上升按钮，驱动油缸伸出运动，油缸推动第一剪叉式升降机构上升运动，从而带动人站作业单元和货箱一起上升，当上升到指定高度时，作业人员可在平台上进行修枝、采摘、喷药等高空作业，当遇到果树较高的，启动第一脚踏板，驱动升降油缸伸出运动，升降油缸推动第二剪叉式升降机构上升运动，从而实现人站作业单元在原有高度的基础上，继续上升500mm，以满足高空作业要求，当在行距较大的果园作业时，可以启动第二脚踏板，驱动横移油缸伸出运动，从而实现人站作业单元的左右移动，以便作业人员在行距较大的果园中作业。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本发明旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种可适应于不同行距的采摘装置，其特征在于，包括履带底盘、升降单元、人站作业单元；所述履带底盘设置于所述升降单元下方，所述升降单元一侧与所述人站作业单元连接；

所述升降单元包括机架、第一剪叉式升降机构、货箱；所述机架设置于所述履带底盘上方，所述第一剪叉式升降机构设置于所述机架上方，所述货箱设置于所述第一剪叉式升降机构上方；

所述人站作业单元包括支撑架、滑轨、滑块、支撑底杆、油缸连接架、横移油缸、第二剪叉式升降机构以及人站平台；

所述支撑架通过L型法兰与所述货箱侧面连接，所述滑轨包括第一轨道和第二轨道，分别设置于所述支撑架与所述采摘装置前进方向垂直的两侧边，所述滑块设置于所述滑轨侧板凹槽处；

所述支撑底杆包括第一支撑底杆和第二支撑底杆，且分别设置于所述滑轨两端并与所述滑轨垂直，所述第一支撑底杆的两端与所述滑块连接固定，所述第二支撑底杆两端与所述滑轨侧板连接固定；

所述油缸连接架包括第一油缸连接架和第二油缸连接架，所述第一油缸连接架设置为Z型，顶端与所述第一支撑底杆连接，底端与所述横移油缸伸缩端连接，所述第二油缸连接架设置为矩形，顶端与所述第二支撑底杆连接，底端与所述横移油缸固定端连接；

所述第二剪叉式升降机构的底端与所述滑块连接固定，所述人站平台设置于所述第二剪叉式升降机构上方。

2.根据权利要求1所述的可适应于不同行距的采摘装置，其特征在于，所述第一支撑底杆为阶梯轴形，所述第一支撑底杆的直径从中间向两边逐渐递减。

3.根据权利要求1所述的可适应于不同行距的采摘装置，其特征在于，所述第二剪叉式升降机构包括上连杆和下连杆，所述下连杆底端与所述滑块连接固定，所述下连杆另一端与所述上连杆一端连接，所述上连杆另一端通过铰座与所述人站平台连接。

4.根据权利要求1所述的可适应于不同行距的采摘装置，其特征在于，所述第二剪叉式升降机构中间还设置有T型支撑杆，所述T型支撑杆沿采摘装置前进方向平行设置并且其两端与所述第二剪叉式升降机构固定连接，所述T型支撑杆底端与升降油缸的伸缩端连接，所述升降油缸的固定端与所述支撑架连接固定。

5.根据权利要求1所述的可适应于不同行距的采摘装置，其特征在于，所述人站平台包括人站底板和人站平台围栏，所述人站平台围栏一侧设置有控制操作台和机具挂件箱。

6.根据权利要求1所述的可适应于不同行距的采摘装置，其特征在于，所述人站平台设置有脚操作踏板，所述脚操作踏板包括第一脚踏板、第二脚踏板和第三脚踏板。

7.根据权利要求1所述的可适应于不同行距的采摘装置，其特征在于，所述升降单元还包括油缸，所述油缸伸缩端与上油缸支架连接，所述油缸固定端与下油缸支架连接，所述上油缸支架两端与所述第一剪叉式升降机构连接，所述下油缸支架两端与所述机架连接固定。

8.根据权利要求7所述的可适应于不同行距的采摘装置，其特征在于，所述升降单元还包括油缸支撑杆，所述油缸支撑杆为左右双圆盘式结构，所述油缸伸缩端与所述油缸支撑杆一端连接，所述油缸支撑杆的另一端与所述上油缸支架连接。

9.根据权利要求1所述的可适应于不同行距的采摘装置，其特征在于，所述履带底盘包括履带、主动链轮、减速器、电机、电瓶、张紧轮、连接板、从动链轮、承重轮；

所述主动链轮设置于所述履带底盘一端，其外齿与所述履带内齿相啮合，所述主动链轮与所述减速器连接，所述减速器与所述电机连接、所述电瓶与所述电机连接，所述张紧轮设置于所述电机后侧，所述张紧轮之间通过所述连接板连接，所述从动链轮设置于所述履带底盘另一端，其外齿与所述履带内齿啮合，所述承重轮设置于所述履带底盘底部。

10.根据权利要求1所述的可适应于不同行距的采摘装置，其特征在于，所述履带底盘还包括液压站，所述液压站包括油管、液压泵、液压阀。

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