CN112075207B - 环抱式振动采收机 - Google Patents

Abstract

环抱式振动采收机，包括履带式行走机构、果实采摘机构和果实收集机构，果实采摘机构通过弹簧悬挂在履带式行走机构向前伸出的机架上且位于果实收集机构正上方，果实采摘机构包括夹持组件和振动器，夹持组件包括支杆组件、单夹爪组件、双夹爪组件和夹持油缸，振动器与支杆组件连接且设置在支杆组件、单夹爪组件和双夹爪组件合围形成的四边形内腔中，支杆组件上连接多个弹簧，单夹爪组件和双夹爪组件的头部均从支杆组件中伸出且在夹持树干时与支杆组件合围形成环抱夹紧树干的三角形夹腔。本发明形成对树干的可靠环抱夹紧，提高果实采摘机构的结构可靠性和实用性，提高果实收集伞机构开合效率，提高整机的地形适应性和实用性。

Description

环抱式振动采收机

技术领域

本发明涉及一种环抱式振动采收机，属于林果机械式采摘技术领域。

背景技术

果园收获作业具有劳动强度大、季节性较强的特点，目前国内收获技术还停留在人工采摘、捡拾作业水平。人工收获的缺点很明显，果农的劳动成本高，劳动力不足，采摘效率偏低，而且容易造成果实破损，不利于储藏。虽然已有部分果园采用机械式收获，但受到地形、果树间距等因素的影响，一定程度上制约了收获机械的使用和推广，对果实收集的影响尤为突出。

通过专利检索，相关的专利文献有：

1. CN109121722A，振动式采摘收集一体机械臂，公开了一种振动式采摘收集一体机械臂，包括手臂，手臂上设置有振动器和两个夹持爪，各夹持爪分别连接驱动机构，驱动机构用于驱动夹持爪分开或者闭合；各夹持爪上分别设置有能够展开和收缩的支撑机构，各支撑机构上设置有伞布，支撑机构展开后，伞布被撑开，支撑机构收缩后，伞布收缩。

2. CN208708181U，一种预定位自主夹持式采摘机构，包括多节能够轴向伸缩的套筒，最内侧套筒与第一伸缩机构连接，最内侧套筒内设置采摘机械手，采摘机械手包括第二伸缩机构，第二伸缩机构通过铰链与机械爪连接，以通过第二伸缩机构的伸缩带动机械爪的夹取或松开，最外侧套筒设置振动机构以带动果实的抖落。

3. CN108496561A，一种多功能枣类采收装置及采收方法，包括下层底板与上层底板，下层底板底部设有脚轮，下层底板顶部设有丝杠螺母、轨道板与导轨，下层底板端部设有枣枝夹口，枣枝夹口对应设置有枣树夹头，丝杠螺母的一端连接于枣树夹头，另一端连接有变比例剪叉连杆组，变比例剪叉连杆组底部通过牛眼轮嵌合于轨道板上，变比例剪叉连杆组顶部接有高韧性伞布，且高韧性伞布依托变比例剪叉连杆组外层构成漏斗状枣子收集伞面，导轨上对应设置有滑块，滑块上设有导杆一，上层底板设于导杆一顶部，上层底板上设有枣树固定夹持机构。

林果大小各异，且林果类果园如油茶果果园大多为山地丘陵，果园内地形坑洼不平，如何能即适应地形的变化，又实现果实的采收一体化，对山地丘陵之间的林果采收具有重要意义，也是本发明研发的目的。

发明内容

本发明提供的环抱式振动采收机，增强夹持适应性和灵活性，形成对树干的可靠环抱夹紧，夹持可操作性和有效性更高，提高果实采摘机构的结构可靠性和实用性，提高果实收集伞机构开合效率，满足坑洼不平的山地丘陵间林果的采收需求，提高整机的地形适应性和实用性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

环抱式振动采收机，包括履带式行走机构、装在履带式行走机构上用于振动采摘果实的果实采摘机构和装在履带式走行机构前端用于收集果实的果实收集机构，其特征在于：所述的果实采摘机构通过多个垂向设置的弹簧悬挂在履带式行走机构向前伸出的机架上且位于果实收集机构正上方，果实采摘机构包括用于夹持树干的夹持组件和装在夹持组件上的振动器，夹持组件包括水平设置的支杆组件、装在支杆组件上的单夹爪组件、装在支杆组件上与单夹爪组件配合夹持树干的双夹爪组件和装在支杆组件上为单夹爪组件和双夹爪组件的运动提供动力的夹持油缸，振动器与支杆组件连接且设置在支杆组件、单夹爪组件和双夹爪组件合围形成的四边形内腔中，支杆组件上连接多个弹簧，单夹爪组件和双夹爪组件的头部均从支杆组件中伸出且在夹持树干时与支杆组件合围形成环抱夹紧树干的三角形夹腔。

优选的，所述的支杆组件包括水平设置的后支杆和平行设置在后支杆前方的前支杆，单夹爪组件连接在后支杆和前支杆的一端，双夹爪组件连接在后支杆和前支杆的另一端，后支杆、前支杆、单夹爪组件和双夹爪组件合围形成四边形内腔，夹持油缸平行装在后支杆上且两端分别与单夹爪组件和双夹爪组件铰接。

优选的，所述的单夹爪组件包括与后支杆一端铰接的单夹爪后铰接杆、与前支杆一端铰接且可与前支杆形成转动限位的单夹爪头部、铰接在单夹爪后铰接杆和单夹爪头部之间的单夹爪铰接连杆，单夹爪组件包括与后支杆另一端铰接的双夹爪后铰接杆、与前支杆另一端铰接的双夹爪头部、铰接在双夹爪铰接杆和双夹爪头部之间双夹爪铰接连杆，夹持油缸的伸缩端与单夹爪后铰接杆铰接，尾端与双夹爪后铰接杆铰接，后支杆、前支杆、单夹爪铰接连杆和双夹爪铰接连杆之间合围形成四边形内腔，单夹爪头部为单层夹头，双夹爪头部为双层夹头且两层之间形成可被单夹爪头部交叉伸入的开口，单夹爪头部、双夹爪头部和前支杆随夹持油缸的伸长而合围形成三角形夹腔且单夹爪头部、双夹爪头部和前支杆与树干接触的面上均粘贴橡胶块，在夹持油缸的伸缩杆上套装压缩弹簧。

