专利名称：棕榈果采摘机的机械臂的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及农业机械，具体地说是一种用于采摘棕榈果的棕榈果采摘机的机械臂。
背景技术：
棕榈油是重要的工业和民生原料，主要产于非洲、南美和东南亚各国。作为棕榈油的生产原料——棕榈果，大部分生长高度在5米以上，一般由手工采摘。在采摘过程中，果农的劳动强度和难度较大，劳动效率低，因而造成棕榈果采摘劳动力供应严重不足，成为制约棕榈油产业发展的重要因素。目前，市场上也出现了大型的棕榈果采摘机械设备，该设备采用复杂的液压系统，成本高昂，普通经营者无力负担。
发明内容本实用新型针对上述问题，提供一种棕榈果采摘机的机械臂，该机械臂结构简单， 经济实用，劳动效率高。按照本实用新型的技术方案一种棕榈果采摘机的机械臂，包括底盘，所述底盘上固定连接有下支柱，所述下支柱上可水平旋转地连接有上支柱，所述上支柱上铰接有桅杆安装架，所述桅杆安装架与所述上支柱之间设置有桅杆俯仰机构，所述桅杆安装架上可转动地支撑有气动升降桅杆，所述气动升降桅杆的后端设置有桅杆转动手轮，所述气动升降桅杆的前端设置有刀具接头。所述桅杆俯仰机构包括可转动地安装在所述上支柱上的小齿轮，所述小齿轮与所述桅杆安装架底部安装的半圆齿轮相啮合，所述小齿轮的齿轮轴上安装有俯仰手轮。所述小齿轮的齿轮轴与所述俯仰手轮之间设置有减速机。所述上支柱上设置有锁紧手柄，所述锁紧手柄与所述半圆齿轮相配合。所述桅杆安装架的后端设置有支撑板，其前端设置有桅杆抱箍，所述支撑板与所述桅杆抱箍共同支撑所述气动升降桅杆。所述桅杆抱箍上设置有照明灯。所述桅杆抱箍内设置有滑环。所述桅杆安装架的后端底部设置有手动绞盘，所述手动绞盘内的钢丝绳的一端固定在所述气动升降桅杆的前端。所述底盘上设置有底盘进退机构，所述底盘进退机构包括安装在所述底盘两侧的多个车轮，所述车轮在底座内的导轨内移动，所述底座上安装有丝杠，所述丝杠与安装在所述底盘底部的丝母相配合，所述丝杠的端部安装有进退手轮。所述底座上设置有定位件，所述定位件与所述底盘相配合。本实用新型的技术效果在于本实用新型采用气动升降桅杆及相应机构，实现了机械臂的进退、俯仰、伸缩、水平旋转及轴向旋转等五维运动功能，能轻松实现棕榈果的采摘作业，具有结构简单、成本低、操作简便、劳动强度低、生产效率高、安全可靠等优点。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为图1中的A-A剖视图。图3为图1中的B-B剖视图。图4为图2中的C向视图。图5为图4中的D-D剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步的说明。图广图5中，包括刀具接头1、气动升降桅杆2、照明灯3、桅杆抱箍4、桅杆安装架 5、上支柱6、半圆齿轮7、手动绞盘8、支撑板9、桅杆转动手轮10、绞盘手轮11、锁紧手柄12、 俯仰手轮13、减速机14、限位装置15、下支柱16、进退手轮17、定位件18、丝杠19、车轮20、 底座21、底盘22、钢丝绳23、电缆M、钢环25、吊圈沈、小齿轮27、支架轴观、滑环四、操作按钮30、滑轮31等。如图1所示，本实用新型是一种棕榈果采摘机的机械臂，使用时，固定在机动车辆上，机械臂的前端配上切割刀具。本实用新型包括底盘22，底盘22的作用是用于安装机械臂的旋转立柱，并实现机械臂的进退功能。如图1、图2所示，底盘22上设置有底盘进退机构。底盘进退机构包括安装在底盘 22两侧的多个车轮20，车轮20在底座21内的导轨内移动，底座21固定安装在车辆的平板上。底座21上安装有丝杠19，丝杠19与安装在底盘22底部的丝母相配合，丝杠19的端部安装有进退手轮17。转动进退手轮17，丝杠19带动底盘22，底盘22通过车轮20实现沿导轨的前后运动。底盘22的进退行程距离大小决定于导轨及丝杠19的长度。在底座21上还设置有定位件18，定位件18与底盘22相配合，使底盘22定位。