轻简式果树嫩枝切割机及切割方法与流程

本发明涉及一种切割机及切割方法，尤其是一种轻简式果树嫩枝切割机及切割方法，属于农业修剪机械技术领域。

背景技术：

果树嫩枝去除是水果生产管理环节中的一个重要环节，嫩枝的徒长将消耗大量的养分，导致果树幼果脱落，影响果树的坐果率及产量，且秋季抽发的嫩枝还是相关害虫产卵的温床，因此得及时去除。果树抽发嫩枝具有抽发量大，多次抽发，抽发时间长且不规律等特点，传统的方法是靠人力去除，劳动强度大，效率低且成本高。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足之处，提供了一种轻简式果树嫩枝切割机，该切割机可以实现对果树嫩枝的去除工作，其操作简单、结构轻便，效率高，降低了劳动强度和成本，能够代替人工作业，达到轻便与高效作业的目的。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述切割机的果树嫩枝切割方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种轻简式果树嫩枝切割机，包括伸缩杆、切割组件、连接组件和控制组件，所述切割组件包括一字型切割刀片和电机，所述一字型切割刀片固定设置在电机的输出轴上，所述电机通过连接组件与伸缩杆的伸缩段第一端连接，所述控制组件通过电能传输线与电机连接，所述电能传输线内置于伸缩杆中。

进一步的，所述切割组件还包括桶状垫圈，所述桶状垫圈第一端的内径大于第二端的内径，桶状垫圈的第一端用于压紧在电机的圆台面上，桶状垫圈第二端的内径与电机输出轴的轴径大小一致，桶状垫圈的第二端用于配合电机输出轴，所述一字型切割刀片穿过电机输出轴后固定设置在桶状垫圈上。

进一步的，所述一字型切割刀片的长度为120mm，宽度为20mm，厚度为0.8mm。

进一步的，所述连接组件包括吊环螺栓和法兰盘；

所述伸缩杆的伸缩段第一端具有内螺纹孔，所述内螺纹孔与吊环螺栓的螺纹端固定连接，所述吊环螺栓的吊环端与法兰盘铰接在一起，使法兰盘可相对吊环螺栓旋转，所述电机通过底座与法兰盘固定连接。

进一步的，所述伸缩杆包括固定段、伸缩段和锁紧部件，所述固定段的第一端通过锁紧部件与伸缩段的第二端连接。

进一步的，所述锁紧部件包括固定端口和移动锁紧套筒，所述固定端口固定设置在固定段的第一端，所述移动锁紧套筒活动设置在伸缩段的两端之间。

进一步的，所述固定段的有效长度为1078mm，外径为18.3mmm，内径为16.7mm，所述伸缩段的外径为15.6mm，内径为14.0mm。

进一步的，所述伸缩杆的材料采用碳素纤维。

进一步的，所述连接组件的材料采用铝合金。

进一步的，所述控制组件包括锂电池、转速控制器和电子调速器，所述锂电池和转速控制器分别与电子调速器连接，所述电子调速器通过电能传输线与电机连接。

进一步的，所述锂电池为三元锂电池组。

本发明的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于上述切割机的果树嫩枝切割方法，所述方法包括：

根据待切割果树嫩枝的角度，调节连接组件的法兰盘夹角以使切割组件达到最佳切割角度；

通过伸缩杆将切割组件伸缩至待切割果树嫩枝的所在位置；

根据待切割果树嫩枝的种类、直径和含水率，通过控制组件对电机的转速进行调节，使电机按照调节的转速旋转，从而使一字型切割刀片达到最佳的切割速度，实现对待切割果树嫩枝的去除。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本发明通过伸缩杆可以将切割组件伸缩至果树嫩枝的所在位置，而切割组件包括一字型切割刀片和电机，通过控制组件控制电机以设定的转速旋转，从而带动一字型切割刀片以最佳的切割速度(切割线速度小于50m/s)进行切割，使得作业时只能去除果树嫩枝，而对生长时间较长的旧枝叶无法造成损伤，且结构轻便、操作简单。

