作物收穫器及其握杆的製作方法

2023-10-27 20:04:52

專利名稱：作物收穫器及其握杆的製作方法
技術領域：
本申請涉及一種用於作物收穫器的握杆及包括此握杆的作物收穫器。
背景技術：
收穫生長在高空中的果實通常是非常困難的。例如，在棕櫚種植園中，棕櫚樹上的棕櫚葉繁多、寬大且長達數米，果實成簇狀地隱蔽生長於棕櫚葉叢中，有的甚至距離地面十幾米，並且重達十幾公斤，所以從棕櫚樹上收穫果實需要首先切下果實下面的棕櫚葉，然後再切割棕櫚果實，這是一件非常困難的事情。傳統地，人們使用由鋁握杆和其上面連接的切割刀具構成的作物收穫裝置收穫位於高空中的果實。操作過程中，工人站立在地面上，用雙手抓握著並且操作握杆，控制連接在握杆端部的切割刀具實現切割操作。通常，這種鋁合金握杆管壁厚約2mm，直徑約45-64_，然而，由於棕櫚樹很高，握杆可能長達十幾米，所以握杆很笨重。由於工人需要看清楚要切割的對象並且準確地操作此收穫裝置進行切割，所以工人通常近似仰面地操作，這造成操作人員很難準確地進行切割。此外，在握杆因為被舉起而近乎直立的時候，握杆不可避免地產生彎曲。一方面，握杆的彎曲使得操作人員更不容易抓牢手中很重的握杆，如果工人的手出汗的話就更加重了抓握握杆的不牢固性。另一方面，握杆的彎曲使得握杆不能準確地觸及要切割的對象，所以不能高效率地切割。這大大增加了工人操作的難度，同時降低了工人的生產能力。附圖I中示出了現有技術的鋁握杆的斷面圖，圖中示出，通常使用的鋁握杆呈管狀。表I給出了利用計算機工具模擬得到的由不同材料製成的如圖I所示的現有技術握杆結構的參數列表。表I :圖I所示的現有技術握杆結構的參數列表
規格壁厚2 (mm) X直徑45 (mm) χ長12 (m)
_材料__重量(kg)__變形(mm)__安全係數
___^98__3.943__1.4969___25.12__4.0411__0.39679_PP__235__58.733__0.66503HDPE3.08104.220.44449之前已經嘗試過用重量較輕的木頭或塑料替換鋁合金材料製成握杆，但是，它們或者硬度不足或者強度不足，不能使握杆勝任切割工作或者握杆不夠耐用。石墨材料也被用來製成握杆，這減輕了握杆的重量，但其成本高，不夠經濟有效，不能廣泛使用。工程塑料例如玻璃加強的PET或PA比較耐用，但用它們製成握杆的話在重量和成本方面並不優於現存的鋁合金。熱固性材料例如玻璃纖維也可以用於製造握杆，但不夠耐用並且長度受限。

實用新型內容本申請的目的是克服現有技術中的上述缺點，製造一種重量輕、剛度和強度好、耐用且方便的用於作物收穫器的握杆以及具有上述特點的作物收穫器。本申請通過使用具有由金屬層和塑料層層合形成的複合管狀結構的握杆解決了上述缺點。為此，根據本申請的一個方面，提供了一種用於作物收穫器的握杆，其包括由至少一個管狀金屬層和沿所述握杆的徑向層合於所述金屬層的至少一個 管狀塑料層組成的金
屬塑料複合管。根據一個優選實施例，所述金屬層和塑料層沿所述金屬塑料複合管的徑向交替布置。根據一個優選實施例，所述金屬塑料複合管的徑向最內層和最外層都是塑料層。根據一個優選實施例，所述金屬塑料複合管包括至少兩個塑料層和夾在這兩個塑料層之間的一個金屬層。根據一個優選實施例，所述金屬塑料複合管包括至少三個塑料層和夾在這三個塑料層之間的兩個金屬層。根據一個優選實施例，所述塑料層為PE層，PP層，PA層，PET層，PBT層，PTT層，PPO層，POM層，ABS層，過氧化物交聯PE形成的材料層，或過氧化物交聯PP形成的材料層。