CN115226491B - 一种仿树形包裹式油茶果采摘机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及林果采收机械技术领域。目的是提供一种仿树形包裹式油茶果采摘机，该采摘机应具有采摘效果好，工作效率高的特点。技术方案是一种仿树形包裹式油茶果采摘机，其特征在于：该采摘机包括对称设置在机架上的两个激振装置；所述激振装置包括可活动地设置在机架上的激振架、主电机、辅电机、传递主电机动力驱动激振架振动的主传动机构、传递辅电机动力驱动激振架开合的辅传动机构。
Description
技术领域
本发明涉及林果采收机械技术领域，具体是一种仿树形包裹式油茶果采摘机。
背景技术
油茶是我国特有的木本油料作物，是与油橄榄、油棕、椰子齐名的世界四大油源树种之一。我国油茶产业链虽然比较完整，但油茶果采收环节较弱，劳动力成本高，机械化程度较低，严重缺乏山地采摘和果实处理设备。
目前油茶果的采摘主要依靠人工采摘为主，劳动量大而效率极低，油茶果采摘已成为油茶产业发展最薄弱的一环，逐渐成为阻碍油茶产业快速发展的瓶颈，因此如何提高油茶果采摘效率与采摘质量是目前亟待解决的难题。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种仿树形包裹式油茶果采摘机，该采摘机应具有采摘效果好，工作效率高的特点。
本发明的技术方案是：
一种仿树形包裹式油茶果采摘机，其特征在于：该采摘机包括对称设置在机架上的两个激振装置；所述激振装置包括可活动地设置在机架上的激振架、主电机、辅电机、传递主电机动力驱动激振架振动的主传动机构、传递辅电机动力驱动激振架开合的辅传动机构。
所述激振架包括主激振架以及可摆动地定位在两侧的辅激振架；所述主激振架与辅激振架均包括框架、固定在框架上的若干指排板、固定在指排板上的若干激振杆。
所述激振架通过导向机构可活动地定位在机架上；所述导向机构包括与机架固定并且上下水平布置的两条导轨、两端通过平移组件可水平滑动地定位在导轨上的光轴、可竖直滑动地定位在光轴上的滑块；所述主激振架与滑块固定。
所述主传动机构包括主支撑座、设置在主支撑座上的曲柄摇杆机构、可转动地定位在曲柄摇杆机构上并与主激振架固定的连接架；所述主电机固定在主支撑座上，主电机的转轴连接曲柄摇杆机构。
所述辅传动机构包括辅支撑座、可转动地定位在辅支撑座上的主动齿轮与两个被动齿轮、与被动齿轮同轴固定的盘线筒、连接盘线筒与激振架的连接绳；所述辅电机固定在辅支撑座上，辅电机的转轴连接主动齿轮转轴；所述主动齿轮主动齿轮同时与两个被动齿轮啮合。
所述连接绳的一端缠绕在盘线筒上并且另一端与辅激振架的框架固定；所述辅传动机构通过两条连接绳分别连接主激振架两侧的辅激振架。
所述曲柄摇杆机构包括可转动地定位在主支撑座上的曲柄与摇杆以及两端分别可转动地定位在曲柄与摇杆上的连杆；所述连接架可转动地定位在连杆上；所述主电机的转轴与曲柄转轴同轴连接。
所述平移组件包括固定在光轴端部的支座以及可转动地定位在支座上并与导轨滑动配合的导轮。
所述辅激振架的框架通过合页可摆动地铰接在主激振架的框架上；所述合页上还设有支撑轴，扭簧装套在支撑轴上并且扭簧的两条扭臂分别顶住合页的两个转板。
所述指排板竖直布置，连接架与主激振架的指排板固定；所述辅激振架的框架上设有拉环，连接绳通过挂钩与拉环固定。
本发明的工作方式是：
