CN112352577B - 仿生夹持打顶装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种仿生夹持作物打顶机，属于农作物管理机械技术领域。该仿生夹持作物打顶机包含有机架、仿生打顶装置、升降装置、操作台、行走装置、传动系统；仿生打顶装置、升降装置、操作台安装在机架上；仿生打顶装置安装在机架前部，包含有打顶装置驱动链轮、压合导轨、驱动圆盘、行星齿轮机构、仿生机械夹组件、机械夹安装轴、打顶装置主轴；操作台安装在机架后部；升降装置安装在仿生打顶装置与操作台之间；机架两侧安装有行走装置；与现有技术相比，本发明采用仿生机械夹组件模仿人工打顶动作，实现了作物打顶的机械化作业，减轻了劳动强度，提高了作业效率。

Description

仿生夹持打顶装置

技术领域

本发明涉及一种仿生夹持作物打顶机，属于农作物管理机械技术领域。

背景技术

打顶是指掐去某些作物的顶尖，使之增产，也称打尖，是对预留的干枝、基本枝或侧枝进行处理的工作。打顶的原理是去掉茎的生长点，抑制生长素分泌，去除顶芽的分生组织，可控制加高和抽长生长，有利于加粗生长和加速果实发育，目的是抑制营养生长促进生殖生长，使植物多开花结果。

作物打顶是田间管理中不可缺少的一项农业技术措施,是对作物进行养分调节与分配的有效办法, 可消除顶端生长优势，提高农产品产量，改善农产品品质，促进作物增产增收。目前我国农作物机械打顶普及率较低，农作物打顶工作基本由人工完成，劳动强度大，效率低，成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种能够实现作物打顶机械化，减轻劳动强度，提高作业效率的仿生夹持作物打顶机。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种仿生夹持作物打顶机，包括机架、仿生打顶装置、升降装置、操作台、行走装置和传动系统，仿生打顶装置设置在机架前部，仿生打顶装置至少为一个，操作台设置在机架后部，升降装置设置在仿生打顶装置与操作台之间用于驱动仿生打顶装置上下移动，行走装置设置在机架前部下端两侧，传动系统与仿生打顶装置连接用于驱动仿生打顶装置；

仿生打顶装置包括打顶装置驱动链轮、驱动圆盘、仿生机械夹组件、机械夹安装轴和打顶装置主轴，驱动圆盘和打顶装置驱动链轮分别可旋转的设置在打顶装置主轴上，打顶装置驱动链轮的中部与驱动圆盘圆心处固接，机械夹安装轴贯穿驱动圆盘设置，机械夹安装轴沿驱动圆盘圆周方向均匀间隔设置，仿生机械夹组件设置在机械夹安装轴的一端，驱动圆盘边缘靠近仿生机械夹组件处设置有圆弧状的压合导轨；

驱动圆盘背离驱动链轮的一面设置有行星齿轮机构，行星齿轮机构包括相互啮合的太阳齿轮、中间齿轮和行星齿轮，中间齿轮通过中间转轴可沿自身轴线旋转的设置在驱动圆盘上，行星齿轮通过机械夹安装轴可沿自身轴线旋转的设置在驱动圆盘上，太阳齿轮中部与打顶装置主轴固接，机械夹安装轴与行星齿轮中部固接并跟随行星齿轮旋转从而驱动仿生机械夹组件始终竖直向下，中间齿轮和行星齿轮的个数分别与机械夹安装轴的数量相等，太阳齿轮和行星齿轮的齿数比为1：1；

仿生机械夹组件包括两个机械夹旋转轴、机械夹驱动臂和对称设置的两个机械夹，两个机械夹分别通过机械夹旋转轴与机械夹安装轴铰接；机械夹旋转轴与机械夹安装轴固接，机械夹驱动臂的一端与其中一个机械夹的上部侧面铰接，机械夹驱动臂的另一端与另一个机械夹的中下部侧面铰接，两个机械夹之间上部设置有复位弹簧，靠近驱动圆盘的机械夹的中下部设置有可沿自身轴线旋转的压合轮，压合轮靠近驱动圆盘设置。

上述技术方案的改进是：仿生打顶装置的打顶装置驱动链轮和驱动圆盘分别为两个，两个驱动圆盘可旋转的对称设置在打顶装置主轴上，行星齿轮机构设置在两个驱动圆盘之间，两个打顶装置驱动链轮可旋转的对称设置在打顶装置主轴上，两个打顶装置驱动链轮分别与两个驱动圆盘相互背离的一面圆心处固接。

