CN113016352A - 一种自走式油茶果采摘机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及林果采收机械技术领域。目的是提供一种自走式油茶果采摘机，该采摘机集采摘和收集于一体，能够大大降低人工劳动强度，实现油茶果的采收一体化，并具有采摘效率高，操作方便，机构间适应性和协调性良好，实用性强的特点。技术方案是：一种自走式油茶果采摘机，其特征在于：包括由若干横梁和立柱组成的车架、安装在车架底部的四个行走装置、用于激振油茶树枝的激振装置、安装在激振装置下方以接收油茶果的落果接收装置、设置在落果接收装置的出口以输送油茶果的输送装置、用于提供动力的动力装置以及固定在车架上以控制各装置配合作业的控制系统；所述激振装置、落果接收装置、输送装置和动力装置均为两组且对称安装在车架左右两侧。

Description

一种自走式油茶果采摘机

技术领域

本发明涉及林果采收机械技术领域，具体是一种自走式油茶果采摘机。

背景技术

油茶属山茶科山茶属，为常绿小乔木或灌木，是我国南方主要的经济林木，与油棕、油橄榄和椰子并称为世界四大木本食用油料树种。我国现有油茶林300多万公顷，分布于南方14个省，其中以湖南、江西、广西的面积最大，约占全国油茶林总面积的68％。油茶具有重要的经济价值，开发潜力巨大，对保障我国粮油安全意义重大，发展前景广阔。

因成熟的油茶果易脱落，所以成熟的油茶果要及时采收。又因油茶果收获期较短，所以人工采摘油茶果强度大。为降低人工采摘油茶果的劳动强度，我国已经研制出机械采摘油茶果的设备，这些设备可通过振动使油茶果脱离树枝，但其振动轨迹大多为单一方向，采摘效果不好，并且掉落在地面上的油茶果还需要人工捡拾收集，因此人工劳动力并没有明显降低，采摘效率较为低下。因此，需要对现有的油茶果采摘机进行改进。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种自走式油茶果采摘机，该采摘机集采摘和收集于一体，能够大大降低人工劳动强度，实现油茶果的采收一体化，并具有采摘效率高，操作方便，机构间适应性和协调性良好，实用性强的特点。

本发明提供的技术方案是：

一种自走式油茶果采摘机，其特征在于：包括由若干横梁和立柱组成的车架、安装在车架底部的四个行走装置、用于激振油茶树枝的激振装置、安装在激振装置下方以接收油茶果的落果接收装置、设置在落果接收装置的出口以输送油茶果的输送装置、用于提供动力的动力装置以及固定在车架上以控制各装置配合作业的控制系统；所述激振装置、落果接收装置、输送装置和动力装置均为两组且对称安装在车架左右两侧；所述激振装置和落果接收装置设置在车架内侧；所述输送装置和动力装置设置在车架外侧。

所述激振装置包括固定在车架上的驱动机构以及由驱动机构驱使进行周期摆动并施力于油茶树枝的激振筛。

所述驱动机构包括固定在车架上的驱动电机、与驱动电机的输出轴末端固定连接的曲柄、与激振筛固定连接的摇杆以及两端分别与曲柄和摇杆铰接的中间杆。

所述激振筛包括可竖直活动地定位在车架上的外框、与摇杆固定连接并可水平活动地定位在外框上的内框以及安装在内框上并向车架内侧中部方向伸展以施力于油茶树枝的若干激振杆。

所述落果接收装置包括并列设置在激振筛下方且由车架中部向车架侧面向下倾斜的若干收集板、横向设置在输送装置上方并与各收集板一一对应的若干连接杆、固定在车架上并通过各连接杆驱动各收集板相互伸展或收缩的伸缩机构以及安装在伸缩机构上并通过各连接杆驱动各收集板同步摆动的扭转机构；所述连接杆一端作为驱动端由伸缩机构和扭转机构进行驱动，另一端与对应收集板的下端固定连接；相邻两连接杆之间的最大伸展间距大于落果的最大直径，以保证掉落在收集板上的油茶果从相邻两连接杆之间顺利滚入输送装置。

所述伸缩机构包括固定在车架上的第一支撑架、开设在第一支撑架上且水平布置的第一滑槽、可水平滑动地定位在第一滑槽内并与各连接杆一一对应的若干第一滑块、依次铰接相连并与第一滑块一一对应的若干剪刀叉以及安装在首端的剪刀叉上的伸缩手柄；所述剪刀叉由中部交叉铰接的左斜杆和右斜杆组成；各第一滑块分别固定在各剪刀叉的中部铰接轴上；各连接杆的驱动端一一对应地穿过各剪刀叉的中部铰接轴和各第一滑块后与扭转机构固定连接。

