CN116210455B - 一种桑叶采摘设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种桑叶采摘设备，包括升降平台、旋转平台、采摘组件及驱动装置，采摘组件包括左刀片、右刀片、左收集罩、右收集罩、左杆件、右杆件及中间杆件，驱动机构包括滑轨滑块模组、导向滚轮、滑槽、连接架、箱体、导向销、无轨气缸及挡杆。设有半环形刀片的左右收集罩安装在杆件前端去除材料的半圆孔中，中间杆件与左右杆件闭合时半环形刀片与左右收集罩同步闭合形成封闭的切割收集通道；中间杆件与左右杆件底部与连接架连接，左右杆件中部通过导向滚轮与既定形状的滑槽连接配合，在无轨气缸驱动下实现杆件的伸张缩闭。该桑叶采摘设备可实现单株桑树树叶的采摘收集，并且对桑树桑条和顶端嫩叶有一定保护作用。

Description

一种桑叶采摘设备

技术领域

本发明涉及农业机械领域，尤其涉及一种桑叶采摘设备。

背景技术

桑叶的采摘属于蚕桑产业的前端工作，在蚕桑产业链中意义重大，在人工采收成本不断升高的背景下，桑园采收装备的机械化、自动化显得尤为重要。自蚕桑产业“东桑西移”以后，桑园进入到了丘陵山区地带，丘陵山区细碎凌乱及高低起伏的地面对桑叶采摘末端的设计提出了更高的要求。

为适应多批养蚕的需要，以农桑14号为例的桑树品种需要多批次采收，于是要求采摘设备对桑树枝条及顶端嫩叶起一定的保护作用。

公开号为CN114793624A的发明专利公开了一种负压式桑叶自动采摘机，该采摘机的刮板上安装有梳刷齿，在刮板定位完成向下移动的过程中，梳刷齿对桑树枝干仅产生摩擦力，对叶茎产生剪切力进而实现叶茎与枝干的脱离，同时刮板中部设有大小适中的孔洞与负压风机直接连接，脱落的桑叶在负压吸力的作用下，进入软管实现桑叶的采收。但是该负压式桑叶自动采摘机单次采摘行程仅能实现枝条单侧的采收，单株作物的完全采摘需要两次定位，同时刮板与横向移动机构在对远距离桑叶进行采收时，对纵向移动机构产生极大的扭矩，从而容易产生变形失效。

公开号为CN112470696A的发明专利公开了一种叶枝切割机构及具有其的桑叶采摘设备，此切割机构上动刀驱动件装设于安装座上并与动刀连接，驱动动刀环绕定刀转动直至第二开口与第一开口构成切割通道连接的进出口，实现对桑叶梗的切割，切割过后通过与切割机构连接的连接裙收纳到收集袋中。上述的叶枝切割机构能够有效的切割桑叶叶茎且对桑树枝条具有一定保护效果，但其采摘对象只能面向单棵桑树上的单根枝条所带有的桑叶，从而收割收集桑叶的效率较低。

发明内容

本发明的目的在于解决上述背景提及的技术问题之一，提供一种桑叶采摘设备，该机构结构合理、可行性强，可实现单株桑树的全枝条桑叶采摘收集。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种桑叶采摘设备，包括升降平台、旋转平台、采摘组件及驱动装置；升降平台以两根垂直于车体平面对称安装的立柱为基础，升降导轨安设于立柱上，旋转平台、采摘组件及驱动装置可视为一整体安设于两立柱中部，与升降导轨连接实现升降；旋转平台与升降导轨上的滑台直接连接，采摘组件及驱动装置可视为一整体安设于旋转平台轴线上，其中驱动装置与旋转平台连接。

采摘组件包括左刀片、右刀片、左收集罩、右收集罩、左杆件、右杆件及中间杆件；左刀片与右刀片分别安装于左收集罩与右收集罩底部，左收集罩与右收集罩闭合时可形成切割通道；中间杆件前端切割有多个沿轴线对称的半圆，左边半圆用于安装右收集罩，右边半圆用于安装左收集罩；左杆件右前端及右杆件左前端设有与中间杆件前端单边数目相同的半圆，其中左杆件及右杆件沿中间杆件中轴线对称放置，在驱动装置作用下，三根杆件张开时呈爪型，闭合时左收集罩及右收集罩同时闭合，形成多个切割通道，可容纳单株桑树的全部枝条。

