一种梳刷式定向激振试验装置的制作方法

本实用新型涉及林业机械领域，提供一种梳刷式定向激振试验装置，用于试验振动采收林果时对果树需要施加的振动幅度和振动频率，该梳刷式定向激振试验装置的激振振幅、激振频率可调，激振模式可调（竖直运动或水平运动），且振动架倾斜角度可调，结构简单，操作方便，适宜性较好。

背景技术：

林果业是种植业中继粮食和蔬菜之后的第三大产业，是劳动密集型和技术密集型相结合的产业，也是我国农林业中具有比较优势和较大竞争力的产业之一。

随着林果种植面积不断扩大和林果总产量的提高，林果采收已成为当今较为严峻的问题，且林果采收季节性强，作业时间较为集中，采用人工采收工作效率有限，人工成本高，劳动强度大等问题，影响果实的经济效益。目前国内外多采用振动的方式，最后达到果实和树枝分离的效果，这种采收方式不仅节约人工劳动成本，而且采收效率高，因此发展高效的机械化采收技术对林果非常重要。近几年，随着林果矮化密植模式的推广，尤其以新疆矮化密植红枣为例，为了提高采收效率和减少对林果的损伤，梳刷式振动采收的研究已经成为当前的趋势。

现有的梳刷式激振试验装置多采用单向的激振模式，其拨杆架振动方向和振动架的方向固定，只能实现单方向的运动，而且振动架不能旋转角度，对有些偏斜林果，未能使其激振效果达到最佳，一个可以用于指导生产的试验数据的获得，往往需经过多次试验，人工劳动成本较大，效率低，操作不方便，对振动采收试验结果影响较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种梳刷式定向激振试验装置，用于试验振动采收林果时对果树需要施加的振动幅度和振动频率，该梳刷式定向激振试验装置的振动幅度、振动频率和梳刷的倾角皆可调节，激振方式可调竖直激振或水平激振两种方式，结构简单，操作方便，适宜性较好。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现：

一种梳刷式定向激振试验装置，包括设置在试验场地上的支架、用于夹持带有果实和树叶的树枝供激振试验的虎口钳，设置在支架上的伺服电机控制装置，还包括可拆卸设置在支架上的台架，由驱动装置驱动、往复移动设置在台架上的连杆滑块，铰接在连杆滑块上、通过梳刷角度调节装置以调节倾角的梳刷；驱动装置包括设置在台架上、与伺服电机控制装置电连接的伺服电机，由伺服电机驱动、转动设置在台架上的曲柄，位置调节时沿曲柄的径向、移动设置在曲柄上的曲柄销轴，连杆摆动设置在曲柄销轴上，在曲柄和曲柄销轴之间设置用于将曲柄销轴定位在曲柄上任一目标位置的锁紧装置，在连杆的另一端铰接连杆滑块；梳刷包括振动架和沿振动架轴向均布、固联在振动架外侧的若干拨杆；梳刷角度调节装置包括固联在台架上、与连杆滑块的移动方向平行的导柱，与导柱以导柱滑块副连接的可转铰座，可转铰座移动设置在振动架上，在可转铰座和振动架之间设置紧定装置。

本实用新型的有益效果是：

使用时：

虎口钳可靠夹持一段带果实和树叶的树枝，移动虎口钳，通过梳刷角度调节装置以调节梳刷的倾角，使拨杆全部插入树枝里，并在树枝四周铺上一层收集网；

调整曲柄销轴在曲柄径向上的位置并利用锁紧装置将曲柄销轴锁定在目标位置以调整曲柄的有效长度，曲柄的有效长度即为梳刷的振动幅度；

接通伺服电机和伺服电机控制装置的电源；

通过伺服电机控制装置调节伺服电机的转速，即调节梳刷的振动频率；

梳刷振动，摆杆使林果和树枝分离，落下的林果由收集网收纳。

通过调整曲柄的有效长度和（或）调节伺服电机的转速，调节梳刷的振动幅度和（或）振动频率参数，使林果可完全与树枝分离又不伤害树枝，该参数即为林果振动采收的适宜参数，可用于就地指导生产。