上述技术方案的改进是：传动系统包括主动链轮、六方轴链轮、六方轴、分动链轮、双链轮和六方短轴，主动链轮的中部与行走装置的一端固接并跟随行走装置旋转，六方轴可旋转的设置在机架前部，六方轴链轮的中部与六方轴的一端固接，分动链轮均匀间隔设置在六方轴上并与六方轴固接，六方短轴可旋转的设置在机架前部靠近仿生打顶装置处，双链轮均匀间隔设置在六方短轴上并与六方短轴固接；

主动链轮通过链条与六方轴链轮连接，分动链轮通过链条与双链轮连接，双链轮通过链条与打顶装置驱动链轮连接。

上述技术方案的改进是：升降装置包括支撑柱、吊臂、打顶装置安装架，支撑柱竖直设置在机架的中部上端，吊臂的中部与支撑柱的顶端铰接，打顶装置安装架的前端与机架的前端铰接，打顶装置安装架的上端与吊臂的一端铰接，打顶装置主轴两端分别与打顶装置安装架固接。

上述技术方案的改进是：机械夹驱动臂为两个，其中一个机械夹驱动臂的一端与靠近驱动圆盘的机械夹的上部侧面铰接，另一端与远离驱动圆盘的机械夹的中下部侧面铰接；另一个机械夹驱动臂的一端与靠近驱动圆盘的机械夹的中下部另一侧面铰接，另一端与远离驱动圆盘的机械夹的上部另一侧面铰接。

上述技术方案的改进是：仿生打顶装置为三个，三个仿生打顶装置沿打顶装置主轴长度方向均匀间隔设置。

上述技术方案的改进是：仿生打顶装置中机械夹安装轴为五根，五根机械夹安装轴沿驱动圆盘圆周方向均匀间隔设置。

上述技术方案的改进是：仿生打顶装置中仿生机械夹组件为十个，十个仿生机械夹组件通过机械夹旋转轴分别安装在五根机械夹安装轴的两端。

本发明采用上述技术方案的有益效果是：

本发明的仿生夹持作物打顶机的动力由行走装置经链传动输入动力传动系统，动力传动系统的主动链轮驱动六方轴链轮带动六方轴旋转，安装在六方轴上的分动链轮驱动安装在六方短轴上的双链轮旋转，双链轮带动打顶装置驱动链轮旋转，带动驱动圆盘做圆周运动，驱动圆盘推动行星齿轮机构旋转，仿生机械夹组件在驱动圆盘和行星齿轮机构的共同作用下始终垂直于地面；操作人员操作升降装置改变仿生打顶装置的高度，适应作物的高低变化；仿生机械夹组件运动到最低位置时，压合导轨挤压压合轮，推动机械夹闭合摘取作物叶片，仿生机械夹组件向上部位置运动时，机械夹在复位弹簧的作用下张开，释放摘除的叶片；

与现有技术相比，本发明采用仿生机械夹组件模仿人工打顶动作，可实现作物打顶的机械化作业，打顶间距可通过调整传动比及仿生机械夹组件数量来实现，减轻了劳动强度，大大提高了作业效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例仿生夹持作物打顶机的结构示意图；

图2是本发明实施例仿生夹持作物打顶机的仿生打顶装置的结构示意图；

图3是本发明实施例仿生夹持作物打顶机的行星齿轮机构处的结构示意图；

图4是本发明实施例仿生夹持作物打顶机的仿生机械夹组件的结构示意图；

其中：1-机架，2-仿生打顶装置，3-升降装置，3.1-支撑柱，3.2-吊臂，3.3-打顶装置安装架，4-操作台，5-打顶装置驱动链轮，6-行走装置，7-主动链轮，8-六方轴链轮，9-分动链轮，10-双链轮，11-六方短轴，12-六方轴，13-压合导轨，14-驱动圆盘，15-行星齿轮机构，16-仿生机械夹组件，17-机械夹安装轴，18-打顶装置主轴，19-行星齿轮， 20-中间齿轮， 21-中间转轴， 22-太阳齿轮， 23-复位弹簧，24-机械夹旋转轴，25-机械夹驱动臂，26-压合轮，27-机械夹。

具体实施方式

实施例

本实施例的仿生夹持作物打顶机，如图1、2和3所示，包括机架1、仿生打顶装置2、升降装置3、操作台4、行走装置6和传动系统，仿生打顶装置2设置在机架1前部，操作台4设置在机架1后部，升降装置3设置在仿生打顶装置2与操作台4之间用于驱动仿生打顶装置2上下移动，行走装置6设置在机架1前部下端两侧，传动系统与仿生打顶装置2连接用于驱动仿生打顶装置2；