优选的，所述的果实收集机构包括可自动开合的果实收集伞机构和将果实收集伞机构中的果实向上输出的皮带果实输出机构，皮带果实输出机构倾斜设置装在履带式行走机构的前端，果实收集伞机构装在皮带果实输出机构上且与皮带果实输出机构左右两侧无隙连接，皮带果实输出机构上端可转动的装在履带式行走机构上，且在履带式行走机构上安装用于改变皮带果实输出机构倾斜角度的顶升组件，皮带果实输出机构与顶升组件铰接。

优选的，所述的果实收集伞机构包括装在皮带果实输出机构下端且具有树干进入开口的底盘、装在底盘上可自动打合的伞组件和用于控制伞组件自动开合的伞控制组件，伞组件与皮带果实输出机构左右两侧无缝连接，所述的伞控制组件装在皮带果实输出机构的背面且通过钢丝绳拉动伞组件打开或合拢。

优选的，所述的伞组件由两个左右对称的半伞组件拼合而成，半伞组件包括三根倾斜设置的伞骨杆、帆布和叶片板，伞骨杆可转动的安装在底盘上且三根伞骨杆在底盘上的安装位置由内至外沿直线均匀间隔分布，叶片板装在最外侧的伞骨杆上， 帆布连接在相邻的伞骨杆之间且将最里侧的伞骨杆与皮带果实输出机构的侧边无缝连接，伞控制组件通过钢丝绳同步拉动两个半伞组件中伞骨杆转动使两个叶片板拼合且帆布绷紧形成围合在树干四周的收集伞。

优选的，所述的伞骨杆分别通过绳轮组件可转动的装在底盘上，伞控制组件通过钢丝绳与绳轮组件连接，绳轮组件包括可转动的安装在底盘上的绳轮、用于将钢丝绳与绳轮固定的压板和固定在绳轮上用于对绳轮的转动角度进行限位的限位销，每个绳轮上分别绕行一根钢丝绳且通过压板将钢丝绳压紧固定在绳轮上，伞骨杆装在绳轮上，限位销沿径向从绳轮中伸出，底盘上具有与限位销配合的限位柱；

半伞组件中三个绳轮的直径均不相等且每个绳轮上压板与限位销之间夹角也不相等，使半伞组件打合时三个伞骨杆同步转动到位；

所述的叶片板长度边缘上装有多个均匀间隔的定位套，定位套套在伞骨杆上，并通过与伞骨杆径向螺纹配合的螺栓销柱将定位套定位在伞骨杆上；

所述的伞控制组件包括用于将钢丝绳绷紧且对钢丝绳的运动进行导向的钢丝绳导向运动组件和用于拉动钢丝绳运动的拉动油缸，钢丝绳两端分别连接在钢丝绳导向运动组件上。

优选的，所述的钢丝绳导向运动组件包括固定在皮带果实输出机构背面的导向柱、导向配合套在导向柱上的导向套、用于导向和固定钢丝绳头端的头端固定件以及用于导向和固定钢丝绳尾端的尾端固定件，头端固定件和尾端固定件分别安装在导向套上，拉动油缸平行装在导向柱上且伸缩端与导向套固定。

优选的，所述的头端固定件包括固定在导向套上的头端固定板、装在头端固定板上对钢丝绳的运动进行导向的头端绳导套、螺纹配合装在头端固定板上且用于固定钢丝绳头端的头端螺栓套，头端螺栓套与拉动油缸平行，钢丝绳头端穿过头端绳导套和头端螺栓套并固定在头端螺栓套上；所述的尾端固定件包括固定在导向套上的尾端固定板、螺纹配合装在尾端固定板上且用于固定钢丝绳尾端的尾端螺栓套和装在皮带果实输出机构背面与钢丝绳尾端连接的尾端弹簧，尾端螺栓套和尾端弹簧分别与拉动油缸平行，导向柱和果实输出机构背面分别上装有对钢丝绳运动进行导向的尾端绳导套，半伞组件中绕行在最里侧的绳轮上的钢丝绳尾端穿过尾端绳导套与尾端弹簧连接，其它的钢丝绳尾端穿过尾端绳导套和尾端螺栓套并固定在尾端螺栓套上，尾端弹簧随拉动油缸的伸长而伸长，随拉动油缸的回缩而回缩。

优选的，所述的皮带果实输出机构包括上端可转动的装在履带式行走机构上的皮带支架、绕行装在皮带支撑架上的传输皮带、用于驱动传输皮带运动的驱动辊和用于张紧皮带的张紧辊，驱动辊与传输皮带驱动配合装在皮带支撑架上端，张紧辊与传输皮带张紧配合装在皮带支撑架下端，传输皮带上具有用于推动果实向上运动的果实挡板，底盘具有与传输皮带底端对齐的果实防漏板传输皮带的底端与果实防漏板之间形成用于树枝和果叶下漏的小间隙；所述的顶升组件包括铰接在履带式行走机构上且与皮带果实输出机构固定的顶升支架和铰接在履带式行走机构上且伸缩端与顶升支架连接的顶升油缸，顶升支架随顶升油缸的伸缩而上下摆动。

