CN111567263A - 一种自动化树干环切装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动化树干环切装置，主要涉及树木树皮环切技术领域。包括环切机；所述环切机包括驱动电机、壳体、传动机构、绕绳轮、拉绳、柔性带、切刀；所述绕绳轮与中心轴之间设有自行车棘轮机构；驱动电机通过传动机构带动绕绳轮的正向转动；还包括车厢，所述车厢内设有调位装置总成，所述调位装置总成包括伺服电机、铰接座、平行四边形机构、轨道、滑块、座板和支撑板。本发明的有益效果在于：它能够自动化的对树干进行环切，大大解放了劳动力，能够更加高效、省力方便的进行树木的环切工作。

Description

一种自动化树干环切装置
技术领域
本发明涉及树木树皮环切技术领域，具体是一种自动化树干环切装置。
背景技术
我国是冬枣的原产地,冬枣总产量占世界总产量的97％左右。为了促进枣树早结果、提高枣树座果率、增加产量，需要在枣树开花期对冬枣枣树的主干进行环切，冬枣枣树环切是通过中断枣树上部向根系供应营养的方式，将上部枝叶光合作用合成的营养物质留存在上部枝条，供应上部营养生长和结果，同时，营养物质留在枣树上部能够促进光合作用，增加枣树整体的生长能力。此外，在枣树开花期，采用喷洒植物生长调节剂、叶面肥的方法，可提高枣树的坐果率，所以一般在环切的同时段对枣树喷洒植物生长调节剂、叶面肥。目前来讲，现有技术工具中还没有大型的、用于大径树干的环切工具，只有一些细枝条的环切工具，因为大径树干的皮层厚度在1～2cm左右，环切刀具很难切入。目前的方式都是人工使用锤子+凿刀的方式进行环切，而且由于环切位置位于树木主干的底部，枣农一般都是坐在地上弯腰低头进行手工工作，不仅效率低、而且费时费力、容易造成颈椎腰椎疾病，而且环切效果不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动化树干环切装置，它能够自动化的对树干进行环切，大大解放了劳动力，能够更加高效、省力方便的进行树木的环切工作。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种自动化树干环切装置，包括环切机；所述环切机包括驱动电机、壳体、传动机构、绕绳轮、拉绳、柔性带、切刀；所述驱动电机设置在壳体外，所述绕绳轮设置在壳体内部的基板上，且所述绕绳轮与中心轴之间设有自行车棘轮机构；驱动电机通过传动机构带动绕绳轮的正向转动；所述拉绳一端固定绕在绕绳轮上，另一端通过疏线轮连接在切刀的刀座上；所述柔性带的一端与壳体一侧固定，所述壳体的另一侧设置可开合的压紧板手；所述柔性带内侧设有导向轨，所述切刀的刀座与导向轨滑动连接；所述切刀的刀座上设有弧形滑槽，所述弧形滑槽顶部设有顶护板，所述切刀下方设有座块，所述座块下边为设有弧形轨面，所述弧形轨面在弧形滑槽内滑动，所述弧形轨面与顶护板之间设有软胶条垫；所述刀座后方设有微型气缸，微型气缸的活塞杆与弧形轨面连接，微型气缸的活塞杆的伸长能使弧形轨面带着切刀向外刺出，从而使切刀刺入到树皮内；所述切刀刀刃与座块之间设有退料口。
所述传动机构包括链传动机构和齿轮传动机构；所述链传动机构包括主动链轮、从动链轮和链条，所述齿轮传动机构包括小齿轮和大齿轮，从动链轮连接有小齿轮，大齿轮设置在壳体内部的基板上，小齿轮与大齿轮啮合传动，大齿轮与绕绳轮共轴。
还包括车厢，所述车厢内设有调位装置总成，所述调位装置总成包括伺服电机、铰接座、平行四边形机构、轨道、滑块、座板和支撑板；所述伺服电机、铰接座分别设置在车厢底板的两侧，且车厢两侧设置可开合的仓门；所述平行四边形机构的一个侧板底部与伺服电机传动连接，另一个侧板底部与铰接座铰接，平行四边形机构的顶板与两侧侧板的顶部铰接；所述轨道设置在平行四边形机构顶板的顶部，所述座板底部的滑块与轨道滑动连接，所述座板顶部设有支撑板，所述支撑板顶部设有转台，所述环切机的壳体后端与转台转动连接，且转台两侧设置支撑台面。
所述座板与支撑板之间设有调高气缸，所述调高气缸的活塞杆与支撑板连接。
所述绕绳轮中间设置绳槽，所述绳槽的两侧设置挡绳板，两个所述挡绳板的边缘之间设有防脱橡胶块，两个防脱橡胶块之间设置供拉绳通过的缝隙。
