CN114051832B - 一种自主变幅变频振动采收装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自主变幅变频振动采收装置，尤其是一种适用于采收树上果实时、通过摄像仪跟踪拍摄、远程调控实现自主变幅、变频的精准振动采收装置。其特征在于：包括车架、摄像装置、液压升降机、机架、曲柄滑块机构、激振装置、夹持振动总成、夹持锁紧总成；所述的激振装置通过链轮与曲柄滑块机构连接，所述的曲柄滑块机构通过曲柄与夹持振动总成连接，激振装置、夹持振动总成、夹持锁紧总成设在机架上，机架、摄像装置、液压升降机设在车架上。本发明与现有技术相比，适用于采收树上果实时，借助摄像仪拍摄采收过程，根据果实脱落情况，实时调整装置频率、幅度，提高采收效率，夹持锁紧机构固定树木根部，避免因振动对树木造成损伤。

Description

一种自主变幅变频振动采收装置

技术领域

本发明涉及一种自主变幅变频振动采收装置，尤其是一种适用于采收树上果实时、通过摄像仪跟踪拍摄、远程调控实现自主变幅、变频的精准振动采收装置。

背景技术

我国果树产业发达，年产值约1万亿元，因地势、树型等各不相同，采摘难度较大，有人工采摘和机器采摘两种方式。人工采摘主要是借助爬树梯、人字梯、安全带等工具，但这些工具只是起到一个辅助人工采摘的作用和保护人员安全，并不能很好地提高采摘效率，降低劳动成本。机器采摘有单幅振动式果实采摘机，虽然在一定程度上减少了劳动力，但其地形适应性较差，整体的机械结构复杂，且对于果实的普适性较差，另一种采摘机器人的保养昂贵，不便携带，投入成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于采收树上果实时，通过摄像仪跟踪拍摄，远程调控实现自主变幅、变频的精准振动采收装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明其特点在于：包括机架、曲柄滑块机构、支撑杆、曲柄、连杆、摄像装置、链轮、液压升降机、车架、激振装置、夹持振动总成、夹持锁紧总成；所述的激振装置通过链轮与曲柄滑块机构连接，所述的曲柄滑块机构通过支撑杆与机架连接，所述的曲柄与曲柄滑块机构连接，所述的曲柄与连杆铰接，所述的连杆与夹持振动总成连接，激振装置、夹持振动总成、夹持锁紧总成设在机架上，机架、摄像装置、液压升降机设在车架上；

上述的激振装置由变频电机、传动轴构成；所述的变频电机通过螺钉固定在机架上，所述的传动轴通过联轴器与变频电机连接，通过链轮向曲柄滑块机构输出激振力，根据摄像装置传输的落果情况进行监控，实时调节变频电机功率实现变频振动；

上述的曲柄滑块机构与支撑杆连接，支撑杆通过螺钉与机架连接，上述的曲柄滑块机构由左丝杠支撑、丝杠、丝杠螺母、右丝杠支撑、减速电机联轴器、减速电机、圆盘构成；所述的左、右丝杠支撑用螺丝固定在圆盘上，支撑限制丝杠移动；所述的丝杠通过减速电机联轴器与减速电机连接，避免过载损伤电机；所述的减速电机通过螺钉固定在圆盘上，通过分离式导电滑环对减速电机进行供电，避免因圆盘转动导致减速电机导线缠绕；所述的丝杠螺母与丝杠连接，曲柄通过螺钉固定在丝杠螺母上，丝杠螺母在减速电机的动力下带着曲柄沿着丝杠前后移动，通过改变丝杠螺母的位置实现不同的振动幅度；工作时，激振装置输出激振力，链轮带动圆盘转动，根据摄像装置传输的落果情况进行监控，调节圆盘上的丝杠螺母移动距离，调整振动幅度；

上述的夹持振动总成与机架连接，上述的夹持振动总成由曲柄导轨、夹持振动机构构成，所述的夹持振动机构由振动夹爪电机、振动夹爪电机联轴器、振动夹爪丝杠、振动夹爪丝杠螺母、振动夹爪伸缩杆、振动夹爪丝杠支撑、振动夹爪支座，振动夹爪连杆，振动夹爪夹头构成；所述的振动夹爪电机通过螺丝固定在曲柄导轨上，其作用是支撑振动夹爪电机，工作时降低摩擦损耗，所述的振动夹爪丝杠通过振动夹爪电机联轴器与振动夹爪电机连接，避免过载损伤零件，所述的振动夹爪丝杠螺母与振动夹爪丝杠同轴连接，振动夹爪丝杠螺母沿着振动夹爪丝杠的方向前后移动，所述的振动夹爪丝杠支撑通过螺丝固定在曲柄导轨上，所述的振动夹爪伸缩杆与振动夹爪丝杠螺母连接，工作时丝杠螺母带动伸缩杆前后伸缩运动，控制夹爪张合，锁紧树木，所述的振动夹爪连杆与振动夹爪支座、振动夹爪夹头铰接，振动夹爪伸缩杆向前移动，带动振动夹爪夹头向外张开，向后移动，带动振动夹爪夹头向内收拢，直至夹紧树木枝干，工作时，振动夹爪电机输出力控制固定在丝杠螺母上的夹爪锁紧树，连杆与曲柄导轨连接，圆盘转动，其上的曲柄与连杆铰接，带动曲柄导轨上的夹持机构在导轨上做前后往返运动，带动所夹持的树木，实现振动采收；

