立式螺杆升降多自由度香蕉采摘小车的制作方法

本发明涉及农业机械领域，尤其是一种立式螺杆升降多自由度香蕉采摘小车。

背景技术：

目前香蕉采收主要以人工采收为主，人工采收费时、费工、费力，又很难避免香蕉不受机械损伤，只能适应小批量和低档次香蕉的采收。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种立式螺杆升降多自由度香蕉采摘小车，能够实现香蕉托盘和刀架切割机构的平稳升降、刀具能多角度电动切割香蕉果轴、提高工作效率，减轻工人劳动强度。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种立式螺杆升降多自由度香蕉采摘小车，包括切割机构、刀具旋转机构、导向复位机构、抓取机构以及车架升降机构，具体结构和连接关系为：

所述切割机构包括刀盘、小带轮、皮带、大带轮、第一减速箱、第一电机、第一转轴、刀架、扶手以及第一滑块，所述刀架底部连接在连接块上，连接块与第一滑块连接，第一滑块安装在第一滑槽中，第一滑槽固定在第二转轴上，第二转轴两端通过第二轴承和轴承座安装在第一支架顶部，第一转轴通过第四轴承安装在刀架前端，第一转轴一端固定有刀盘，第一转轴另一端安装有小带轮，小带轮通过皮带与第一减速箱的输出轴处安装的大带轮连接，第一电机和第一减速器通过螺栓固定在一起，第一减速器通过螺栓固定在刀架上，扶手固定在刀架后端，

所述刀具旋转机构包括连接块，第一轴承、锁死装置以及第一销轴，刀架的轴固定在第一轴承内圈上，第一轴承的外圈和连接块通过焊接固定在一起，刀架的轴上有锁死装置，

所述的导向复位机构的U型支撑架上部通过第二销轴固定在第一滑槽上，U型支撑架上部可以绕着第二销轴转动，U型支撑架下部穿过第一支架上的孔，第一支架上的孔的上下分别有上弹簧及下弹簧，U型支撑架下部安装有螺母压缩下弹簧，防止下弹簧弹出，

所述抓取机构主要是由铝合金扁条以及铝合金方管焊接而成，通过螺栓固定在车架上板上，

所述车架升降机构包括第二电机、第二减速箱、丝杆、第二滑块，液压支架、车架上板、车架底板以及车轮，车轮安装在车架底板下面，第二电机和第二减速箱固定在车架底板上，液压支架固定在车架上板上，第二减速箱输出端连接丝杠，丝杠通过安装有螺母的第二滑块，将丝杠的旋转运动转为第二滑块的直线运动。

所述切割机构通过刀具旋转机构能够以小车前进方向为轴旋转360°，并且旋转一定角度后可以锁死，以一定的角度去切割香蕉果轴。

所述连接块为第一轴承的支架，为一小方块，小方块上有30个小孔，

所述锁死装置是一个圆盘，能够前后滑动，圆盘上面有30根小圆柱，当圆盘前移插入轴承支架的小方块上的小孔内时，插上第一销轴，锁死，拔出第一销轴，并让圆盘向后移动，可以使刀架旋转。

所述车架底板四角分布有4个起伸缩、减震支撑作用的液压支架。

所述第二滑块两端安装有滚轮，第二滑块上下移动时，两个滚轮在两个第二滑槽中移动，第二滑槽起到导向作用，四个液压缸和车架上板随着第二滑块的上下移动也相应的移动。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

1、刀具能够绕轴360度旋转，旋转到合适位置，快速切削果轴，并且可以锁死，能够很好地保证刀具的独立性。

2、车架升降机构采用立式，电机通过减速箱改变输出轴的方向驱动螺杆，从而带动整个车架上板的升降。

3、车架四周安装四个液压支架提供支撑作用，通过液压作用过程缓冲减震，所以小车升降很平稳。

4、将车架降下后，整体小车的体积变小，方便携带。

附图说明

图1为本发明所述的立式螺杆升降多自由度香蕉采摘小车的结构示意图。

图2为本发明所述的立式螺杆升降多自由度香蕉采摘小车的车架升降结构示意图。

图3为本发明所述的立式螺杆升降多自由度香蕉采摘小车的旋转刀架内部结构示意图。

图4为本发明所述的立式螺杆升降多自由度香蕉采摘小车的导向复位机构结构示意图。

图中标记为：

1-刀盘、2-小带轮、3-皮带、4-大带轮、5-第一减速箱、6-第一电机、7—连接块、8-第一轴承、9-锁死装置、10-第一销轴、11-刀架、12-扶手、13-第一滑块、14-第一滑槽、15-U型支撑架上部、16-上弹簧、17-U型支撑架下部、18-下弹簧、19-第二销轴、20-第二转轴、21-第二轴承、22-轴承座、23-第一支架、24-车架上板、25-液压支架、26-车架底板、27-车轮、28-抓取机构、29-第二滑槽、30-第一滚轮、31-第二滑块、32-第二滚轮、33-丝杠、34-第二电机、35-第二减速器、36-第三轴承、37-第一转轴、38-第四轴承。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的技术方案做进一步阐述。