所述刀座最下方设置滚针，所述滚针与柔性带内侧导向轨底面接触而滚动摩擦；所述壳体上与柔性带对应的一面设有滚柱。
所述拉绳为油丝绳，所述柔性带为V型传动皮带材质相同。
对比现有技术，本发明的有益效果在于：
本装置的驱动电机通过传动机构带动绕绳轮的正向转动，绕绳轮的正向转动带动着拉绳绕在绕绳轮上，此过程中拉绳带着切刀沿着树木环切。通过此种方式从而自动化的对树干进行环切，大大解放了劳动力，能够更加高效、省力方便的进行树木的环切工作。
附图说明
附图1是本发明中车厢结构示意图。
附图2是本发明中调位装置总成和环切机闲置位于车厢内时结构示意图。
附图3是本发明中调位装置总成和环切机进行环切工作时结构示意图。
附图4是本发明中环切机结构示意图。
附图5是本发明中环切机局部结构示意图。
附图6是本发明中切刀结构示意图。
附图7是本发明中环切机内部结构原理图。
附图8是本发明中环切机内部结构原理图。
附图9是本发明中环切机内部绕线轮结构原理图。
附图中所示标号：
1、车厢；2、平行四边形机构；3、轨道；4、滑块；5、座板；6、调高气缸；7、支撑板；8、环切机；9、伺服电机；10、铰接座；11、侧板；12、顶板；13、仓门；14、转台；15、支撑台面；16、驱动电机；17、壳体；18、链传动机构；19、绕绳轮；20、拉绳；21、柔性带；22、切刀；23、主动链轮；24、从动链轮；25、链条；26、基板；27、大齿轮；28、自行车棘轮机构；29、绳槽；30、挡绳板；31、防脱橡胶块；32、刀座；33、压紧板手；34、导向轨；35、弧形滑槽；36、顶护板；37、座块；38、弧形轨面；39、软胶条垫；40、微型气缸；41、退料口；42、滚针；43、滚柱。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
本发明所述是一种自动化树干环切装置，主体结构包括设置在车厢1内的平行四边形机构2、轨道3、滑块4、座板5、调高气缸6、支撑板7和环切机8。
放置枣树主干环切装置的车厢1内底部设置伺服电机9和铰接座10，平行四边形机构2的一个侧板11底部与伺服电机9传动连接，另一个侧板11底部与铰接座10铰接，平行四边形机构2的顶板12与两侧侧板11的顶部铰接。伺服电机9的转动能够带动平行四边形机构2的移动。如说明书附图图2所示，装置闲置时平行四边形机构2成矩形设置在车厢1内放置。如说明书附图图3所示，枣树主干环切装置使用时，通过伺服电机9的驱动，使平行四边形机构2运转，从而将顶板12上的装置从车厢1内移出，用于枣树主干环切工作。通过控制伺服电机9的转向来控制平行四边形机构2向左移出还是向右移出，从而对车厢1两侧的枣树主干进行环切。而且两侧设置仓门13，使用放置枣树主干环切装置时就将仓门13打开，以便于平行四边形机构2向左移出还是向右移出，闲置时仓门13关闭，用于保护内部的放置枣树主干环切装置。
如说明书附图图3所示，轨道3设置在平行四边形机构2顶板12的顶部，座板5底部的滑块4与轨道3滑动连接，从而调节上部装置的水平位置，以适应树干的位置。调高气缸6设置在座板5顶部，调高气缸6的活塞杆的伸缩用来调节上部装置的垂直距离位置，以适应树干环切的高度位置。调高气缸6的活塞杆顶部与支撑板7固定，支撑板7顶部设有转台14，环切机8后端与转台14转动连接，且转台14两侧设置支撑台面15，支撑台面15用来对环切机8外壳进行支撑。因为，左侧树干环切后要转向右侧树干进行环切时，需要转动环切机8180度，所以才设置环切机8后端与转台14转动连接，从而便于调节。
