CN115474478A - 一种用于蓝莓收获机的旋转振刷式采摘装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于蓝莓收获机的旋转振刷式采摘装置，属于浆果收获机械装置领域，包括机架、驱动机构、偏心机构和振刷机构，驱动机构与偏心机构相连，偏心机构与振刷机构相连且同轴设置，驱动机构、偏心机构和振刷机构通过机架安装在蓝莓收获机上，振刷机构轴向方向安装有多个振刷盘，每个振刷盘周向方向均匀分布有多个变截面拨指，偏心机构在驱动机构带动下实现周期性旋转运动，进而带动振刷机构对果树产生周期性拍打，实现采摘果实的目的。本发明能够实现果枝有效分离的技术要求，采摘力可调，适用范围广，对果实损伤小。
Description
技术领域
本发明属于浆果收获机械装置领域，尤其涉及一种蓝莓收获机上的旋转振刷式采摘装置。
背景技术
蓝莓的采收作业具有成熟期短、劳动密集、劳动强度大等特点，传统人工采收的方式费时费力又很昂贵，如果不能及时采收，果实易掉落或腐烂而造成损失，当前我国蓝莓仍以人工采收为主，导致生产成本居高不下，较大程度制约了蓝莓产业的发展，因此，蓝莓机械化采收已成为当前林果机械领域中的研究热点，采摘系统作为蓝莓采摘设备最为关键的部分之一，其结构形式和运动参数的确定与选择直接关系到采净率的高低。
目前蓝莓机械采收装置主要有机械振动式、气力式和采收机器人三种，气力式采收方案主要是通过压缩机产生高压气体作用于所选择的对象，以达到采收的目的，该方案可以直接避免机械碰撞对果树伤害，但由于大功率风机的能耗较高，方案实施的成本高，不适合大量推广使用；采收机器人则是结合神经网络、视觉系统和末端执行机构等技术为一体，实现定点采摘的精确采收方案，工作过程对果实损伤最小，但由于采收环境复杂，技术还不够成熟；机械振动式是利用激振器将振动传递给果树，果树上的果枝和果实产生受迫振动，在惯性力的作用下脱落，从而实现采摘，其具体又可分为旋转式和摆动式两种，摆动式对果树损伤较大，采净率不够高，仍有待于改进；旋转式部件结构设计和材料不合理且运动参数不可调，结构复杂，故障率较高，一定程度上影响了采净率和适用范围。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有旋转式蓝莓采收装置的上述问题，公开了一种蓝莓收获机上的旋转振刷式采摘装置，包括机架、驱动机构、偏心机构和振刷机构，所述驱动机构与所述偏心机构相连，所述偏心机构与所述振刷机构相连且同轴设置。
在改进的方案当中，所述驱动机构包括液压马达和联轴器，所述液压马达与所述机架相连接，并通过所述联轴器与所述偏心机构连接，驱动所述偏心结构运动。
在改进的方案当中，所述偏心机构包括盖板和支撑板，所述盖板和所述支撑板中间垂直安装有动力输出轴，所述动力输出轴的一端穿过所述盖板与所述联轴器连接，所述动力输出轴轴向方向安装有两个同步带轮，所述动力输出轴两侧平行安装有第一从动轴和第二从动轴，所述第一从动轴和所述第二从动轴上分别上安装有同步带轮和偏心轮，所述第一从动轴上的偏心轮与所述第二从动轴上的偏心轮对称安装；所述动力输出轴通过上下两个同步带分别与所述第一从动轴和所述第二从动轴的同步带轮连接并驱动所述第一从动轴和所述第二从动轴转动。
在改进的方案当中，所述偏心轮上开有第一通孔，所述偏心轮上扣合有与所述偏心轮外形相似的配重块，所述配重块利用穿过所述第一通孔的螺栓与所述偏心轮固定连接。
在改进的方案当中，所述振刷机构基体包括空心滚筒，所述空心滚筒一端连接有支撑座，所述支撑座通过轴承座与所述机架相连，所述空心滚筒另一端连接有法兰，所述法兰与所述偏心机构相连，所述空心滚筒轴向方向还均匀布置有多个振刷盘。
在改进的方案当中，所述振刷盘包括一对卡箍、一对压板和多个变截面拨指，所述卡箍和所述压板上对应的沿圆周方向均匀开有多个拨指槽，所述多个变截面拨指大端安装在所述拨指槽内，所述压板与所述多个变截面拨指扣合后通过螺栓与所述卡箍压合在一起。
在改进的方案当中，按理论分析公式知，所述变截面拨指为弹性高分子材料且大端直径与小端直径比值范围为1.2-1.5；所述变截面拨指周向分布数量范围为20-30根，所述变截面拨指长度为40-60mm。
本发明达到的技术效果如下：
1、本发明提供一种旋转振刷式采摘装置，其中对称安装的偏心轮同步转动产生的旋转力矩间接带动拨杆产生周向周期性振动，振动激励作用于果枝，果枝受径向激振后惯性力更大，更容易脱落。
2、本发明通过调节液压马达转速和配重块数量可以很方便的改变振动的频率和振幅以提供最合适的采摘力，适用范围更广，避免了振动不足导致的采净率过低和振动过大产生的果实损坏现象。