仿生打顶装置2包括打顶装置驱动链轮5、驱动圆盘14、仿生机械夹组件16、机械夹安装轴17和打顶装置主轴18，驱动圆盘14和打顶装置驱动链轮5分别可旋转的设置在打顶装置主轴18上，打顶装置驱动链轮5的中部与驱动圆盘14圆心处固接，机械夹安装轴17贯穿驱动圆盘14设置，机械夹安装轴17沿驱动圆盘14圆周方向均匀间隔设置，仿生机械夹组件16设置在机械夹安装轴17的一端，驱动圆盘14边缘靠近仿生机械夹组件16处设置有圆弧状的压合导轨13；

驱动圆盘14背离驱动链轮5的一面设置有行星齿轮机构15，行星齿轮机构15包括相互啮合的太阳齿轮22、中间齿轮20和行星齿轮19，中间齿轮20设置在太阳齿轮22和行星齿轮19之间，中间齿轮20通过中间转轴21可沿自身轴线旋转的设置在驱动圆盘14上，行星齿轮19通过机械夹安装轴17可沿自身轴线旋转的设置在驱动圆盘14上，太阳齿轮22中部与打顶装置主轴18固接，机械夹安装轴17与行星齿轮19中部固接并跟随行星齿轮19旋转从而驱动仿生机械夹组件16始终竖直向下，中间齿轮20和行星齿轮19的个数分别与机械夹安装轴17的数量相等，太阳齿轮22和行星齿轮19的齿数比为1：1，中间齿轮的数量为奇数；

仿生机械夹组件16包括两个机械夹旋转轴24、机械夹驱动臂25和对称设置的两个机械夹27，两个机械夹27分别通过机械夹旋转轴24与机械夹安装轴17铰接；机械夹旋转轴24的中部与机械夹安装轴17固接，机械夹驱动臂25为两个，其中一个机械夹驱动臂25的一端与靠近驱动圆盘14的机械夹27的上部侧面铰接，另一端与远离驱动圆盘14的机械夹27的中下部侧面铰接；另一个机械夹驱动臂25的一端与靠近驱动圆盘14的机械夹27的中下部另一侧面铰接，另一端与远离驱动圆盘14的机械夹27的上部另一侧面铰接；两个机械夹27之间上部设置有复位弹簧23，靠近驱动圆盘14的机械夹27的中下部设置有可沿自身轴线旋转的压合轮26，压合轮26靠近驱动圆盘14设置。

本实施例的仿生夹持作物打顶机的仿生打顶装置2，如图1和2所示，仿生打顶装置2的打顶装置驱动链轮5和驱动圆盘14分别为两个，两个驱动圆盘14可旋转的对称设置在打顶装置主轴18上，行星齿轮机构15设置在两个驱动圆盘14之间，两个打顶装置驱动链轮5可旋转的对称设置在打顶装置主轴18上，两个打顶装置驱动链轮5分别与两个驱动圆盘14相互背离的一面圆心处固接。

本实施例的仿生夹持作物打顶机的传动系统包括主动链轮7、六方轴链轮8、六方轴12、分动链轮9、双链轮10和六方短轴11，主动链轮7的中部与行走装置6的一端固接并跟随行走装置6旋转，六方轴12可旋转的设置在机架1前部，六方轴链轮8的中部与六方轴12的一端固接，分动链轮9均匀间隔设置在六方轴12上并与六方轴12固接，六方短轴11可旋转的设置在机架1前部靠近仿生打顶装置2处，双链轮10均匀间隔设置在六方短轴11上并与六方短轴11固接；主动链轮7通过链条与六方轴链轮8连接，分动链轮9通过链条与双链轮10连接，双链轮10通过链条与打顶装置驱动链轮5连接。

本实施例的仿生夹持作物打顶机的升降装置3包括支撑柱3.1、吊臂3.2、打顶装置安装架3.3，支撑柱3.1竖直设置在机架1的中部上端，吊臂3.2的中部与支撑柱3.1的顶端铰接，打顶装置安装架3.3的前端与机架1的前端铰接，打顶装置安装架3.3的上端与吊臂3.2的一端铰接，打顶装置主轴18两端分别与打顶装置安装架3.3固接。

本实施例的仿生夹持作物打顶机的仿生打顶装置2为三个，三个仿生打顶装置2沿打顶装置主轴18长度方向均匀间隔设置。仿生打顶装置2中机械夹安装轴17为五根，五根机械夹安装轴17沿驱动圆盘14圆周方向均匀间隔设置。仿生打顶装置2中仿生机械夹组件16为十个，十个仿生机械夹组件16通过机械夹旋转轴24分别安装在五根机械夹安装轴17的两端。行走装置6为车轮。