所述扭转机构包括通过左铰接杆和右铰接杆铰接在第一支撑架上的第二支撑架、开设在第二支撑架上且水平布置的第二滑槽、可沿水平方向滑动地定位在第二滑槽内并与各连接杆一一对应的若干第二滑块以及一端与第二滑块铰接且另一端与对应的连接杆驱动端固定连接的若干旋转臂；各旋转臂相互平行；所述左铰接杆、第一支撑杆、右铰接杆和第二支撑架依次铰接形成平行四边形机构；所述左铰接杆上固定有便于驱动平行四边形机构运动的扭转手柄。

所述输送装置包括固定在车架上且位于各连接杆下方以输送油茶果的带式输送机、沿油茶果的输送方向设置在带式输送机两侧以防止油茶果掉落的两个挡板、等间距固定在带式输送机的输送带上的若干隔板以及固定在车架上且位于带式输送机出口的果箱。

所述行走装置包括三角履带轮以及驱动三角履带轮运动的液压马达。

所述动力装置包括柴油机、液压油箱和散热器。

本发明的有益效果是：

1)本发明通过激振装置对油茶果树进行激振，通过落果接收装置对脱离树枝的油茶果进行接收，通过输送装置将油茶果输送至果箱进行收集，从而实现了油茶果的采收一体化，无需人工捡拾油茶果，大大降低了人工劳动强度，提高了油茶果的采摘效率。

2)激振装置中，驱动机构采用曲柄摇杆机构带动激振筛进行周期摆动，使得激振杆的运动轨迹为竖直和水平轨迹相结合，大大优于单一方向的激振轨迹，提高了油茶果的采摘效果。

3)落果收集装置中，收集板倾斜布置，使得掉落在收集板上的落果，在重力作用下从连接杆之间落入输送装置，从而实现了落果的自动收集；此外，通过扭转机构与伸缩机构的配合作业，可对收集板的位置以及各收集板之间的间距进行调整，能够大大减小采摘机在待机存放时的占据空间，方便采摘机的存放。

4)本发明结构紧凑，操作方便，自动化程度高，采摘效率高，能够显著降低采摘者的劳动强度，实用性强，适合推广应用。

附图说明

图1为本发明的立体大结构示意图。

图2为本发明的主视结构示意图。

图3为本发明中激振装置的立体结构示意图。

图4为本发明中落果接收装置处于伸展状态的立体结构示意图。

图5为本发明中落果接收装置处于收缩状态的立体结构示意图。

图6为本发明中落果接收装置的主视结构示意图。

图7为本发明中扭转机构的立体结构示意图。

图8为本发明中输送装置的立体结构示意图。

附图标号：

1-1、横梁；1-2、立柱；1-3、支撑件；

2-1、液压马达；2-2、三角履带轮；

3-1、驱动机构；3-1-1、驱动电机；3-1-2、曲柄；3-1-3、中间杆；3-1-4、摇杆；3-2、激振筛；3-2-1、外框；3-2-2、导轨；3-2-3、三头滑轮；3-2-4、内框；3-2-5、滑杆；3-2-6、第三滑块；3-2-7、激振筛；3-2-8、轴套；

4、落果收集装置；4-1、收集板；4-2、连接杆；4-3、第一支撑架；4-4、第一滑槽；4-5、第一滑块；4-6、左斜杆；4-7、右斜杆；4-8、伸缩手柄；4-9、剪刀叉的中部铰接轴；4-10、长杆；4-11、短杆；4-12、第二支撑架；4-13、第二滑槽；4-14、第二滑块；4-15、旋转臂；4-16、扭转手柄；4-17、第一铰接杆；4-18、第二铰接杆；

5、输送装置；5-1、水平段；5-2、倾斜段；5-3、挡板；5-4、隔板；5-5、果箱；

6-1、柴油机；6-2、液压油箱；6-3、散热器；

7、控制系统。

具体实施方式

以下结合附图所示的实施例进一步说明。

为方便描述，以图2的左侧为左，右侧为右；以图2垂直纸面的方向为前后方向。

如图1、图2所示的自走式油茶果采摘机，包括车架、四个行走装置、激振装置、落果接收装置4、输送装置5、动力装置和控制系统7。所述车架设置成矩形，车架由若干(根据实际情况确定)横梁1-1和立柱1-2组成。四个行走装置安装在车架底部且均独立驱动，以带动采摘机整体进行运动；每个行走装置均包括三角履带轮2-2(可外购获得)以及驱动三角履带轮运动的液压马达2-1。所述激振装置、落果接收装置、输送装置和动力装置均为两组且对称安装在车架左右两侧；其中，所述激振装置和落果接收装置设置在车架内侧；所述输送装置和动力装置设置在车架外侧。