3、本发明中拨指采用了变截面的结构形式，相比于现有的圆柱式拨指而言，周向拨指数量相同时，两拨指间开口尺寸更大，果枝更容易进入到振动区间，有利于提高采摘效率，节约材料和实现轻量化，此外拨指采用了富有弹性的高分子材料，能够降低对果实的损伤。
4、本发明整体结构更简单，体积更小，故障率更低。
附图说明
图1是本发明的轴侧示意图；
图2是本发明的左视示意图；
图3是本发明偏心机构的前视示意图；
图4是本发明配重块的俯视示意图；
图5是本发明一对卡箍的轴侧示意图；
图6是本发明一对压板的俯视示意图；
图7是本发明振刷盘的俯视示意图；
图8是本发明振刷机构基体的全剖示意图。
图中标记：1-机架，11-第一U型支架，12-第二U型支架，13-回型支架，2-驱动机构，21-液压马达，22-联轴器，3-偏心机构，31-支撑板，32-盖板，33-第一从动轴，34-动力输出轴，35-第二传动轴，36-同步带轮，37-偏心轮，371-第一通孔，372-配重块，38-同步带，41-振刷机构基体，411-支撑座，412-空心滚筒，413-法兰，42-振刷盘，421-变截面拨值，422-卡箍，423-压板，424-拨指槽。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
以下对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，实际的实施方式并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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装置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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1：如图1-8所示，本实施例公开了一种蓝莓收获机上的旋转振刷式采摘装置，包括：机架1、驱动机构2、偏心机构3和振刷机构4，所述驱动机构2与所述偏心机构3相连，所述偏心机构3与所述振刷机构4相连且同轴设置。
所述机架1包括第一U型支架11、第二U型支架12和回型支架13，所述回型支架13与所述第一U型支架11之间通过螺栓连接，所述第一U型支架11和所述第二U型支架12与蓝莓收获机固定。
所述驱动机构2包括液压马达21和联轴器22，所述液压马达21与所述回型支架13通过螺栓固定，所述联轴器22一端通过平键与所述液压马达21连接。
所述偏心机构3包括盖板32、支撑板31、动力输出轴34、第一从动轴33、第二从动轴35，所述盖板32和所述支撑板31平行布置，所述动力输出轴34一端穿过所述盖板32与所述联轴器22另一端通过平键连接并通过轴承座垂直安装在所述盖板32和所述支撑板上31，进一步的，所述动力输出轴34轴向方向通过平键连接有两个相同的同步带轮36，所述两个同步带轮36通过轴肩隔开，所述第一从动轴33和第二从动轴35平行于所述动力输出轴34布置且通过轴承座安装在所述盖板32和所述支撑板31上，进一步的，所述第一从动轴33和所述第二从动轴35轴向方向通过平键分别连接有同步带轮36和偏心轮37，所述动力输出轴34通过上下两个同步带分别与所述第一从动轴33和所述第二从动轴35的同步带轮36连接，需要说明的是，所述第一从动轴33上的偏心轮37与所述第二从动轴35上的偏心轮37大小相同且对称安装，当所述液压马达21通过所述联轴器22带动所述动力输出轴34运动时，所述动力输出轴34通过同步带带动所述第一从动轴33和所述第二从动轴35同步转动，此时所述第一从动轴38上的偏心轮37产生的离心力和所述第二从动轴35上的偏心轮37产生的离心力大小相等，方向相反，从而带动所述偏心机构3做周向往复运动。
进一步的，所述偏心轮37上开有第一通孔371，所述偏心轮37上扣合有与其外形相似的配重块372，所述配重块372与所述偏心轮37通过螺栓固定，以便于调整配重块的数量，进而调整采摘力，避免振动不足导致的采净率过低和振动过大产生的果实损坏现象。
所述振刷机构基体41包括空心滚筒412，所述空心滚筒412一端焊接有支撑座411，所述支撑座411通过轴承座与所述第二U型支架12相连，所述空心滚筒412另一端焊接有法兰413，所述法兰413与所述支撑板31通过螺栓固定，以便带动所述振刷机构4做周向往复振动。
所述空心滚筒412轴向方向还均匀布置有多个振刷盘42，所述振刷盘42包括一对卡箍422、一对压板423和多个变截面拨指421，所述卡箍422内径与所述空心滚筒412外径相同并通过螺栓固定在所述空心滚筒412上，所述卡箍422和所述压板423沿圆周方向上对应均匀开有多个拨指槽424，所述多个变截面拨指421安装在所述拨指槽424内，所述压板423与所述多个变截面拨指421扣合后通过螺栓与所述卡箍422压合在一起，以便于果树同时受到多个横向拨动力的作用，增大采摘范围，提高采净率。