根據一個優選實施例，所述塑料層中包含加強纖維或填料。所述加強纖維可以是加強玻璃纖維，所述填料可以是無機填料。根據一個優選實施例，所述金屬層為鋁層，鋼層，或合金層；並且，所述金屬層是實心層或帶有穿孔。當金屬層中形成有穿孔時，可以進一步減少握杆重量。根據一個優選實施例，所述金屬塑料複合管的徑向最內側設有加強筋。可以根據需要選擇加強筋的數目、截面形狀和布置形式。根據一個優選實施例，所述握杆由兩個以上的杆段沿軸向拼接而成。可選地，所述握杆也可以是一體式的。根據一個優選實施例，相鄰杆段的端部之間具有配合結構。根據一個優選實施例，所述配合結構是插接型或螺紋型配合結構。根據一個優選實施例，還包括用於將彼此相鄰杆段的端部鎖定在一起的鎖定元件。根據一個優選實施例，所述鎖定元件是卡扣型鎖定元件。在本申請的另一方面中，提供了一種作物收穫器，所述作物收穫器包括具有上述特徵的用於作物收穫器的握杆以及安裝在握杆上端的切割刀具，所述切割刀具與所述用於作物收穫器的握杆相連接。根據一個優選實施例，所述切割刀具是鐮刀。根據一個優選實施例，所述作物收穫器是油棕果實收割器。本申請通過採用金屬層和塑料層層合形成的複合結構，獲得了一種重量輕、剛性好、耐用的用於作物收穫器的握杆。工人使用包括如此形成的握杆的作物切割器進行切割操作較為省力，從而提供了生產效率。同時，因為最外層是塑料層，提高了工人操作的安全性。

圖I示出了現有技術的用於作物收穫器的握杆的斷面圖，已在前面進行了描述；圖2示出了根據本申請的第一實施例的用於作物收穫器的握杆的斷面圖；圖3示出了根據本申請的第二實施例的用於作物收穫器的握杆的斷面圖；圖4示出了根據本申請的第三實施例的用於作物收穫器的握杆的斷面圖；圖5示出了根據本申請的一體式用於作物收穫器的握杆的透視圖； 圖6示出了根據本申請的兩段式用於作物收穫器的握杆的透視圖；圖7示出了根據本申請的三段式用於作物收穫器的握杆的透視圖；圖8示出了包括根據本申請的用於作物收穫器的握杆和切割刀具的作物收穫器的透視圖。
具體實施方式
首先，參考圖2-4描述根據本申請的實施例的用於作物收穫器的握杆。本申請的用於作物收穫器的握杆，與圖I中的現有技術的鋁合金握杆相同，也具有管狀的截面。不同的是，本申請的用於作物收穫器的握杆不是單一層形式的鋁合金管，而是由若干個不同材料層層合而成的複合結構。優選地，本申請的用於作物收穫器的握杆包括至少一個金屬材料層和至少一個塑料材料層，它們交替布置並且通過層合而形成複合結構，如圖2-4中所示。這裡指出，本申請所稱的「塑料」材料可以是熱塑性材料或熱固性材料，可以包括下述PE、PP、PA、PET、PBT, PTT, PPO, POM、ABS等。本申請所稱的「塑料」包括單純的如上所述的塑料材料，還可以包括用礦物填料或玻璃纖維或其它類型的編織纖維或金屬網加強的如上所述的塑料材料。此外，根據本申請的用於作物收穫器的握杆可以採用過氧化物交聯PE形成的材料或過氧化物交聯PP形成的材料，用於提高材料以及因而提高用於作物收穫器的握杆的強度。本申請所稱的「金屬材料」可以是鋁、鋼、鋁合金、鋼合金或其它合金及其它適當的金屬。在圖2中示出了根據本申請的第一實施例的用於作物收穫器的握杆10。在圖3中示出了根據本申請的第二實施例的用於作物收穫器的握杆10。從外向內，第一和第二實施例的用於作物收穫器的握杆10都包括第一層I、第二層2和第三層3。其中，第一層I和第三層3由塑料材料製成，而第二層2由金屬製成。在圖4中示出了根據本申請的第三實施例的用於作物收穫器的握杆10。用於作物收穫器的握杆10包括從外向內布置的第一層I、第二層2、第三層3、第四層4和第五層5。