三維激振果品採收裝置的製作方法

2023-04-25 22:58:36

本發明涉及林果採收機械技術領域，具體是一種三維激振果品採收裝置。

背景技術：
隨著勞動力成本逐漸上漲，因此人工採收所需的人力成本巨大且效率過低。為提高果品採收效率，同時考慮到節省人力和設備成本，使用機械化採收可在短時間內以較為經濟的方式使大量的果品脫離果樹。因此對於大面積的果園採收，機械化的採收有更高的經濟效益。由于振動式採收能夠快速、有效地分離成熟果實，因此現存的果品採收機構以振動式採收機構為最多。機械振動式果實採收機的原理是利用振動機構將機械振動施加給樹枝上的果實，使果實也以一定形式振動，並利用果實受到的慣性力使果實脫落。目前涉及的機械振動式林果採收，採用的是二維空間的振動採收，振動軌跡簡單，無法進一步提高果品振動採收效率。

技術實現要素：
本發明的目的是克服上述背景技術中的不足，提供一種三維激振果品採收裝置。該裝置應具有安全性好、生產效率高、結構簡單和使用方便的特點。本發明採用了以下技術方案：三維激振果品採收裝置，其特徵在於該裝置包括箱體以及定位在箱體上的夾持單元、驅動夾持單元的振搖單元以及將動力單元的動力傳遞給振搖單元的傳動單元；所述夾持單元在振搖單元驅動下作三維空間曲線軌跡軌跡運動；所述夾持單元包括兩個相互平行且間隔一定距離布置的振動臂、一一定位在兩個振動臂頂部的兩個卡鉗式卡箍器、與振動臂連接形成三角形固定架的垂直杆和斜杆以及相互平行且兩端端部連接三角形固定架三個端點的橫跨杆和兩個平行杆，所述兩個卡鉗式卡箍器之間還通過一滑動吊杆連接；所述傳動單元包括與電機輸出軸平行布置的第一傳動軸和第二傳動軸、同時將電機動力傳遞給第一傳動軸和第二傳動軸的帶輪組件以及將第一傳動軸動力傳遞給振搖單元的錐齒輪組；所述振搖單元包括用於產生兩個相互垂直方向運動的第一振搖組件和第二振搖組件；第一振搖組件中，由搖杆、主杆以及第一曲柄組成搖杆機構，錐齒輪組通過第三傳動軸傳遞第一曲柄所需動力，所述兩個平行杆與主杆上固定的直線軸承一一滑動配合；第二振搖組件中，由第二傳動軸驅動一作為曲柄用的第一球副接頭，第二球副接頭安裝在一平行杆上，傳動杆在第一球副接頭和第二球副接頭之間傳遞動力。所述卡鉗式卡箍器包括兩個凹口相對地鉸接在振動臂頂端的活動卡角、每個活動卡角外緣固定的卡箍短杆、分別與卡箍短杆的另一端以及卡箍滑塊鉸接的連杆；該卡箍滑塊鉸接可滑動地穿套在振動臂上，所述滑動吊杆的兩端分別與兩個卡箍滑塊連接。所述動力單元包括電機和蓄電池。所述箱體包括底板和蓋板、兩塊側板、前板、後板，其中主電機通過支座固定在側板上，兩塊側板上開設有利於兩個平行杆運動的活動槽。本發明的有益效果是：本發明的有益效果是：本發明克服了現有二維激振果園收穫機採收效率低、振動損傷大、振動形式單一、適應對象有限等缺陷，由電機為振搖單元提供動力，通過夾持單元與振搖單元的連接，使夾持單元夾緊果樹樹枝並做三維空間曲線軌跡振搖，使果實搖落，能夠大幅提高採收效率，安全性好，顯著降低果農的勞動強度。附圖說明圖1-1是本發明的立體結構示意圖。圖1-2是本發明的主視結構示意圖。圖2-1是本發明中傳動單元和振搖單元的連接關係立體示意圖之一。圖2-2是本發明中傳動單元和振搖單元的連接關係立體示意圖之二。圖3是本發明中傳動單元、振搖單元和夾持單元的連接關係立體示意圖。圖4是本發明中箱體的立體結構示意圖。具體實施方式以下結合說明書附圖，對本發明作進一步說明，但本發明並不局限於以下實施例。如圖1-1、圖1-2所示，本發明所述的三維激振果品採收裝置通常安裝在車載平臺上，該採收裝置包括箱體，固定在箱體上的動力單元(包括電機1和蓄電池)、夾持單元、振搖單元以及傳動單元。電機由蓄電池(圖中省略)供電或直接由輸電線路供電，通過傳動單元驅動振搖單元工作；振搖單元帶動夾持單元作三維空間曲線軌跡運動。所述箱體包括底板1-4、蓋板1-1、兩塊側板(前側板1-5，後側板1-2)、前板1-3、後板1-7。