本发明的有益效果是：

1. 本发明的环抱式振动采收机中履带式行走机构用于整个机构的走行移动，果实采摘机构用于将振动传递给树干使果实振落，果实收集机构用于收集果实采摘机构振落的果实，从而实现从采摘到收集的一体化自动作业，使果实的采摘及收集更加便捷，极大提升工作效率，果实采摘机构通过弹簧悬挂安装， 单夹爪组件和双夹爪组件的头部均从支杆组件中伸出且在夹持树干时与支杆组件合围形成环抱夹紧树干的三角形夹腔，用单夹爪组件、双夹爪组件和支杆组件三者合围环抱夹持树干，可有效避免夹持振动过程中夹持组件与树干脱离，对树干的夹持可靠性更高；支杆组件上连接多个弹簧，便于灵活地调节果实采摘机构的采摘和夹持角度，增强夹持适应性和灵活性，振动器设置在支杆组件、单夹爪组件和双夹爪组件合围形成的四边形内腔中，振动器的设置位置与树干的夹持位置靠近，相当于将振动直接作用于树干上，形成与树干耦合成一体的弹性耦合振动方式，相比于现有技术中振动器与夹持件通过长臂传振的结构，即减小了果实采摘机构的尺寸和重量，又提高了树干被夹持后的振动有效性，提高果实采摘机构的结构可靠性和实用性。

2. 夹持组件中夹持油缸伸长先推动单夹爪后铰接杆、单夹爪铰接连杆和单夹爪头部运动，当单夹爪头部与前支杆形成转动限位时，单夹爪组件的运动被限制无法再继运动，此时夹持油缸继续伸长由于单夹爪组件已经被限位，夹持油缸的伸长力作用在夹持油缸的尾端带动双夹爪后铰接杆、双夹爪铰接连杆和双夹爪头部运动，使双夹爪头部运动至与单夹爪交叉，形成单夹爪头部、双夹爪头部和前支杆合围的三角形夹腔，环抱夹持树干，通过单夹爪组件和双夹爪组件与夹持油缸的铰接连接结构，来实现一根油缸带动两个夹爪组件先后运动夹紧树干，夹持组件的结构简单，且可形成对树干的可靠环抱夹紧，夹持可操作性和有效性更高。

3. 果实收集机构包括果实收集伞机构和皮带果实输出机构，果实收集伞机构中伞骨杆装在绳轮组件上，钢丝绳绕行并固定在绳轮组件上，拉动油缸拉动钢丝绳运动从而使伞骨杆转动，通过设计绳轮组件中绳轮的不同直径，使开合时多根伞骨杆同步转动到位，通过钢丝绳绕行回路运动对果实收集伞机构的开合进行控制，动力驱动结构简单可靠，果实收集伞机构的结构稳定性和开合可靠性更高。钢丝绳导向运动组件的尾端固定件中具有尾端弹簧，半伞组件打开时尾端弹簧拉伸，合拢时尾端弹簧通过弹性恢复力带动半伞组件加速合拢，提高果实收集伞机构开合效率。

4. 皮带果实输出机构上端可转动的装在履带式行走机构上，且在履带式行走机构上安装用于改变皮带果实输出机构倾斜角度的顶升组件，皮带果实输出机构与顶升组件铰接，使果实收集机构可随地面高度的变化自行调节起伏，防止底盘插入泥土中，满足坑洼不平的山地丘陵间林果的采收需求，提高整机的地形适应性和实用性。

附图说明

图1 为具体实施方式中环抱式振动采收机的示意图。

图2为果实采摘机构的悬挂示意图。

图3为夹持组件的结构示意图。

图4为果实收集机构的结构示意图。

图5为顶升组件装在履带式行走机构上的示意图。

图6为不装帆布和钢丝绳时果实收集机构的结构示意图。

图7为果实收集机构合拢时的示意图。

图8为伞骨杆装在底盘上的俯视图。

图9为绳轮组件在底盘上的分布示意图。

图10为钢丝绳绕行于绳轮上并通过压板与绳轮固定的结构示意图。

图11为叶片板装在伞骨杆上的结构示意图。

图12为图11中处的放大示意图。

图13为伞控制组件的结构示意图。

图14为皮带果实输出机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图14对本发明的实施例做详细说明。

环抱式振动采收机，包括履带式行走机构1、装在履带式行走机构1上用于振动采摘果实的果实采摘机构2和装在履带式走行机构1前端用于收集果实的果实收集机构3，其特征在于：所述的果实采摘机构2通过多个垂向设置的弹簧A悬挂在履带式行走机构1向前伸出的机架11上且位于果实收集机构3正上方，果实采摘机构2包括用于夹持树干的夹持组件21和装在夹持组件21上的振动器22，夹持组件21包括水平设置的支杆组件21.1、装在支杆组件21.1上的单夹爪组件21.2、装在支杆组件21.1上与单夹爪组件21.2配合夹持树干的双夹爪组件21.3和装在支杆组件21.1上为单夹爪组件21.2和双夹爪组件21.3的运动提供动力的夹持油缸21.4，振动器22与支杆组件21.1连接且设置在支杆组件21.1、单夹爪组件21.2和双夹爪组件21.3合围形成的四边形内腔B中，支杆组件21.1上连接多个弹簧A，单夹爪组件21.2和双夹爪组件21.3的头部均从支杆组件21.1中伸出且在夹持树干时与支杆组件21.1合围形成环抱夹紧树干的三角形夹腔C。

以上所述的环抱式振动采收机中履带式行走机构1用于整个机构的走行移动，果实采摘机构2用于将振动传递给树干使果实振落，果实收集机构3用于收集果实采摘机构振落的果实，从而实现从采摘到收集的一体化自动作业，使果实的采摘及收集更加便捷，极大提升工作效率，果实采摘机构3通过弹簧A悬挂安装， 单夹爪组件21.2和双夹爪组件21.3的头部均从支杆组件21.1中伸出且在夹持树干时与支杆组件21.1合围形成环抱夹紧树干的三角形夹腔C，用单夹爪组件21.2、双夹爪组件21.3和支杆组件21.1三者合围环抱夹持树干，可有效避免夹持振动过程中夹持组件与树干脱离，对树干的夹持可靠性更高；支杆组件21.1上连接多个弹簧，便于灵活地调节果实采摘机构2的采摘和夹持角度，增强夹持适应性和灵活性，振动器22设置在支杆组件21.1、单夹爪组件21.1和双夹爪组件21.3合围形成的四边形内腔B中，振动器21的设置位置与树干的夹持位置靠近，相当于将振动直接作用于树干上，形成与树干耦合成一体的弹性耦合振动方式，相比于现有技术中振动器与夹持件通过长臂传振的结构，即减小了果实采摘机构的尺寸和重量，又提高了树干被夹持后的振动有效性，提高果实采摘机构2的结构可靠性和实用性。