所述激振装置用于激振油茶树枝，使油茶果与树枝脱离。如图3所示，激振装置包括固定在车架上的驱动机构3-1以及由驱动机构驱使进行周期摆动并施力于油茶树枝的激振筛3-2。

所述驱动机构包括驱动电机3-1-1、曲柄3-1-2、摇杆3-1-4和中间杆3-1-3。所述驱动电机固定在车架上；所述曲柄与驱动电机的输出轴末端固定连接；所述摇杆与激振筛固定连接，使激振筛随摇杆同步摆动，达到激振油茶树枝的目的；所述中间杆的两端分别与曲柄和摇杆铰接。由于驱动机构采用曲柄摇杆机构带动激振筛进行周期摆动，使得激振筛的运动轨迹为竖直和水平轨迹相结合，大大优于单一方向的激振轨迹，从而提高油茶果的采摘效果。

所述激振筛包括外框3-2-1、内框3-2-4和若干激振杆3-2-7。所述外框通过滚动副可竖直活动地定位在车架上，其中，滚动副由竖直固定在机架上的导轨3-2-2以及固定在外框上并与导轨滚动配合的三头滑轮3-2-3组成。所述内框与摇杆固定连接，内框通过滑动副可水平活动地定位在外框上，其中，滑动副由水平固定在外框上的滑杆3-2-5以及固定在内框上并与滑杆滑动配合的第三滑块3-2-6组成。所述激振杆通过轴套3-2-8可拆卸地安装在内框上并向车架内侧中部方向伸展，以便施力于油茶树枝，对油茶树枝进行激振；本实施例中，激振杆设置成两组且分别设置在内框的前后两侧(图中每组激振杆为9根)，每组激振杆均相互平行且等间距布置。工作时，内框沿着滑杆水平运动，外框沿着导轨竖直运动，内框和外框叠加后的运动轨迹即为激振杆的摆动轨迹，相对于现有技术的单一方向振动，本装置可大大提高油茶果的采摘效果。

所述落果接收装置安装在激振装置下方，用于接收油茶果。如图4至图6所示，所述落果接收装置包括若干(图中为六个)收集板4-1、若干(图中为六个)连接杆4-2、伸缩机构和扭转机构。各收集板并列设置在激振筛下方且由车架中部向车架侧面向下倾斜布置；作为优选，收集板与水平面之间的夹角为15°-30°。各连接杆与各收集板一一对应，其中连接杆一端作为驱动端由伸缩机构和扭转机构进行驱动，另一端与对应的收集板下端固定连接。各连接杆等间距且横向(即垂直输送装置的输送方向)设置在输送装置上方；相邻两连接杆之间的最大伸展间距大于落果的最大直径，以便在重力作用下，使掉落在收集板上的油茶果从相邻两连接杆之间顺利滚入输送装置。

所述伸缩机构通过两根“L”型支撑件1-3固定在车架上，可通过各连接杆驱动各收集板相互伸展或收缩。所述扭转机构安装在伸缩机构上，可通过各连接杆驱动各收集板同步摆动；本实施例中，收集板的摆动角度为90°。当收集落果时，各收集板水平布置；需要存放装置时，通过扭转机构将收集板摆动至竖直位置，然后通过伸缩机构调节各收集板之间的距离，使各收集板相互收缩进行折叠，从而减小该收集装置整体的存放空间。