实施例1

本发明所述的立式螺杆升降多自由度香蕉采摘小车，包括切割机构、刀具旋转机构、导向复位机构、抓取机构以及车架升降机构，具体结构和连接关系为：

所述切割机构包括刀盘1、小带轮2、皮带3、大带轮4、第一减速箱5、第一电机6、第一转轴37、刀架11、扶手12以及第一滑块13，所述刀架11底部连接在连接块7上，连接块7通过第三轴承36连接在第一滑块13上，第一滑块13两端有两个轮子，通过轮子，第一滑块13在第一滑槽14中来回滑动，第一滑槽14通过焊接固定在第二转轴20上，第二转轴20两端通过第二轴承21和轴承座22安装在第一支架23顶部，第一支架23与车架上板24通过螺

栓固定在一起，第一转轴37安装在第四轴承38内圈，第四轴承38外圈焊接在刀架11前端，第一转轴37一端固定有刀盘1，第一转轴另一端安装有小带轮2，小带轮2通过皮带3与第一减速箱5的输出轴处安装的大带轮4连接，第一电机6通过螺栓与第一减速器5固定连接，第一减速器5通过螺栓固定在刀架11上，第一电机6通过第一减速箱5带动大带轮4输出转矩，通过皮带3将转矩传输给小带轮2，进而驱动刀盘1，实现刀盘1的旋转切割香蕉果轴，扶手12固定在刀架11后端，切割机构与连接块7连接为一体，连接块7与第一滑块13通过内部的第三轴承36连接，第一滑块13开有小槽口，能够限定连接块7以第三轴承36的轴心为轴，左右旋转角度在40°以内，即切割机构左右旋转角度在40°以内。

所述刀具旋转机构能够以小车前进方向为轴旋转360°，并且旋转一定角度后可以锁死，以一定的角度去切割香蕉果轴。刀架11的轴固定在第一轴承8内圈上，第一轴承8的外圈和连接块7为一体，连接块7为第一轴承8的支架，是一小方块，小方块上有30个小孔，刀架11的轴上有锁死装置9，上面有30根小圆柱，可以前后滑动，当锁死装置9前移插入连接块7上的小方块上的小孔内时，插上第一销轴10，锁死，拔出第一销轴10，并让锁死装置9向后移动，可以使刀架11旋转。

所述的导向复位机构的U型支撑架上部15通过第二销轴19固定在第一滑槽14上，U型支撑架下部17绕第二销轴19转动，U型支撑架17下部穿过第一支架23上的孔，第一支架23上的孔的上下分别有上弹簧16及下弹簧18，U型支撑架17下部安装有螺母压住下弹簧18，防止下弹簧18弹出。

所述抓取机构28包括主要是由铝合金扁条以及铝合金方管焊接而成，通过螺栓固定在车架上板24上，切割香蕉果轴的时候，香蕉果轴放在抓取机构下面的小圆孔中，起到固定香蕉果轴的作用.

所述车架升降机构包括第二电机34、丝杆33、第二滑块31，液压支架25、车架上板24、车架底板26以及车轮27，车轮27安装在车架底板26下面，第二电机34和第二减速箱35通过螺栓固定在车架底板26上，车架底板26四角分布有4个液压支架25，起伸缩、减震支撑作用，液压支架25固定在车架上板24上，第二滑槽29焊接在车架底板26上；第二电机34输出转矩通过第二减速箱35降低转速，增大转矩，并且改变传输方向，第二减速箱35输出端连接丝杠33，丝杠33通过第二滑块31将丝杠33的旋转运动转为第二滑块31的直线运动，第二滑块31两端安装有第一滚轮30和第二滚轮32，第二滑块31上下移动时，第一滚轮30和第二滚轮32在第二滑槽29中移动，第二滑槽29起到导向作用，四个液压支架25随着第二滑块31的上下移动也相应的移动，第二滑块31与车架上板24焊接在一块，故实现车架上板24上下移动。

工作原理及过程：

工人将车架推至目标香蕉树附近，根据香蕉果轴的位置，通过扶手12控制刀盘1的方向。按压或抬升扶手12，刀盘1绕着第二转轴20旋转抬起或压下，上弹簧16和下弹簧18起到自动将刀盘1恢复到平衡位置的作用，U型支撑架下部17的杆起到支撑上弹簧16和下弹簧18的作用；向前或向后拉动扶手12时，通过第一滑块13上的滚轮将第一滑槽14中的移动将刀盘1伸出和收回；左右旋转扶手12则切割机构绕着第三轴承36中心线做圆周运动，刀盘1将获得水平面上的自由度，拔出第一销轴10向后拉动锁死装置9，松开锁死装置9，旋转扶手12，切割机构以前进方向为轴旋转，获得旋转自由度，合上锁死装置9，插入第一销轴10，锁紧。

由于有些香蕉树很高，可以启动第二电机34，通过第二减速器35驱动丝杠33带动第二滑块31，第二滑块31两端的第一滚轮30和第二滚轮32沿着第二滑槽29上下移动，液压支架25随之上下移动，车架上板24也上下移动，实现切割机构及抓取机构的上下移动，将香蕉果轴定位在抓取机构28下部的定位槽中，并被半环形支撑臂环抱，当香蕉果轴上端被刀盘1切断后，能够稳固的停留在夹爪中，并随着车架上板的下降而降低到地面，工人装入储存车运走。