兩個側板上均對稱開設有活動槽1-6。電機1通過支座2固定在側板(圖中顯示在前側板1-5)上，電機由蓄電池提供電力；電機帶動輸出軸上的帶輪4轉動，通過皮帶3同時帶動帶輪5、帶輪6運動，固定帶輪6的第一傳動軸6-1、固定帶輪5的第二傳動軸5-1分別通過軸承可轉動地定位在箱體上。如圖2-1、圖2-2和圖3所示，傳動單元將動力單元的動力引入振搖單元；所述傳動單元包括與電機輸出軸平行布置的第一傳動軸6-1和第二傳動軸5-1、同時將電機動力傳遞給第一傳動軸和第二傳動軸的帶輪組件以及將第一傳動軸動力傳遞給振搖單元的錐齒輪組(錐齒輪7、錐齒輪8)。圖中可見：帶輪6通過第一傳動軸6-1為錐齒輪7傳遞動力，錐齒輪7固定在第一傳動軸6-1的下端，第一傳動軸通過固定在內蓋板1-9上的軸承可轉動地得以定位；與錐齒輪7嚙合的錐齒輪8固定在第三傳動軸16的一端，第三傳動軸通過固定在後側板1-2上的軸承可轉動地得以定位；第三傳動軸16的另一端穿過內側板1-8與第一曲柄17固定，將動力引入振搖機構。如圖2-1、圖2-2和圖3所示，所述振搖單元包括第一振搖組件和第二振搖組件，第一振搖組件和第二振搖組件產生的兩個運動的方向相互垂直；第一振搖組件中，由搖杆15、主杆14以及第一曲柄17組成搖杆機構，搖杆的底端還與箱體底板上的搖杆底座18鉸接，鉸接點軸線與搖杆的擺動軸線重合。錐齒輪組通過第三傳動軸傳遞第一曲柄所需動力，主杆上固定著兩個直線軸承12、13，兩個平行杆與直線軸承一一滑動配合。顯然，第一曲柄轉動時，兩個平行杆即帶動夾持單元一起擺動。第二振搖組件中，由第二傳動軸5-1驅動一作為曲柄用的第一球副接頭3，第二球副接頭11安裝在其中一個平行杆(圖中可見是安裝在平行杆9上)上，傳動杆2在第一球副接頭和第二球副接頭之間傳遞動力。顯然，第二曲柄轉動時，兩個平行杆均通過直線軸承作垂直於主杆長度方向的滑動，夾持單元也被連帶著一起運動。如圖3所示，所述夾持單元包括兩個相互平行且間隔一定距離(該距離可根據需要確定；優選5-20cm)布置的振動臂22、一一定位在兩個振動臂頂部的兩個卡鉗式卡箍器、與振動臂連接形成三角形固定架的垂直杆20和斜杆21(每個振動臂均由以垂直杆和一斜杆配合形成三角形固定架，以增強運動穩定性)以及相互平行且兩端端部連接三角形固定架的三個端點的橫跨杆28和兩個平行杆(連接振動臂底端的第一平行杆9，連接斜杆第二平行杆19)，所述兩個卡鉗式卡箍器之間還通過一滑動吊杆29連接以增加強度(圖中可見，滑動吊杆的兩端分別與兩個卡箍滑塊連接)。所述卡鉗式卡箍器包括凹口相對地鉸接在振動臂頂端的兩個活動卡角26、每個活動卡角的外緣固定一卡箍短杆25、分別與卡箍短杆的另一端以及卡箍滑塊23鉸接的連杆24；該卡箍滑塊鉸接可滑動地穿套在振動臂上，。顯然，卡箍滑塊在振動臂上滑動時，兩個活動卡角張開的幅度即發生變化，以適應振搖不同粗細的樹枝需要；卡箍滑塊還配有頂壓振動臂的固定螺釘(圖中省略)，用於將卡箍滑塊與振動臂固定，以使兩個活動卡角張開的角度定位。動力單元工作時，通過帶輪、錐齒輪組的傳動將一部分動力直接引入振搖單元的第一振搖組件，使其做平面方向的運動，另一部分動力通過球副接頭傳遞給振搖單元的第二振搖組件，使其完成直線方向的運動；兩個相互垂直方向的運動合成後，即成為振搖單元帶動夾持裝置的三維空間軌跡的振動。本發明的工作過程是：首先將車載平臺運動到目標樹下，調節裝置高度，使夾持單元對準樹枝，並控制夾持單元夾持樹枝；使用控制器開啟主電機，使夾持單元產生振動並將果實從樹上振落下來。最後，需要注意的是，以上列舉的僅是本發明的具體實施例。顯然，本發明不限於以上實施例，還可以有很多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容中直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護範圍。