其中，第一層I、第三層3和第五層5由塑料材料製成，而第二層2和第四層4由金屬製成。在本申請的另一實施例中，用於作物收穫器的握杆可以只包括一個金屬層和位於金屬層外面的一個塑料層。[0046]顯然地，根據本申請的用於作物收穫器的握杆並不限於如上所述數目的金屬層和材料層。組成根據本申請的實施例的用於作物收穫器的握杆的多個塑料層，例如圖2、3中的用於作物收穫器的握杆10的塑料層1、3或圖4中的用於作物收穫器的握杆10的塑料層
1、3、5，可以由相同的塑料材料製成，也可以由不同的塑料材料製成。不同的塑料材料可以是馬來酸酐接枝的共擠膠加塑料基材。也可以是一層塑料基材加一層馬來酸酐接枝的共擠膠。這樣會增加對金屬層的粘接力。同理，組成用於作物收穫器的握杆的多個金屬層，例如用於作物收穫器的握杆10的金屬層2、4，可以由相同的金屬材料製成，也可以由不同的金屬材料製成。金屬層可以是實心的，也可以在金屬層上形成有穿孔，以便進一步減少握杆重量。根據本申請，使用多個金屬層和塑料層交替布置通過層合而形成的用於作物收穫器的握杆直徑可以約在45mm至64mm之間。優選地，用於作物收穫器的握杆的最外層是塑料層。在握杆的最下段的塑料層外面也可以套一層軟塑料或橡膠。這樣，工人的手直接抓握的是塑料，比抓握金屬更舒服。此夕卜，一方面，工人的手與塑料材料之間的摩擦係數大於與金屬接觸的摩擦係數，所以降低了在工人的手和握杆之間產生滑動的可能性，尤其是操作人員的手出汗時。另一方面，工人的手直接抓握塑料層提高了安全程度，尤其是在雷雨天氣中或是在空中有電線的地區內工作時，因為塑料材料是電絕緣體，所以避免了站立在高大樹下的工人受到雷擊或因為握杆觸到電線而受到傷害。金屬則不然，金屬導電，操作人員容易受到雷電或觸電的傷害。因此，根據本申請的一個優勢在於，如上所述的由塑料層/金屬層組成的複合結構可以解決單純使用塑料或填充塑料、木頭和金屬固有的缺點並且，根據本申請的用於作物收穫器的握杆的複合結構比較剛硬、重量輕並且與鋁合金和玻璃纖維相比耐用性好，減少彎曲。工人使用起來更省力，因而提高了工人的生產能力，進一步提高了作物收穫的生產效率。進一步地，用於作物收穫器的握杆的強度和剛度可以通過改變複合結構的設計而進行調整。為了提高用於作物收穫器的握杆的剛度，可以在用於作物收穫器的握杆內設有加強筋，加強筋可以由任何適當的材料製成。例如，在圖3所示的實施例中，根據本申請的用於作物收穫器的握杆10內設有彼此垂直布置的呈「十」字形式的加強筋8和9。加強筋的設置進一步提高了用於作物收穫器的握杆的剛度，進一步減小了長達十幾米的用於作物收穫器的握杆的彎曲，這樣，工人能夠更好地操縱用於作物收穫器的握杆使其準確地切割到高空中的果實或棕櫚葉。根據本申請的另一實施例，在用於作物收穫器的握杆內設有三個加強筋，它們彼此之間呈120°。很顯然地，加強筋的數目和布置方式以及加強筋的截面形狀可以根據需要進行選擇，並不限於上述的實施例。根據本申請的用於作物收穫器的握杆可以被形成為一體式，或者由幾個杆段可拆卸地連接而成。在圖5中示出了單一桿段的一體式用於作物收穫器的握杆。圖6中示出的用於作物收穫器的握杆由兩個杆段連接而成。而圖7中的用於作物收穫器的握杆由三個握杆段連接而成。根據本申請的優選實施例的用於作物收穫器的握杆的總長度可以約在6至20米之間。例如，如果用於作物收穫器的握杆是一體式的，如圖5中所示，其長度可以約為6米；如果用於作物收穫器的握杆是圖6中所示的兩段式，其總長度可以約為10米，每個杆端約長5m ;如果根據本申請的用於作物收穫器的握杆如圖7中所示為三段式，組成用於作物收穫器的握杆的每個杆段可以約5至7米長。申請人:通過使用計算機工具模擬計算得到了下面的表2給出的數據，表2顯示出圖I所示的現有技術握杆結構與圖2所示的本申請握杆結構的參數對比列表，其中3種握杆均是長度為12m的長管結構。表2 :圖I所示的現有技術握杆結構與圖2所 示的本申請握杆結構的參數對比列