如说明书附图图4-图9所示，环切机8包括驱动电机16、壳体17、链传动机构18、绕绳轮19、拉绳20、柔性带21、切刀22。柔性带21采用V型皮带所用的材料制作。拉绳20采用油丝绳。驱动电机16设置在壳体17外，链传动机构18包括主动链轮23、从动链轮24和链条25，从动链轮24连接有小齿轮，驱动电机16通过链传动机构18驱动小齿轮的转动。壳体17内部设有基板26，基板26一侧设有与小齿轮啮合传动的大齿轮27。基板26的另一侧设有与大齿轮27共轴的绕绳轮19，小齿轮的转动带动着大齿轮27的转动，大齿轮27的转动带动着绕绳轮19的正向转动，从而将拉绳20缠绕在绕绳轮19上。绕绳轮19与转轴之间设有自行车棘轮机构28，自行车棘轮机构28的设置是为了保证绕绳轮19逆向转动时不会带着大齿轮27转动，而大齿轮27转动时能够带着绕绳轮19转动。绕绳轮19的正向转动时对应着切刀22进行环切工作，绕绳轮19的逆向转动时对应着切刀22被推至起始位置，推至起始位置后再准备绕绳轮19的正向转动进行环切工作。绕绳轮19中间设置绳槽29，绳槽29的两侧设置挡绳板30，两个挡绳板30的边缘之间设有防脱橡胶块31，两个防脱橡胶块31之间设置供拉绳20通过的缝隙。防脱橡胶块31的设置是为了避免缠绕在绕绳轮19上的拉绳20松散脱落。拉绳20一端绕在绕绳轮19上，另一端通过疏线轮连接在切刀22的刀座32上。柔性带21的一端与壳体17一侧固定，壳体17的另一侧设置压紧板手33。柔性带21内侧设有导向轨34，切刀22的刀座32与导向轨34滑动连接。如说明书附图图6所示，切刀22的刀座32上设有弧形滑槽35，弧形滑槽35顶部设有顶护板36，切刀22下方设有座块37，座块37下边为设有弧形轨面38，弧形轨面38在弧形滑槽35内滑动，弧形轨面38与顶护板36之间设有软胶条垫39。刀座32后方设有微型气缸40微型气缸40的活塞杆与弧形轨面38连接，微型气缸40的活塞杆的伸长能使弧形轨面38带着切刀22向外刺出，从而使切刀22刺入到树皮内。切刀22刀刃与座块37之间设有退料口41，切除的树皮通过退料口41退出落下。刀座32最下方设置滚针42，滚针42与柔性带21内侧导向轨34底面接触而滚动摩擦，从而减小摩擦力。此外，壳体17上与柔性带21对应的一面设有滚柱43，滚柱43的设计是为了避免壳体17与树干直接接触。
环切机8的使用方法：
首先将切刀22沿着柔性带21内侧的导向轨34滑动至柔性带21上靠近压紧板手33的一侧，然后将柔性带21环绕在树干上。切刀22沿着柔性带21内侧的导向轨34滑动至柔性带21上靠近压紧板手33的一侧期间，拉绳20从绕绳轮19上绕出，此过程中绕绳轮19逆向转动，由于车棘轮机构的设置，绕绳轮19逆向转动时不会带着大齿轮27转动，从而不会引起链传动机构18以及驱动电机16的转动。
将柔性带21环绕在树干上后，再柔性带21的末端通过压紧板手33压紧固定，压紧板手33与柔性带21压紧接触面设有短突刺，短突刺能少许刺入柔性带21，从而更稳定的对柔性带21的末端进行固定，避免柔性带21与压紧板手33之间打滑。固定后，壳体17上与柔性带21对应的一面设有滚柱43，滚柱43的设计避免了壳体17与树干直接接触，从而保护壳体17。
然后启动微型气缸40，微型气缸40的活塞杆与弧形轨面38末端万向转动连接，微型气缸40的活塞杆的伸长能推着弧形轨面38带着切刀22沿着弧形滑槽35向外刺出，从而使切刀22刺入到树皮内。切刀22沿着弧形滑槽35向外刺出过程中会有树干径向方向的分运动，所以我们在弧形轨面38与顶护板36之间设有软胶条垫39。软胶条垫39具有变形能力，树干径向方向的分运动能够将软胶条垫39挤压发生形变，从而保证其径向的分运动。
然后，启动驱动电机16，驱动电机16通过链传动机构18驱动小齿轮的转动。小齿轮的转动带动着大齿轮27的转动，大齿轮27的转动带动着绕绳轮19的正向转动，从而将拉绳20缠绕在绕绳轮19上。需要说明的是，自行车棘轮机构28的设置是为了保证绕绳轮19逆向转动时不会带着大齿轮27转动，而大齿轮27转动时能够带着绕绳轮19转动。绕绳轮19的正向转动时对应着切刀22进行环切工作，绕绳轮19的逆向转动时对应着切刀22被推至起始位置，推至起始位置后再准备绕绳轮19的正向转动进行环切工作。
拉绳20缠绕在绕绳轮19上过程中，拉绳20拉着切刀22的刀座32沿着柔性带21内侧的导向轨34滑动，逐步滑动至柔性带21远离压紧板手33的一侧，在此过程中切刀22就将树皮进行环切工作。切刀22刀刃与座块37之间设有退料口41，切除的树皮通过退料口41退出落下。当然，壳体17与树皮接触的一小部分树皮，切刀22时切不到的，但是对这这一小段树皮进行切除时，使用砍刀或者小斧头进行几次小砍就能切除。
