CN212677962U - 一种自动割胶设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动割胶设备，属于机械采胶技术领域，包括：行走轨道，通过固定架悬空固定于多颗树株之间；行走机构，设置于所述行走轨道上且能沿该行走轨道移动；关节旋转器，能够与所述行走轨道同步移动；回转臂，设置于所述关节旋转器上且由其控制转动，使所述回转臂与割胶线平行；回转传动机构，设置于所述回转臂上且能够沿所述回转臂移动；割胶刀片，能够随回转传动机构移动以完成割胶作业；采用悬空轨道式的结构设计，消除地形的影响，不妨碍林下经济作物种植，有效利用胶园中部空间，且能够适应超规范种植的胶园，也可随时扩增轨道从而实现对新栽橡胶树的采割，设备成本低，架设灵活，易维护，实现一机多树的采胶管理。

Description

一种自动割胶设备

技术领域

本实用新型涉及一种自动割胶设备，属于机械采胶技术领域。

背景技术

天然橡胶是从橡胶树上采集的天然胶乳，经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物，是国家重要战略物资；天然橡胶因其优良的回弹性、绝缘性、隔水性及可塑性等特性，日常生活中、交通运输、工业、农业、航工航天等领域都具有广泛用途。

现有的橡胶采集仍然是通过人工使用传统割胶刀（如公开号CN205213638U公开的装置）割胶采集，在橡胶树上切割出螺旋形的割胶线，利用胶杯收集割胶线流出的橡胶。但目前，天胶价格持续低迷，胶工收入低，导致胶工大量流失。同时由于割胶作业黑白颠倒，环境恶劣，技术要求高，劳动强度大，传统胶刀培训时间长、难学会，割不好等因素导致年青人更不愿割胶，加剧了胶工老龄化。另一方面人工割胶的方式容易对橡胶树造成较大的创伤，在其持续的割胶死皮处容易发生生理失调，即出现所谓的“褐皮病”，因而影响橡胶的寿命同时导致树株产胶中断。以上种种原因，形成了现今胶工严重缺乏的局面，导致至少60%的胶园被弃割。

N110696008A的割胶设备基本是以“一机一树”的对应关系构思的，以上构思看似解决了问题，但在实际中根本无法得到实现，原因在于：规范的胶园每亩橡胶树种植33株，民营胶园通常超规范种植可达每亩50~60株左右，一般胶园面积在百亩，最小的也有20亩，国内三大植胶区共有胶园面积1700万亩。通过以上数据可以发现，“一机一树”对设备需求量大到惊人，架设、维护成本远高于胶园收益，看似美好确无法解决问题。另一方面，“一机一树”的设备沉重，且割线位置固定，其持续的割胶死皮处依然容易发生生理失调，即出现所谓的“褐皮病”，影响橡胶的寿命同时导致树株产胶中断，这也是由方案本身性质所带来无法避免的技术问题。

因此，在目前产业中缺少一种能够真正实现去人工，适合胶园实际情况，能够对多颗橡胶树采胶自动化并具有低成本、易维护特点的采胶设备。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种实现多颗橡胶树自动化割胶的技术方案。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型一种自动割胶设备，包括：

行走轨道，通过固定架悬空固定于多颗树株之间；

行走机构，设置于所述行走轨道上且能沿该行走轨道移动；

关节旋转器，能够与所述行走轨道同步移动；

回转臂，设置于所述关节旋转器上且由其控制转动，使所述回转臂与割胶线平行；

回转传动机构，设置于所述回转臂上且能够沿所述回转臂移动；

割胶刀片，能够随回转传动机构移动以完成割胶作业。

优选的，在所述回转传动机构上设置有深度控制机构，该深度控制机构控制割胶刀片靠近或远离树株。

优选的，所述深度控制机构包括径向滑轨、设置于所述径向滑轨上的径向滑块、设置于所述径向滑块上并带动采胶器径向移动的丝杆螺母、与所述丝杆螺母配合的丝杆、连接所述丝杆并控制其转动的深度控制电机。

