CN114342658B - 一种用于浆果收获的惯性振动动力装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于浆果收获的惯性振动动力装置，包括驱动总成、动力变换轴总成、减速器壳体、动力输出轴总成、第一偏心轮总成、第二偏心轮总成和机架；驱动总成与动力输出轴总成连接，动力输出轴总成穿过动力变换轴总成分别通过轴承安装在减速器壳体和机架上，机架与减速壳体固定相连，动力输出轴总成驱动两个第一偏心轮总成、第二偏心轮总成做旋转运动，同时减速器壳体和机架作为动力输出件在第一偏心轮总成、第二偏心轮总成形成的旋转力矩带动做旋转往复振动；动力变换轴总成使得驱动总成静止不动。且在减速器壳体上还固定有带式制动器总成，通过调节带式制动器总成的预紧力以及偏心块的数量和质量控制旋转往复振动的振幅与频率。

Description

一种用于浆果收获的惯性振动动力装置

技术领域

本发明涉及农业机械领域中一种小浆果类果实采收作业机械的动力装置，特别涉及一种蓝莓收获机的惯性振动动力装置。

背景技术

蓝莓、醋栗、沙棘、蓝靛果、黑果腺肋花楸等小浆果具有成熟期短、易破损和体积小等特点，因此小浆果采收作业具有一定的难度。目前，我国小浆果采收主要依靠人工进行，其劳动强度大、采摘效率低、成本高，而且这一过程还受到天气、温度等因素影响，要尽可能在最佳采收时间内完成对果实的采收，否则将影响果实质量。因此小浆果的机械化采收是我国小浆果产业发展的迫切需求和必然趋势。目前，小浆果采收主要有拍打式、气吹式以及振动式，由于拍打式效率低，果实损伤大，气吹式噪音大、只适用于小灌木等缺点并没有获得市场普遍采用。振动式采摘是利用熟果和青果与母枝的结合力不同，依靠振动产生的惯性力，使得熟果与母枝分离，青果保留。但目前的振动装置多是采用凸轮机构或者连杆机构实现上下往复振动，依然存在果实损伤较大，采净率不高等缺点。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种用于浆果收获机械的高效惯性振动动力装置，该装置可以实现旋转往复运动，以摇晃下熟果同时保留青果，用来降低浆果收获机收获的果实损伤率并提高采净率，同时该装置振幅易于调整，便于适应不同小浆果的采收需求。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明提出的一种用于浆果收获的惯性振动动力装置，包括驱动总成、联轴器、动力变换轴总成、减速器壳体、动力输出轴总成、第一偏心轮总成、第二偏心轮总成和机架；所述驱动总成通过联轴器与动力输出轴总成连接进行动力传输，动力输出轴总成穿过动力变换轴总成分别通过轴承安装在减速器壳体和机架上，机架与减速壳体固定相连，在减速器壳体内安装有传动装置，动力输出轴总成通过传动装置驱动两个对称安装在机架内的第一偏心轮总成、第二偏心轮总成做旋转运动，同时减速器壳体和机架作为动力输出件在第一偏心轮总成、第二偏心轮总成形成的旋转力矩带动下做旋转往复振动；所述的动力变换轴总成使得驱动总成静止不动。

作为进一步技术方案，该包括带式制动器总成，通过调节带式制动器总成的预紧力可调整动力装置的最大旋转速度。

作为进一步技术方案，所述的带式制动器总成包括制动盘和制动带，所述的制动盘固定在减速器壳体顶部，所述制动带绕过制动盘，穿过弹性元件固定在制动器安装支架总成上。

作为进一步技术方案，所述的制动盘位于动力变换轴总成的外圈。

作为进一步技术方案，所述的驱动总成包括马达、马达安装支座、制动器安装支架总成，所述马达与马达安装支座固定，所述马达安装支座与所述制动器安装支架总成固定。

作为进一步技术方案，所述的动力变换轴总成包括固定在减速器壳体顶部的空心变换轴，空心变换轴的内圈通过轴承与动力输出轴外圈转动连接，空心变换轴的外圈通过轴承、轴承座与马达安装支座固定。

作为进一步技术方案，所述的传动装置包括两个第一同步带轮和两个第二同步带轮，所述的两个第一同步带轮上下安装在动力输出轴上，两个同步带轮位于动力输出轴两侧，各自通过一个同步带与对应的第一同步带轮相连。

