CN112492972A - 一种交叉机械振动式枸杞采收机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于农业机械领域的一种交叉机械振动式枸杞采收机；其中两套线性滑动组一前一后平行固接于底板的上方，连杆的一端与振动机组的曲柄销接，另一端与前方的线性滑动组中的一个滑动底座铰接；两根夹持排方管和两根抖动排方管分别插入后方和前方的线性滑动组的两个方管安装基座中；夹持指排安装于两根夹持排方管之间，抖动指排安装于两根抖动排方管中间，夹持指排位于抖动指排的正上方。本发明利用交叉振动原理，增加了枝条末端的振幅，在不损伤枸杞枝条的频率范围内拍打枸杞枝条，使枸杞枝条产生一定幅度的振动；同时减少了枝条末端因振动带来的弯曲变形，从而使枸杞果实在惯性力的作用下与枝条分离，实现采摘。

Description

一种交叉机械振动式枸杞采收机

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，具体为一种交叉机械振动式枸杞采收机。

背景技术

枸杞不仅风味独特，果味甘甜，且具有滋补肝肾，益精明目的功能，是名贵的药材和滋补品。为满足日益增长的枸杞消费市场需求，我国不断扩大枸杞的种植规模，但是枸杞果实的采摘问题一直困扰着广大农民。枸杞属于浆果类型，皮薄容易破裂，大型采收机械采收碎果率较高，影响枸杞的采收效果。

目前，枸杞采收主要依靠人工采收，在人工采收这一环节目前存在以下问题：(1)人工采收劳动强度大，特别是夏季枸杞采摘期劳动时间长，同时枸杞植株上的棘刺容易对采收工人造成手部扎伤；(2)人工采收劳动效率低，其采摘效率仅为3～5kg/h；(3)秋果采收期与其他农作物采收期重叠，农忙时节用工紧张，若不及时采收，会导致红果熟烂发霉，造成巨大的经济损失。

枸杞树形为多分支灌木，且枸杞枝条上多有棘刺，给人工采摘带来了很大的不便。目前的枸杞机械化采收装置可分为四种类型：气流式枸杞采收装置、剪切式枸杞采收装置、梳刷式枸杞采收装置和振动式枸杞采收装置。通过对各种枸杞采收装置的结构及特点的分析可知，相比其他形式的枸杞采收装置，振动式枸杞采收装置在大规模机械化采收可能性和作业成本上有较大优势，可通过惯性力，有效将果实和枝条分离。但目前的一些振动式枸杞采收机器在采收枸杞果实时，由于振动幅度过大或振动原理设计不理想，容易将枸杞主枝或二级枝条振伤。

因此从枸杞枝条特性的实际情况出发，本发明提出了一种交叉机械振动式枸杞采收机，该机器可实现在人工手扶采收机情况下自动采摘枸杞、增加了采收效率的同时，减少了机械收割对枸杞的损伤。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种交叉机械振动式枸杞采收机，其特征在于，包括：底板、万向车轮组、两套线性滑动组、振动机组、夹持指排、抖动指排、夹持排方管、抖动排方管、采收筐、连杆和扶手组，其中万向车轮组安装于底板的下方，两套线性滑动组一前一后平行固接于底板的上方，振动机组和扶手组也固接于底板的上方；连杆的一端与振动机组的曲柄销接，另一端与前方的线性滑动组中的一个滑动底座铰接；两根夹持排方管插入后方的线性滑动组的两个方管安装基座中，两根抖动排方管插入前方的线性滑动组的两个方管安装基座中；夹持指排安装于两根夹持排方管之间，抖动指排安装于两根抖动排方管中间，夹持指排位于抖动指排的正上方；位于夹持指排正下方的采收筐与底板的侧边栓接，且采收筐与底板平行；夹持排方管和抖动排方管均为一根中间弯曲的直管。

所述夹持排方管上方的弯曲部分和下方的直线部分之间呈120～140度的钝角。

所述抖动指排的数量为三组，上下等间距安装于夹持排方管的同侧。

所述线性滑动组包括：两根滑轨、两组滑块、两个滑动底座、两个方管安装基座、电推杆和推杆连接板，其中两根滑轨一前一后平行焊接于底板上方，两组滑块设置于滑轨的上方且与前后两根滑轨均滑动连接；俩滑块固接于同一个滑动底座下端，方管安装基座铰接于滑动底座上端；电推杆的固定端与其中一个滑动底座铰接，电推杆的推动端与推杆连接板固接，推杆连接板与电推杆所连接的滑动底座上方的方管安装基座铰接。