综上所述，本装置能够通过电机带动切刀22运动，从而自动化的对树干进行环切，大大解放了劳动力，能够更加高效、省力方便的进行树木的环切工作。

Claims (7)

1.一种自动化树干环切装置，其特征在于：包括环切机(8)；所述环切机(8)包括驱动电机(16)、壳体(17)、传动机构、绕绳轮(19)、拉绳(20)、柔性带(21)、切刀(22)；
所述驱动电机(16)设置在壳体(17)外，所述绕绳轮(19)设置在壳体(17)内部的基板(26)上，且所述绕绳轮(19)与中心轴之间设有自行车棘轮机构(28)；驱动电机(16)通过传动机构带动绕绳轮(19)的正向转动；所述拉绳(20)一端固定绕在绕绳轮(19)上，另一端通过疏线轮连接在切刀(22)的刀座(32)上；
所述柔性带(21)的一端与壳体(17)一侧固定，所述壳体(17)的另一侧设置可开合的压紧板手(33)；所述柔性带(21)内侧设有导向轨(34)，所述切刀(22)的刀座(32)与导向轨(34)滑动连接；
所述切刀(22)的刀座(32)上设有弧形滑槽(35)，所述弧形滑槽(35)顶部设有顶护板(36)，所述切刀(22)下方设有座块(37)，所述座块(37)下边为设有弧形轨面(38)，所述弧形轨面(38)在弧形滑槽(35)内滑动，所述弧形轨面(38)与顶护板(36)之间设有软胶条垫(39)；所述刀座(32)后方设有微型气缸(40)，微型气缸(40)的活塞杆与弧形轨面(38)连接，微型气缸(40)的活塞杆的伸长能使弧形轨面(38)带着切刀(22)向外刺出，从而使切刀(22)刺入到树皮内；所述切刀(22)刀刃与座块(37)之间设有退料口(41)。
2.根据权利要求1所述一种自动化树干环切装置，其特征在于：所述传动机构包括链传动机构(18)和齿轮传动机构；所述链传动机构(18)包括主动链轮(23)、从动链轮(24)和链条(25)，所述齿轮传动机构包括小齿轮和大齿轮(27)，从动链轮(24)连接有小齿轮，大齿轮(27)设置在壳体(17)内部的基板(26)上，小齿轮与大齿轮(27)啮合传动，大齿轮(27)与绕绳轮(19)共轴。
3.根据权利要求1所述一种自动化树干环切装置，其特征在于：还包括车厢(1)，所述车厢(1)内设有调位装置总成，所述调位装置总成包括伺服电机(9)、铰接座(10)、平行四边形机构(2)、轨道(3)、滑块(4)、座板(5)和支撑板(7)；
所述伺服电机(9)、铰接座(10)分别设置在车厢(1)底板的两侧，且车厢(1)两侧设置可开合的仓门(13)；所述平行四边形机构(2)的一个侧板(11)底部与伺服电机(9)传动连接，另一个侧板(11)底部与铰接座(10)铰接，平行四边形机构(2)的顶板(12)与两侧侧板(11)的顶部铰接；
所述轨道(3)设置在平行四边形机构(2)顶板(12)的顶部，所述座板(5)底部的滑块(4)与轨道(3)滑动连接，所述座板(5)顶部设有支撑板(7)，所述支撑板(7)顶部设有转台(14)，所述环切机(8)的壳体(17)后端与转台(14)转动连接，且转台(14)两侧设置支撑台面(15)。
4.根据权利要求3所述一种自动化树干环切装置，其特征在于：所述座板(5)与支撑板(7)之间设有调高气缸(6)，所述调高气缸(6)的活塞杆与支撑板(7)连接。
5.根据权利要求1所述一种自动化树干环切装置，其特征在于：所述绕绳轮(19)中间设置绳槽(29)，所述绳槽(29)的两侧设置挡绳板(30)，两个所述挡绳板(30)的边缘之间设有防脱橡胶块(31)，两个防脱橡胶块(31)之间设置供拉绳(20)通过的缝隙。
6.根据权利要求1所述一种自动化树干环切装置，其特征在于：所述刀座(32)最下方设置滚针(42)，所述滚针(42)与柔性带(21)内侧导向轨(34)底面接触而滚动摩擦；所述壳体(17)上与柔性带(21)对应的一面设有滚柱(43)。
7.根据权利要求1所述一种自动化树干环切装置，其特征在于：所述拉绳(20)为油丝绳，所述柔性带(21)为V型传动皮带材质相同。
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