作为进一步技术方案，所述的第一偏心块总成和第二偏心块总成结构相同，各自包括与第二同步带轮相连的偏心轮轴，所述偏心轮轴外固定套筒，所述套筒上下两端分别焊接上压板和下压板，所述上压板与下压板之间焊接第一偏心块，所述第一偏心块与其他偏心块相连。

作为进一步技术方案，第一偏心轮总成、第二偏心轮总成相对于动力输出轴总成的中心线对称设置。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

本发明提供的用于浆果收获的惯性振动动力装置，该装置通过驱动总成带动两个对称设置的偏心轮总成的旋转，减速器壳体和机架作为动力输出件在第一偏心轮总成、第二偏心轮总成形成的旋转力矩带动做旋转往复振动，即整体装置每顺时针旋转一定角度就会逆时针旋转一定角度，进而带动浆果枝条往复摆动；且通过所述的动力变换轴总成使得减速器壳体转动时，驱动总成静止不动。通过调节带式制动器以及偏心块的数量和质量输出不同的振幅以及频率，以提供最合适的采摘力，从而提高果实采净率，降低果实损伤率同时能过满足多种小浆果的采收作业需求。该装置还具有结构简单、成本低、操作简便、劳动强度低、生产效率高、安全可靠等优点。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明的前视示意图；

图2为本发明的俯视示意图；

图3为图2中的A-A剖视图；

图4为本发明的轴侧视图；

图5为本发明的动力变换轴的轴侧视图；

图6为本发明去除机架与减速器壳体的前视示意图；

图7为本发明的偏心块总成的前视示意图；

图8为本发明的偏心块总成的轴侧视图；

图9为本发明的偏心块处于水平状态的工作原理图；

图10为本发明的偏心块旋转90度状态的工作原理图；

图11为本发明的偏心块旋转180度状态的工作原理图；

图12为本发明的偏心块旋转270度状态的工作原理图；

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

1驱动总成、2联轴器、3动力变换轴总成、4减速器壳体、5机架、6动力输出轴总成、7左偏心轮总成、8右偏心轮总成、9带式制动器总成。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种用于浆果收获的惯性振动动力装置。

本发明的一种典型的实施方式中，如图1-图8所示，本实施例提出的一种用于浆果收获的惯性振动动力装置，包括驱动总成1、联轴器2、动力变换轴总成3、减速器壳体4、机架5、动力输出轴总成6、左偏心轮总成7、右偏心轮总成8、带式制动器总成9；所述驱动总成1通过联轴器2与动力输出轴总成6连接进行动力传输，所述的动力输出轴总成6穿过动力变换轴总成分别通过轴承安装在减速器壳体4和机架上，机架与减速壳体4固定相连，在减速器壳体4内安装有传动装置，动力输出轴总成6通过传动装置驱动两个对称安装在机架内的左偏心轮总成7、右偏心轮总成8做旋转运动，同时减速器壳体和机架作为动力输出件在左偏心轮总成7、右偏心轮总成8形成的旋转力矩带动下做旋转往复振动；所述的动力变换轴总成使得驱动总成静止不动。通过调节带式制动器的预紧力以及偏心块的数量和质量可以控制旋转往复振动的振幅与频率，从而为果实采摘提供最合适的采摘力。

具体的，如图4所示，驱动总成包括马达11、马达安装支座12、制动器安装支架13，所述马达11与所述马达安装支座12通过螺栓固定，所述马达安装支座12通过螺栓与所述制动器安装支架13固定。

如图6所示，所述马达11通过联轴器2与动力输出轴总成6连接进行动力传输。进一步的，如图6、图3所示，所述动力输出轴总成6的动力输出轴61分别通过轴承62与轴承63安装在变速器壳体总成4和机架5上。

如图3、图6所示，所述动力输出轴61上安装有同步带轮64和同步带轮65，所述同步带轮64通过同步带66与左偏心轮总成7上的同步带轮71相连，带动左偏心轮总成7旋转，所述同步带轮65通过同步带67与右偏心轮总成8上的同步带轮81相连，带动右偏心轮总成8旋转；所述的左偏心轮总成7、右偏心轮总成8相对于动力输出轴61的中心线左右对称设置。