所述振动机组包括：汽油机、皮带轮、皮带、减速箱、垫块、曲柄和销轴，其中汽油机安装于底板上的长通槽上，汽油机与减速箱的动力输入轴之间通过皮带轮和皮带相连，减速箱的动力输出轴与曲柄固接；曲柄与连杆通过销轴相连；曲柄上开有多个销轴孔，通过调节销轴与曲柄的装配位置关系，能够调节曲柄滑块机构的振幅，进而控制枸杞枝条的振幅。

所述夹持指排包括：两块夹持指排板和若干平行设置的夹持振动指；其中两块夹持指排板使用同一根螺钉安装于夹持排方管的前后侧；夹持振动指依次穿过两块夹持指排板上所对应的装配孔，夹持振动指的尾部插有用于限位的开口销；

所述夹持振动指均位于同一平面内，夹持振动指与地面呈5度～10度的夹角。

所述抖动指排包括：两块抖动指排板和若干平行设置的抖动振动指；其中两块抖动指排板使用同一根螺钉安装于抖动排方管的前后侧；抖动振动指依次穿过两块抖动指排板上所对应的装配孔，抖动振动指的尾部插有用于限位的开口销。

所述抖动振动指均位于同一平面内，抖动振动指与夹持指排中的夹持振动指之间呈15度～40度的夹角。

所述扶手组包括：两块扶手底座、两根竖圆管和扶手，其中扶手的两根支腿分别插入一根竖圆管内，且与竖圆管上钻有的若干孔洞销接，通过更换销接的位置来实现扶手高度的调节；竖圆管与所对应的扶手底座固接，扶手底座与底板焊接。

本发明的有益效果在于：

1.利用交叉振动原理，增加了枝条末端的振幅，在不损伤枸杞枝条的频率范围内拍打枸杞枝条，使枸杞枝条产生一定幅度的振动；同时减少了枝条末端因振动带来的弯曲变形，从而使枸杞果实在惯性力的作用下与枝条分离，实现采摘。

2.特别适用于三年以上树龄的枸杞树种，利用柔性和刚度适中的聚乙烯塑料制成的振动指，在振动时能够有效保护枸杞枝条和果实；同时通过调节指排板与振动指的装配关系，能够调整振动指插入枸杞枝条的深度和振动指插入枸杞枝条的密度，通过调节指排板与方管的装配关系，能够调整振动指插入枸杞枝条的高度，从而达到交叉式机械振动枸杞采收机适应三年树龄以上的枸杞树不同长势的情况。

3.在曲柄滑块机构上设置了改变振幅的装配孔，可以改变曲柄滑块机构的振动幅度，从而改变对枸杞枝条的振动效果和拍打力度。同时控制汽油机风门的大小，能够实现曲柄滑块32机构频率的改变，从而改变对单位时间内枸杞枝条的拍打次数，能够有效保护枸杞枝条在采收过程中不被振伤、折断，避免了枝条末端因振幅过大而发生折断的问题。

4.在底板设置了收箱盒，可以使从枝条上分离的枸杞果实落入收集箱内，从而实现采收一体化。

5.既可实现人工操作下的自动采摘工作，也可以将其悬挂于农用机动车上，用机动车牵引进行采摘。

6.可以高效批量地采收成熟枸杞果实，且劳动效率较高，对应不同年份的枸杞果实采收过程中选取最优杆长、汽油机转速时，采收率、采净率能达到65％以上，采收效果较佳，果实破损率低于7％，并且避免了人在采摘过程中会受伤的可能，保证了应季枸杞果实能够及时采收，确保了采摘效率。

附图说明

图1为本发明一种交叉机械振动式枸杞采收机实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例中另一角度的结构示意图；