上述的夹持锁紧总成与机架连接，上述的夹持锁紧总成由底板、夹持锁紧机构构成，所述的夹持锁紧机构由锁紧夹爪电机、锁紧夹爪电机联轴器、锁紧夹爪丝杠、锁紧夹爪丝杠螺母、锁紧夹爪伸缩杆、锁紧夹爪丝杠支撑、锁紧夹爪支座、锁紧夹爪连杆、锁紧夹爪夹头构成；所述的锁紧夹爪电机通过螺丝固定在底板上，所述的锁紧夹爪丝杠通过锁紧夹爪电机联轴器与锁紧夹爪电机连接，所述的锁紧夹爪丝杠螺母与锁紧夹爪丝杠同轴连接，锁紧夹爪丝杠螺母沿着锁紧夹爪丝杠的方向前后移动，所述的锁紧夹爪丝杠支撑通过螺丝固定在底板上，支撑锁紧夹爪丝杠，所述的锁紧夹爪伸缩杆与锁紧夹爪丝杠螺母连接，工作时丝杠螺母带动伸缩杆前后伸缩运动，控制夹爪张合，锁紧树木，所述的锁紧夹爪连杆与锁紧夹爪支座、锁紧夹爪夹头铰接，锁紧夹爪伸缩杆向前移动，带动锁紧夹爪夹头向外张开，向后移动，带动锁紧夹爪夹头向内收拢，直至夹紧树木枝干，工作时，振动夹爪夹紧树木枝干振动，锁紧夹爪锁紧固定树木枝干。

上述的液压升降机设在车架底部，用于支撑车体，其作用是稳固车体，避免因振动导致车体产生位移，提高振动效率。

本发明与现有技术相比，适用于采收树上果实时，借助高速摄像仪对振动采收全过程进行跟踪拍摄，观察果实脱落情况，实时调整电机频率、曲柄滑块机构转动幅度，提高采收效率，减少果实损伤，夹持锁紧装置固定树木根部，避免因较大振动对树木造成损伤。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中的曲柄滑块机构示意图；

图3为图1中的夹持振动总成示意图；

图4为图1中的夹持锁紧总成示意图。

图示中：1为机架，2为曲柄滑块机构，3为支撑杆，4为曲柄，5为连杆，6为曲柄导轨，7为夹持振动机构，8为夹持锁紧机构，9为底板，10为摄像装置，11为变频电机，12为传动轴，13为链轮，14为液压升降机，15为车架，201为左丝杠支撑，202为丝杠，203为丝杠螺母，204为右丝杠支撑，205为减速电机联轴器，206为减速电机，207为圆盘，701为振动夹爪电机，702为振动夹爪电机联轴器，703为振动夹爪丝杠，704为振动夹爪丝杠螺母，705为振动夹爪伸缩杆，706为振动夹爪丝杠支撑，707为振动夹爪支座，708为振动夹爪连杆，709为振动夹爪夹头，801为锁紧夹爪电机，802为锁紧夹爪电机联轴器，803为锁紧夹爪丝杠，804为锁紧夹爪丝杠螺母，805为锁紧夹爪伸缩杆，806为锁紧夹爪丝杠支撑，807为锁紧夹爪支座，808为锁紧夹爪连杆，809为锁紧夹爪夹头。

具体实施方式

参照附图1～4，本实施例为一种自主变幅变频振动采收装置，包括机架1、曲柄滑块机构2、支撑杆3、曲柄4、连杆5、摄像装置10、链轮13、液压升降机14、车架15、激振装置、夹持振动总成、夹持锁紧总成；所述的激振装置通过链轮13与曲柄滑块机构2连接，所述的曲柄滑块机构2通过支撑杆3与机架1连接，所述的曲柄4与曲柄滑块机构2连接，所述的曲柄4与连杆5铰接，所述的连杆5与夹持振动总成连接，激振装置、夹持振动总成、夹持锁紧总成设在机架1上，机架1、摄像装置10、液压升降机14设在车架15上。