底盘22上通过螺栓固定连接有旋转立柱，旋转立柱由下支柱16和上支柱6构成。 下支柱16由圆柱形钢管制成，下部焊接有法兰盘，法兰盘与底盘22上的安装板用螺栓连接在一起。下支柱16上可水平旋转地连接有上支柱6。上支柱6由方形钢管制成，其下部焊有旋转轴，旋转轴插入到下支柱16内，与下支柱16内的轴承相配合，可实现机械臂的水平 360°自由旋转。上支柱6的方形钢管的顶部焊接有轴座，用于安装支架轴观，通过支架轴观铰接有桅杆安装架5。桅杆安装架5与上支柱6之间设置有桅杆俯仰机构，可实现机械臂的气动升降桅杆2在(Τ7Γ内的俯仰运动，并可在任意位置锁定。桅杆俯仰机构包括相互啮合的小齿轮27与半圆齿轮7。上支柱6的方形钢管中间铣穿一个长方形的槽，用于安装传动小齿轮27和半圆齿轮7。半圆齿轮7固定在桅杆安装架5的底部。小齿轮27的齿轮轴上安装有俯仰手轮13。在小齿轮27的齿轮轴与俯仰手轮13之间还可以设置有减速机14，此时，俯仰手轮13安装在减速机14的输入轴上。减速机14 用来使俯仰手轮13转动轻松。减速机14优选为具有自锁性能的蜗轮蜗杆减速机，安装在上支柱6方形钢管外侧焊接的平板上。减速机14轴穿过方形钢管，其轴端安装有小齿轮27， 通过小齿轮27带动半圆齿轮7转动。转动俯仰手轮13可调整机械臂气动升降桅杆2的俯仰角度，顺时针操作时桅杆会仰起，逆时针操作时桅杆会俯降。设备要使用时，应首先将桅杆仰起，角度大于55°，方可进行下一步操作。在上支柱6的方形钢管上还设置有锁紧手柄12，锁紧手柄12与半圆齿轮7相配合。旋转锁紧手柄12可以对半圆齿轮7起制动作用，从而起到固定气动升降桅杆2俯仰的作用，在设备不使用或运输中，应锁紧此手柄。桅杆安装架5的作用是支撑气动升降桅杆2，并实现气动升降桅杆2的轴向旋转。 桅杆安装架5也由方形钢管制成。桅杆安装架5的下部焊接有连接片，通过螺栓与半圆齿轮7固定连接；下部的中间位置由支架轴观支撑。桅杆安装架5的后端底部安装有手动绞盘8和滑轮31，参见图5。手动绞盘8内的钢丝绳23通过滑轮31导向并沿着桅杆安装架5的底部往前延伸，穿过气动升降桅杆2 每级气缸节套上设置的钢环25，并固定在气动升降桅杆2的前端。当气泵向气动升降桅杆 2充气时，操作手动绞盘8的绞盘手轮11，使钢丝绳23放松，桅杆2随之上升；当桅杆2向外排气时，桅杆2会缓缓下降，此时应操作绞盘手轮11，使钢丝绳23收紧。桅杆安装架5的上部后端设置有支撑板9，其上部前端焊接有桅杆抱箍4，支撑板 9与桅杆抱箍4共同可转动地支撑气动升降桅杆2。气动升降桅杆2是一个多级气缸，通过气泵的充气及排气，完成机械臂的伸缩功能，气动升降桅杆2装载在车辆上，最大工作高度8m，从收拢到最大高度行程时间仅需1分 40秒，可完成3 8m高度范围内的棕榈果采摘。气动升降桅杆2的后端设置有桅杆转动手轮10，桅杆转动手轮10通过支撑板9固定在气动升降桅杆2的底部。转动桅杆转动手轮10，可实现气动升降桅杆2的轴向旋转功能，顺时针、逆时针旋转角各135°，可实现刀具切割角度的自由变换；推动桅杆转动手轮 10，上支柱6绕下支柱16水平旋转，可实现气动升降桅杆2的水平旋转功能，改变气动升降桅杆2的方位。气动升降桅杆2的前端设置有刀具接头1，用于安装刀具。刀具为市售产品，由刀头和刀柄两部分组成，刀头为钢制的，用于切割采摘；刀柄内置一个12V或24V电机，通电后产生振动作用，一端与刀头连接，另一端装在气动升降桅杆2前端的刀具接头1上。在桅杆抱箍4上还安装有照明灯3。照明灯为12V或24V的氙气灯，其作用是在光线较暗的情况下，为采摘作业提供照明。如图3所示，桅杆抱箍4内设置有滑环四，用来减小与气动升降桅杆2之间的磨擦，使气动升降桅杆2旋转灵活。气动升降桅杆2由气泵供气，以实现其伸缩功能。气泵的供电方式为直流12V或 MV，气动升降桅杆2的设计升降速度决定气泵的选型参数。如图4所示，在桅杆安装架5的侧面还安装有操作按钮30，包括照明灯3的开关、 刀具的控制开关及气泵的控制开关。刀具的控制开关与刀具之间的电缆M有两种布线方