其中，所述的支杆组件21.1包括水平设置的后支杆21.11和平行设置在后支杆21.1前方的前支杆21.12，单夹爪组件21.2连接在后支杆21.11和前支杆21.12的一端，双夹爪组件21.3连接在后支杆21.11和前支杆21.12的另一端，后支杆21.11、前支杆21.12、单夹爪组件21.2和双夹爪组件21.3合围形成四边形内腔B，夹持油缸21.4平行装在后支杆21.11上且两端分别与单夹爪组件21.2和双夹爪组件21.3铰接。从附图2~3中可以看出后支杆21.11和前支杆21.12在前后方向平行设置，前支杆21.12的长度小于后支杆21.11的长度，单夹爪组件21.2和双夹爪组件21.3分别设置在后支杆21.11和前支杆21.13的两端，以合围形成四边形内腔B，振动器22即设置在四边形内腔B中，当振动器22启动前向方向的水平振动后，振动器22的振动直接作用在后支杆21.1和前支杆21.2上，而单夹爪组件21.2和双夹爪组件21.3在夹持树干时与支杆组件21.1合围形成环抱夹紧树干的三角形夹腔C ，即支杆组件21.1在夹持树干时会与树干夹紧接触，因此振动器2的振动可以通过支杆组件21.1直接作用在树干上，振动传递距离很短，树干的振动效果更佳，可有效提高采摘效率，实用性更高。

其中，所述的单夹爪组件21.2包括与后支杆21.11一端铰接的单夹爪后铰接杆21.21、与前支杆21.12一端铰接且可与前支杆21.11形成转动限位的单夹爪头部21.22、铰接在单夹爪后铰接杆21.21和单夹爪头部21.22之间的单夹爪铰接连杆21.23，双夹爪组件21.3包括与后支杆21.11另一端铰接的双夹爪后铰接杆21.31、与前支杆21.12另一端铰接的双夹爪头部21.32、铰接在双夹爪铰接杆21.31和双夹爪头部21.32之间双夹爪铰接连杆21.33，夹持油缸21.4的伸缩端与单夹爪后铰接杆21.21铰接，尾端与双夹爪后铰接杆21.31铰接，后支杆21.11、前支杆21.12、单夹爪铰接连杆21.23和双夹爪铰接连杆21.33之间合围形成四边形内腔B，单夹爪头部21.22为单层夹头，双夹爪头部21.32为双层夹头且两层之间形成可被单夹爪头部21.22交叉伸入的开口，单夹爪头部21.22、双夹爪头部21.32和前支杆21.12随夹持油缸21.4的伸长而合围形成三角形夹腔C且单夹爪头部21.22、双夹爪头部21.32和前支杆21.12与树干接触的面上均粘贴橡胶块，在夹持油缸21.4的伸缩杆上套装压缩弹簧。如图3所示，夹持油缸21.4的两端分别铰接单夹爪后铰接杆21.21和双夹爪后铰接杆21.31，夹持油缸21.4伸长先推后单夹爪后铰接杆21.21摆动，单夹爪后铰接杆21.21的摆动推动单夹爪铰接连杆21.23摆动，单夹爪铰接连杆21.23的摆动推动单夹爪头部21.22摆动，当单夹爪头部21.22与前支杆21.11形成转动限位，单夹爪头部21.22无法再继续摆动，即单夹爪组件21.2的运动被限制无法再继续摆动，此时夹持油缸21.4继续伸长由于单夹爪后铰接杆21.21已经被限位，夹持油缸21.4的伸长力作用在夹持油缸21.4的尾端推动双夹爪铰接杆21.31摆动，双夹爪铰接杆21.31摆动推动双夹爪铰接连杆21.33摆动，双夹爪铰接连杆21.33摆动推动双夹爪头部21.32摆动，双夹爪头部21.32的摆动过程中，其双层间有开口与单夹爪头部21.22对接，使双夹爪头头部21.32和单夹爪头部21.22交叉，双夹爪头部21.32、单夹爪头部21.22和前支杆21.12合围形成三角形夹腔C将树干环抱夹紧，通过单夹爪组件21.2和双夹爪组件2.13与夹持油缸21.4的铰接连接结构，来实现一根油缸带动两个夹爪组件先后运动夹紧树干，夹持组件的结构简单，且可形成对树干的可靠环抱夹紧，夹持可操作性和有效性更高。双夹爪头部21.32、单夹爪头部21.22和前支杆21.12均粘贴橡胶块可提高弹性夹紧力，并减少对树干的夹持磨损，并且在夹持油缸21.4的伸缩杆套装压缩弹簧可在夹持油缸21.4伸长时通过压缩弹簧的恢复力推动单夹爪组件21.2加速摆动，提高夹持效率，同时为单夹爪组件21.2提供一定的弹性作用力，使夹持振动过程中单夹爪组件21.2和双夹爪组件21.3不易分离，进一步提高夹持可靠性。

其中，所述的果实收集机构3包括可自动开合的果实收集伞机构4和将果实收集伞机构4中的果实向上输出的皮带果实输出机构5，皮带果实输出机构5倾斜设置装在履带式行走机构1的前端，果实收集伞机构4装在皮带果实输出机构5上且与皮带果实输出机构5左右两侧无隙连接，皮带果实输出机构5上端可转动的装在履带式行走机构1上，且在履带式行走机构1上安装用于改变皮带果实输出机构5倾斜角度的顶升组件6，皮带果实输出机构5与顶升组件6铰接。从附图中可以看出果实收集伞机构4连接皮带果实输出机构5的左右两侧，当果实收集伞机构4打开时果实收集伞机构4与皮带果实输出机构5合围形成向上开口的收集伞包围在树干的四周，果实振落后直接落入收集伞中，皮带果实输出机构5向上运行将收集伞的果实向上输出，皮带果实输出机构5上端可转动的装在履带式行走机构1上，且顶升组件6与皮带果实输出机构5铰接，使果实收集机构3可相对于履带式行走机构1转动一定角度，使果实收集机构3可随地面高度的变化自行调节起伏，防止底盘插入泥土，满足坑洼不平的山地丘陵间林果的采收需求，提高整机的地形适应性和实用性。