优选的,在割胶刀片为割胶机构的部件，该割胶机构还包括有与所述深度控制机构连接的支撑连接板、通过自适应导柱与所述支撑连接板连接的的安装固定板、套于各所述自适应导柱外并抵于安装固定板与支撑连接板之间的自适应弹簧、设置于所述安装固定板上并控制所述割胶刀片左右偏摆的传动头、设置于传动头上并用于割胶深度控制的导向器和驱动所述传动头的割胶电机；所述安装固定板可沿自适应导柱靠近或远离支撑连接板。

优选的, 所述回转臂呈V字形或螺旋型以平行于割胶线，在回转臂上设置有带齿环轨部。

优选的, 回转传动机构包括能够带动割胶刀片移动的回转台、将所述回转台连接到回转臂上的导向滚轮、与所述带齿环轨部啮合的导向齿轮、驱动导向齿轮并使回转台移动的回转电机。

优选的,关节旋转器包括旋转控制电机、由所述旋转控制电机控制转动的旋转斜台及固定所述旋转控制电机并能随行走机构移动的固定板；所述回转臂固定在所述旋转斜台上并倾斜布置，该回转臂能够随旋转斜台转动以半环抱至树株的一侧并平行于割胶线。

优选的,所述关节旋转器通过升降机构与行走机构连接，所述升降机构包括与行走机构连接的第一直线驱动模组、连接所述第一直线驱动模组并由其控制升降的连接板和固定在所述连接板上并控制关节旋转器升降的第二直线驱动模组；在所述第一直线驱动模组和第二直线驱动模组上分别设置有相互配合导向的竖向导轨和导轨滑座。

优选的,在行走机构上设置有位置传感器，在各固定架上分别设置有位置触发器，所述位置传感器检测到所述位置触发器时，行走机构停留于对应的树株处。

优选的,所述行走机构包括呈U字形的连接座、设置于连接座内侧并夹持行走轨道的多个导轮、设置于连接座内侧并带动连接座行进的行走滚轮和驱动所述行走滚轮的行走电机(403)；所述导轮分为竖向导轮和横向导轮并分别抵紧行走轨道的横向部分和竖向部分。

本实用新型的有益效果为：

1、本方案中采用悬空轨道式的结构设计，消除地形的影响，不妨碍林下经济作物种植，有效利用胶园中部空间，且能够适应超规范种植的胶园，当胶园面积增加时，也可随时扩增轨道从而实现对新栽橡胶树的采割，设备成本低，架设灵活，易维护，能够真正实现一机多树的采胶管理；

2、本方案中，本方案中的位移机构由升降机构控制竖向位移调整，由深度控制机构控制径向位移调整，并由回转传动机构控制周向位移割胶，三者的位移控制相对独立，方便于割胶线位置的精确控制，割胶机构的导向器结构也保证了采胶孔深度只达到砂皮内层、黄皮层能够出胶即可，而不伤害到水囊皮，从而避免了对树皮的输导系统造成损伤，避免橡胶树死皮停割。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为自动割胶设备主要结构示例图；

