专利名称：果树振动采摘手的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及林果采收机械技术领域，具体是一种果树振动采摘手。
背景技术：
果园收获作业是果园生产全过程中最重要的环节，林果采收劳动强度大，用工量多。传统的人工采收方法每公顷需要几百个工时，占果园生产过程中用工量的50%左右，费时费力，且成本高；因此，果园收获机械化一直是国内外研究工作的重点。目前果园机械收
获在国外已作为一项成熟技术被广泛使用，其机械收获的生产效率比人工提高了 5-10倍。机械振动式采收机采用振摇法，是国外应用最多、适用性很好的机型。我国果园收获主要靠人工手摘和借助简单工具辅助，如云梯和采果刀等。林果采收机械的研究在我国仍处于起步阶段，尚未见成熟先进的实用机具。针对我国林果采收机械的研究现状和林果业机械化发展的新形式要求，研究设计机械振动式林果采收机对提高我国林果收获机械化水平具有重要意义。
发明内容本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种果树振动采摘手，该采摘手应具有采摘效率高、劳动强度低的特点；并且结构简单、成本低廉、易于控制、性能可靠且适应性好。本实用新型提供的技术方案是果树振动采摘手，其特征在于所述采摘手包括水平布置的工作台、机械臂及其驱动机构；所述机械臂包括通过立柱铰接在工作台上的摇杆，以及通过振幅调节机构安装在该摇杆上的动作臂；所述动作臂水平向前伸出，其前端安装有用于叉紧树枝的夹手，所述动作臂和驱动机构分别布置在所述立柱的左右两侧。所述驱动机构包括由第一电机驱动的凸轮，以及水平安装在支架上并可前后往复滑移的推杆；所述支架以及第一电机固定在工作台上，推杆的前端与摇杆的右侧铰接，后端与所述凸轮接触，凸轮与支架之间的推杆上套装有一压簧，所述推杆的轴线与凸轮转轴垂直。所述振幅调节机构设置在摇杆上，包括一固定在摇杆右端的第二电机，以及一安装在滑轨内的滑块，所述滑块的左端与所述动作臂的后端铰接，滑块的右端通过螺纹丝杆与第二电机的输出轴连接，并且所述第二电机的输出轴与摇杆、滑块的中心线平行布置。所述夹手通过其后端的尾套可转动地安装在所述动作臂的前端，尾套的左右两侧分别安装有一个迫使夹手复位的弹簧，所述弹簧的另一端固定在动作臂上，尾套的顶部开设有一条沿其周向伸展的定位槽，有一定位销穿越过该定位槽后竖直固定在所述动作臂上以对尾套限位。所述动作臂后部的右侧设有一拉簧，该拉簧的另一端固定在所述摇杆上。所述动作臂与摇杆的铰接轴，以及摇杆与推杆的铰接轴均沿竖直方向布置。所述弹簧沿动作臂的轴线方向伸展。[0012]本实用新型的工作原理是使用时，先将动作臂前端的夹手叉紧树枝，然后启动电机；凸轮转动时顶压推杆使其前后往复滑移，带动摇杆绕立柱前后摆动，摇杆推动动作臂前后运动从而使树枝振动，将果实从树枝上振落下来；通过改变凸轮的旋转速度，可以得到不同的振动频率；另一方面，利用杠杆原理放大凸轮的位移(摇杆起到杠杆的作用)，使动作臂得到更大的位移幅度，采用螺纹丝杆调节滑块在摇杆上的位置，从而对果树输出不同振幅的振动激励。本实用新型的有益效果是采用本实用新型采收林果，能够大幅度提高采摘工作效率，显著降低采收者的劳动强度；而且振动频率和振幅的调节十分简单方便(利用摇杆放大凸轮的位移，并且可以通过第一电机调节凸轮转速，连续调节动作臂的振动频率，通过调节第二电机的转动周数，连续调节动作臂的振幅)，从而适应不同果树的采摘需要；另外，本实用新型的结构简单，制造成本比较低廉，普通操作人员可以控制，使用起来较为方便，可以大面积推广使用。
图I是本实用新型的主视结构示意图。图2是本实用新型的立体结构示意图。图3是图I中夹手的放大示意图。图4是图2中动作臂与夹手的装配结构剖视放大图。图5是图2中支架与推杆的装配结构剖视放大图。图6是图2中摇杆与滑块的装配结构剖视放大图。图7是本实用新型的工作原理图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。如图所示，本实用新型所述的果树振动采摘手，包括水平布置的工作台1，安装在工作台上的机械臂，以及用于驱动机械臂的驱动机构。上述机械臂包括一水平铰接在工作台上的摇杆9 (工作台上竖直固定一立柱17，摇杆的中部铰接在立柱上，摇杆的转动轴线为立柱的轴线，沿竖直方向)，以及通过振幅调节机构安装在该摇杆上的动作臂10 ;所述动作臂水平向前伸出(即图I的上侧方向)，其前端安装有用于叉紧树枝的夹手12，所述动作臂布置在立柱的左侧(图I的左侧方向)，驱动机构布置在立柱的右侧(图I的右侧方向)。所述驱动机构的作用是带动所述摇杆绕其铰接轴(即上述立柱)在一定夹角内前后摆动，使得动作臂可以在前后方向往复运动，从而将果实从树枝上振落下来。所述驱动机构包括由第一电机2驱动的凸轮3，以及水平安装在支架4上并可前后往复滑移的推杆14。