变频变幅振动式果品采摘的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及变频变幅振动式果品采摘机。目的是提供的采摘机具有采摘效率高、劳动强度低的特点，并且结构简单、成本低廉、易于控制、性能可靠且携带方便。技术方案是：变频变幅振动式果品采摘机，其特征在于：所述采摘机包括前端执行机构、箱体以及安装在箱体内的振摇机构；振摇机构包括由一号驱动机构带动的曲柄摇杆滑块机构、由二号驱动机构带动的调幅机构，前端执行机构通过钢丝绳和作动臂与所述振摇机构连接。
【专利说明】变频变幅振动式果品采摘机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及林果采收机械【技术领域】，具体涉及一种变频变幅振动式果品采摘机。
【背景技术】
[0002]果品采摘是果园生产全过程中最重要的环节，是一个劳动密集型的工作。果品采收的方法主要有手工采收、半机械化采收、机械化采收和采摘机器人四种。机械化采收装备有敲打式摘果机和振动式采摘机。敲打式摘果机虽然结构简单、操作便利，但当敲打部位很高时会使劳动强度增大。
[0003]目前最有效的方式是振动式采摘，其工作原理是通过一定形式的振动机构，将机械振动传递给果树的树枝或树干，果树在接受了外加的强迫振动后，也以一定的频率和振幅振动，从而使果实掉落。由于果树对象振动力学特性的多样性和复杂性，现有的小型果品采摘机无法根据振摇对象特性进行振动频率和振动幅度的调节，而大型通用振动式收获机虽然能实现各种果树的采摘，但很难在地势复杂的山地作业。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是克服上述【背景技术】中的不足，提供一种变频变幅振动式果品采摘机，该采摘机具有采摘效率高、劳动强度低的特点，并且结构简单、成本低廉、易于控制、性能可靠且携带方便。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是:变频变幅振动式果品采摘机，其特征在于:所述采摘机包括前端执行机构、箱体以及安装在箱体内的振摇机构；振摇机构包括由一号驱动机构带动的曲柄摇杆滑块机构、由二号驱动机构带动的调幅机构，前端执行机构通过钢丝绳和作动臂与所述振摇机构连接。
[0006]所述曲柄摇杆滑块机构包括曲柄摇杆机构和滑块；曲柄摇杆机构的一号曲柄由所述一号驱动机构驱动，所述滑块可滑动地套在曲柄摇杆机构的摇杆上，该滑块通过连杆与所述作动臂的尾端铰接。
[0007]所述调幅机构包括相互铰接的二号曲柄和推杆；二号曲柄由所述二号驱动机构驱动，推杆与所述滑块铰接。
[0008]所述前端执行机构由手持部分、伸缩部分和钩子组成；手持部分包括相互连接的手持柄和弹簧外管；伸缩部分包括一组依次连接的伸缩杆；最尾端的伸缩杆通过至少两个直线轴承穿过前述手持柄并伸入到弹簧外管内，该伸缩杆的尾端通过所述钢丝绳与作动臂的前端之间连接，并且该伸缩杆的尾端与弹簧外管的尾端之间安装有一弹簧；所述钩子固定在最前端的伸缩杆的前端。
[0009]所述一号驱动机构包括一号电机和传动轴，传动轴与一号电机的输出轴之间通过一对圆柱齿轮进行传动，传动轴与一号曲柄的一号曲柄轴之间通过一对锥齿轮进行传动。
[0010]所述二号驱动机构包括二号电机，二号电机的输出轴与二号曲柄的二号曲柄轴之间通过另一对圆柱齿轮进行传动。
[0011]所述箱体的外壁固定有作动臂支撑套管，前述作动臂通过至少一个直线轴承可滑动地安装在作动臂支撑套管内。
[0012]本实用新型的工作原理是:使用时，把前端执行机构组装好，先将钩子勾住树枝，然后接通电源启动一号电机；通过圆柱齿轮传动和锥齿轮传动，带动一号曲柄转动，与一号曲柄相连的摇杆带动滑块、连杆、作动臂往复运动，作动臂拉动与钢丝绳连接的伸缩杆往复振动，从而带动钩子前后运动，将果品从树枝上振落下来；通过调节一号电机的转速来调节伸缩杆的往复运动周期，从而得到不同的振动频率；另一方面，可以根据需要，通过二号电机来调节推杆的运动，从而控制滑块滑动到摇杆上不同的位置，改变伸缩杆的往复运动行程，从而得到不同的振幅。