驱动装置包括滑轨滑块模组、导向滚轮、滑槽、连接架、箱体、导向销、无轨气缸及挡杆；为缩小纵向空间，箱体面向杆件切割有半圆方向的一面无壳体，面像底部的一面做去除矩形材料处理；滑轨滑块模组安装于箱体底部切割后剩余的矩形平面上，且对称的设有两个，连接架安装于对称装设的滑块上方，连接架设有三个连接件，与左杆件、右杆件通过销轴连接形成旋转副，与中间杆件固定连接；无轨气缸装设于箱体上壁，其轴线与中间杆件中轴线重合，同时无轨气缸通过销与连接架中部连接，仅传递前进力，不承受弯矩；滑槽为箱体上壁去除材料处理后形成，且对称的设有两个，滑槽与导向滚轮配合时具有导向作用，两个滚轮通过导向销分别与左杆件及右杆件连接，此时无轨气缸动作时，带动滚轮、中间杆件、左杆件及右杆件运动，滑槽的形状决定了左杆件及右杆件张开及闭合的程度；在箱体底部前端还设有挡杆，承担采桑作业时的部分扭矩的同时防止气缸运动对滑槽前端造成较大冲击力而导致失效。

优选的，所述采摘组件与驱动装置组成的整体通过对称曲柄与旋转平台连接，曲柄与箱体两侧通过螺纹连接，可将旋转平台的扭矩转换为竖直方向上的力作用于箱体，减小箱体变形。

优选的，所述左收集罩及右收集罩上部为圆台抽壳后切割形成的中空半圆台状，底部为半圆环状。

优选的，所述左刀片及右刀片为半圆环状，刀尖呈锯齿状。

优选的，所述左收集罩及右收集罩半圆环状底部设有半圆凹槽，左刀片与右刀片分别安设于左收集罩和右收集罩的半圆凹槽中，半圆凹槽与半圆环状底部内壁距离不少于5mm，该5mm的距离对采收作业时对桑树枝条顶端的嫩叶起一定保护作用。

优选的，所述对称滑槽上半部两侧轮廓线与中间杆件中轴线保持平行，滑槽下半部两侧轮廓线与中间杆件中轴线有一定夹角或滑槽末端两侧轮廓呈曲线，此种设计可实现左杆件及右杆件的张开与闭合。

有益效果是，与现有技术相比，本发明的一种桑叶采摘设备通过可升降的旋转平台，驱动采摘组件及驱动装置实现升降与旋转，结合可展开闭合的多个切割通道，实现对单株桑树全桑叶的采摘和收集同时作业；在作业开始时，可通过无轨气缸带动中间杆件、左杆件及右杆件沿滑轨向前移动插入桑树枝条较低端的位置，此时左杆件与右杆件在滚轮的导向下逐渐向中间杆件靠拢直至闭合，单株桑树的全部枝条被杆件分散的收缩于杆件前端左收集罩与右收集罩闭合形成的多个切割通道中，随后升降平台抬升实现对桑叶的采摘且集于收拢的抽壳圆台中；到达滑轨顶端时，采摘行程结束，旋转平台驱动采摘组件及驱动装置逆时针旋转180°至与车体上表面平行，随后无轨气缸向后移动，左杆件及右杆件在滚轮的导向下逐渐远离中间杆件展开，从而左收集罩及右收集罩分离，收集的桑叶在重力作用下落于正下方的收集箱中；在采收行程结束后，旋转平台驱动采摘组件及驱动装置逆时针旋转90°后升降平台驱动旋转平台下降至采摘行程的初始位置，至此完成单株桑树采摘的全部行程，该采摘设备提高了桑叶采收的效率，降低了人力成本，且对桑树枝条和顶端嫩叶具有一定保护作用。