5式一种是走气动升降桅杆2的内部；另一种是布置在气动升降桅杆2的外部，与手动绞盘 8内的钢丝绳23并行布置，并通过吊圈沈吊挂在钢丝绳23上。本实用新型具有以下优点1.本实用新型将气动升降桅杆应用于棕榈果采摘作业过程中，实现了机械臂的进退、俯仰、伸缩、水平旋转及轴向旋转等五维运动功能，能轻松实现5-10米高度的棕榈果采摘。2.作业者只需操作相应的按钮，就可实现棕榈果的采摘作业，操作简便，生产效率高，极大地降低了作业者的劳动强度，实现了自动控制与人工操作的有机结合，改变了现有棕榈果采摘作业完全依靠人力的现状。3.采用气动控制，结构简单，成本低，安全可靠。
权利要求1.一种棕榈果采摘机的机械臂，其特征是包括底盘(22)，所述底盘(22)上固定连接有下支柱(16 )，所述下支柱(16 )上可水平旋转地连接有上支柱(6 )，所述上支柱(6 )上铰接有桅杆安装架(5)，所述桅杆安装架(5)与所述上支柱(6)之间设置有桅杆俯仰机构，所述桅杆安装架(5)上可转动地支撑有气动升降桅杆(2)，所述气动升降桅杆(2)的后端设置有桅杆转动手轮(10)，所述气动升降桅杆(2)的前端设置有刀具接头(1 )。
2.按照权利要求1所述的棕榈果采摘机的机械臂，其特征是所述桅杆俯仰机构包括可转动地安装在所述上支柱(6)上的小齿轮(27)，所述小齿轮(27)与所述桅杆安装架(5) 底部安装的半圆齿轮(7)相啮合，所述小齿轮(27)的齿轮轴上安装有俯仰手轮(13)。
3.按照权利要求2所述的棕榈果采摘机的机械臂，其特征是所述小齿轮(27)的齿轮轴与所述俯仰手轮(13 )之间设置有减速机(14)。
4.按照权利要求1所述的棕榈果采摘机的机械臂，其特征是所述上支柱(6)上设置有锁紧手柄(12)，所述锁紧手柄(12)与所述半圆齿轮(7)相配合。
5.按照权利要求1所述的棕榈果采摘机的机械臂，其特征是所述桅杆安装架(5)的后端设置有支撑板(9 )，其前端设置有桅杆抱箍(4 )，所述支撑板(9 )与所述桅杆抱箍(4 )共同支撑所述气动升降桅杆(2)。
6.按照权利要求5所述的棕榈果采摘机的机械臂，其特征是所述桅杆抱箍(4)上设置有照明灯(3)。
7.按照权利要求5所述的棕榈果采摘机的机械臂，其特征是所述桅杆抱箍(4)内设置有滑环(29)。
8.按照权利要求1所述的棕榈果采摘机的机械臂，其特征是所述桅杆安装架(5)的后端底部设置有手动绞盘(8)，所述手动绞盘(8)内的钢丝绳(23)的一端固定在所述气动升降桅杆(2)的前端。
9.按照权利要求1所述的棕榈果采摘机的机械臂，其特征是所述底盘(22)上设置有底盘进退机构，所述底盘进退机构包括安装在所述底盘(22)两侧的多个车轮(20)，所述车轮(20)在底座(21)内的导轨内移动，所述底座(21)上安装有丝杠(19)，所述丝杠(19)与安装在所述底盘(22)底部的丝母相配合，所述丝杠(19)的端部安装有进退手轮(17)。
10.按照权利要求9所述的棕榈果采摘机的机械臂，其特征是所述底座(21)上设置有定位件(18)，所述定位件(18)与所述底盘(22)相配合。
专利摘要本实用新型涉及一种棕榈果采摘机的机械臂，包括底盘，所述底盘上固定连接有下支柱，所述下支柱上可水平旋转地连接有上支柱，所述上支柱上铰接有桅杆安装架，所述桅杆安装架与所述上支柱之间设置有桅杆俯仰机构，所述桅杆安装架上可转动地支撑有气动升降桅杆，所述气动升降桅杆的后端设置有桅杆转动手轮，所述气动升降桅杆的前端设置有刀具接头。本实用新型采用气动升降桅杆及相应机构，实现了机械臂的进退、俯仰、伸缩、水平旋转及轴向旋转等五维运动功能，能轻松实现棕榈果的采摘作业，具有结构简单、成本低、操作简便、劳动强度低、生产效率高、安全可靠等优点。
文档编号A01D46/00GK201986396SQ2011200402
公开日2011年9月28日 申请日期2011年2月15日 优先权日2011年2月15日
发明者于震川, 张琴, 李刚, 王建勇 申请人:无锡市华鹰移动照明有限公司