2、本发明的连接组件包括吊环螺栓和法兰盘，吊环螺栓的吊环端与法兰盘铰接在一起，使法兰盘可相对吊环螺栓旋转，电机通过底座与法兰盘固定连接，可以调节法兰盘的夹角，以使切割组件达到最佳切割角度，从而适用于不同角度果树嫩枝的去除工作。

3、本发明通过测量果树嫩枝周边的枝叶环境，确定一字型切割刀片的长度为120mm，进行切割作业时受到周边枝叶的影响较小，且能减少能量消耗。

4、本发明选择碳素纤维作为伸缩杆的材料，选择铝合金作为连接组件的材料，不仅保证了连接组件强度，而且大大降低了伸缩杆的自重，使得整台切割机的手持质量为370g，方便长时间的手持作业。

5、本发明的电机可以采用航模无刷电机，小巧轻便，且连接组件紧凑，方便在狭小的果树之间进行作业。

附图说明

图1为本发明的轻简式果树嫩枝切割机的结构示意图。

图2为本发明的轻简式果树嫩枝切割机中伸缩杆的结构示意图。

图3为本发明的轻简式果树嫩枝切割机中切割组件的结构示意图。

图4为本发明的轻简式果树嫩枝切割机中连接组件的结构示意图。

其中，1-伸缩杆，101-固定段，102-伸缩段，103-锁紧部件，2-切割组件，201-一字型切割刀片，202-电机，203-桶状垫圈，204-紧固螺母，205-底座，3-连接组件，301-吊环螺栓，302-法兰盘，303-螺栓螺母，4-锂电池，5-转速控制器，6-电子调速器，7-电能传输线。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例：

如图1所示，本实施例提供了一种轻简式果树嫩枝切割机，该切割机包括伸缩杆1、切割组件2、连接组件3和控制组件。

如图1和图2所示，所述伸缩杆1的材料可以采用碳素纤维，其为空心杆，大大降低了伸缩杆1的自重，该伸缩杆1可进行两段式伸缩，包括固定段101、伸缩段102和锁紧部件103，固定段101和伸缩段102均具有第一端以及与第一端相反的第二端，其中第一端为上端，第二端为下端，固定段101的第一端通过锁紧部件103与伸缩段102的第二端连接，可以通过调节锁紧部件103来实现伸缩杆1的伸缩长度调节。

进一步地，所述锁紧部件103包括固定端口和移动锁紧套筒，固定端口固定设置在固定段101的第一端，移动锁紧套筒活动设置在伸缩段102的两端之间，即移动锁紧套筒可在伸缩段102的两端之间移动，当需要调节伸缩杆的伸缩长度时，将伸缩段102伸缩至所需长度，将移动锁紧套筒与固定端口进行螺纹连接，使移动锁紧套筒拧紧在固定端口上，即可对伸缩杆的伸缩长度进行固定。

进一步地，所述固定段101的有效长度为1078mm，外径为18.3mmm，内径为16.7mm，所述伸缩段102的外径为15.6mm，内径为14.0mm。

如图1～图3所示，所述切割组件2包括一字型切割刀片201和电机202，一字型切割刀片201固定设置在电机202的输出轴上，电机202可以采用航模无刷电机，其通过连接组件3与伸缩段102的第一端连接。

为了使一字型切割刀片201固定设置在电机202的输出轴上，所述切割组件2还包括桶状垫圈203，桶状垫圈203具有第一端以及与第一端相反的第二端，桶状垫圈203第一端的内径大于第二端的内径，桶状垫圈203的第一端用于压紧在电机202的圆台面上，桶状垫圈203第二端的内径与电机202输出轴的轴径大小一致，桶状垫圈203第二端的置于外侧，用于配合电机202输出轴，即桶状垫圈203可以嵌套在电机202输出轴上，一字型切割刀片201穿过电机202输出轴后固定设置在桶状垫圈203上，具体地，通过两个紧固螺母204与电机202输出轴配合，使一字型切割刀片201固定设置在桶状垫圈203上。