附图说明

图1为本发明安设于车体上的桑叶采摘设备立体图；

图2为图1所示的桑叶采摘设备采摘组件及驱动装置的放大图；

图3为图2所示的采摘组件及驱动装置的另一视角的立体图；

图4为图2所示采摘组件中左收集罩及右收集罩的机构图；

图5为图2所示驱动装置中与旋转平台连接处的放大图；

图6为图1中桑叶采摘设备执行行程一时的立体图；

图7为图1中桑叶采摘设备执行行程二时的立体图；

图8为图1中桑叶采摘设备执行行程三时的立体图；

图9为图1中桑叶采摘设备执行行程四时的立体图；

图10为图1中桑叶采摘设备执行行程五时的立体图；

图11为图1中桑叶采摘设备执行行程六时的立体图；

主要元件符号说明

图中：10升降平台、11升降导轨、12立柱、13滑台、20旋转平台、21对称曲柄、30采摘组件、31右收集罩、32左收集罩、33左杆件、34中间杆件、35右杆件、36左刀片、37右刀片、38半圆凹槽、39半圆孔、40驱动机构、41滑轨滑块模组、411滑轨、412滑块、42箱体、421配重块、43无轨气缸、431销、44连接件、441销轴、45连接架、46导向滚轮、47导向销、48滑槽、49挡杆、50收集框、60车体。

具体实施方式

下面将结合本发明实例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、清晰的描述，所描述的实例仅仅是本发明中的一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种桑叶采摘设备，包括升降平台10、旋转平台20、采摘组件30及驱动装置40，具体的：采摘组件30与驱动装置40连接，驱动装置40与旋转平台20连接，驱动装置40可沿旋转平台20中轴线旋转；旋转平台20安设于升降平台10的滑台13上，可随升降平台10实现上下运动；至此，采摘组件30及驱动装置40形成的整体可实现升降运动及翻转运动。

如图2所示，采摘组件包括左刀片36、右刀片37、左收集罩32、右收集罩31、左杆件33、右杆件35及中间杆件34；左收集罩32与右收集罩31闭合可形成空心的切割通道，左刀片36及右刀片37分别安装左收集罩32底部及右收集罩31底部；左收集罩32安装于左杆件33前端及中间杆件34前端右侧，右收集罩31安装于右杆件35前端及中间杆件34前端左侧；左杆件33及右杆件35沿中间杆件34中轴线对称放置，每个所述杆件后端与驱动装置40连接；至此，左杆件33、右杆件35及中间杆件34闭合时可形成带有刀片切割及收集功能的切割通道。

进一步地，参考图3，左收集罩32及右收集罩31上部为圆台抽壳后切割形成的中空半圆台状，底部为半圆环状且设有半圆凹槽38，半圆凹槽38与收集罩半圆环状底部内壁距离不小于5mm；左刀片36及右刀片37为半圆筒状，且分别安设于收集罩底部圆环的半圆凹槽38中；至此，左收集罩32及右收集罩31闭合时形成的切割通道为圆柱状，左刀片36与右刀片37可随收集罩闭合，实现对桑树枝条全方位的采摘且对桑条顶端嫩芽具有一定保护作用。

进一步地，参考图4，左杆件33前端右侧、右杆件35前端左侧及中间杆件34前端对称两侧设有两个及以上半圆孔39，半圆孔径与左收集罩32及右收集罩31圆环状底部外壁尺寸相适应；至此，左杆件33、右杆件35及中间杆件34前端可安装多个左收集罩32及右收集罩31形成多个圆柱状切割通道，实现单株桑树多枝条采收。

如图2所示，驱动装置40包括滑轨滑块模组41、导向滚轮46、滑槽48、连接架45、箱体42、连接件、导向销47、无轨气缸43及挡杆49；箱体42面向杆件指向的一面无壳体，面向底部的一面做去除矩形材料处理，滑轨滑块模组41安装于箱体42底部，且对称的设有两个；连接架45安装于对称装设的滑块上方，连接架45设有三个连接件44，连接件44分别与左杆件33、右杆件35通过销轴441连接形成旋转副，与中间杆件34固定连接；无轨气缸43装设于箱体上壁，其中轴线与中间杆件34中轴线重合，无轨气缸43滑块与连接架45中部连接；滑槽48为箱体42上壁去除材料处理后形成，且对称设有两个，对称滑槽48与导向滚轮46配合后具有导向作用，两个导向滚轮46通过导向销47分别与左杆件33及右杆件35中部固定连接；档杆49固定安装于箱体42底部前端，中间杆件34下方，用于承担采桑作业时的部分扭矩的同时防止气缸运动对滑槽48前端造成较大冲击力而导致失效；至此，采摘组件30能够在驱动装置40作用下实现伸缩，左杆件33及右杆件35能在导向滚轮46引导下实现张开或者闭合的动作。