其中，所述的果实收集伞机构4包括装在皮带果实输出机构5下端且具有树干进入开口的底盘41、装在底盘41上可自动打合的伞组件42和用于控制伞组件42自动开合的伞控制组件43，伞组件42与皮带果实输出机构5左右两侧无缝连接，所述的伞控制组件43装在皮带果实输出机构5的背面且通过钢丝绳44拉动伞组件42打开或合拢。底盘41的开口与树干对接，树干进入至底盘41的开口后，再用伞控制组件43控制伞组件42打开，在树干周围形成收集伞，之后再将夹爪夹紧树干，夹持后启动振动组件22将振动传递至树干，使果实振落至收集伞中，通过钢丝绳44绕行回路运动对果实收集伞机构3的开合进行控制，动力驱动结构简单可靠，果实收集伞机构4的结构稳定性和开合可靠性更高。

其中，所述的伞组件42由两个左右对称的半伞组件42.1拼合而成，半伞组件42.1包括三根倾斜设置的伞骨杆42.2、帆布42.3和叶片板42.4，伞骨杆42.2可转动的安装在底盘41上且三根伞骨杆42.2在底盘41上的安装位置由内至外沿直线均匀间隔分布，叶片板42.4装在最外侧的伞骨杆42.2上， 帆布42.3连接在相邻的伞骨杆42.2之间且将最里侧的伞骨杆42.2与皮带果实输出机构5的侧边无缝连接，伞控制组件43通过钢丝绳44同步拉动两个半伞组件42.1中伞骨杆42.2转动使两个叶片板42.4拼合且帆布42.3绷紧形成围合在树干四周的收集伞。半伞组件42.1中包括三根伞骨杆42.2，三根伞骨杆42.2的底端可转动的装在底盘41上，且安装位置到内至外沿直线均匀间隔，两个半伞组件42.1中的伞骨杆42.2呈左右对称分布，即六根伞骨杆42.2分为两组且左右对称分布，伞控制组件43同步拉动两个半伞组件42.1打开时，两个叶片板42.4拼合且帆布绷紧形成合围的收集伞，叶片板42.4接触时也可限制伞骨杆42.2继续转动，防止转动过限。

其中，所述的伞骨杆42.2分别通过绳轮组件42.5可转动的装在底盘41上，伞控制组件43通过钢丝绳44与绳轮组件42.5连接，绳轮组件42.5包括可转动的安装在底盘41上的绳轮42.51、用于将钢丝绳44与绳轮42.51固定的压板42.52和固定在绳轮42.51上用于对绳轮42.51的转动角度进行限位的限位销42.53，每个绳轮42.51上分别绕行一根钢丝绳44且通过压板42.52将钢丝绳44压紧固定在绳轮42.51上，伞骨杆42.2装在绳轮42.51上，限位销42.53沿径向从绳轮42.51中伸出，底盘41上具有与限位销42.53配合的限位柱41.1；

半伞组件42.1中三个绳轮42.51的直径均不相等且每个绳轮42.51上压板42.52与限位销42.53之间夹角也不相等，使半伞组件42.1打合时三个伞骨杆42.2同步转动到位；

所述的叶片板42.4长度边缘上装有多个均匀间隔的定位套42.41，定位套42.41套在伞骨杆42.2上，并通过与伞骨杆42.2径向螺纹配合的螺栓销柱42.42将定位套42.41定位在伞骨杆42.2上；松开螺栓销柱42.42即可使定位套42.41在伞骨杆42.2上转动，以带动叶片板42.4转动，使半伞组件合拢状态下叶片板42.4可以调整至坚向设置，减小叶片板42.4的空间占用率，在打全半伞组件前再将叶片板42.4调节至可以拼合的位置；

如图10所示，绳轮42.51外周剖出轴向侧平面，压板42.52固定在此轴向侧平面上将钢丝绳44压紧在绳轮42.51上，使钢丝绳 44无法相对于绳轮42.51运动，当钢丝绳44被拉动时绳轮42.51即会在底盘41上转动，以带动伞骨杆42.2转动，最外侧绳轮42.51上的限位销42.53通过与限位柱41.1的接触来限制绳轮42.51的转动，即限制钢丝绳44的运动，一根钢丝绳 44的运动位移被限定，则六根钢丝钢44的运动位移被同步限定；从附图中可以看出，每一根伞骨杆42.2分别装在一个绳轮42.51上，即底盘41上装有六个绳轮42.51且六个绳轮42.51均分为两组左右对称分布，且左右分布的绳轮42.51为镜像对称设置，由于左右对称分布的绳轮在半伞组件开合时其转动方向是相反的，用对称分布的绳轮上钢丝绳44的反向绕行，意思就是将对称分布两个绳轮上钢丝绳 44的头端与尾端相反来实现对称绳轮的转动反向，以实现两个半伞组件同步打开和合拢，其中每个绳轮42.51上均绕行一根钢丝绳44，一根钢丝绳44拉动一个绳轮42.51转动，从而实现伞骨杆42.2的转动，由于每个半伞组件中由内至外三根伞骨杆42.2的单次转动角度并不相同，才能使三根伞骨杆42.2同步转动到位带动半伞组件有效打开，例如半伞组件42.1从合拢到打开过程中最外侧的伞骨杆42.2的转动角度为180度即最外侧的绳轮42.51转动180度，中间的伞骨杆42.2的转动角度为120度即中间的绳轮转动120度，最里侧的伞骨杆42.2的转动角度为60度即最里侧的绳轮转动60度，为了实现三根伞骨杆42.2同步转动到位即由内至外的三个绳轮同步转动到位，需由内至外三个绳轮的半径不同，以实现钢丝轮44运动位移相同但三个绳轮42.51 转动角度不同，保证半伞组件42.1的三个绳轮42.51虽转动角度不同但转动同步到位，即转动用时相同，实现半伞组件42.1的有效打开及合拢；而三个绳轮上外周剖出的轴向侧平面的位置也不同的，即压块42.52与限位销42.53之间的夹角不同，使得钢丝绳44与绳轮43.51外周的固定位置不同，可使每个绳轮43.51单次转动后其上的限位销43.53都可与限位柱41.1接触，实现限位，以提高限位可靠性。