本实施例的仿生夹持作物打顶机在使用时，动力由行走装置6经链传动输入动力传动系统，动力传动系统的主动链轮7通过链条驱动六方轴链轮8带动六方轴12旋转，安装在六方轴12上的分动链轮9通过链条驱动安装在六方短轴11上的双链轮10旋转，双链轮10通过链条带动打顶装置驱动链轮5旋转，带动驱动圆盘14做圆周运动，驱动圆盘14推动行星齿轮机构15中的中间齿轮20和行星齿轮19旋转，由于太阳齿轮22中部与打顶装置主轴18固接不动，太阳齿轮22、中间齿轮20和行星齿轮19的齿数比可以选1：1：1，仿生机械夹组件16在驱动圆盘14和行星齿轮机构15的共同作用下始终垂直于地面；操作人员操作升降装置3改变仿生打顶装置2的高度，适应作物的高低变化；仿生机械夹组件16运动到最低位置时，压合导轨13挤压压合轮26，推动机械夹27闭合摘取作物叶片，仿生机械夹组件16向上部位置运动时，机械夹27在复位弹簧23的作用下张开，释放摘除的叶片。

本发明采用仿生机械夹组件模仿人工打顶动作，可实现作物打顶的机械化作业，打顶间距可通过调整传动比及仿生机械夹组件数量来实现。本发明中驱动仿生打顶装置2的方式仅为可行方案的一种，仿生打顶装置2的动力也可来自液压马达，电动机，或拖拉机动力输出轴驱动分动箱实现。本发明所列举的采用驱动圆盘14及行星齿轮机构15，保持仿生机械夹组件16竖直向下的方式仅为可行方案的一种，也可采用驱动盘配合偏心盘实现上述功能，在此不做穷举；本发明中改变仿生打顶装置高度的升降装置3也可以采用传感器结合伺服系统控制执行机构完成对仿生打顶装置的高度调节。

上述实施例仅为本发明较佳的实施例，并非是对本发明实施方式的限定，对于所属领域的从业人员，在上述说明的基础上做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有实施方式予以穷举，凡在本发明的精神和原则之内做出的任何修改、等同替换和改进，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种仿生夹持作物打顶机，其特征在于：包括机架（1）、仿生打顶装置（2）、升降装置（3）、操作台（4）、行走装置（6）和传动系统，所述仿生打顶装置（2）设置在所述机架（1）前部，所述仿生打顶装置（2）至少为一个，所述操作台（4）设置在机架（1）后部，所述升降装置（3）设置在仿生打顶装置（2）与操作台（4）之间用于驱动所述仿生打顶装置（2）上下移动，所述行走装置（6）设置在所述机架（1）前部下端两侧，所述传动系统与所述仿生打顶装置（2）连接用于驱动所述仿生打顶装置（2）；

所述仿生打顶装置（2）包括打顶装置驱动链轮（5）、驱动圆盘（14）、仿生机械夹组件（16）、机械夹安装轴（17）和打顶装置主轴（18），所述驱动圆盘（14）和打顶装置驱动链轮（5）分别可旋转的设置在所述打顶装置主轴（18）上，所述打顶装置驱动链轮（5）的中部与所述驱动圆盘（14）圆心处固接，所述机械夹安装轴（17）贯穿所述驱动圆盘（14）设置，所述机械夹安装轴（17）沿所述驱动圆盘（14）圆周方向均匀间隔设置，所述仿生机械夹组件（16）设置在所述机械夹安装轴（17）的一端，所述驱动圆盘（14）边缘靠近所述仿生机械夹组件（16）处设置有圆弧状的压合导轨（13）；

所述驱动圆盘（14）背离所述驱动链轮（5）的一面设置有行星齿轮机构（15），所述行星齿轮机构（15）包括相互啮合的太阳齿轮（22）、中间齿轮（20）和行星齿轮（19），所述中间齿轮（20）通过中间转轴（21）可沿自身轴线旋转的设置在所述驱动圆盘（14）上，行星齿轮（19）通过所述机械夹安装轴（17）可沿自身轴线旋转的设置在所述驱动圆盘（14）上，所述太阳齿轮（22）中部与所述打顶装置主轴（18）固接，所述机械夹安装轴（17）与所述行星齿轮（19）中部固接并跟随所述行星齿轮（19）旋转从而驱动所述仿生机械夹组件（16）始终竖直向下，所述中间齿轮（20）和行星齿轮（19）的个数分别与所述机械夹安装轴（17）的数量相等，所述太阳齿轮（22）和行星齿轮（19）的齿数比为1：1；