进一步的，参考图2，对称滑槽48上半部两侧轮廓线与中间杆件34中轴线保持平行，滑槽下半部两侧轮廓线与中间杆件34中轴线有一定夹角或滑槽48末端两侧轮廓呈曲线；导向滚轮46推动导向销47到达滑槽48末端时，左杆件33右边缘线与中间杆件34左边缘线部分重合，右杆件35左边缘线与中间杆件34右边缘线部分重合，同时形成闭合的四个及以上封闭通道；导向滚轮46与左杆件33及右杆件35旋转副两点相连的直线与中间杆件34中轴线有一定夹角，在无轨气缸43驱动导向滚轮46及杆件向前运动时，三根杆件呈爪状进给，导向滚轮46运动至滑槽48设定曲线或斜线时，左杆件及右杆件在导向滚轮46导向下向中间杆件34靠拢闭合，桑树枝条同时分散收于左收集罩32及右收集罩31闭合形成的切割通道中；至此，采摘组件30能够实现升降运动、翻转运动、进给收缩及回程闭合多个动作。

本发明的桑叶采摘设备在使用时，如图11所示，采摘组件30起始位置处于升降平台10底部，杆件竖直向下，左杆件33、右杆件35及中间杆件34整体呈爪状；单个采收循环需六个行程：

行程一：如图6所示，采摘组件30在旋转平台20驱动下逆时针旋转90°至水平，此过程中间杆件34插入桑树低端桑条的空隙中，左右杆件分别位于桑条左侧和右侧；

行程二：如图7所示，无轨气缸43驱动杆件和导向滚轮46向前移动，导向滚轮46在滑槽48前部为直线状部分移动时，三根杆件呈爪型向前进给；导向滚轮46到达滑槽48后部为斜线状部分时，中间杆件34进给路径不变，导向滚轮46驱动左杆件33及右杆件35向中间杆件34靠拢直至闭合，左刀片36与右刀片37同时闭合；此行程呈爪型的三根杆件进给收缩的过程中，三根杆件前端在杆件轴线方向上穿过了桑树且将枝条分散收拢于多个左收集罩32及右收集罩31闭合行程的多个切割通道中；

行程三：如图8所示，升降平台10驱动旋转平台20、驱动装置40及采摘组件30组成的整体抬升，收集罩底部合拢的刀片在抬升过程中切割桑条上的桑叶，由于刀片与桑条紧贴的收集罩圆环底部内壁有一定距离，刀片不易损伤枝条；升降平台10按设计速度抬升至顶端时，被切割桑叶在冲击力的作用下收纳于闭合的收集罩上部的中空圆台中，且收集罩不分离时桑叶不易轻易掉落；

行程四：如图9所示，旋转平台20逆时针旋转180°，驱动采摘组件30翻转至收集框50上方，此过程中采摘组件30与桑条脱离，由于桑条顶端嫩叶韧性较好且刀片与桑条紧贴的收集罩圆环底部内壁有一定距离，嫩叶不易被切割脱落；

行程五：如图10所示，无轨气缸43驱动导向滚轮46做回程运动，此时三根杆件从闭合状态退回爪状，此时左收集罩32与右收集罩31脱离，桑叶在重力作用下落入正下方的收集框50中，完成采收；

行程六：如图11所示，旋转平台逆时针旋转90°后升降平台10降至升降导轨11最低处，至此完成单个采收循环。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非并对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种桑叶采摘设备，其特征在于：包括升降平台（10）、旋转平台（20）、采摘组件（30）及驱动装置（40）；所述采摘组件（30）、驱动装置（40）及旋转平台（20）组成的整体设于两条对称安装的升降导轨（11）中部，所述采摘组件（30）及驱动装置（40）组成的整体安装于旋转平台（20）轴线上；