所述的激振装置由变频电机11、传动轴12构成；所述的变频电机11通过螺钉固定在机架1上，所述的传动轴12通过联轴器与变频电机11连接，通过链轮13向曲柄滑块机构2输出激振力，根据摄像装置10传输的落果情况进行监控，实时调节变频电机功率实现变频振动，提高果实的采收率。

所述的曲柄滑块机构2与支撑杆3连接，支撑杆3通过螺钉与机架1连接，所述的曲柄滑块机构2由左丝杠支撑201、丝杠202、丝杠螺母203、右丝杠支撑204、减速电机联轴器205、减速电机206、圆盘207构成；所述的左、右丝杠支撑201、204用螺丝固定在圆盘207上，支撑限制丝杠202移动；所述的丝杠202通过减速电机联轴器205与减速电机206连接，避免过载损伤电机；所述的减速电机206通过螺钉固定在圆盘207上，支撑杆3上设有分离式导电滑环，对减速电机进行供电，避免因圆盘207转动导致减速电机206导线缠绕；所述的丝杠螺母203与丝杠202连接，曲柄4通过螺钉固定在丝杠螺母203上，丝杠螺母203在减速电机206的动力下带着曲柄4沿着丝杠202前后移动，通过改变丝杠螺母203的位置实现不同的振动幅度；工作时，激振装置输出激振力，链轮13带动圆盘207转动，根据摄像装置10传输的落果情况进行监控，调节圆盘207上的丝杠螺母203移动距离，调整振动幅度，提高采收效率。

所述的夹持振动总成与机架1连接，所述的夹持振动总成由曲柄导轨6、夹持振动机构7构成，所述的夹持振动机构7由振动夹爪电机701、振动夹爪电机联轴器702、振动夹爪丝杠703、振动夹爪丝杠螺母704、振动夹爪伸缩杆705、振动夹爪丝杠支撑706、振动夹爪支座707、振动夹爪连杆708、振动夹爪夹头709构成；所述的振动夹爪电机701通过螺丝固定在曲柄导轨6上，其作用是支撑振动夹爪电机，工作时降低摩擦损耗，所述的振动夹爪丝杠703通过振动夹爪电机联轴器702与振动夹爪电机701连接，避免过载损伤零件，所述的振动夹爪丝杠螺母704与振动夹爪丝杠703同轴连接，振动夹爪丝杠螺母704沿着振动夹爪丝杠703的方向前后移动，所述的振动夹爪丝杠支撑706通过螺丝固定在曲柄导轨6上，支撑振动夹爪丝杠703，所述的振动夹爪伸缩杆705与振动夹爪丝杠螺母704连接，工作时丝杠螺母带动伸缩杆前后伸缩运动，控制夹爪张合，锁紧树木，所述的振动夹爪连杆708与振动夹爪支座707、振动夹爪夹头709铰接，振动夹爪伸缩杆705向前移动，带动振动夹爪夹头709向外张开，向后移动，带动振动夹爪夹头向内收拢，直至夹紧树木枝干，工作时，振动夹爪电机701输出力控制固定在丝杠螺母上的夹爪锁紧树，连杆5与曲柄导轨6连接，圆盘转动，其上的曲柄4与连杆5铰接，带动曲柄导轨6上的夹持机构在导轨上做前后往返运动，带动所夹持的树木，实现振动采收。

所述的夹持锁紧总成与机架1连接，所述的夹持锁紧总成由底板9、夹持锁紧机构8构成，所述的夹持锁紧机构8由锁紧夹爪电机801、锁紧夹爪电机联轴器802、锁紧夹爪丝杠803、锁紧夹爪丝杠螺母804、锁紧夹爪伸缩杆805、锁紧夹爪丝杠支撑806、锁紧夹爪支座807、锁紧夹爪连杆808、锁紧夹爪夹头809构成；所述的锁紧夹爪电机801通过螺丝固定在底板9上，所述的锁紧夹爪丝杠803通过锁紧夹爪电机联轴器802与锁紧夹爪电机801连接，避免过载损伤零件，所述的锁紧夹爪丝杠螺母804与锁紧夹爪丝杠803同轴连接，锁紧夹爪丝杠螺母804沿着锁紧夹爪丝杠803的方向前后移动，所述的锁紧夹爪丝杠支撑806通过螺丝固定在底板9上，支撑锁紧夹爪丝杠803，所述的锁紧夹爪伸缩杆805与锁紧夹爪丝杠螺母804连接，工作时丝杠螺母带动伸缩杆前后伸缩运动，控制夹爪张合，锁紧树木，所述的锁紧夹爪连杆808与锁紧夹爪支座807、锁紧夹爪夹头809铰接，锁紧夹爪伸缩杆805向前移动，带动锁紧夹爪夹头809向外张开，向后移动，带动锁紧夹爪夹头向内收拢，直至夹紧树木枝干，工作时，振动夹爪夹紧树木枝干振动，锁紧夹爪锁紧固定树木枝干，其作用是保护树木根部，避免因较大振动对树木根部造成损伤。