未采摘时激振架为展开状态，移动采摘机使得油茶树进入激振装置的通道中，主激振架的激振杆插入油茶树冠，启动辅电机，辅电机通过辅传动机构带动辅激振架转动，辅激振架向油茶树靠拢，辅激振架的激振杆插入油茶树冠内一定深度，保证激振杆能够尽可能多得与油茶果相互接触；主电机启动，主电机通过主传动机构驱动激振架作圆周运动对油茶树冠进行激振，油茶果在激振杆作用下受迫振动产生惯性力，当惯性力大于果与枝条的结合力时，油茶果脱落，从而完成油茶果的激振采摘；采摘完成后，使辅电机反转，辅激振架展开，移走采摘机。
本发明的有益效果是：
1)本发明设有两个对称布置的激振装置，可根据油茶树形状使激振架全方位地包围住油茶树体，大大提高了采摘效率，节省了采摘时间；
2)本发明的激振装置可调整辅激振架的转动角度，改变辅激振架激振杆插入油茶树冠的深度，适合用于不同种类、不同树冠宽度油茶树的采摘作业；
3)本发明可根据采收的需要，调整激振架上激振杆的排布，以适应不同种类油茶树的采摘作业；
4)本发明结构简单、操作方便、采摘效果好、对花苞损伤小，能够提高油茶果的采收效率，降低采摘者的劳动强度。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明的主视结构示意图。
图3是本发明的俯视结构示意图。
图4是本发明的激振装置的立体结构示意图。
图5是本发明的激振架的立体结构示意图。
图6是本发明的导向机构的立体结构示意图。
图7是本发明的平移组件的立体结构示意图。
图8是本发明的主传动机构的立体结构示意图。
图9是本发明的辅传动机构的立体结构示意图。
图10是图5中A部的放大示意图。
图11是图6中B部的放大示意图。
附图标记：
机架1、主电机2、辅电机3、主激振架4-1、辅激振架4-2、框架4.1、指排板4.2、激振杆4.3、连接套4.4、插孔4.5、拉环4.6、导轨5.1、光轴5.2、滑块5.3、支座5.4、导轮5.5、主支撑座6.1、连接架6.2、曲柄6.3、摇杆6.4、连杆6.5、连接轴6.6、曲柄转轴6.7主联轴器6.8、辅支撑座7.1、主动齿轮7.2、被动齿轮7.3、盘线筒7.4、轴承7.5、主动齿轮转轴7.6、辅联轴器7.7、合页8、转板8.1、铰接轴8.2、支撑轴8.3、扭簧8.4、连接绳9、挂钩9.1、通道C。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处说描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种仿树形包裹式油茶果采摘机，包括机架1以及两个激振装置。如图2所示，激振装置对称设置在机架的左右两侧，两个激振装置的激振架面对面布置，激振装置的激振架之间保持一定的间距形成供油茶果树进出的通道C，机架的一侧设有与通道配合的开口(图2中机架的下部)。
所述激振装置包括激振架、主电机2、辅电机3、主传动机构、辅传动机构。所述激振架可活动地设置在机架上，主电机与辅电机固定在机架上，主传动机构用于向激振架传递主电机动力以使激振架进行振动，辅传动机构用于向激振架传递辅电机动力以使激振架展开或收拢。
如图5所示，激振架包括主激振架4-1以及两个辅激振架4-2，辅激振架可摆动地定位在主激振架的两侧。所述主激振架与辅激振架的结构相同，均包括框架4.1、指排板4.2、激振杆4.3。所述框架上固定着若干竖直布置的指排板，每个指排板上固定着若干水平布置的激振杆。
所述指排板上设有若干插孔4.5，激振杆的端部通过连接套4.4插装在指排板的插孔中，可有选择地将激振杆安装到指排板上来调整激振杆的排列布局，以使激振杆适应油茶树的形状。所述主激振架中，框架竖直布置，所有激振杆平行布置并且垂直于框架平面。所述辅激振架中，框架竖直布置，所有激振杆平行布置并且垂直于框架平面。所述连接套可起到缓冲作用以保护激振杆，避免激振杆的激振时发生损坏。