所述的伞控制组件43包括用于将钢丝绳44绷紧且对钢丝绳44的运动进行导向的钢丝绳导向运动组件43.1和用于拉动钢丝绳44运动的拉动油缸43.2，钢丝绳44两端分别连接在钢丝绳导向运动组件43.1上。钢丝绳44绕行固定在绳轮42.51上，而钢丝绳44的两端被钢丝绳导向运动组件43.1固定，当钢丝绳导向运动组件43.1运动时那会拉动绷直的钢丝绳44同步运动，从而拉动绳轮42.51转动，通过钢丝绳的运动来带动绳轮42.51的驱动结构更简化，所需的金属部件更少，且驱动可靠性高，不仅可有效降低整个机构的制作成本，也可减少整个机构的重量，减小能量消耗，采收机的经济实用性更强且开合操作的有效性更高。

其中，所述的钢丝绳导向运动组件43.1包括固定在皮带果实输出机构5背面的导向柱43.3、导向配合套在导向柱43.3上的导向套43.4、用于导向和固定钢丝绳44头端的头端固定件43.5以及用于导向和固定钢丝绳44尾端的尾端固定件43.6，头端固定件43.5和尾端固定件43.6分别安装在导向套43.4上，拉动油缸43.2平行装在导向柱43.3上且伸缩端与导向套43.4固定。从附图13中可以看出导向柱43.3与拉动油缸43.2平行，头端固定件43.5和尾端固定件43.6分别装在导向套43.4上，拉动油缸43.2运动时，带动钢丝绳44头端和尾端同步运动使钢丝绳44运动以带动绳轮转动，钢丝绳导向运动组件43.1对钢丝绳的运动方向进行限定，使六根钢丝绳44有效穿行，运动互不干扰，结构合理性高，可操作性强。

其中，所述的头端固定件43.5包括固定在导向套43.4上的头端固定板43.51、装在头端固定板43.51上对钢丝绳的运动进行导向的头端绳导套43.52、螺纹配合装在头端固定板43.51上且用于固定钢丝绳头端的头端螺栓套42.53，头端螺栓套42.53与拉动油缸43.2平行，钢丝绳头端穿过头端绳导套43.52和头端螺栓套42.53并固定在头端螺栓套42.53上；所述的尾端固定件43.6包括固定在导向套43.4上的尾端固定板43.61、螺纹配合装在尾端固定板43.61上且用于固定钢丝绳尾端的尾端螺栓套43.62和装在皮带果实输出机构5背面与钢丝绳尾端连接的尾端弹簧43.63，尾端螺栓套43.62和尾端弹簧43.63分别与拉动油缸43.2平行，导向柱43.3和果实输出机构5背面分别上装有对钢丝绳运动进行导向的尾端绳导套43.64，半伞组件42.1中绕行在最里侧的绳轮42.51上的钢丝绳44尾端穿过尾端绳导套43.64与尾端弹簧43.63连接，其它的钢丝绳44尾端穿过尾端绳导套43.64和尾端螺栓套43.62并固定在尾端螺栓套43.62上，尾端弹簧43.63随拉动油缸43.2的伸长而伸长，随拉动油缸43.2的回缩而回缩。如图13所示，头端固定板43.51上螺纹配合装有六个头端螺栓套43.53，也就是说每根钢丝绳44的头端分别穿过头端绳导套43.52后再穿入头端螺栓套43.53中，从头端螺栓套43.53中穿出后可通过打结或粘结的方式将钢丝绳的头端定位在头端螺栓套43.53的端部，头端螺栓套43.53可在头端固定板43.51上旋动，即可调节钢丝绳44的绷直状态，使用过程中钢丝绳44因反复运动而松跨时可使钢丝绳44重新绷直；尾端固定板43.61上螺纹配合装在四个尾端螺栓套43.62，也就是说绕行在最外侧和中间的绳轮上的钢丝绳44尾端穿过尾端绳导套43.64后再穿入尾端螺栓套43.62中，从尾端螺栓套43.62中穿出后可通过打结或粘结的方法将钢丝绳的尾端定位在尾端螺栓套43.62的端部，同时尾端螺栓套43.62可在尾端固定板43.61上旋动，也可调节钢丝绳的绷直状态，及时将松跨的钢丝绳44调整至绷直，提高钢丝绳44的运动可靠性，保证伞骨杆42.2的转动有效性；绕行在最里侧的绳轮42.51上的钢丝绳44尾端穿过尾端绳导套43.64与尾端弹簧43.63连接，尾端弹簧43.63的数量为两个，即每个半伞组件42.1中最里侧绳轮上的钢丝绳的尾端分别连接一个尾端弹簧43.63，拉动油缸43.2伸长时，尾端弹簧43.63同步被拉长，当拉动油缸43.2回缩时，尾端弹簧43.62同步回缩，通过其弹性恢复力带动与其连接的钢丝绳44快速运动，使绳轮快速回转，使带动半伞组件加速合拢，提高果实收集伞机构开合效率。