所述伸缩机构包括第一支撑架4-3、第一滑槽4-4、若干(图中为六个)第一滑块4-5、若干(图中为六组)剪刀叉和伸缩手柄4-8。所述第一支撑架固定在车架上；本发明中第一支撑架还位于输送带的外侧，以便各连接杆横向布置在输送装置的正上方。第一支撑架上水平开设有所述第一滑槽；各第一滑块与各连接杆一一对应并可水平滑动地定位在第一滑槽内。各剪刀叉依次铰接相连并与第一滑块一一对应；所述剪刀叉由中部交叉铰接的左斜杆4-6和右斜杆4-7组成。本实施例中，由于尾端的剪刀叉(即图3最右端的剪刀叉)只与前一个剪刀叉进行铰接，因此尾端的剪刀叉设置成“V”形，其余剪刀叉均设置成“X”形。所述伸缩手柄安装在首端的剪刀叉(即图3最左端的剪刀叉)上，用于驱动各剪刀叉同步运动；本实施例中，伸缩手柄通过Y形连接件与首端的剪刀叉铰接，也可直接将伸缩手柄直接固定在首端的剪刀叉上；其中Y形连接件包括长杆4-10和短杆4-11；所述短杆的一端铰接在长杆的中部，短杆的另一端以及长杆的其中一端分别铰接在首端的剪刀叉上，长杆的另一端固定有所述伸缩手柄。各第一滑块等间距设置并分别固定在各剪刀叉的中部铰接轴4-9上。各连接杆的驱动端一一对应地穿过各剪刀叉的中部铰接轴和各第一滑块后与扭转机构固定连接，即各剪刀叉的中部铰接轴以及各第一滑块中部贯通，并且连接杆与剪刀叉的中部铰接轴之间、连接杆与第一滑块之间均为间隙配合，以保证连接杆的顺利转动。工作时，向下或向下扳转伸缩手柄，即可带动各剪刀叉伸展或收缩，进而通过各第一滑块带动各连接杆相互伸展或收缩。

如图7所示，所述扭转机构包括第二支撑架4-12、第二滑槽4-13、若干(图中为六个)第二滑块4-14、若干(图中为六个)旋转臂4-15和扭转手柄4-16。所述第二支撑架通过第一铰接杆4-17和第二铰接杆4-18铰接在第一支撑架上，并且第一铰接杆、第一支撑架、第二铰接杆和第二支撑架依次铰接形成平行四边形机构。所述第二滑槽水平开设在第二支撑架上；各第二滑块可沿水平方向滑动地定位在第二滑槽内并与各连接杆一一对应。各旋转臂相互平行；所述旋转臂一端与第二滑块铰接且另一端与对应的连接杆驱动端固定连接。所述扭转手柄固定在第一铰接杆上，用于驱动平行四边形机构运动。工作时，转动扭转手柄，通过平行四边形机构带动第二支撑架摆动，各第二滑块沿第二滑槽进行滑动，从而带动与各第二滑块对应铰接的各旋转臂同步摆动，进而带动与各旋转臂固定连接的各连接杆摆动，实现收集板在水平位置和竖直位置的调整。

如图8所示，所述输送装置设置在落果接收装置的出口，用于输送油茶果。输送装置包括带式输送机(可外购获得)、两个挡板5-3、若干隔板5-4和果箱5-5。所述带式输送机固定在车架上；为了使装置整体更加紧凑，本实施例中，带式输送机包括水平段5-1和倾斜段5-2；其中水平段位于各连接杆下方，用于接收由收集装置滚落的油茶果；倾斜段连接在水平段的出口并向上倾斜设置，以便将油茶果输送至果箱。两个挡板分别沿油茶果的输送方向设置在带式输送机两侧，以防止油茶果掉落。各隔板等间距固定在带式输送机的输送带上，以保证油茶果在倾斜段的顺利输送。所述果箱固定在车架上且位于带式输送机的出口，以接收由带式输送机输送而来的油茶果。通过落果收集装置和输送装置的配合作业，可实现油茶果的自动收集，无需人工捡拾油茶果，大大降低了人工劳动强度，提高了油茶果的采摘效率。

所述动力装置用于提供动力，包括柴油机6-1、液压油箱6-2和散热器6-3(均可外购获得)。所述控制系统固定在车架上(图中为车架右侧)，以控制各装置配合作业；控制柜采用电控柜(可外购获得)。

本发明的工作原理如下：

工作时，液压马达控制三角履带轮转动，采摘机走到油茶树位置，使整个车架包裹油茶树冠，同时激振装置的激振杆插入油茶树枝中。扳转伸缩手柄，通过各剪刀叉带动各连接杆伸展使相互间距最大；然后转动扭转手柄，通过第二支撑架、第二滑块和旋转臂带动各连接杆摆动至水平位置，此时相邻两个收集板的侧边正好重合无缝隙，使得各收集板组合形成一个完整的收集面。控制驱动电机转动，通过曲柄摇杆机构带动激振筛摆动，从而周期性激振油茶树枝。油茶果掉落在收集板上，并在重力作用下从连接杆之间滚落至带式输送机上；带式输送机将油茶果输送至果箱，完成油茶果的采摘和收集作业，实现采摘一体化。