所述主激振架与辅激振架之间设有合页8，辅激振架的框架通过合页可摆动地铰接在主激振架的框架上。如图11所示，所述合页包括通过铰接轴8.2连接在一起的两个转板8.1、与其中一个转板固定的支撑轴8.3、装套在支撑轴上的扭簧8.4，扭簧的两条扭臂分别顶住合页的两个转板，在扭簧作用下辅激振架可向侧面展开(主激振架与辅激振架的夹角增大)。所述铰接轴轴线竖直布置。
每个激振架均通过导向机构可活动地定位在机架上，激振架既可作竖直运动又可作水平运动(图2中的竖直方向)。所述导向机构包括导轨5.1、光轴5.2、滑块5.3、平移组件。其中，两条导轨上下水平布置并且与机架固定，两条光轴竖直布置并且通过平移组件可水平滑动地定位在导轨上，滑块可竖直滑动地定位在光轴上，主激振架的框架与滑块固定。
所述光轴的顶端与底端均通过平移组件可水平滑动地定位在导轨上。所述平移组件包括支座5.4与导轮5.5。其中，支座固定在光轴的顶端或底端，每个支座上可转动地定位着三个呈品字形布置的导轮，其中一个导轮与导轨的顶面或底面滑动配合，其余两个导轮与导轨的两个侧面滑动配合。
所述主传动机构用于传递主电机动力以使激振架在竖直平面内进行圆周运动来实现振动。所述主传动机构包括主支撑座6.1、曲柄摇杆机构、连接架6.2。其中，主支撑座固定在机架上，主电机固定在主支撑座上，曲柄摇杆机构设置在主支撑座上，连接架设置在曲柄摇杆机构与主激振架之间，主电机动力依次通过曲柄摇杆机构、连接架传递到主激振架上。
所述曲柄摇杆机构包括曲柄6.3、摇杆6.4、连杆6.5，曲柄与摇杆可转动地定位在主支撑座上，连杆两端分别可转动地定位在曲柄与摇杆上，主电机的转轴通过主联轴器6.8与曲柄转轴6.7同轴连接，连接架通过连接轴6.6可转动地定位在连杆上，连接架与主激振架的指排板固定。所述曲柄摇杆机构中的各转动轴线互相平行(平行于图2的水平方向)。
所述辅传动机构用于传递辅电机动力以使两侧的辅激振架展开或收拢。所述辅传动机构包括辅支撑座7.1、主动齿轮7.2、被动齿轮7.3、盘线筒7.4、连接绳9。其中，辅支撑座固定在机架上，辅电机固定在辅支撑座上，主动齿轮与两个被动齿轮可转动地定位在辅支撑座上，两个被动齿轮布置在主动齿轮的两侧并且同时与主动齿轮啮合，辅电机的转轴通过辅联轴器7.7与主动齿轮转轴7.6同轴连接，盘线筒通过轴承7.5可转动地定位在辅支撑座上，盘线筒与被动齿轮同轴固定，每个盘线筒上缠绕有一条连接绳，盘线筒通过连接绳连接辅激振架。所述辅传动机构曲柄摇杆机构中的各转动轴线互相平行(平行于图2的水平方向)。
所述辅传动机构通过两条连接绳分别连接主激振架两侧的辅激振架，连接绳的一端缠绕在盘线筒上并且另一端与靠近该盘线筒的辅激振架框架固定，两个盘线筒的连接绳的缠绕方向相同。所述辅激振架的框架上设有拉环4.6，连接绳的端部通过挂钩9.1与拉环固定。所述连接绳采用柔性钢丝绳。所述辅电机为伺服电机。
本发明的工作原理是：
未采摘时，激振架打开，辅激振架向两侧展开，主激振架与辅激振架布置在同一竖直平面中；需要采摘时，移动采摘机，使油茶树进入激振装置之间的通道中；启动辅电机，辅电机通过辅传动机构收拢连接绳，进而通过连接绳带动两侧的辅激振架向油茶树树体靠拢，当辅激振架转过一定角度后，主激振架与辅激振架全面包围住油茶树，激振杆插入树冠一定深度，将辅电机调整为自锁状态，主激振架与辅激振架之间的合页转过一定的角度，扭簧受力处于变形状态；启动主电机，主电机通过主传动机构带动激振架以椭圆轨迹运动，进而激振油茶树；激振杆对油茶果施加指向果实中心的压力以及沿接触面切向的摩擦力，当油茶果受到压力和摩擦力的合力大于果柄与树枝的结合力时，油茶果脱离枝条被摘下；完成采摘后，关闭主电机，使激振架停止运动，使辅电机反转，连接绳由拉紧状态变为松弛状态，辅激振架在扭簧作用下向两侧展开，主激振架与辅激振架回到同一竖直平面中，将采摘机从油茶树旁移走。