上述梳刷式定向激振试验装置的振动幅度、振动频率和梳刷的倾角皆可调节，激振方式可调竖直激振或水平激振两种方式，结构简单，操作方便，适宜性较好。

作为对本实用新型的改进，台架呈立式或者卧式设置在支架上。

这种改进，当台架立式设置时，使梳刷具有沿水平方向振动的技术效果；当台架卧式设置时，使梳刷具有在竖直方向振动的技术效果，对于不同结构的树枝激振多了一个梳刷振动方向的选择，适宜性更好。

作为对本实用新型的进一步改进，曲柄为法兰结构的转盘，在转盘平面上开设经过转盘旋转中心的T型槽，曲柄销轴为有T型端的T型销轴，通过T型端，T型销轴移动设置在T型槽内，在T型销轴上以螺纹副连接设置有锁紧螺母。

这种改进，曲柄采用法兰结构的转盘，可以增大曲柄的转动惯量，缓冲曲柄受到的、继而传递至伺服电机主轴上的冲击，对于伺服电机进行防护；采用T型销轴移动设置在T型槽内，在T型销轴上以螺纹副连接设置有锁紧螺母的结构，使在满足曲柄有效长度可调的技术目标时，机械结构趋于简单，且调整方便，锁紧可靠。

作为对本实用新型的进一步改进，可转铰座包括与导柱以导柱滑块副连接的导柱滑块，铰接在导柱滑块上、与设置在振动架上的导轨以导轨滑块副连接的振动架滑块，所述紧定装置为在振动架滑块和振动架之间设置的用于将振动架滑块固定在振动架上任一目标位置的紧定螺钉。

这种改进，导柱滑块与导柱以导柱滑块副连接、振动架滑块与振动架以导轨滑块副连接，又在振动架滑块和振动架之间设置紧定螺钉，使调整梳刷的倾角时易于操作，紧定可靠。

附图说明

图1是一种梳刷式定向激振试验装置（竖直激振式）的结构示意图；

图2是驱动装置的结构示意图；

图3是梳刷角度调节装置的结构示意图；

图4是一种梳刷式定向激振试验装置（竖直激振式）中梳刷角度调节示意图；

图5是一种梳刷式定向激振试验装置（水平激振式）的结构示意图；

图6是一种梳刷式定向激振试验装置（水平激振式）中梳刷角度调节示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步说明：

一种梳刷式定向激振试验装置，台架4有卧式台架和立式台架两种不同的与支架3的位置关系，相对应的，该梳刷式定向激振试验装置具有梳刷5竖直振动式（图1、图4所示）和水平振动式（图5、图6所示）两种激振方向，台架4的底面402与支架3的上表面靠接，这种台架设置方式为竖向振动式，台架4的一端面403与支架3的上表面靠接，这种台架设置方式为水平振动式。下述重点以梳刷5的振动方向为竖向振动为例对本实用新型详细介绍。

参见图1-图6所示，该梳刷式定向激振试验装置，包括设置在试验场地上的支架3、用于夹持带有果实和树叶的树枝2供激振试验的虎口钳1、用于收纳林果的收集网（图中未示出），设置在支架3上的伺服电机控制装置（图中未示出），还包括可拆卸设置在支架3上的台架4，由驱动装置6驱动、沿竖向往复移动设置在台架4上的连杆滑块7，铰接在连杆滑块7上、通过梳刷角度调节装置8以调节倾角的梳刷5；驱动装置6包括沿台架4的横向设置在台架4上、与伺服电机控制装置电连接的伺服电机601，由伺服电机601驱动、转动平面为竖直平面、转动设置在台架4上的曲柄602，位置调节时沿曲柄602的径向、移动设置在曲柄602上、垂直于曲柄602向外的曲柄销轴603，在曲柄602和曲柄销轴603之间设置用于将曲柄销轴603定位在曲柄602上任一目标位置的锁紧装置，连杆604摆动设置在曲柄销轴603上，在曲柄销轴603的端部以螺纹副连接设置有并帽605用于将连杆604在曲柄销轴603上定位，在连杆604的另一端铰接连杆滑块7；梳刷5为单排梳刷，包括振动架501和沿振动架501轴向均布、固联在振动架501外侧的若干拨杆502，图示中，拨杆502有19根；梳刷角度调节装置8包括固联在台架4上、与连杆滑块7的移动方向平行、关于连杆滑块7的移动方向对称的两根导柱701，与导柱701以导柱滑块副连接的可转铰座703，可转铰座703移动设置在振动架501上，在可转铰座703和振动架501之间设置紧定装置。