表
最小變形
結構類型材料重量(kg)、 安全係數
(mm)
圖I所示的現有唚
鉛8.9797 3.943 1.4969
技術握杆結構_____
圖 2 所示的本申 PP/A1/PP__5.9649 1.2531 2.9132
請的握杆結構 HDPE/A1/HDPE 6.0297 1.2774 2.8541根據本申請的優選實施例，為了進一步減輕用於作物收穫器的握杆的重量，並且同時提高用於作物收穫器的握杆的剛度，以使在工人手握用於作物收穫器的握杆使其豎直地或以某一角度傾斜地進行收穫操作時用於作物收穫器的握杆不會過度彎曲而影響操作的進行，優選地，用於作物收穫器的握杆由兩個或多個杆段可拆卸地連接而成。並且優選地，組成用於作物收穫器的握杆的杆段的直徑可以不同，它們的直徑被設置成從工人手握的杆段開始朝向使用時位於頂部的杆段，即與用於切割被收穫果實的切割刀具連接的杆段，杆段的直徑逐漸減小。這樣，越靠近使用時的頂端，杆段的密度越小，這在減輕重量的同時減小了可能產生的彎曲，提高了工人操縱用於作物收穫器的握杆進行切割的準確性。這種上面杆段直徑小下面杆段直徑大的設置便於握杆伸縮，握杆的杆段收縮套在一起便於運輸。例如，如圖7中所示，在相鄰的兩個杆段中，右側一個杆段的直徑小於左側杆段的直徑，最右側的杆段與切割刀具(未示出)相連。當然，根據杆段的連接方式或其它因素，組成用於作物收穫器的握杆的杆段的直徑也可以相同，或者具有不同直徑的杆段可以以其它順序排列。日常生活中，金屬/塑料複合結構已經廣泛應用在用於生活用水和地面加熱管道的管道應用中，所以這種複合結構的管段價格便宜。根據本申請採用這種複合結構允許獲得具有廣泛應用但價格適中的作物收穫握杆。另外，利用現有的管型材也很容易製造根據本申請的用於作物收穫器的握杆，因此，本申請可以廣泛應用於農業應用中，尤其在東南亞地區。[0067]可以設想，通過改變握杆的複合結構、使用的材料和設計(一段、兩段或三段)獲得複合握杆理想的物理性能。組成根據本申請的用於作物收穫器的握杆的杆段之間的連接可以通過各種適當的方式實現。例如，根據一種簡單的實施方式，一個杆段的端部插入並且緊配合在另一桿段的端部中。或者一個杆段的端部通過螺紋配合在另一桿段的端部中。為了確保兩個杆段之間的連接強度，可以圍繞它們的連接端部提供鎖定元件，例如快速鎖定-釋放型卡扣元件。在一個實施例中，例如，具有相同直徑的用於作物收穫器的握杆的杆段可以通過卡箍實現此連接。在根據本申請的一個可替代實施例中，可以在相連接的兩個杆段的相應端部的管壁上在垂直於杆段軸線的方向上鑽孔，利用螺栓和螺母實現這兩個杆段之間的連接。當然能夠實現此功能的其它連接件也可以使用。 如果根據本申請的用於作物收穫器的握杆的杆段的最內層是金屬層，則可以使用兩端具有外螺紋的套管實現此連接。可選地，對於相連接的構成用於作物收穫器的握杆的杆段來說，可以在它們相應端部的金屬層上設置形狀配合特徵，從而牢固連接這兩個杆段。例如，所述配合特徵是插接型或螺紋型配合結構。根據本申請的握杆或其杆段可通過現有的金屬塑料複合管擠出成型工藝製成。根據本申請，還涉及一種作物收穫器，其包括切割刀具和與切割刀具連接的具有上述特徵的用於作物收穫器的握杆。如圖8中所示，根據本申請的作物收穫器的切割刀具是鐮刀20，其連接在用於作物收穫器的握杆10的頂部。鐮刀20可以通過各種機械連接方式連接於用於作物收穫器的握杆10,例如通過螺紋、卡扣等方式連接。使用根據本申請的作物收穫器，工人可以更容易地並且更準確地進行切割操作。