本发明能够按照油茶树体形状调整激振架的角度，使激振架全方位地包围住油茶树体，并且还能调整激振杆的排列方式，从而适应各种类型油茶树的采摘工作；因此具有结构简单、操作方便、采摘效果好、工作效率高、对花苞损伤小的特点，特别适合油茶果的采摘作业。
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 (5)
1.一种仿树形包裹式油茶果采摘机，其特征在于：该采摘机包括对称设置在机架（1）上的两个激振装置；所述激振装置包括可活动地设置在机架上的激振架、主电机（2）、辅电机（3）、传递主电机动力驱动激振架振动的主传动机构、传递辅电机动力驱动激振架开合的辅传动机构；
所述激振架包括主激振架（4-1）以及可摆动地定位在两侧的辅激振架（4-2）；所述主激振架与辅激振架均包括框架（4.1）、固定在框架上的若干指排板（4.2）、固定在指排板上的若干激振杆（4.3）；
所述激振架通过导向机构可活动地定位在机架上；所述导向机构包括与机架固定并且上下水平布置的两条导轨（5.1）、两端通过平移组件可水平滑动地定位在导轨上的光轴（5.2）、可竖直滑动地定位在光轴上的滑块（5.3）；所述主激振架与滑块固定；
所述主传动机构包括主支撑座（6.1）、设置在主支撑座上的曲柄摇杆机构、可转动地定位在曲柄摇杆机构上并与主激振架固定的连接架（6.2）；所述主电机固定在主支撑座上，主电机的转轴连接曲柄摇杆机构；
所述辅传动机构包括辅支撑座（7.1）、可转动地定位在辅支撑座上的主动齿轮（7.2）与两个被动齿轮（7.3）、与被动齿轮同轴固定的盘线筒（7.4）、连接盘线筒与激振架的连接绳（9）；所述辅电机固定在辅支撑座上，辅电机的转轴连接主动齿轮转轴；所述主动齿轮主动齿轮同时与两个被动齿轮啮合；
所述连接绳的一端缠绕在盘线筒上并且另一端与辅激振架的框架固定；所述辅传动机构通过两条连接绳分别连接主激振架两侧的辅激振架。
2.根据权利要求1所述的一种仿树形包裹式油茶果采摘机，其特征在于：所述曲柄摇杆机构包括可转动地定位在主支撑座上的曲柄（6.3）与摇杆（6.4）以及两端分别可转动地定位在曲柄与摇杆上的连杆（6.5）；所述连接架可转动地定位在连杆上；所述主电机的转轴与曲柄转轴同轴连接。
3.根据权利要求2所述的一种仿树形包裹式油茶果采摘机，其特征在于：所述平移组件包括固定在光轴端部的支座（5.4）以及可转动地定位在支座上并与导轨滑动配合的导轮（5.5）。
4.根据权利要求3所述的一种仿树形包裹式油茶果采摘机，其特征在于：所述辅激振架的框架通过合页（8）可摆动地铰接在主激振架的框架上；所述合页上还设有支撑轴（8.3），扭簧（8.4）装套在支撑轴上并且扭簧的两条扭臂分别顶住合页的两个转板。
5.根据权利要求4所述的一种仿树形包裹式油茶果采摘机，其特征在于：所述指排板竖直布置，连接架与主激振架的指排板固定；所述辅激振架的框架上设有拉环（4.6），连接绳通过挂钩（9.1）与拉环固定。
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