所述支架竖直固定在工作台上，支架的上部制有与推杆相适应的通孔，并可根据需要，在通孔内增加直线轴承以利于推杆滑动。所述推杆的前端与摇杆的右侧铰接(即立柱右侧的摇杆)，铰接轴的轴线沿竖直方向布置，推杆的后端与凸轮的外沿接触，并且凸轮与支架之间的推杆上套装有一压簧13以对推杆施加向后的推力(凸轮对推杆施加向前的顶推力)，如图5所示，为了防止压簧滑出，推杆后端设置有一挡板14-1，该挡板同时也增加了推杆与凸轮的接触面积，防止运动过程中两者脱离。显然，上述推杆的轴线与所述凸轮的转轴垂直。所述振幅调节机构的作用是调节所述动作臂在摇杆上的位置(动作臂与立柱之间的距离越远，其振幅越大)。所述振幅调节机构设置在摇杆的顶面，包括一固定在摇杆右端的第二电机6，以及一安装在滑轨内的滑块8 (可在滑块底部增设滚珠8-1以利于其滑动)。所述滑块的左端与所述动作臂的后端铰接，铰接轴的轴线竖直布置，滑块的右端通过螺纹丝杆5与第二电机的输出轴连接,具体是第二电机的输出轴水平朝左布置，输出轴上固定着螺纹丝杆的螺杆5-2，螺纹丝杆的螺母5-1固定在所述滑块的右端，当第二电机转动时，螺母带动滑块沿着滑轨左右滑移，从而调整动作臂在摇杆上的位置，螺纹丝杆的结构如图6所示。本实用新型中，滑轨由两个固定在摇杆上的弓形卡座7形成(弓形卡座与滑块匹配)，滑块在两个弓形卡座内运动；显然，两个弓形 卡座、滑块、第二电机的输出轴、摇杆的中心线平行布置。所述夹手用于叉紧树枝，该夹手通过其后端的尾套12-1可转动地安装在所述动作臂的前端，尾套的左右两侧分别安装有一个迫使夹手复位的弹簧16 (弹簧沿动作臂的轴线方向伸展)，所述弹簧的另一端固定在动作臂上，尾套的顶部开设有一条沿其周向伸展的定位槽12-2，有一定位销11穿越过该定位槽后竖直固定在所述动作臂上以对尾套限位(防止尾套前后滑动)。使用时首先是进行夹手与树枝的对中，当夹手与树枝接触时，接触力使夹手绕着动作臂的轴线旋转一定的角度，实现自动对中，夹手脱离树枝后，夹手左右两侧的弹簧可以使夹手复位。为了使动作臂在左右方向可小角度调整，所述动作臂后部的右侧设有一拉簧15，该拉簧的另一端固定在所述摇杆上。上述第一电机、第二电机、螺纹丝杆可以外购获得，电机的转速调整为常规技术，在此不作详细介绍。
权利要求1.果树振动采摘手，其特征在于所述采摘手包括水平布置的工作台(I)、机械臂及其驱动机构；所述机械臂包括通过立柱(17)铰接在工作台上的摇杆(9)，以及通过振幅调节机构安装在该摇杆上的动作臂(10);所述动作臂水平向前伸出，其前端安装有用于叉紧树枝的夹手(12)，所述动作臂和驱动机构分别布置在所述立柱的左右两侧。
2.根据权利要求I所述的果树振动采摘手，其特征在于所述驱动机构包括由第一电机(2)驱动的凸轮(3)，以及水平安装在支架上并可前后往复滑移的推杆(14);所述支架以及第ー电机固定在工作台上，推杆的前端与摇杆的右侧铰接，后端与所述凸轮接触，凸轮与支架之间的推杆上套装有ー压簧(13)，所述推杆的轴线与凸轮转轴垂直。
3.根据权利要求I所述的果树振动采摘手，其特征在于所述振幅调节机构设置在摇杆上，包括一固定在摇杆右端的第二电机(6)，以及一安装在滑轨内的滑块(8)，所述滑块的左端与所述动作臂的后端铰接，滑块的右端通过螺纹丝杆(5)与第二电机的输出轴连接，并且所述第二电机的输出轴与摇杆、滑块的中心线平行布置。
4.根据权利要求I或2或3所述的果树振动采摘手，其特征在于所述夹手(12)通过其后端的尾套(12-1)可转动地安装在所述动作臂的前端，尾套的左右两侧分别安装有ー个迫使夹手复位的弹簧(16)，所述弹簧的另一端固定在动作臂上，尾套的顶部开设有一条沿其周向伸展的定位槽(12-2)，有一定位销(11)穿越过该定位槽后竖直固定在所述动作臂上以对尾套限位。
5.根据权利要求4所述的果树振动采摘手，其特征在于所述动作臂后部的右侧设有ー拉簧(15),该拉簧的另一端固定在所述摇杆上。
6.根据权利要求5所述的果树振动采摘手，其特征在于所述动作臂与摇杆的铰接轴，以及摇杆与推杆的铰接轴均沿竖直方向布置。
7.根据权利要求6所述的果树振动采摘手，其特征在于所述弹簧沿动作臂的轴线方向伸展。
专利摘要本实用新型涉及一种果树振动采摘手。所要解决的技术问题是提供的采摘手应具有采摘效率高、劳动强度低的特点；并且结构简单、成本低廉、易于控制、性能可靠且适应性好。技术方案是果树振动采摘手，其特征在于所述采摘手包括水平布置的工作台、机械臂及其驱动机构；所述机械臂包括通过立柱铰接在工作台上的摇杆，以及通过振幅调节机构安装在该摇杆上的动作臂；所述动作臂水平向前伸出，其前端安装有用于叉紧树枝的夹手，所述动作臂和驱动机构分别布置在所述立柱的左右两侧。
文档编号A01D46/26GK202565760SQ2012201952
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月3日 优先权日2012年5月3日
发明者杜小强, 陈少钟, 武传宇 申请人:浙江理工大学