为了使电机202稳定工作，所述切割组件2还包括底座205，电机202的底部通过四根螺钉与底座205固定连接。

进一步地，所述一字型切割刀片201的长度为120mm，宽度为20mm，厚度为0.8mm，满足果树嫩枝周边的作业环境，作业时与周边枝叶的相互影响较小，可以减少能量消耗。

如图1～图4所示，所述连接组件3的材料可以采用铝合金，保证了连接组件3的强度，该连接组件3为可旋转连接组件，包括吊环螺栓301和法兰盘302，吊环螺栓301具有螺纹端和吊环端，相应地，伸缩段102的第一端具有内螺纹孔，其中螺纹端的螺纹为m8螺纹，内螺纹孔为m8螺纹孔，内螺纹孔与吊环螺栓301的螺纹端固定连接，吊环螺栓301的吊环端与法兰盘302铰接在一起，使法兰盘302可相对吊环螺栓301旋转，具体地，吊环螺栓301的吊环端与法兰盘302通过螺栓螺母303铰接在一起，吊环螺栓301的对称中心面和法兰盘302的对称中心面可以相对螺栓螺母303旋转，底座205通过四根螺栓与法兰盘302固定连接，使电机202与法兰盘302固定连接，对于不同角度的果树嫩枝，可以调节法兰盘302的夹角，以使切割组件2达到最佳切割角度，完成对果树嫩枝的去除作业。

所述控制组件包括锂电池4、转速控制器4和电子调速器6，锂电池4和转速控制器5分别与电子调速器6连接，电子调速器6通过电能传输线7与电机202连接，锂电池4用于为转速控制器5和电子调速器6供电，其可以采用12v、20ah的三元聚合物锂电池组，可满足整台切割机一天的工作需求；转速控制器5通过电子调速器6可以实现电机202转速从零开始到最大转速的调节，可以根据果树嫩枝种类的不同、果树嫩枝直径的不同和果树嫩枝含水率的不同进行电机202的转速调节，以使一字型切割刀片201达到最佳的切割速度，实现对果树嫩枝的去除；电子调速器6采用无刷电子调速器，其具有电流保护作用，电机202堵转时自动断开电源，且具有启动保护功能，接上电源时，电机202转速转矩未归零时，将无法启动电机202；电能传输线7内置于伸缩杆1中，具体地，电能传输线7具有第一端以及与第一端相反的第二端，电能传输线7的第一端从伸缩段102的第一端伸出，并与电机202连接，电能传输线7的第二端从固定段101的第二端伸出，并与电子调速器6连接；此外，锂电池4、转速控制器5和电子调速器6可以置于外置挂包上，整台切割机手持质量为370g，方便长时间的手持作业。

本实施例还提供了一种果树嫩枝切割方法，该方法基于上述的切割机实现，包括以下步骤：

s1、根据待切割果树嫩枝的角度，调节法兰盘302的夹角以使切割组件2达到最佳切割角度。

s2、通过伸缩杆1将切割组件2伸缩至待切割果树嫩枝的所在位置。

s3、根据待切割果树嫩枝的种类、直径和含水率，通过转速控制器5对电机202的转速进行调节，使电机202按照调节的转速旋转，从而使一字型切割刀片201达到最佳的切割速度，实现对待切割果树嫩枝的去除。

综上所述，本发明通过伸缩杆可以将切割组件伸缩至果树嫩枝的所在位置，而切割组件包括一字型切割刀片和电机，通过控制组件控制电机以设定的转速旋转，从而带动一字型切割刀片以最佳的切割速度(切割线速度小于50m/s)进行切割，使得作业时只能去除果树嫩枝，而对生长时间较长的旧枝叶无法造成损伤，且结构轻便、操作简单。此外，本发明的连接组件包括吊环螺栓和法兰盘，吊环螺栓的吊环端与法兰盘铰接在一起，使法兰盘可相对吊环螺栓旋转，电机通过底座与法兰盘固定连接，可以调节法兰盘的夹角，以使切割组件达到最佳切割角度，从而适用于不同角度果树嫩枝的去除工作。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。