图2为自动割胶设备在树株间的布置示例图；

图3为固定架的细节示例图；

图4为图1中局部A的放大图；

图5为行走机构的示例图；

图6为另一种行走机构的示例图；

图7为升降机构和关节旋转器的细节示例图；

图8为回转传动机构和深度控制机构细节结构图；

图9为回转传动机构的结构图；

图10为回转臂的细节结构图；

图11为割胶机构的结构图。

附图标记：1-橡胶树，2-行走轨道，3-固定架，301-上固定支架，302-支撑杆，303-下固定支架，304-顶紧螺柱，4-行走机构，401-连接座，402-齿轮座，403-行走电机，404-第一驱动齿轮，405-第一从动轮，406-横向导轮，407-竖向导轮，408-第一行走滚轮，409-第二驱动齿轮，4010-第二从动轮，4011-第二行走滚轮，5-到位检测器，501-位置传感器，502-位置触发器，6-升降机构，601-第一直线驱动模组，602-连接板，603-第二直线驱动模组，604-第一升降臂杆，605-第二升降臂杆，606-竖向导轨，607-导轨滑座，608-第一驱动电机，609-第二驱动电机，610-罩体，8-关节旋转器，801-旋转控制电机，802-固定板，803-旋转联轴器，804-旋转斜台，9-回转臂，901-弧形导轨部，902-带齿环轨部，903-脊状部，10-回转传动机构，1001-回转电机，1002-连接台，1003-回转台，1004-导向齿轮，1005-滚轮连接柱，1006-导向滚轮，11-深度控制机构，1101-深度控制电机，1102-连接器，1103-丝杆，1104-径向滑块，1105-丝杆螺母，1106-前支撑板,1107-径向滑轨，1108-后支撑板，12-割胶机构，1201-割胶刀片，1202-导向器，1203-传动头，1204-安装固定板，1205-自适应弹簧，1206-自适应导柱，1207-割胶电机，1208-支撑连接板，15-胶舌，16-收集胶碗，17-胶碗支架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

如附图所示，本发明的一种自动割胶设备，包括悬空轨道机构、行走机构4、到位检测器5、升降机构6、关节旋转器8、回转臂9、回转传动机构10、深度控制机构11、割胶机构12、导流胶圈15、收集胶碗16、胶碗支架17等结构。

如图2所示，所述悬空轨道机构包括固定架3和行走轨道2，所述固定架3环抱固定于橡胶树的树干部分，所述行走轨道2与固定架3固定连接并悬空，行走轨道2连接多颗橡胶树；行走轨道2可以首尾连接呈环形，也可以呈其他形状，具体视橡胶树林的树株分布而定；本方案中仅仅公开了环形的行走轨道2结构。

如图3所示，所述的固定架3包括上固定支架301、支撑杆302、下固定支架303、顶紧螺柱304等部件，上固定支架301和下固定支架303均呈环状，上固定支架301和下固定支架303环抱于橡胶树的树干处，多个支撑杆302竖向连接在上固定支架301与下固定支架303之间，若干顶紧螺柱304沿上固定支架301的周向布置，顶紧螺柱304与上固定支架301配合且可沿着上固定支架301的径向伸缩以顶紧树干，从而使固定架3固定到橡胶树的树干处。

所述行走轨道2固定在固定架3一侧，且该行走轨道2的呈工字型或者倒T字形。

所述到位检测器5包括位置传感器501和位置触发器502，位置传感器501被设置在行走机构4上，位置触发器502被设置在各个树株处的固定架3上或行走轨道2上；当位置传感器501随行走机构4到达该树株处被位置触发器502触发位置信号后，行走机构4停止行进。

如图5所示，该行走机构4为单轮驱动结构，包括连接座401、齿轮座402、行走电机403、第一驱动齿轮404、第一从动轮405、横向导轮406、竖向导轮407、第一行走滚轮408等部件；所述连接座401呈U字型，在连接座401内侧的左边设置了两组竖向导轮407、右边设置了一组个竖向导轮407和一个竖向导轮407与第一行走滚轮408的组合，三组竖向导轮407上下布置，行走轨道2下部横向部分被夹持于同组的两个竖向导轮407之间；第一行走滚轮408位于行走轨道2下部横向部分的上方并与一个竖向导轮407配合夹持行走轨道2；在连接座401上部两侧分别设置了横向导轮406，两个横向导轮406配合夹持行走轨道2的竖向部分；齿轮座402呈倒L型并连接在连接座401的右方外侧，第一驱动齿轮404被设置于齿轮座402与连接座401之间，行走电机403固定在齿轮座402上且该行走电机403的转轴与第一驱动齿轮404同轴连接，第一从动轮405与第一驱动齿轮404啮合并与第一行走滚轮408同轴连接；在，行走电机403驱动第一行走滚轮408转动时，行走机构4能够沿行走轨道2行进或后退。

如图6所示，所述行走机构4可以采用双轮驱动结构，该结构相比于图6的结构还包括第二驱动齿轮409、第二从动轮4010和第二行走滚轮4011，第二行走滚轮4011设置在设置在第一行走滚轮408的对侧，第二从动轮4010设置在连接座401的左侧并与第二行走滚轮4011同轴，第二驱动齿轮409与第二从动轮4010啮合并与第一驱动齿轮404同轴连接、同步转动；位于第二行走滚轮4011或者第一行走滚轮408下方的竖向导轮407可以距离连接座401一段距离，使连接座401同一侧的竖向导轮407不处于同一平面。

如图7所示，所述升降机构6包括第一直线驱动模组601、连接板602、第二直线驱动模组603、第一升降臂杆604、第二升降臂杆605、竖向导轨606、导轨滑座607、第一驱动电机608、第二驱动电机609、罩体等部件，第一驱动电机608和第一升降臂杆604属于第一直线驱动模组601的一部分，第一直线驱动模组601和第二直线驱动模组603可以直接通过市场购入，第一驱动电机608用于控制第一升降臂杆604的升降动作，连接板602固定在第一升降臂杆604的下端，第一直线驱动模组601固定在行走机构4的连接座401上，第二直线驱动模组603固定在连接板602上，在第一直线驱动模组601的壳体外侧固定有竖向导轨606，在第二直线驱动模组603壳体外侧固定有导轨滑座607，导轨滑座607可沿竖向导轨606上下滑动，第二驱动电机609可驱动第二升降臂杆605升降动作，关节旋转器8固定在第二升降臂下端并由第二直线驱动模组603和第二直线驱动模组603共同控制升降动作；在第一直线驱动模组601、第二直线驱动模组603外设置有罩体，该罩体同时罩于行走机构4外。

如图7所示，所述关节旋转器8包括有旋转控制电机801、固定板802、旋转联轴器803和旋转斜台804，旋转控制电机801固定于固定板802下部，固定板802与第二直线驱动模组603的第二升降臂杆605连接，在固定板802上方设置有旋转斜台804，该旋转斜台804的上表面倾斜并用于连接回转臂9并使得倾向倾斜，器倾斜角度一般为30°-60°，该回转臂9的倾斜设置主要是用于割胶机构在橡胶树上开设V字形的斜槽，旋转斜台804的底部通过旋转联轴器803连接旋转控制电机801的转轴；旋转控制电机801通过旋转斜台804带动回转臂9水平方向转动。

如图10所示，所述回转臂9呈V字形或U字形，当回转臂9半环抱树株的一侧时，回转臂9在水平面上的投影呈半圆环形或半圆弧形，该回转臂9包括弧形导轨部901和带齿环轨部902，带齿环轨部902设置于弧形导轨部901下部，在带齿环轨部902的弧形外侧设置有若干齿结构，弧形导轨部901的内外两侧分别具有呈脊状部903。

如图8、9所示，所示回转传动机构10包括回转电机1001、连接台1002、回转台1003、导向齿轮1004、滚轮连接柱1005、导向滚轮1006等部件，所述回转电机1001固定在连接台1002下方；导向齿轮1004与回转电机1001的转轴连接并设置于连接台1002与回转台1003连接，该导向齿轮1004与回转臂9的带齿环轨部902啮合；连接台1002固定连接在回转台1003的下方；在回转台1003的下方还设置有四个导向滚轮1006，各导向滚轮1006分别通过一滚轮连接柱1005与回转台1003连接，各个导向滚轮1006的周向中部设置有凹槽，该凹槽与弧形导轨部901的脊状部903契合，在弧形导轨部901的内外两侧分别设置有对应的导向滚轮1006从而夹紧回转臂9；回转电机1001转动时可驱动回转台1003沿回转臂9移动。

如图8所示，在回转台1003的上方设置有深度控制机构11，所述深度控制机构11包括深度控制电机1101、连接器1102、丝杆1103、径向滑块1104、丝杆螺母1105、后支撑板1108、径向滑轨1107和前支撑板1106，后支撑板1108和前支撑板1106相互平行并竖向连接在回转台1003上，前支撑板1106与后支撑板1108之间设置径向滑轨1107，径向滑轨1107沿回转臂9的径向布置，径向滑轨1107上设置了与之配合滑动的径向滑块1104，丝杆螺母1105固定在该径向滑块1104上，丝杆1103设置在丝杆螺母1105的中部并与其配合，丝杆1103的前端与前支撑板可转动地连接、后端通过连接器1102连接深度控制电机1101的转轴，该深度控制电机1101固定在后支撑板1108；深度控制电机1101转动时，丝杆1103带动丝杆螺母1105沿回转臂9的径向移动。

如图11所示，在丝杆螺母1105上设置有与其同步移动的割胶机构，所述割胶机构包括割胶刀片1201、导向器1202、传动头1203，安装固定板1204、自适应弹簧1205、自适应导柱1206、割胶电机1207和支撑连接板1208；所述支撑连接板1208竖向设置，支撑连接板1208的下端与丝杆螺母1105固定连接，在支撑连接板1208的一侧设置有与其平行的安装固定板1204，安装固定板1204的四个角处分别设置有自适应导柱1206，自适应导柱1206与安装固定板1204连接且安装固定板1204能够沿自适应导柱1206的轴向向滑动，自适应弹簧1205套设在自适应导柱1206上并抵于安装固定板1204与支撑连接板1208之间，传动头1203和割胶电机1207设置在固定板1204上，在传动头1203的前侧设置有割胶刀片1201和导向器1202，该导向器1202设置在割胶刀片1201的上方；割胶电机1207能够驱动割胶刀片左右偏摆，导向器1202的前端呈L字型，能够径向贴紧于树面保证刀片的割胶深度控制，割胶刀片1201的左右两侧均具有刀刃，导向器1202可以实现双向导向，即：实现堆割和拉割作业的导向作用。

如图1所示，胶舌15、收集胶碗16、胶碗支架17等部件设置在回转臂9的下方，胶舌15设置在切割出来的V字形采胶槽的正下方，橡胶液能够经该胶舌流入到其下方的收集胶碗16中，该收集胶碗16通过胶碗支架17固定。

本设备在割胶作业时，行走机构4沿行走轨道2行进，当到位检测器5被触发后，行走机构4停止；升降机构6伸缩动作，使回转臂9到达设定的高度，关节旋转器8带动回转臂9转动并侧向环抱橡胶树，使得回转臂9呈倾斜的轨道，然后深度控制机构动作将割胶机构推向树株，使导向器能够贴近树表，此时，割胶刀片能够刚好对橡胶树进行割胶操作；然后，回转传动机构10沿着回转臂移动，并带动割胶机构对橡胶树进行割胶，在此过程中割胶电机工作，并且割胶刀片左右偏摆，开启切割树皮作业，在回转传动机构的驱动下，割胶刀片在回转臂上沿切割线的完成割胶作业；自适应导柱和自适应弹簧能够保证导向器紧贴于树面，保证刀片的割胶深度控制；流出的橡胶液沿割胶线依次流入导流胶圈15和收集胶碗16中。

上述实施例仅仅是为了清楚的说明所做的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动割胶设备，其特征在于,包括：

行走轨道(2)，通过固定架(3)悬空固定于多颗树株之间；

行走机构(4)，设置于所述行走轨道(2)上且能沿该行走轨道(2)移动；

关节旋转器(8)，能够与所述行走轨道(2)同步移动；

回转臂(9)，设置于所述关节旋转器(8)上且由其控制转动，使所述回转臂(9)与割胶线平行；

回转传动机构(10)，设置于所述回转臂(9)上且能够沿所述回转臂(9)移动；

割胶刀片(1201)，能够随回转传动机构(10)移动以完成割胶作业。

2.如权利要求1所述的自动割胶设备，其特征在于，在所述回转传动机构(10)上设置有深度控制机构(11)，该深度控制机构(11)控制割胶刀片靠近或远离树株。

3.如权利要求2所述的自动割胶设备，其特征在于，所述深度控制机构(11)包括径向滑轨(1107)、设置于所述径向滑轨(1107)上的径向滑块(1104)、设置于所述径向滑块(1104)上并带动采胶器径向移动的丝杆螺母(1105)、与所述丝杆螺母(1105)配合的丝杆(1103)、连接所述丝杆(1103)并控制其转动的深度控制电机(1101)。

4.如权利要求2所述的自动割胶设备，其特征在于,在割胶刀片为割胶机构的部件，该割胶机构还包括有与所述深度控制机构(11)连接的支撑连接板、通过自适应导柱与所述支撑连接板连接的安装固定板、套于各所述自适应导柱外并抵于安装固定板与支撑连接板之间的自适应弹簧、设置于所述安装固定板上并控制所述割胶刀片左右偏摆的传动头、设置于传动头上并用于割胶深度控制的导向器和驱动所述传动头的割胶电机；所述安装固定板可沿自适应导柱靠近或远离支撑连接板。

5.如权利要求1-4之一所述的自动割胶设备，其特征在于, 所述回转臂(9)呈V字形或螺旋型以平行于割胶线，在回转臂(9)上设置有带齿环轨部(902)。

6.如权利要求5所述的自动割胶设备，其特征在于, 回转传动机构包括能够带动割胶刀片(1201)移动的回转台(1003)、将所述回转台(1003)连接到回转臂(9)上的导向滚轮(1006)、与所述带齿环轨部(902)啮合的导向齿轮(1004)、驱动导向齿轮(1004)并使回转台(1003)移动的回转电机(1001)。

7.如权利要求5所述的自动割胶设备，其特征在于,关节旋转器(8)包括旋转控制电机(801)、由所述旋转控制电机(801)控制转动的旋转斜台(804)及固定所述旋转控制电机(801)并能随行走机构(4)移动的固定板(802)；所述回转臂(9)固定在所述旋转斜台(804)上并倾斜布置，该回转臂(9)能够随旋转斜台(804)转动以半环抱至树株的一侧并平行于割胶线。

8.如权利要求7所述的自动割胶设备，其特征在于,所述关节旋转器(8)通过升降机构(6)与行走机构连接，所述升降机构(6)包括与行走机构(4)连接的第一直线驱动模组(601)、连接所述第一直线驱动模组(601)并由其控制升降的连接板(602)和固定在所述连接板(602)上并控制关节旋转器(8)升降的第二直线驱动模组(603)；在所述第一直线驱动模组(601)和第二直线驱动模组(603)上分别设置有相互配合导向的竖向导轨(606)和导轨滑座(607)。

9.如权利要求5所述的自动割胶设备，其特征在于,在行走机构(4)上设置有位置传感器(501)，在各固定架(3)上分别设置有位置触发器(502)，所述位置传感器(501)检测到所述位置触发器(502)时，行走机构(4)停留于对应的树株处。

10.如权利要求5所述的自动割胶设备，其特征在于,所述行走机构包括呈U字形的连接座(406)、设置于连接座(406)内侧并夹持行走轨道的多个导轮、设置于连接座内侧并带动连接座行进的行走滚轮和驱动所述行走滚轮的行走电机(403)；所述导轮分为竖向导轮和横向导轮并分别抵紧行走轨道的横向部分和竖向部分。

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