如图3、图6所示，所述左偏心轮总成7包括左偏心轮轴72，左偏心轮轴72通过轴承73和轴承74安装在机架5上，所述左偏心轮轴72通过平键76与偏心块总成75连接，偏心块总成75通过间隔套77与轴承74分隔；

如图3、图6所示，所述右偏心轮总成8包括右偏心轮轴82，右偏心轮轴82通过轴承83和轴承84安装在机架5上，所述右偏心轮轴82通过平键86与偏心块总成85连接，所述偏心块总成85通过间隔套87与轴承84分隔；需要说明的是，偏心块总成85和偏心块总成75的结构完全相同，两者相对于动力输出轴61的中心线左右对称设置。

如图7、图8所示，所述偏心块总成75包括套筒751，所述套筒751上下两端分别焊接上压板752和下压板753，所述上压板752与下压板753之间焊接偏心块754，所述偏心块754通过螺栓与偏心块755、偏心块756、偏心块757、偏心块758相连，偏心块755、偏心块756、偏心块757、偏心块758也连接在上压板752与下压板753之间。进一步的需要说明的是，该装置可以通过安装不同大小的偏心块，调整偏心块总成的重量以及重心位置，进而调整振动的振动幅度、频率。

如图1-图3所示，所述机架5与所述减速器壳体4通过螺栓连接，所述减速器壳体4的前后分别安装有4个透明的前视窗盖板41，用来观察减速器壳体4内部机器零件的运行，所述减速器壳体4的上方焊接制动盘42，所述制动盘42通过带式制动器总成9连接在制动器安装支架总成13上，用以调节振动装置的转速与振幅。

如图1-图3所示，所述带式制动器总成9包括弹性元件91、制动带92，所述制动带92绕过制动盘42，制动带92的两端穿过弹性元件91通过螺母固定在制动器安装支架总成13上；通过调节制动带92的松紧(即预紧力)可以控制整个装置的最大旋转速度。

如图1所示，本实施例中的机架5的左右两侧分别安装有左检修口盖板51和右检修口盖板52，用于调整安装不同的偏心块以及机器的故障维修。

如图3所示，所述动力变换轴总成3包括空心的动力变换轴31，所述与空心的动力变换轴31底部焊接在减速器壳体4顶部的中心位置；动力输出轴61穿过动力变换轴31，动力输出轴61与动力变换轴31内圈之间通过轴承62相连；所述动力变换轴31的外圈安装有轴承32和轴承33，轴承32与轴承33通过间隔套34分隔开，所述动力变换轴总成3通过轴承32、轴承33与动力变换轴轴承座35相连，所述动力变换轴轴承座35通过螺栓与马达安装支座12连接。偏心块总成75绕左偏心轴72的旋转运动产生离心力F1，偏心块总成85绕右偏心轴82的旋转运动产生离心力F2，F1与F2大小相等，方向相反，在离心力F1与离心力F2的共同作用下会带动整个装置进行转动，为了使驱动总成1保持静止，本申请在该装置中安装了动力变换轴总成3，通过转动变换轴总成使得动力变换轴31本身随着减速器壳体4等一起转动，但是动力变换轴轴承座35和驱动总成1固连在一起，不进行转动。

本发明的工作原理：

马达总成1输出旋转运动通过联轴器2将动力传输给动力输出轴总成6，动力输出轴总成6通过同步带66和同步带67分别带动左偏心轮总成7及右偏心轮总成8做旋转运动，安装在左偏心轮总成7上的偏心块总成75与安装在右偏心轮总成8上的偏心块总成85对称布置。偏心块总成75绕左偏心轴72的旋转运动产生离心力F1，偏心块总成85绕右偏心轴82的旋转运动产生离心力F2，F1与F2大小相等，方向相反，在离心力F1与离心力F2的共同作用下产生旋转力矩T，由于力矩T的大小和方向是交替变化的，从而带动惯性振动动力装置(整体)做旋转往复振动。通过调节带式制动器的预紧力、液压马达的输出转速、偏心块的数量和质量可以控制旋转往复振动的振幅与频率，从而为果实采摘提供最合适的采摘力。