图3为图2在A区域的局部放大图；

图4为本发明实施例的局部结构示意图；

图5为本发明实施例中扶手组的示意图。

其中：

1-底板，2-万向车轮组，3-线性滑动组，4-振动机组，5-夹持指排，6-抖动指排，7-夹持排方管，8-抖动排方管，9-采收筐，10-连杆，11-车轮垫板，12-扶手组，31-圆滑轨，32-滑块，33-滑动底座，34-方管安装基座，35-电推杆，36-推杆连接板，41-汽油机，42-皮带轮，43-皮带，44-减速箱，45-垫块，46-曲柄，47-销轴，51-夹持指排板，52-夹持振动指，61-抖动指排板，62-抖动振动指，1201-扶手底座，1202-竖圆管，1203-扶手。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1～图4所示的本发明实施例，包括：底板1、万向车轮组2、两套线性滑动组3、振动机组4、夹持指排5、抖动指排6、夹持排方管7、抖动排方管8、采收筐9、连杆10和扶手组12，其中万向车轮组2安装于底板1的下方，两套线性滑动组3一前一后平行固接于底板1的上方，振动机组4和扶手组12也固接于底板1的上方；连杆10的一端与振动机组4的曲柄46销接，另一端与前方的线性滑动组3中的一个滑动底座33铰接；两根夹持排方管7插入后方的线性滑动组3的两个方管安装基座34中，两根抖动排方管8插入前方的线性滑动组3的两个方管安装基座34中；一组夹持指排5安装于两根夹持排方管7之间，三组并排抖动指排6安装于两根抖动排方管8中间，夹持指排5位于三组抖动指排6的正上方；位于夹持指排5正下方的采收筐9与底板1的一侧边栓接，且与底板1平行。

夹持排方管7为一根直管，抖动排方管8为一根中间弯曲的直管，上方的弯曲部分和下方的直线部分之间呈一个130度左右的钝角；抖动排方管8和夹持排方管7上均开有多个用于调节抖动指排6或调节夹持指排5高度的螺栓孔；本实施例为了方便制造，所使用的夹持排方管7和抖动排方管8为同一型号；但夹持排方管7上方的弯曲部分并未使用。

线性滑动组3包括：两根圆滑轨31、两组滑块32、两个滑动底座33、两个方管安装基座34、电推杆35和推杆连接板36，其中两根圆滑轨31一前一后平行焊接于底板1上方，两组滑块32设置于圆滑轨31的上方且与前后两根圆滑轨31均滑动连接；俩滑块32固接于同一个滑动底座33下端，方管安装基座34铰接于滑动底座33上端；电推杆35的固定端与其中一个滑动底座33铰接，电推杆35的推动端与推杆连接板36固接，推杆连接板36与电推杆35所连接的滑动底座33上方的方管安装基座34铰接。

工作时，方管安装基座34与电推杆35通过销轴形成转动副，通过与电推杆35配套的遥控器，在电推杆35动作时，控制抖动排方管8和夹持排方管7的倾角，使整个采收振动架在设置时能够前后摆动，从而达到让采摘架顺利插入枸杞枝条的目的。

振动机组4包括：汽油机41、皮带轮42、皮带43、减速箱44、垫块45、曲柄46和销轴47，其中汽油机41安装于底板1上的长通槽上，具体通过限位螺栓顶住汽油机41的一端能够调节汽油机41与底板1长通槽的相对位置，从而达到张紧皮带18的目的；汽油机41与减速箱44的动力输入轴之间通过皮带轮42和皮带43相连，减速箱44的动力输出轴与曲柄46固接；曲柄46与连杆10通过销轴47相连；曲柄46上开有多个销轴孔，通过调节销轴47与曲柄46的装配位置关系，能够调节曲柄滑块32机构的振幅，进而控制枸杞枝条的振幅。

在本实施例中，减速箱44下方设有垫块45，以增加减速箱44的高度，避免皮带14与底板1干涉。

工作时，汽油机41通过皮带14带动减速箱44以及曲柄滑块32机构运转，通过推杆连接板36相连的连杆10带动抖动指排6沿着圆滑轨31的方向做往复直线运动，对枸杞果实实现振动采摘。通过调节汽油机41的风门打开程度，能够控制汽油机41的输出功率，间接控制振动指702的振动频率，在枸杞树枝能够承受的频率内进行采摘，进而在采摘时保护枸杞树枝。汽油机41与皮带14通过汽油机41自带的超越离合器连接，达到一定转速时自动带动皮带进行工作，无需添加离合装置。

夹持指排5包括：两块夹持指排板51和若干平行设置的夹持振动指52；其中两块夹持指排板51使用同一根螺钉安装于夹持排方管7的前后侧；夹持振动指52依次穿过两块夹持指排板51上所对应的装配孔，夹持振动指52的尾部插有用于限位的开口销；

在本实施例中，全部夹持振动指52均位于同一平面内，夹持振动指52与地面呈5度～10度的夹角，在使用时各个夹持振动指52均插入枸杞树枝内，虽然夹持指排5会随着振动指6的抖动进行一定程度的往复抖动，但是由于倾角的存在以及被动抖动的关系，实际上在反而保证了枸杞枝条的稳定与完整程度；工作前通过调节夹持振动指52插入夹持指排板51的装配孔中的数量，来调节夹持振动指52插入树枝中的数量。