其中，所述的皮带果实输出机构5包括上端可转动的装在履带式行走机构1上的皮带支架51、绕行装在皮带支撑架51上的传输皮带52、用于驱动传输皮带52运动的驱动辊53和用于张紧皮带52的张紧辊54，驱动辊53与传输皮带52驱动配合装在皮带支撑架51上端，张紧辊54与传输皮带52张紧配合装在皮带支撑架51下端，传输皮带52上具有用于推动果实向上运动的果实挡板52.1，底盘41具有与传输皮带52底端对齐的果实防漏板41.2传输皮带52的底端与果实防漏板41.2之间形成用于树枝和果叶下漏的小间隙；所述的顶升组件6包括铰接在履带式行走机构1上且与皮带果实输出机构5固定的顶升支架61和铰接在履带式行走机构1上且伸缩端与顶升支架61连接的顶升油缸62，顶升支架61随顶升油缸62的伸缩而上下摆动。皮带支架51上端可转动，而顶升油缸62和顶升支架61铰接在履带式行走机构1上，顶升油缸62伸缩可调整皮带支架51的所在高度，同时在经过坑洼地面时皮带支架51也可以带动整个果实收集机构3相对于履带式行走机构1上下摆动，以避免底盘41在运动过种由于地面不平而插入泥土中，满足坑洼不平的山地丘陵间林果的采收需求，提高整机的地形适应性和实用性。

以上结合附图对本发明的实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.环抱式振动采收机，包括履带式行走机构（1）、装在履带式行走机构（1）上用于振动采摘果实的果实采摘机构（2）和装在履带式行走机构（1）前端用于收集果实的果实收集机构（3），其特征在于：所述的果实采摘机构（2）通过多个垂向设置的弹簧（A）悬挂在履带式行走机构（1）向前伸出的机架（11）上且位于果实收集机构（3）正上方，果实采摘机构（2）包括用于夹持树干的夹持组件（21）和装在夹持组件（21）上的振动器（22），夹持组件（21）包括水平设置的支杆组件（21.1）、装在支杆组件（21.1）上的单夹爪组件（21.2）、装在支杆组件（21.1）上与单夹爪组件（21.2）配合夹持树干的双夹爪组件（21.3）和装在支杆组件（21.1）上为单夹爪组件（21.2）和双夹爪组件（21.3）的运动提供动力的夹持油缸（21.4），振动器（22）与支杆组件（21.1）连接且设置在支杆组件（21.1）、单夹爪组件（21.2）和双夹爪组件（21.3）合围形成的四边形内腔（B）中，支杆组件（21.1）上连接多个弹簧（A），单夹爪组件（21.2）和双夹爪组件（21.3）的头部均从支杆组件（21.1）中伸出且在夹持树干时与支杆组件（21.1）合围形成环抱夹紧树干的三角形夹腔（C）；

所述的支杆组件（21.1）包括水平设置的后支杆（21.11）和平行设置在后支杆（21.11）前方的前支杆（21.12），单夹爪组件（21.2）连接在后支杆（21.11）和前支杆（21.12）的一端，双夹爪组件（21.3）连接在后支杆（21.11）和前支杆（21.12）的另一端，后支杆（21.11）、前支杆（21.12）、单夹爪组件（21.2）和双夹爪组件（21.3）合围形成四边形内腔（B），夹持油缸（21.4）平行装在后支杆（21.11）上且两端分别与单夹爪组件（21.2）和双夹爪组件（21.3）铰接；

所述的单夹爪组件（21.2）包括与后支杆（21.11）一端铰接的单夹爪后铰接杆（21.21）、与前支杆（21.12）一端铰接且可与前支杆（21.12）形成转动限位的单夹爪头部（21.22）、铰接在单夹爪后铰接杆（21.21）和单夹爪头部（21.22）之间的单夹爪铰接连杆（21.23），双夹爪组件（21.3）包括与后支杆（21.11）另一端铰接的双夹爪后铰接杆（21.31）、与前支杆（21.12）另一端铰接的双夹爪头部（21.32）、铰接在双夹爪后铰接杆（21.31）和双夹爪头部（21.32）之间双夹爪铰接连杆（21.33），夹持油缸（21.4）的伸缩端与单夹爪后铰接杆（21.21）铰接，尾端与双夹爪后铰接杆（21.31）铰接，后支杆（21.11）、前支杆（21.12）、单夹爪铰接连杆（21.23）和双夹爪铰接连杆（21.33）之间合围形成四边形内腔（B），单夹爪头部（21.22）为单层夹头，双夹爪头部（21.32）为双层夹头且两层之间形成可被单夹爪头部（21.22）交叉伸入的开口，单夹爪头部（21.22）、双夹爪头部（21.32）和前支杆（21.12）随夹持油缸（21.4）的伸长而合围形成三角形夹腔（C）且单夹爪头部（21.22）、双夹爪头部（21.32）和前支杆（21.12）与树干接触的面上均粘贴橡胶块，在夹持油缸（21.4）的伸缩杆上套装压缩弹簧。

2.根据权利要求1所述的环抱式振动采收机，其特征在于：所述的果实收集机构（3）包括可自动开合的果实收集伞机构（4）和将果实收集伞机构（4）中的果实向上输出的皮带果实输出机构（5），皮带果实输出机构（5）倾斜设置装在履带式行走机构（1）的前端，果实收集伞机构（4）装在皮带果实输出机构（5）上且与皮带果实输出机构（5）左右两侧无隙连接，皮带果实输出机构（5）上端可转动的装在履带式行走机构（1）上，且在履带式行走机构（1）上安装用于改变皮带果实输出机构（5）倾斜角度的顶升组件（6），皮带果实输出机构（5）与顶升组件（6）铰接。

3.根据权利要求2所述的环抱式振动采收机，其特征在于：所述的果实收集伞机构（4）包括装在皮带果实输出机构（5）下端且具有树干进入开口的底盘（41）、装在底盘（41）上可自动打合的伞组件（42）和用于控制伞组件（42）自动开合的伞控制组件（43），伞组件（42）与皮带果实输出机构（5）左右两侧无缝连接，所述的伞控制组件（43）装在皮带果实输出机构（5）的背面且通过钢丝绳（44）拉动伞组件（42）打开或合拢。