權利要求1.一種用於作物收穫器的握杆，其特徵在於，包括由至少一個管狀金屬層和沿所述握杆的徑向層合於所述金屬層的至少一個管狀塑料層組成的金屬塑料複合管。
2.根據權利要求I所述的用於作物收穫器的握杆，其特徵在於，所述金屬層和塑料層沿所述金屬塑料複合管的徑向交替布置。
3.根據權利要求2所述的用於作物收穫器的握杆，其特徵在於，所述金屬塑料複合管的徑向最內層和最外層都是塑料層。
4.根據權利要求3所述的用於作物收穫器的握杆，其特徵在於，所述金屬塑料複合管包括至少兩個塑料層和夾在這兩個塑料層之間的一個金屬層。
5.根據權利要求3所述的用於作物收穫器的握杆，其特徵在於，所述金屬塑料複合管包括至少三個塑料層和夾在這三個塑料層之間的兩個金屬層。
6.根據權利要求I所述的用於作物收穫器的握杆，其特徵在於，所述塑料層為PE層，PP層，PA層，PET層，PBT層，PTT層，PPO層，POM層，ABS層，過氧化物交聯PE形成的材料層，或過氧化物交聯PP形成的材料層。
7.根據權利要求I所述的用於作物收穫器的握杆，其特徵在於，所述塑料層中包含加強纖維或填料。
8.根據權利要求I至7中任一項所述的用於作物收穫器的握杆，其特徵在於，所述金屬層為鋁層，鋼層，或合金層；並且，所述金屬層是實心層或帶有穿孔。
9.根據權利要求I至7中任一項所述的用於作物收穫器的握杆，其特徵在於，所述金屬塑料複合管的徑向最內側設有加強筋。
10.根據權利要求I至7中任一項所述的用於作物收穫器的握杆，其特徵在於，所述握杆由兩個以上的杆段沿軸向拼接而成。
11.根據權利要求10所述的用於作物收穫器的握杆，其特徵在於，相鄰杆段的端部之間具有配合結構。
12.根據權利要求11所述的用於作物收穫器的握杆，其特徵在於，所述配合結構為插接型或螺紋型配合結構。
13.根據權利要求10所述的用於作物收穫器的握杆，其特徵在於，還包括用於將彼此相鄰杆段的端部鎖定在一起的鎖定元件
14.根據權利要求13所述的用於作物收穫器的握杆，其特徵在於，所述鎖定元件為卡扣型鎖定元件。
15.一種作物收穫器，其特徵在於，包括根據權利要求I至14中任一所述的用於作物收穫器的握杆以及安裝在握杆上端的切割刀具。
16.根據權利要求15所述的作物收穫器，其特徵在於，所述切割刀具是鐮刀。
17.根據權利要求16所述的作物收穫器，其特徵在於，所述作物收穫器是油棕果實收割器。
專利摘要本申請涉及一種用於作物收穫器的握杆，其包括由至少一個管狀金屬層和沿所述握杆的徑向層合於所述金屬層的至少一個管狀塑料層組成的金屬塑料複合管。所述金屬層和塑料層沿所述金屬塑料複合管的徑向交替布置。優選地，所述金屬塑料複合管的徑向最內層和最外層都是塑料層。所述握杆可以是一體式的或由兩個以上的杆段沿軸向拼接而成。本申請還涉及包括切割刀具和具有上述特徵的用於作物收穫器的握杆的作物收穫器。根據本申請的作物收穫器重量輕、強度高，工人更容易操作該作物收穫器使其更準確地進行切割，從而可以提高生產效率。
文檔編號A01D46/247GK202514314SQ20122003409
公開日2012年11月7日 申請日期2012年2月3日 優先權日2012年2月3日
發明者張大為, 戴惠達 申請人:杜邦公司