在工作前进行调整时，夹持振动指52在电推杆35的推动下微微下倾。

抖动指排6包括：两块抖动指排板61和若干平行设置的抖动振动指62；其中两块抖动指排板61使用同一根螺钉安装于抖动排方管8的前后侧；抖动振动指62依次穿过两块抖动指排板61上所对应的装配孔，抖动振动指62的尾部插有用于限位的开口销；

在本实施例中，全部抖动振动指6均位于同一平面内，在使用时各个夹持振动指52均插入枸杞树枝内，并对枸杞枝条进行振动；不同层的抖动指排6中抖动振动指62数量的改变，能够改变交叉振动的振幅，即改变枸杞枝条的弯曲程度，从而保护枝条在振动时不受伤；工作前通过调节抖动振动指62插入抖动指排板61的装配孔中的数量，来调节抖动振动指62插入树枝中的数量；

在工作前进行调整时，抖动振动指62与夹持振动指52之间呈15度～40度的夹角；且为了方便制造，本实施例所使用的抖动指排板61和夹持指排板51为同一型号，所使用的抖动振动指62和夹持振动指52也为同一型号，且抖动振动指62和夹持振动指52均为刚性、柔性适中的聚乙烯塑料，能够保护枸杞枝条和果实在振动时不受损；通过抖动振动指62和夹持振动指52的长度，能够适应不同树龄、树围的枸杞果树，能够调节振动时传递给枸杞枝条的振动能量，进而能够保护枸杞枝条，提高采收效率。

在本实施例中，抖动振动指62与夹持振动指52的长度为70cm，各排高度为26cm。

如图5所示的扶手组12，包括：两块扶手底座1201、两根竖圆管1202和扶手1203，其中扶手1203的两根支腿分别插入一根竖圆管1202内，且与竖圆管1202上钻有的若干孔洞销接，通过更换销接的位置来实现扶手高度的调节；竖圆管1202与所对应的扶手底座1201固接，扶手底座1201与底板1焊接。

直接与地面接触的万向车轮组2包括车路架、车轮、转向轴承以及刹车板，四个万向车轮组2的转向轴承通过车轮垫板11分别安装于底板1下方的四个角落，可以实现采收机的移动。刹车板用于锁紧车轮；在本实施例所提供的采收机到达适合采收的位置时；踩下刹车板能够将本实施例稳定地停在采收位置，避免汽油机41振动较为剧烈时，带偏采摘位置。

本发明的工作过程为：

用户将本实施例所提供的交叉机械振动式枸杞采收机推送至需要采摘的枸杞枝条(枸杞树)前，并固定万向车轮组2。

通过遥控开关，控制电推杆35工作，带动滑动底座33、指排7、方管8、推杆连接板36组成的采摘架通过方管安装基座34与滑动底座33的转动副转动，使振动指702插入枸杞枝条内。

将汽油机41打火，使其提供驱动力，达到一定转速后带动皮带43和减速箱44转动，并将动力再传给曲柄滑块机构；通过调节销轴47在曲柄46上的装配位置可以改变曲柄滑块32机构的振幅，从而达到采摘不同品质枸杞果实的目的。

随着连杆10带动滑块32运动，由抖动排方管8、抖动指排6和推杆连接板36组成的采摘架沿着圆滑轨31往复振动，插入枸杞枝条的抖动振动指62带动枸杞枝条振动，同时拍打枸杞枝条，在惯性力以及夹持指排5的双重作用下，采摘下的枸杞果实直接落入采收筐中，采摘完毕后可将枸杞从采收筐9中取出，集中处理所采摘的枸杞果实，实现采收一体化。

Claims (10)