4.根据权利要求3所述的环抱式振动采收机，其特征在于：所述的伞组件（42）由两个左右对称的半伞组件（42.1）拼合而成，半伞组件（42.1）包括三根倾斜设置的伞骨杆（42.2）、帆布（42.3）和叶片板（42.4），伞骨杆（42.2）可转动的安装在底盘（41）上且三根伞骨杆（42.2）在底盘（41）上的安装位置由内至外沿直线均匀间隔分布，叶片板（42.4）装在最外侧的伞骨杆（42.2）上， 帆布（42.3）连接在相邻的伞骨杆（42.2）之间且将最里侧的伞骨杆（42.2）与皮带果实输出机构（5）的侧边无缝连接，伞控制组件（43）通过钢丝绳（44）同步拉动两个半伞组件（42.1）中伞骨杆（42.2）转动使两个叶片板（42.4）拼合且帆布（42.3）绷紧形成围合在树干四周的收集伞。

5.根据权利要求4所述的环抱式振动采收机，其特征在于：所述的伞骨杆（42.2）分别通过绳轮组件（42.5）可转动的装在底盘（41）上，伞控制组件（43）通过钢丝绳（44）与绳轮组件（42.5）连接，绳轮组件（42.5）包括可转动的安装在底盘（41）上的绳轮（42.51）、用于将钢丝绳（44）与绳轮（42.51）固定的压板（42.52）和固定在绳轮（42.51）上用于对绳轮（42.51）的转动角度进行限位的限位销（42.53），每个绳轮（42.51）上分别绕行一根钢丝绳（44）且通过压板（42.52）将钢丝绳（44）压紧固定在绳轮（42.51）上，伞骨杆（42.2）装在绳轮（42.51）上，限位销（42.53）沿径向从绳轮（42.51）中伸出，底盘（41）上具有与限位销（42.53）配合的限位柱（41.1）；

半伞组件（42.1）中三个绳轮（42.51）的直径均不相等且每个绳轮（42.51）上压板（42.52）与限位销（42.53）之间夹角也不相等，使半伞组件（42.1）打合时三个伞骨杆（42.2）同步转动到位；

所述的叶片板（42.4）长度边缘上装有多个均匀间隔的定位套（42.41），定位套（42.41）套在伞骨杆（42.2）上，并通过与伞骨杆（42.2）径向螺纹配合的螺栓销柱（42.42）将定位套（42.41）定位在伞骨杆（42.2）上；

所述的伞控制组件（43）包括用于将钢丝绳（44）绷紧且对钢丝绳（44）的运动进行导向的钢丝绳导向运动组件（43.1）和用于拉动钢丝绳（44）运动的拉动油缸（43.2），钢丝绳（44）两端分别连接在钢丝绳导向运动组件（43.1）上。

6.根据权利要求5所述的环抱式振动采收机，其特征在于：所述的钢丝绳导向运动组件（43.1）包括固定在皮带果实输出机构（5）背面的导向柱（43.3）、导向配合套在导向柱（43.3）上的导向套（43.4）、用于导向和固定钢丝绳（44）头端的头端固定件（43.5）以及用于导向和固定钢丝绳（44）尾端的尾端固定件（43.6），头端固定件（43.5）和尾端固定件（43.6）分别安装在导向套（43.4）上，拉动油缸（43.2）平行装在导向柱（43.3）上且伸缩端与导向套（43.4）固定。

7.根据权利要求6所述的环抱式振动采收机，其特征在于：所述的头端固定件（43.5）包括固定在导向套（43.4）上的头端固定板（43.51）、装在头端固定板（43.51）上对钢丝绳的运动进行导向的头端绳导套（43.52）、螺纹配合装在头端固定板（43.51）上且用于固定钢丝绳头端的头端螺栓套（43.53），头端螺栓套（43.53）与拉动油缸（43.2）平行，钢丝绳头端穿过头端绳导套（43.52）和头端螺栓套（43.53）并固定在头端螺栓套（43.53）上；所述的尾端固定件（43.6）包括固定在导向套（43.4）上的尾端固定板（43.61）、螺纹配合装在尾端固定板（43.61）上且用于固定钢丝绳尾端的尾端螺栓套（43.62）和装在皮带果实输出机构（5）背面与钢丝绳尾端连接的尾端弹簧（43.63），尾端螺栓套（43.62）和尾端弹簧（43.63）分别与拉动油缸（43.2）平行，导向柱（43.3）和果实输出机构（5）背面分别上装有对钢丝绳运动进行导向的尾端绳导套（43.64），半伞组件（42.1）中绕行在最里侧的绳轮（42.51）上的钢丝绳（44）尾端穿过尾端绳导套（43.64）与尾端弹簧（43.63）连接，其它的钢丝绳（44）尾端穿过尾端绳导套（43.64）和尾端螺栓套（43.62）并固定在尾端螺栓套（43.62）上，尾端弹簧（43.63）随拉动油缸（43.2）的伸长而伸长，随拉动油缸（43.2）的回缩而回缩。

8.根据权利要求3所述的环抱式振动采收机，其特征在于：所述的皮带果实输出机构（5）包括上端可转动的装在履带式行走机构（1）上的皮带支撑架（51）、绕行装在皮带支撑架（51）上的传输皮带（52）、用于驱动传输皮带（52）运动的驱动辊（53）和用于张紧传输皮带（52）的张紧辊（54），驱动辊（53）与传输皮带（52）驱动配合装在皮带支撑架（51）上端，张紧辊（54）与传输皮带（52）张紧配合装在皮带支撑架（51）下端，传输皮带（52）上具有用于推动果实向上运动的果实挡板（52.1），底盘（41）具有与传输皮带（52）底端对齐的果实防漏板（41.2），传输皮带（52）的底端与果实防漏板（41.2）之间形成用于树枝和果叶下漏的小间隙；所述的顶升组件（6）包括铰接在履带式行走机构（1）上且与皮带果实输出机构（5）固定的顶升支架（61）和铰接在履带式行走机构（1）上且伸缩端与顶升支架（61）连接的顶升油缸（62），顶升支架（61）随顶升油缸（62）的伸缩而上下摆动。

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