事实上，在台架上固联两对导柱支座702，导柱701固联在导柱支座702上，导柱支座702的结构为现有技术，此不赘述。

台架4为框架结构，在台架4侧面的中部固联竖向的中柱401，在台架4的底面和端面上皆开设有连接孔（图中未示出）用于使用螺栓将台架4与支架3可拆卸连接。

在台架4的上面沿台架4横向设置伺服电机601，伺服电机601的主轴与端部固连有曲柄602的曲柄转轴606通过联轴器607连接，为提高曲柄转轴606运转的稳定性，嵌设于固联在台架4上的两个轴承座608内的轴承609为曲柄转轴606提供转动支撑。

为增大曲柄602的转动惯量，缓冲曲柄602受到的、继而传递至伺服电机601主轴上的冲击，对于伺服电机601进行防护，曲柄602为法兰结构的转盘，在转盘平面上开设经过转盘旋转中心的T型槽610，曲柄销轴603为有T型端的T型销轴，通过T型端，T型销轴移动设置在T型槽610内，在T型销轴上以螺纹副连接设置有锁紧螺母611。

使用销轴612将连杆604的下端与连杆滑块7铰接。

在中柱401上固联竖向的连杆滑块导轨701，连杆滑块7和连杆滑块导轨701以导轨滑块副连接。

在振动架501上固联搭耳504，使用销轴505，将搭耳504和连杆滑块7铰接。

可转铰座703包括与导柱701以导柱滑块副连接的导柱滑块705，铰接在导柱滑块705上、与设置在振动架501上的振动架导轨503以导轨滑块副连接的振动架滑块506，在振动架滑块506和振动架501之间设置紧定螺钉704用于将振动架滑块506紧定在振动架501上的任一目标位置。

伺服电机控制装置用于调节伺服电机601的转速，为现有技术，此不赘述。

使用时：

虎口钳1可靠夹持一段带果实和树叶的树枝2，移动虎口钳1，解锁紧定螺钉704，以销轴505为转轴，转动梳刷5至适宜倾角，则振动架滑块506沿振动架导轨503移动，振动架滑块506在振动架导轨503上的位置方式改变，锁紧紧定螺钉704，梳刷5在上述倾角固定，使拨杆502全部插入树枝2里，并在树枝2四周铺上一层收集网；

调整曲柄销轴603在曲柄602径向上的位置并锁紧锁紧螺母611将曲柄销轴603锁定在目标位置以调整曲柄602的有效长度，曲柄602的有效长度即为梳刷5的振动幅度；

接通伺服电机601和伺服电机控制装置的电源；

通过伺服电机控制装置调节伺服电机601的转速，即调节梳刷5的振动频率；

梳刷5在竖直方向振动，拨杆502使林果和树枝2分离，落下的林果由收集网收纳。

通过调整曲柄的有效长度和（或）调节伺服电机的转速，调节梳刷的振动幅度和（或）振动频率参数，使林果可完全与树枝分离又不伤害树枝，该参数即为林果振动采收的适宜参数，可用于就地指导生产。

本实用新型的有益效果是：

上述梳刷式定向激振试验装置的振动幅度、振动频率和梳刷的倾角皆可调节，且具有竖向振动式和水平振动式两种形式，结构简单，操作方便，适宜性较好。