所述仿生机械夹组件（16）包括两个机械夹旋转轴（24）、机械夹驱动臂（25）和对称设置的两个机械夹（27），两个所述机械夹（27）分别通过所述机械夹旋转轴（24）与所述机械夹安装轴（17）铰接；所述机械夹旋转轴（24）与所述机械夹安装轴（17）固接，所述机械夹驱动臂（25）的一端与其中一个机械夹（27）的上部侧面铰接，所述机械夹驱动臂（25）的另一端与另一个机械夹（27）的中下部侧面铰接，两个所述机械夹（27）之间上部设置有复位弹簧（23），靠近所述驱动圆盘（14）的机械夹（27）的中下部设置有可沿自身轴线旋转的压合轮（26），所述压合轮（26）靠近所述驱动圆盘（14）设置。

2.根据权利要求1所述的仿生夹持作物打顶机，其特征在于：所述仿生打顶装置（2）的打顶装置驱动链轮（5）和驱动圆盘（14）分别为两个，两个所述驱动圆盘（14）可旋转的对称设置在所述打顶装置主轴（18）上，所述行星齿轮机构（15）设置在两个所述驱动圆盘（14）之间，两个所述打顶装置驱动链轮（5）可旋转的对称设置在所述打顶装置主轴（18）上，两个所述打顶装置驱动链轮（5）分别与两个所述驱动圆盘（14）相互背离的一面圆心处固接。

3.根据权利要求2所述的仿生夹持作物打顶机，其特征在于：所述传动系统包括主动链轮（7）、六方轴链轮（8）、六方轴（12）、分动链轮（9）、双链轮（10）和六方短轴（11），所述主动链轮（7）的中部与所述行走装置（6）的一端固接并跟随所述行走装置（6）旋转，所述六方轴（12）可旋转的设置在所述机架（1）前部，所述六方轴链轮（8）的中部与所述六方轴（12）的一端固接，所述分动链轮（9）均匀间隔设置在所述六方轴（12）上并与所述六方轴（12）固接，所述六方短轴（11）可旋转的设置在所述机架（1）前部靠近所述仿生打顶装置（2）处，所述双链轮（10）均匀间隔设置在所述六方短轴（11）上并与所述六方短轴（11）固接；

所述主动链轮（7）通过链条与所述六方轴链轮（8）连接，所述分动链轮（9）通过链条与所述双链轮（10）连接，所述双链轮（10）通过链条与所述打顶装置驱动链轮（5）连接。

4.根据权利要求3所述的仿生夹持作物打顶机，其特征在于：所述升降装置（3）包括支撑柱（3.1）、吊臂（3.2）、打顶装置安装架（3.3），所述支撑柱（3.1）竖直设置在所述机架（1）的中部上端，所述吊臂（3.2）的中部与所述支撑柱（3.1）的顶端铰接，所述打顶装置安装架（3.3）的前端与所述机架（1）的前端铰接，所述打顶装置安装架（3.3）的上端与所述吊臂（3.2）的一端铰接，所述打顶装置主轴（18）两端分别与所述打顶装置安装架（3.3）固接。

5.根据权利要求4所述的仿生夹持作物打顶机，其特征在于：所述机械夹驱动臂（25）为两个，其中一个所述机械夹驱动臂（25）的一端与靠近所述驱动圆盘（14）的机械夹（27）的上部侧面铰接，另一端与远离所述驱动圆盘（14）的机械夹（27）的中下部侧面铰接；另一个所述机械夹驱动臂（25）的一端与靠近所述驱动圆盘（14）的机械夹（27）的中下部另一侧面铰接，另一端与远离所述驱动圆盘（14）的机械夹（27）的上部另一侧面铰接。

6.根据权利要求5所述的仿生夹持作物打顶机，其特征在于：所述仿生打顶装置（2）为三个，三个仿生打顶装置（2）沿所述打顶装置主轴（18）长度方向均匀间隔设置。

7.根据权利要求6所述的仿生夹持作物打顶机，其特征在于：所述仿生打顶装置（2）中所述机械夹安装轴（17）为五根，五根所述机械夹安装轴（17）沿所述驱动圆盘（14）圆周方向均匀间隔设置。

8.根据权利要求7所述的仿生夹持作物打顶机，其特征在于：所述仿生打顶装置（2）中所述仿生机械夹组件（16）为十个，十个所述仿生机械夹组件（16）通过所述机械夹旋转轴（24）分别安装在五根所述机械夹安装轴（17）的两端。

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