所述的液压升降机14设在车架15底部，用于支撑车体，其作用是稳固车体，避免因振动导致车体产生位移，提高振动效率。

Claims (4)

1.一种自主变幅变频振动采收装置，其特征在于：包括车架、曲柄滑块机构、支撑杆、曲柄、连杆、摄像装置、链轮、液压升降机、机架、激振装置、夹持振动总成、夹持锁紧总成；所述的夹持振动总成由曲柄导轨、夹持振动机构构成，所述的激振装置通过链轮与曲柄滑块机构连接，通过所述链轮向所述曲柄滑块机构输出激震力，所述的曲柄滑块机构通过支撑杆与机架连接，所述的曲柄与曲柄滑块机构连接，所述的曲柄与连杆铰接，所述的连杆与夹持振动总成连接，激振装置、夹持振动总成、夹持锁紧总成设在机架上，机架、摄像装置、液压升降机设在车架上；

所述的夹持锁紧总成与机架连接，所述的夹持锁紧总成由底板、夹持锁紧机构构成，所述的夹持锁紧机构由锁紧夹爪电机、锁紧夹爪电机联轴器、锁紧夹爪丝杠、锁紧夹爪丝杠螺母、锁紧夹爪伸缩杆、锁紧夹爪丝杠支撑、锁紧夹爪支座、锁紧夹爪连杆、锁紧夹爪夹头构成，所述的锁紧夹爪电机与底板连接，所述的锁紧夹爪丝杠通过锁紧夹爪电机联轴器与锁紧夹爪电机连接，所述的锁紧夹爪丝杠螺母与锁紧夹爪丝杠同轴连接，锁紧夹爪丝杠螺母沿着锁紧夹爪丝杠的方向前后移动，所述的锁紧夹爪丝杠支撑与底板连接，所述的锁紧夹爪伸缩杆与锁紧夹爪丝杠螺母连接，所述锁紧夹爪丝杠螺母带动所述锁紧夹爪伸缩杆前后伸缩移动，控制所述锁紧夹爪夹头张合，所述的锁紧夹爪连杆与锁紧夹爪支座、锁紧夹爪夹头铰接。

2.根据权利要求1所述的一种自主变幅变频振动采收装置，其特征在于：所述的激振装置由变频电机、传动轴构成；所述的变频电机与机架连接，所述的传动轴通过联轴器与变频电机连接。

3.根据权利要求1所述的一种自主变幅变频振动采收装置，其特征在于：所述的曲柄滑块机构与支撑杆连接，支撑杆与机架连接，所述的曲柄滑块机构由左丝杠支撑、丝杠、丝杠螺母、右丝杠支撑、减速电机联轴器、减速电机、圆盘构成；所述的左、右丝杠支撑与圆盘连接，所述左右丝杠支撑用螺丝固定在所述圆盘上，支撑限制丝杠移动，所述的丝杠通过减速电机联轴器与减速电机连接，所述的减速电机与圆盘连接，所述的丝杠螺母与丝杠连接，曲柄与丝杠螺母连接，曲柄随丝杠螺母沿着丝杠前后移动。

4.根据权利要求1所述的一种自主变幅变频振动采收装置，其特征在于：所述的夹持振动总成与机架连接，所述的夹持振动机构由振动夹爪电机、振动夹爪电机联轴器、振动夹爪丝杠、振动夹爪丝杠螺母、振动夹爪伸缩杆、振动夹爪丝杠支撑、振动夹爪支座，振动夹爪连杆，振动夹爪夹头构成，所述连杆与所述曲柄导轨连接，所述的振动夹爪电机与曲柄导轨连接，所述的振动夹爪丝杠通过振动夹爪电机联轴器与振动夹爪电机连接，所述的振动夹爪丝杠螺母与振动夹爪丝杠同轴连接，所述的振动夹爪丝杠支撑与曲柄导轨连接，所述的振动夹爪伸缩杆与振动夹爪丝杠螺母连接，所述振动夹爪丝杠螺母带动所述振动夹爪伸缩杆前后伸缩移动，控制所述振动夹爪夹头张合，所述的振动夹爪连杆与振动夹爪支座、振动夹爪夹头铰接。

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