所述采摘组件包括左刀片（36）、右刀片（37）、左收集罩（32）、右收集罩（31）、左杆件（33）、右杆件（35）及中间杆件（34）；所述左收集罩（32）与右收集罩（31）闭合可形成空心的切割通道，所述左刀片（36）安装于左收集罩（32）底部，右刀片（37）安装于右收集罩（31）底部；所述左收集罩（32）安装于左杆件（33）前端及中间杆件（34）前端右侧，所述右收集罩（31）安装于右杆件（35）前端及中间杆件（34）前端左侧；所述左杆件（33）及右杆件（35）沿中间杆件（34）中轴线对称放置，每个所述杆件后端与驱动装置（40）连接；

所述驱动装置（40）包括滑轨滑块模组（41）、导向滚轮（46）、滑槽（48）、连接架（45）、箱体（42）、导向销（47）、无轨气缸（43）及挡杆（49）；所述箱体（42）面向杆件指向的一面无壳体，面向底部的一面做去除矩形材料处理；所述滑轨滑块模组（41）安装于箱体（42）底部，且对称的设有两个；所述连接架（45）安装于对称装设的滑块（412）上方，所述连接架（45）设有三个连接件（44），所述连接件（44）与左杆件（33）、右杆件（35）通过销轴（441）连接形成旋转副，与中间杆件（34）固定连接；所述无轨气缸（43）装设于箱体（42）上壁，其中轴线与中间杆件（34）中轴线重合，所述无轨气缸（43）滑块与连接架（45）中部连接；所述滑槽（48）为箱体上壁去除材料处理后形成，且对称设有两个，所述对称滑槽（48）与导向滚轮（46）配合，具有导向作用，所述两个导向滚轮（46）通过导向销（47）分别与左杆件（33）及右杆件（35）固定连接；所述挡杆（49）固定安装于箱体（42）底部前端，中间杆件下方。

2.根据权利要求1所述的一种桑叶采摘设备，其特征在于：所述采摘组件（30）与驱动装置（40）组成的整体通过对称曲柄（21）与旋转平台（20）连接，对称曲柄（21）与箱体（42）两侧通过螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种桑叶采摘设备，其特征在于：所述左收集罩（32）及右收集罩（31）上部为圆台抽壳后切割形成的中空半圆台状，底部为半圆环状。

4.根据权利要求1所述的一种桑叶采摘设备，其特征在于：所述左刀片（36）及右刀片（37）为半圆筒状，刀尖呈锯齿状。

5.根据权利要求3所述的一种桑叶采摘设备，其特征在于：所述左收集罩（32）及右收集罩（31）半圆环状底部设有半圆凹槽，所述半圆凹槽与半圆环状底部内壁的距离不小于5mm，所述左刀片（36）与右刀片（37）分别装设于左收集罩（32）及右收集罩（31）底部圆环的半圆凹槽中。

6.根据权利要求1所述的一种桑叶采摘设备，其特征在于：所述左杆件（33）前端右侧、右杆件（35）前端左侧及中间杆件（34）前端对称两侧设有两个及以上半圆孔（39），半圆孔径与左收集罩（32）及右收集罩（31）圆环状底部外壁尺寸相适应。

7.根据权利要求1所述的一种桑叶采摘设备，其特征在于：所述对称滑槽（48）上半部两侧轮廓线与中间杆件（34）中轴线保持平行，滑槽（48）下半部两侧轮廓线与中间杆件（34）中轴线有一定夹角或滑槽末端两侧轮廓呈曲线向中间靠拢。

8.根据权利要求1所述的一种桑叶采摘设备，其特征在于：所述导向滚轮（46）及导向销（47）到达滑槽（48）末端时，左杆件（33）右边缘线与中间杆件（34）左边缘线部分重合，右杆件（35）左边缘线与中间杆件（34）右边缘线部分重合，同时形成四个及以上封闭通道。