本实施例提出的装置内部动力输出轴、同步带轮、左偏心轮轴、右偏心轮轴、左偏心块总成、右偏心块总成的运动是由液压马达决定的，但是这些装置在液压马达带动下做旋转运动(局部运动)的同时，也会在旋转力矩T的带动下随振动装置(整体)做旋转往复振动(整体运动)，最终在浆果采摘时，输出的动力是整体装置的旋转往复振动，即整体装置每顺时针旋转一定角度就会逆时针旋转一定角度，进而带动浆果枝条往复摆动。装置外部机架5以及减速器壳体4以及制动盘42只是在旋转力矩T的带动做旋转往复振动，马达11、马达安装支座12、制动器安装支架总成13是静止的。通过调节带式制动器的预紧力以及偏心块的数量和质量可以控制旋转往复振动的振幅与频率，从而为果实采摘提供最合适的采摘力。

其中，该装置的工作原理如图9-图12所示，图1中偏心块处于水平状态，此时偏心力大小相等，方向相反，力臂F＝0，力矩T＝0；图2中偏心块旋转90度，此时偏心力大小相等，方向相反，力臂最大，力矩最大，力矩方向为顺时针C；图3中偏心块旋转180度，此时偏心力大小相等，方向相反，力臂F＝0，力矩T＝0；图4中偏心块旋转270度，此时偏心力大小相等，方向相反，力臂最大，力矩最大，力矩方向为逆时针CC；此受力过程为特定状态下的简化受力分析；实际作业过程中，惯性振动动力装置还会受到带式制动器的摩擦力，灌木枝条的运动阻力等。惯性振动动力装置在这些力的综合作用下输出的运动为旋转往复振动。例如：惯性振动装置(整体)每顺时针旋转5度就会逆时针旋转3度，但是整体趋势仍是顺时针运动。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于浆果收获的惯性振动动力装置，其特征在于，包括驱动总成、

联轴器、动力变换轴总成、减速器壳体、动力输出轴总成、第一偏心轮总成、第二偏心轮总成和机架；所述驱动总成通过联轴器与动力输出轴总成连接进行动力传输，动力输出轴总成穿过动力变换轴总成分别通过轴承安装在减速器壳体和机架上，机架与减速壳体固定相连，在减速器壳体内安装有传动装置，动力输出轴总成通过传动装置驱动两个对称安装在机架内的第一偏心轮总成、第二偏心轮总成做旋转运动，转动方向始终相同，旋转运动产生大小相等，方向相反的离心力，离心力共同作用下产生旋转力矩，旋转力矩的大小和方向交替变化，同时减速器壳体和机架作为动力输出件在第一偏心轮总成、第二偏心轮总成形成的旋转力矩带动下做旋转往复振动；所述的动力变换轴总成使得驱动总成静止不动;

还包括带式制动器总成， 通过调节带式制动器总成的预紧力可调整动力装置的最大旋转速度；

所述的带式制动器总成包括制动盘和制动带，所述的制动盘固定在减速器壳体顶部，所述制动带绕过制动盘，穿过弹性元件固定在制动器安装支架总成上；

所述的制动盘位于动力变换轴总成的外圈；

所述的第一偏心块总成和第二偏心块总成结构相同，各自包括与第二同步带轮相连的偏心轮轴，所述偏心轮轴外固定套筒，所述套筒上下两端分别焊接上压板和下压板，所述上压板与下压板之间焊接第一偏心块，所述第一偏心块与其他偏心块相连；

通过调节带式制动器的预紧力以及偏心块的数量和质量控制旋转往复振动的振幅与频率，为果实采摘提供最合适的采摘力。

2.如权利要求1所述的用于浆果收获的惯性振动动力装置，其特征在于，所述的驱动总成包括马达、马达安装支座，所述马达与马达安装支座固定，所述马达安装支座与所述制动器安装支架总成固定。

3.如权利要求2所述的用于浆果收获的惯性振动动力装置，其特征在于，所述的动力变换轴总成包括固定在减速器壳体顶部的空心变换轴，空心变换轴的内圈通过轴承与动力输出轴外圈转动连接，空心变换轴的外圈通过轴承、轴承座与马达安装支座固定。

4.如权利要求1所述的用于浆果收获的惯性振动动力装置，其特征在于，所述的传动装置包括两个第一同步带轮和两个第二同步带轮，所述的两个第一同步带轮上下安装在动力输出轴上，两个同步带轮位于动力输出轴两侧，各自通过一个同步带与对应的第一同步带轮相连。

5.如权利要求1所述的用于浆果收获的惯性振动动力装置，其特征在于，第一偏心轮总成、第二偏心轮总成相对于动力输出轴总成的中心线对称设置。

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