所述变截面拨指421大端直径与小端直径比值范围为1.2-1.5，这样两拨指间开口尺寸更大，果枝更容易进入到振动区间，有利于提高采摘效率；所述变截面拨指421周向分布数量范围为20-30根，所述变截面拨指421长度为40-60mm，以便于所述振刷机构4与果枝振动幅度和果树大小相适应，且拨指使用弹性高分子材料降低了对果实的损伤。
本实施例的工作方式如下：
该旋转振刷式采摘装置通过机架固定在蓝莓收获机上后，启动液压马达后通过联轴器带动动力输出轴转动，动力输出轴通过同步带分别带动第一偏心轮和第二偏心轮做旋转运动，对称安装的偏心轮在旋转时会产生大小相等方向相反的离心力，在离心力的作用下产生旋转力矩，由于力矩的大小和方向是交替变化的，从而带动偏心轮机构和振刷机构做周向往复运动，此时插入果树的变截面拨指对果枝产生往复作用力，果枝带动果实加速运动，并使得果实产生惯性力，当果实所受惯性力大于熟果与果枝的结合力时，果实便会脱落，实现采摘目的。此外通过调节液压马达的转速以及配重块的数量可以改变对果树的作用力的大小，从而为果实采摘提供最适宜的采摘力。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种用于蓝莓收获机的旋转振刷式采摘装置，其特征在于：所述旋转振刷式采摘装置包括机架(1)、驱动机构(2)、偏心机构(3)和振刷机构(4)，所述驱动机构(2)与所述偏心机构(3)相连，所述偏心机构(3)与所述振刷机构(4)相连且同轴设置。
2.根据权利要求1所述的一种用于蓝莓收获机的旋转振刷式采摘装置，其特征在于：所述驱动机构(2)包括液压马达(21)和联轴器(22)，所述液压马达(21)与所述机架(1)相连接，并通过所述联轴器(22)与所述偏心机构(3)连接，驱动所述偏心结构(3)运动。
3.根据权利要求1所述的一种用于蓝莓收获机的旋转振刷式采摘装置，其特征在于：所述偏心机构(3)包括盖板(32)和支撑板(31)，所述盖板(32)和所述支撑板(31)中间垂直安装有动力输出轴(34)，所述动力输出轴(34)的一端穿过所述盖板(32)与所述联轴器(22)连接，所述动力输出轴(34)轴向方向安装有两个同步带轮(36)，所述动力输出轴(34)两侧平行安装有第一从动轴(33)和第二从动轴(35)，所述第一从动轴(33)和所述第二从动轴(35)分别安装有同步带轮(36)和偏心轮(37)，所述第一从动轴(33)上的偏心轮(37)与所述第二从动轴(35)上的偏心轮(37)对称安装；所述动力输出轴(34)通过同步带分别与所述第一从动轴(33)和所述第二从动轴(35)的同步带轮(36)连接并驱动所述第一从动轴(33)和所述第二从动轴(35)转动。
4.根据权利要求3所述的一种用于蓝莓收获机的旋转振刷式采摘装置，其特征在于：所述偏心轮(37)上开有第一通孔(371)，所述偏心轮(37)上扣合有与所述偏心轮(37)外形相似的配重块(372)，所述配重块(372)利用穿过所述第一通孔(371)的螺栓与所述偏心轮(37)固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于蓝莓收获机的旋转振刷式采摘装置，其特征在于：所述振刷机构基体(41)包括空心滚筒(412)，所述空心滚筒(412)一端连接有支撑座(411)，所述支撑座(411)通过轴承座与所述机架(1)相连，所述空心滚筒(412)另一端连接有法兰(413)，所述法兰(413)与所述偏心机构(3)相连，所述空心滚筒(412)轴向方向还均匀布置有多个振刷盘(42)。
6.根据权利要求5所述的一种用于蓝莓收获机的旋转振刷式采摘装置，其特征在于：所述振刷盘(42)包括一对卡箍(422)、一对压板(423)和多个变截面拨指(421)，所述卡箍(422)和所述压板(423)上对应的沿圆周方向均匀开有多个拨指槽(424)，所述多个变截面拨指(421)大端安装在所述拨指槽(424)内，所述压板(423)与所述多个变截面拨指(421)扣合后通过螺栓与所述卡箍(422)压合在一起。
7.根据权利要求6所述的一种用于蓝莓收获机的旋转振刷式采摘装置，其特征在于：所述变截面拨指(421)为弹性高分子材料且大端直径与小端直径比值范围为1.2-1.5；所述变截面拨指(421)周向分布数量范围为20-30根，所述变截面拨指(421)长度为40-60mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20221216 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |