RU2017378C1

RU2017378C1 - Working unit of tea-picking apparatus

Info

Publication number: RU2017378C1
Authority: RU
Inventors: Э.Г. Гудушаури; В.П. Петров; Р.С. Ахметханов; В.М. Бозров; Е.Ф. Дубинин; Д.О. Резников; В.И. Метревели
Original assignee: Институт машиноведения им.А.А.Благонравова РАН
Priority date: 1991-06-20
Filing date: 1991-06-20
Publication date: 1994-08-15

Abstract

FIELD: agricultural engineering. SUBSTANCE: working unit of tea picking apparatus has at least one pair of rollers 7 and 8, fixed on shafts 6 and located in parallel to each other, and a driving mechanism. Rollers 7 and 8 have working units 12 and 13, that contact each other in working zone. Rollers 7 and 8 are mounted at an angle to horizontal plane of inclination in direction of the machine movement and are positioned along generatrix of frame 1 of a working unit. Each of rollers 7 and 8 is mounted in bodies 5 of case shape form, side surfaces of which have windows for the working units passage. Besides, pattern of ends of working units 12 and 13 of any one roller (7 or 8) in a pair is made salient and pattern of ends of working units 12 and 13 of another roller (7 or 8) in the pair is made salient or concave. EFFECT: apparatus is used in agriculture. 3 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для выборочного сбора чайного листа. The invention relates to agricultural machinery and can be used for selective collection of tea leaves.

На фиг.1 изображен рабочий орган, общий вид; на фиг.2 - сечение по А-А фиг. 1; на фиг.3 - вид по стрелке Б на фиг.2; на фиг.4 - сечение по В-В на фиг. 2 (профилированные рабочие элементы в сомкнутом положении); на фиг.5 - то же, в разомкнутом положении; на фиг.6 - трехзахватный вариант исполнения валиков; на фиг.7 - вариант исполнения профиля оконечников рабочих элементов; на фиг.8 - встреча профилированных рабочих элементов с грубым побегом; на фиг. 9 - встреча профилированных рабочих элементов с нежным побегом; на фиг.10 - встреча пальцев профилированных рабочих элементов с рядом стоящими грубыми и нежными побегами; на фиг.11 - сечение по Г-Г на фиг.2 - подрезка побегов рабочими элементами с режущими кромками. Стрелками обозначено направление движения чаесборочной машины (стрелка "V") и направление вращения валиков. Figure 1 shows the working body, General view; figure 2 is a section along aa of fig. 1; figure 3 is a view along arrow B in figure 2; figure 4 is a section along bb in fig. 2 (profiled working elements in closed position); figure 5 is the same in the open position; figure 6 - three-gripping embodiment of the rollers; Fig.7 is an embodiment of the profile of the terminals of the working elements; on Fig - meeting profiled work items with a rough shoot; in FIG. 9 - meeting profiled work items with a gentle escape; figure 10 is a meeting of the fingers of the profiled work elements with a number of standing rough and tender shoots; figure 11 is a cross-section along G-G in figure 2 is a pruning of shoots by working elements with cutting edges. The arrows indicate the direction of movement of the tea picking machine (arrow "V") and the direction of rotation of the rollers.

Рабочий орган чаесборочной машины (фиг.1) содержит дугообразную раму 1, выполненную по форме кроны чайной шпалеры и снабженную приводом 2. Другообразная рама 1 крепится к раме чаесборочной машины 3 при помощи подвесок 4. На дугообразной раме 1 жестко закреплены корпуса 5 коробчатого сечения, образующие гребенку. Концы корпусов плавно заострены и не имеют острых кромок, повреждающих чайные побеги, которые попадают между корпусами при поступательном движении чаесборочной машины. Внутри каждого корпуса установлены валы 6, на которых закреплены валики 7 и 8. Валики снабжены захватами, а валы 6 установлены под углом к горизонту для обеспечения прощупывания побегов по высоте (фиг.2). Угол регулируется подвесками 4. На концах валов 6, обращенных к раме 1, закреплены ведомые шестерни 9, которые сцеплены между собой и могут вращаться в противоположные стороны. Ведомые шестерни 9 получают вращение от ведущей шестерни 10, установленной на валу 11 привода 2. Таким образом, привод 2 через шестерни 10 и 9 сообщает вращение в противоположных направлениях всем валам 6 и закрепленным на них валикам с захватами 7 и 8. Количество захватов на валиках может быть от двух и более. Для прощупывания побегов чайного растения на захватах валиков 7 и 8 закреплены эластичные профилированные рабочие органы 12 и 13. В боковых поверхностях корпусов коробчатого сечения 5 имеются окна, через которые в пространство между корпусами выступают вращающиеся в противоположных направлениях захваты валиков 7 и 8 соседних корпусов (фиг.3), причем их вращение синхронизировано так, чтобы профилированные рабочие органы 12 и 13 захватов валиков соседних корпусов 5 смыкались одновременно или поочередно в пространстве между корпусами 5. При работе чаесборочной машины между смыкающимися профилированными рабочими органами 12 и 13 попадают и прощупываются чайные побеги (фиг.7-10). The working body of the tea-gathering machine (Fig. 1) contains an arc-shaped frame 1 made in the shape of the crown of a tea trellis and equipped with a drive 2. Another frame 1 is attached to the frame of the tea-collecting machine 3 by means of suspensions 4. On the arc-shaped frame 1 are rigidly fixed box-shaped bodies 5, forming a comb. The ends of the cases are smoothly pointed and do not have sharp edges damaging the tea shoots that fall between the cases during the translational movement of the tea assembly machine. Inside each case, shafts 6 are installed, on which rollers 7 and 8 are fixed. The rollers are equipped with grippers, and the shafts 6 are installed at an angle to the horizontal to ensure the probing of the shoots in height (figure 2). The angle is regulated by suspensions 4. At the ends of the shafts 6 facing the frame 1, driven gears 9 are fixed, which are interlocked and can rotate in opposite directions. The driven gears 9 receive rotation from the drive gear 10 mounted on the shaft 11 of the drive 2. Thus, the drive 2 through the gears 10 and 9 reports rotation in opposite directions to all the shafts 6 and the rollers fixed to them with grippers 7 and 8. The number of grips on the rollers may be from two or more. To probe the shoots of the tea plant, the profiled working bodies 12 and 13 are fixed on the grippers of the rollers 7 and 8. In the lateral surfaces of the box-shaped housings 5 there are windows through which the grips of the rollers 7 and 8 of the neighboring housings rotating in opposite directions protrude (Fig. .3), and their rotation is synchronized so that the profiled working bodies 12 and 13 of the grips of the rollers of adjacent buildings 5 are closed simultaneously or alternately in the space between the buildings 5. When working f tea assembly machine between the locking profiled working bodies 12 and 13 fall and probed tea shoots (Fig.7-10).

Форма поперечного сечения оконечников профилированных рабочих органов 12 и 13 должна обеспечивать излом и отрыв нежных побегов и представлять, например, чередующиеся смежные выступы и впадины (фиг.4-6), или только выступы (фиг.7). В последнем случае при сборе нежных побегов будет преобладать передавливание и отрыв. Оптимальная форма поперечного сечения оконечников профилированных рабочих элементов, зазор между ними, шероховатость их поверхности и количество захватов на валиках подбирается экспериментально. Профилированные рабочие органы 12 и 13 выполнены из очень мягкого материала, поэтому изгиб нежных побегов чайного растения такими элементами приближается к статическому, что ведет к повышению выборочности сбора. Жесткость эластичных профилированных рабочих элементов подбирается таким образом, чтобы они теряли устойчивость и деформировались при встрече с грубыми чайными побегами, не повреждая их. В то же время для полноты сбора их жесткость должна превосходить жесткость нежных побегов. Для автоматической регулировки жесткости профилированных рабочих органов 12 и 13 в зависимости от температуры окружающей среды они могут иметь замкнутые внутренние воздушные полости (на чертеже для простоты не показаны). The cross-sectional shape of the ends of the profiled working bodies 12 and 13 should provide a kink and separation of tender shoots and represent, for example, alternating adjacent protrusions and depressions (Figs. 4-6), or only protrusions (Fig. 7). In the latter case, when harvesting tender shoots, crushing and detachment will prevail. The optimal shape of the cross section of the ends of the profiled work elements, the gap between them, the roughness of their surface and the number of grips on the rollers is selected experimentally. The profiled working bodies 12 and 13 are made of very soft material, so the bending of the delicate shoots of the tea plant with such elements approaches the static, which leads to an increase in the selectivity of the collection. The stiffness of the elastic profiled work elements is selected so that they lose stability and deform when meeting with rough tea shoots without damaging them. At the same time, for completeness of collection, their rigidity should exceed the rigidity of tender shoots. To automatically adjust the stiffness of the profiled working bodies 12 and 13 depending on the ambient temperature, they can have closed internal air cavities (not shown in the drawing for simplicity).

Для исключения влияния деформации оконечников профилированных рабочих органов 12 и 13 на процесс сбора нежных побегов при попадании между элементами одновременно и близко друг к другу грубых и нежных побегов профилированные рабочие органы 12 и 13 выполнены разрезными по длине и образуют ряды. Такая конструкция повышает селективность и полноту сбора чайных флешей. Кроме того, конструкция валиков 7 и 8 такова, что валики 7 закреплены на валах 6 неподвижно при помощи штифтов 14, а валики 8 могут скользить по своим валам 6 как по направляющим и одновременно вращаться вместе с ними (фиг.2, 3). Это достигается тем, что в валиках 8 имеются прорези 15, в которые входят штифты 16, закрепленные на валах 6 и передающие валикам 8 вращательное движение. Один из торцов валков 8 подпружинен возвратными пружинами 17, установленными на валах 6, а другой торец имеет винтовые выступы с зубьями 18. На раме 1 в местах вращения валов 6 валиков 8 расположены ответные неподвижные винтовые выступы с зубьями 19. При вращении валиков 8 их винтовые выступы с зубьями 18 движутся по неподвижным винтовым выступам с зубьями 19 и отжимают валики 8 в осевом направлении относительно их валиков 6, в результате чего взводятся возвратные пружины 17. Валики 7 при этом совершают только вращательное движение. В моменты смыкания профилированных рабочих элементов 12 и 13 захватов валиков 7 и 8 зубья 18 и 19 подвижных и неподвижных винтовых выступов совпадают, и под действием взведенных возвратных пружин 17 валики 8 мгновенно возвращаются в исходные положения, после чего цикл повторяется. Количество зубьев 18 и 19 равно числу захватов на валике 8. Поскольку валики 7 не имеют осевого перемещения, то в моменты возврата валиков 8 в исходные положения между сомкнутыми профилированными рабочими элементами 12 и 13 валиков 7 и 8 возникают относительные осевые смещения. Если в эти моменты между сомкнутыми рабочими элементами зажаты стебли флешей, то они будут нагружаться еще и местным крутящим моментом, т. е. закручиваться. To exclude the influence of the deformation of the ends of the profiled working bodies 12 and 13 on the process of collecting tender shoots when coarse and tender shoots between the elements get simultaneously and close to each other, the profiled working bodies 12 and 13 are made split in length and form rows. This design increases the selectivity and completeness of the collection of tea flushes. In addition, the design of the rollers 7 and 8 is such that the rollers 7 are fixed to the shafts 6 motionless with the help of pins 14, and the rollers 8 can slide along their shafts 6 both along the guides and simultaneously rotate with them (Figs. 2, 3). This is achieved by the fact that in the rollers 8 there are slots 15, which include pins 16, mounted on the shafts 6 and transmitting the rotational movement to the rollers 8. One of the ends of the rolls 8 is spring-loaded with return springs 17 mounted on the shafts 6, and the other end has helical protrusions with teeth 18. On the frame 1, in the places of rotation of the shafts 6 of the rollers 8, there are reciprocal fixed screw protrusions with teeth 19. When the rollers 8 rotate, they are screw the protrusions with teeth 18 move along the fixed helical protrusions with the teeth 19 and squeeze the rollers 8 in the axial direction relative to their rollers 6, as a result of which the return springs 17 are pulled. The rollers 7 in this case only rotate. At the moments of closing the profiled working elements 12 and 13 of the grips of the rollers 7 and 8, the teeth 18 and 19 of the movable and fixed screw protrusions coincide, and under the action of cocked return springs 17, the rollers 8 instantly return to their original positions, after which the cycle repeats. The number of teeth 18 and 19 is equal to the number of grips on the roller 8. Since the rollers 7 do not have axial displacement, at the moments when the rollers 8 return to their original positions, relative axial displacements occur between closed profiled working elements 12 and 13 of the rollers 7 and 8. If the stems of flushes are clamped between closed working elements at these moments, then they will also be loaded with local torque, that is, twisted.

Таким образом, конструкция прощупывающих элементов рабочего органа такова, что при прощупывании чайных побегов по высоте и поиске точки олубенения стебли побегов испытывают одновременно три вида нагружения: изгиб, кручение и отрыв. Thus, the design of the palpable elements of the working body is such that when probing the tea shoots in height and searching for the point of hardening, the shoot stems experience three types of loading simultaneously: bending, torsion, and tearing.

Для сбора нежных чайных побегов, расположенных выше зоны прощупывания, и выравнивания кроны шпалеры оконечники профилированных рабочих элементов 13, расположенных у торцов валиков 8, обращенных к раме 1, снабжены режущими кромками 20. При смыкании профилированных рабочих элементов 12 и 13 режущие кромки 20 входят в контакт с оконечниками профилированных рабочих элементов 12 и срезают стебли попавших в эту зону чайных побегов. В этом случае оконечники рабочих элементов 12 должны быть сделаны из более жесткого материала (фиг.11). To collect delicate tea shoots located above the probing zone and align the trellis crown, the ends of the profiled work elements 13 located at the ends of the rollers 8 facing the frame 1 are provided with cutting edges 20. When the profiled working elements 12 and 13 are closed, the cutting edges 20 are included contact with the ends of the profiled work elements 12 and cut off the stems of tea shoots that have fallen into this zone. In this case, the ends of the working elements 12 should be made of a more rigid material (Fig.11).

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При поступательном движении чаесборочной машины привод 2 через вал 11 и ведущую шестерню 10 сообщает вращательное движение ведомым шестерням 9, сцепленным между собой на дугообразной раме 1. Ведомые шестерни 9 приводят во вращение валы 6 с установленными на них валиками с захватами 7 и 8. При вращении валиков 7 и 8 происходит синхронное смыкание (фиг.4) и размыкание (фиг.5) профилированных рабочих элементов 12 и 13, выходящих через боковые окна в корпусах 5 в пространство между корпусами. В сомкнутых положениях за счет винтовых выступов с зубьями 18 и 19, взводящих возвратные пружины 17, происходит осевое проскальзывание профилированных рабочих элементов 13 относительно профилированных рабочих элементов 12, после чего рабочие элементы размыкаются, и цикл повторяется. Чайные побеги попадают между корпусами 5 в зону обработки и прощупываются смыкающими профилированными рабочими элементами 12 и 13, испытывая одновременно изгиб, кручение и отрыв. Вследствие того, что валы 6 наклонены к горизонту под углом (фиг.2), а чаесборочная машина совершает поступательное движение, прощупывание стеблей чайных пробегов, находящихся в зоне обработки, происходит в ряде точек по высоте. В результате прощупывания находятся точки олубления нежных побегов, после чего происходит их излом (или излом с закруткой стебля) и отрыв в этих точках. Оторванные нежные флеши выбрасываются вращающимися валиками с захватами 7 и 8 из зоны обработки вверх, где удаляются воздушным потоком. Нежные побеги, расположенные выше зоны прощупывания, срезаются режущими кромками 20 и удаляются аналогичным образом. The proposed device operates as follows. With the translational movement of the tea-picking machine, the drive 2 through the shaft 11 and the drive gear 10 reports a rotational movement to the driven gears 9, interlocked on the arcuate frame 1. The driven gears 9 rotate the shafts 6 with the rollers mounted on them with grippers 7 and 8. When rotating rollers 7 and 8 there is a synchronous closing (figure 4) and opening (figure 5) of the profiled work elements 12 and 13, emerging through the side windows in the cases 5 in the space between the cases. In closed positions, due to the helical protrusions with teeth 18 and 19 cocking the return springs 17, the profiled work elements 13 are axially slipped relative to the profiled work elements 12, after which the work elements open and the cycle repeats. Tea shoots fall between the cases 5 in the processing zone and are probed by closing profiled work elements 12 and 13, experiencing at the same time bending, torsion and separation. Due to the fact that the shafts 6 are inclined to the horizon at an angle (Fig. 2), and the tea-picking machine performs a translational motion, probing the stems of tea runs located in the processing zone occurs at a number of points in height. As a result of probing, there are points of depletion of tender shoots, after which they break (or break with the twist of the stem) and detach at these points. Torn tender flushes are ejected by rotating rollers with grabs 7 and 8 from the treatment zone upwards, where they are removed by air flow. Delicate shoots located above the probing zone are cut with cutting edges 20 and are removed in a similar way.

При сборе нежных флешей используются разница в физико-механических свойствах между нежными и грубыми побегами чайного растения. Если между профилированными эластичными рабочими элементами 12 и 13 попадает грубый, олубеневший побег, происходит деформация и потеря устойчивости оконечников профилированных рабочих элементов, поскольку жесткость побега превышает жесткость эластичных оконечников рабочих элементов (фиг.8). Углы изгиба и закручивания стебля побега при этом не превышает критических значений, а усилие отрыва недостаточно велико, поэтому отделения грубого побега от чайного куста не происходит. Оконечники рабочих элементов проскальзывают по побегу и размыкаются. При этом грубый побег не повреждается, поскольку профилированные рабочие элементы из мягкого материала, и жесткость побега выше жесткости оконечников рабочих элементов. Если между профилированными эластичными рабочими элементами 12 и 13, поэтому происходит достижение критических значений углов изгиба, закручивания и усилия отрыва стебля. Стебель нежного побега в точке прощупывания ломается, побег отрывается и выбрасывается вращающимися захватами валиков 7 и 8 вверх, где подхватывается воздушным потом и выносится в сборник. В случае попадания в зону прощупывания близко стоящих грубых и нежных побегов деформация оконечников рабочих элементов, прощупывающих грубый побег, не влияет на работу оконечников, прощупывающих нежный побег, так как профилированные рабочие элементы разрезаны по длине на отдельные пальцы 14 (фиг.10). Это повышает селективность сбора. When collecting tender flushes, the difference in the physical and mechanical properties between the tender and rough shoots of the tea plant is used. If between the profiled elastic working elements 12 and 13 a coarse, fused shoot occurs, deformation and loss of stability of the ends of the profiled working elements occurs, since the stiffness of the shoot exceeds the stiffness of the elastic ends of the working elements (Fig. 8). The bending and twisting angles of the shoot stem do not exceed critical values, and the separation force is not large enough, therefore, the separation of the rough shoot from the tea bush does not occur. The tips of the work items slip along the escape and open. In this case, the coarse shoot is not damaged, since the profiled working elements are made of soft material, and the stiffness of the shoot is higher than the stiffness of the ends of the working elements. If between the profiled elastic work elements 12 and 13, therefore, critical values of the bending, twisting and stem tearing angles are achieved. The stalk of a gentle shoot at the point of probing breaks, the shoot comes off and is thrown up by the rotating grips of the rollers 7 and 8, where it is picked up by air sweat and taken out to the collection. In the event that closely standing coarse and tender shoots get into the probing zone, deformation of the tips of the working elements probing the rough shoot does not affect the operation of the tips probing the tender shoot, since the profiled working elements are cut along the length of individual fingers 14 (Fig. 10). This increases the selectivity of the collection.

Между частотой прощупывания побегов и поступательной скоростью чаесборочной машины существует прямо пропорциональная зависимость. В данной схеме возможно применение двух и более захватов на валиках (фиг.6). Такая конструкция позволяет при относительно невысокой частоте вращения валиков обеспечить повышенную частоту прощупывания побегов и тем самым увеличить поступательную скорость чаесборочной машины, т. е. производительность. Конструкция оконечников профилированных рабочих элементов, выполненных из очень мягкого материала, и относительно невысокая частота вращения валиков с захватам исключают динамический безопорный излом стеблей чайных побегов, сводящий на нет выборочность рабочего органа, и обеспечивают излом нежных побегов, приближающийся к статическому, т.е. высокую селективность. Кроме того, высокая селективность обеспечивается также тем, что в процессе сбора нежных флешей чайного растения вращающимися прощупывающими элементами реализуются движения руки человека, совершаемые при ручном сборе: поиск точки олубенения, натяжение, изгиб, закрутка и отрыв нежного побега. Наличие растягивающего побег усилия позволяет уменьшить критическую стрелу прогиба стеблей нежных побегов и тем самым габариты прощупывающих элементов. Кроме того, повышается полнота сбора, т.е. на поверхности чайной шпалеры не остается надломленных и не собранных побегов. Присутствие крутящего момента при прощупывании стеблей нежных побегов позволяет снизить усилие отрыва. There is a direct proportional relationship between the frequency of probing the shoots and the translational speed of the tea-picking machine. In this scheme, it is possible to use two or more grips on the rollers (Fig.6). This design allows for a relatively low frequency of rotation of the rollers to provide an increased frequency of probing shoots and thereby increase the translational speed of the tea-picking machine, i.e., productivity. The design of the ends of profiled work items made of very soft material and the relatively low frequency of rotation of the rollers with grippers exclude a dynamic, unsupported kink of tea stalks, negating the selectivity of the working body, and provide a kink of tender shoots approaching static, i.e. high selectivity. In addition, high selectivity is also ensured by the fact that in the process of collecting tender flushes of a tea plant with rotating palpating elements, human hand movements are performed during manual collection: search for the fading point, tension, bending, twisting and separation of the tender shoot. The presence of a stretching shoot of effort makes it possible to reduce the critical arrow of the deflection of the stems of delicate shoots and thereby the dimensions of the probing elements. In addition, the completeness of the collection, i.e. on the surface of the tea trellis there are no broken and not collected shoots. The presence of torque when probing the stems of delicate shoots reduces the effort of separation.

Claims

1. A WORKING BODY OF A TEA-ASSEMBLY APPARATUS, comprising at least one pair of rollers mounted on shafts in parallel with the working bodies in contact with the working area and a drive mechanism, characterized in that, in order to increase the completeness and quality of collection of tea raw materials, to ensure selective collection , the rollers are installed at an angle to the horizontal plane, tilted in the direction of movement of the machine and placed along the generatrices of the frame of the working body, with each roller mounted in box-shaped cases, in which the side The windows for the passage of the working bodies are made, while the profile of the ends of the working bodies of one roller in a pair is convex, and the profile of the ends of the working bodies of another roller in this pair is convex or concave.

2. The working body according to p. 1, characterized in that, in order to reduce the effort of separation of the flushes, one of the shafts of each pair of rolls is made of two parts, the front of which is spring-loaded relative to the rear, while the rear and front parts are interconnected by wedges teeth.

3. The working body according to claim 1, characterized in that the cutting elements are fixed in the hollows of the working bodies.