当油茶果采摘结束后，转动扭转手柄，使各收集板摆动90°至竖直位置，然后扳转伸缩手柄，使各连接杆收缩至相互间距最小位置，此时各收集板处于收缩折叠状态，占据空间最小，便于机器的存放。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自走式油茶果采摘机，其特征在于：包括由若干横梁(1-1)和立柱(1-2)组成的框架、安装在框架底部的四个行走装置、用于激振油茶树枝的激振装置、安装在激振装置下方以接收油茶果的落果接收装置、设置在落果接收装置的出口以输送油茶果的输送装置、用于提供动力的动力装置以及固定在框架上以控制各装置配合作业的控制系统；所述激振装置、落果接收装置、输送装置和动力装置均为两组且对称安装在框架左右两侧；所述激振装置和落果接收装置设置在框架内侧；所述输送装置和动力装置设置在框架外侧。

2.根据权利要求1所述的自走式油茶果采摘机，其特征在于：所述激振装置包括固定在框架上的驱动机构(3-1)以及由驱动机构驱使进行周期摆动并施力于油茶树枝的激振筛(3-2)。

3.根据权利要求2所述的自走式油茶果采摘机，其特征在于：所述驱动机构包括固定在框架上的驱动电机(3-1-1)、与驱动电机的输出轴末端固定连接的曲柄(3-1-2)、与激振筛固定连接的摇杆(3-1-4)以及两端分别与曲柄和摇杆铰接的中间杆(3-1-3)。

4.根据权利要求3所述的自走式油茶果采摘机，其特征在于：所述激振筛包括可竖直活动地定位在框架上的外框(3-2-1)、与摇杆固定连接并可水平活动地定位在外框上的内框(3-2-4)以及安装在内框上并向框架内侧中部方向伸展以施力于油茶树枝的若干激振杆(3-2-7)。

5.根据权利要求4所述的自走式油茶果采摘机，其特征在于：所述落果接收装置包括并列设置在激振筛下方且由框架中部向框架侧面向下倾斜的若干收集板(4-1)、横向设置在输送装置上方并与各收集板一一对应的若干连接杆(4-2)、固定在框架上并通过各连接杆驱动各收集板相互伸展或收缩的伸缩机构以及安装在伸缩机构上并通过各连接杆驱动各收集板同步摆动的扭转机构；所述连接杆一端作为驱动端由伸缩机构和扭转机构进行驱动，另一端与对应收集板的下端固定连接；相邻两连接杆之间的最大伸展间距大于落果的最大直径，以保证掉落在收集板上的油茶果从相邻两连接杆之间顺利滚入输送装置。

6.根据权利要求5所述的自走式油茶果采摘机，其特征在于：所述伸缩机构包括固定在框架上的第一支撑架(4-3)、开设在第一支撑架上且水平布置的第一滑槽(4-4)、可水平滑动地定位在第一滑槽内并与各连接杆一一对应的若干第一滑块(4-5)、依次铰接相连并与第一滑块一一对应的若干剪刀叉以及安装在首端的剪刀叉上的伸缩手柄(4-8)；所述剪刀叉由中部交叉铰接的左斜杆(4-6)和右斜杆(4-7)组成；各第一滑块分别固定在各剪刀叉的中部铰接轴(4-9)上；各连接杆的驱动端一一对应地穿过各剪刀叉的中部铰接轴和各第一滑块后与扭转机构固定连接。

7.根据权利要求6所述的自走式油茶果采摘机，其特征在于：所述扭转机构包括通过左铰接杆(4-17)和右铰接杆(4-18)铰接在第一支撑架上的第二支撑架(4-12)、开设在第二支撑架上且水平布置的第二滑槽(4-13)、可沿水平方向滑动地定位在第二滑槽内并与各连接杆一一对应的若干第二滑块(4-14)以及一端与第二滑块铰接且另一端与对应的连接杆驱动端固定连接的若干旋转臂(4-15)；各旋转臂相互平行；所述左铰接杆、第一支撑杆、右铰接杆和第二支撑架依次铰接形成平行四边形机构；所述左铰接杆上固定有便于驱动平行四边形机构运动的扭转手柄(4-16)。

8.根据权利要求7所述的自走式油茶果采摘机，其特征在于：所述输送装置包括固定在框架上且位于各连接杆下方以输送油茶果的带式输送机、沿油茶果的输送方向设置在带式输送机两侧以防止油茶果掉落的两个挡板(5-3)、等间距固定在带式输送机的输送带上的若干隔板(5-4)以及固定在框架上且位于带式输送机出口的果箱(5-5)。

9.根据权利要求8所述的自走式油茶果采摘机，其特征在于：所述行走装置包括三角履带轮(2-2)以及驱动三角履带轮运动的液压马达(2-1)。

10.根据权利要求9所述的自走式油茶果采摘机，其特征在于：所述动力装置包括柴油机(6-1)、液压油箱(6-2)和散热器(6-3)。

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