1.一种交叉机械振动式枸杞采收机，其特征在于，包括：底板(1)、万向车轮组(2)、两套线性滑动组(3)、振动机组(4)、夹持指排(5)、抖动指排(6)、夹持排方管(7)、抖动排方管(8)、采收筐(9)、连杆(10)和扶手组(12)，其中万向车轮组(2)安装于底板(1)的下方，两套线性滑动组(3)一前一后平行固接于底板(1)的上方，振动机组(4)和扶手组(12)也固接于底板(1)的上方；连杆(10)的一端与振动机组(4)的曲柄(46)销接，另一端与前方的线性滑动组(3)中的一个滑动底座(33)铰接；两根夹持排方管(7)插入后方的线性滑动组(3)的两个方管安装基座(34)中，两根抖动排方管(8)插入前方的线性滑动组(3)的两个方管安装基座(34)中；夹持指排(5)安装于两根夹持排方管(7)之间，抖动指排(6)安装于两根抖动排方管(8)中间，夹持指排(5)位于抖动指排(6)的正上方；位于夹持指排(5)正下方的采收筐(9)与底板(1)的侧边栓接，且采收筐(9)与底板(1)平行；夹持排方管(7)和抖动排方管(8)均为一根中间弯曲的直管。

2.根据权利要求1所述的一种交叉机械振动式枸杞采收机，其特征在于，所述夹持排方管(7)上方的弯曲部分和下方的直线部分之间呈120～140度的钝角。

3.根据权利要求1所述的一种交叉机械振动式枸杞采收机，其特征在于，所述抖动指排(6)的数量为三组，上下等间距安装于夹持排方管(7)的同侧。

4.根据权利要求1所述的一种交叉机械振动式枸杞采收机，其特征在于，所述线性滑动组(3)包括：两根滑轨、两组滑块(32)、两个滑动底座(33)、两个方管安装基座(34)、电推杆(35)和推杆连接板(36)，其中两根滑轨一前一后平行焊接于底板(1)上方，两组滑块(32)设置于滑轨的上方且与前后两根滑轨均滑动连接；俩滑块(32)固接于同一个滑动底座(33)下端，方管安装基座(34)铰接于滑动底座(33)上端；电推杆(35)的固定端与其中一个滑动底座(33)铰接，电推杆(35)的推动端与推杆连接板(36)固接，推杆连接板(36)与电推杆(35)所连接的滑动底座(33)上方的方管安装基座(34)铰接。

5.根据权利要求1所述的一种交叉机械振动式枸杞采收机，其特征在于，所述振动机组(4)包括：汽油机(41)、皮带轮(42)、皮带(43)、减速箱(44)、垫块(45)、曲柄(46)和销轴(47)，其中汽油机(41)安装于底板(1)上的长通槽上，汽油机(41)与减速箱(44)的动力输入轴之间通过皮带轮(42)和皮带(43)相连，减速箱(44)的动力输出轴与曲柄(46)固接；曲柄(46)与连杆(10)通过销轴(47)相连；曲柄(46)上开有多个销轴孔，通过调节销轴(47)与曲柄(46)的装配位置关系，能够调节曲柄滑块(32)机构的振幅，进而控制枸杞枝条的振幅。

6.根据权利要求1所述的一种交叉机械振动式枸杞采收机，其特征在于，所述夹持指排(5)包括：两块夹持指排板(51)和若干平行设置的夹持振动指(52)；其中两块夹持指排板(51)使用同一根螺钉安装于夹持排方管(7)的前后侧；夹持振动指(52)依次穿过两块夹持指排板(51)上所对应的装配孔，夹持振动指(52)的尾部插有用于限位的开口销。

7.根据权利要求6所述的一种交叉机械振动式枸杞采收机，其特征在于，所述夹持振动指(52)均位于同一平面内，夹持振动指(52)与地面呈5度～10度的夹角。

8.根据权利要求1所述的一种交叉机械振动式枸杞采收机，其特征在于，所述抖动指排(6)包括：两块抖动指排板(61)和若干平行设置的抖动振动指(62)；其中两块抖动指排板(61)使用同一根螺钉安装于抖动排方管(8)的前后侧；抖动振动指(62)依次穿过两块抖动指排板(61)上所对应的装配孔，抖动振动指(62)的尾部插有用于限位的开口销。

9.根据权利要求8所述的一种交叉机械振动式枸杞采收机，其特征在于，所述抖动振动指(6)均位于同一平面内，抖动振动指(62)与夹持指排(5)中的夹持振动指(52)之间呈15度～40度的夹角。

10.根据权利要求1所述的一种交叉机械振动式枸杞采收机，其特征在于，所述扶手组(12)包括：两块扶手底座(1201)、两根竖圆管(1202)和扶手(1203)，其中扶手(1203)的两根支腿分别插入一根竖圆管(1202)内，且与竖圆管(1202)上钻有的若干孔洞销接，通过更换销接的位置来实现扶手高度的调节；竖圆管(1202)与所对应的扶手底座(1201)固接，扶手底座(1201)与底板(1)焊接。

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