[0013]本实用新型的有益效果是:采用本实用新型采收果品，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(可以通过一号电机调节一号曲柄转速，连续调节作动臂的振动频率，通过二号电机连续调节作动臂的振幅)，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，整机装置在不用的时候可以将各级伸缩杆拆卸下来，而当树较高时可以增加伸缩杆，使用起来较为方便，可以大面积推广使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1、图2是本实用新型的立体结构示意图。
[0015]图3是本实用新型的俯视结构示意图。
[0016]图4是图3中振摇机构的放大图。
[0017]图5是图4中A-A向的剖视图。
[0018]图6是图4中B-B向的剖视图。
[0019]图7是本实用新型中振摇机构的立体图。
[0020]图8是图7中一号驱动机构的立体图。
[0021]图9是图7中二号驱动机构的立体图
[0022]图10是本实用新型中曲柄连杆滑块机构的示意图。
[0023]图11是图10的原理示意图。
[0024]图12是本实用新型中前端执行机构的放大示意图。
【具体实施方式】
[0025]以下结合说明书附图，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。
[0026]如图1所示，本实用新型所述变频变幅振动式果品采摘机包括前端执行机构(如图12所示)、箱体4、振摇机构(如图7所示);振摇机构包括由一号驱动机构带动的曲柄摇杆滑块机构、由二号驱动机构带动的调幅机构，所述前端执行机构通过钢丝绳90和作动臂14与所述振摇机构连接(如图3所示)。
[0027]如图4和图6所示，所述曲柄摇杆滑块机构包括曲柄摇杆机构和滑块9。所述曲柄摇杆机构的一号曲柄29固定在一号曲柄轴60的上端,所述曲柄摇杆机构的摇杆8铰接在摇杆架71的上端，一号曲柄和摇杆之间通过连杆7相连(连接处均为铰接)。所述滑块9的一端可滑动地套在摇杆8上，另一端通过连杆10与所述作动臂的尾端相连(连接处均为铰接)。该曲柄摇杆滑块机构的作用是带动曲柄做周期性的往复运动，从而带动作动臂做往复运动。
[0028]如图4和图5所示，所述调幅机构包括二号曲柄32和推杆31。所述二号曲柄32固定在二号曲柄轴47上端，所述二号曲柄32与所述推杆31由复合轴承39及推杆销轴36连接(常规结构)，中间有推杆套筒40隔开(常规结构)，所述推杆31与前述滑块9铰接。该调幅机构的作用是依靠推杆推动滑块来调整作动臂的振幅，使用时，先启动一号电机，使作动臂按一定频率往复运动，接着启动二号电机根据实际情况来调节滑块在摇杆上的位置，从而调节振幅。
[0029]如图12所示，所述前端执行机构由手持部分、伸缩部分和钩子88组成。所述手持部分包括手持柄80和弹簧外管74组成，所述手持柄80与所述弹簧外管74的两端均有外螺纹，手持柄80的一端与弹簧外管74的一端之间通过手持柄接头78 (制有内螺纹)进行螺纹连接，手持柄80的另一端连接手持柄前端端盖82，弹簧外管74的另一端连接弹簧套筒73。所述伸缩部分由一组依次连接的伸缩杆77组成，其中最尾端的伸缩杆77通过两个直线轴承79、81穿过前述手持柄80伸入到弹簧外管74内，所述直线轴承79、81使用过盈连接固定在手持柄80的两端的内壁，所述最尾端的伸缩杆77端部安装有一弹簧接头76，所述弹簧接头76与前述弹簧套筒73之间有一弹簧75 ;所述最尾端的伸缩杆77另一端的内部以及其它伸缩杆内部的两端均固定有内螺纹接头83，伸缩杆与伸缩杆之间通过螺纹外接头84进行螺纹连接。所述钩子88焊接在最前端的伸缩杆87的前端。在实际操作时，依次将各伸缩杆连接，将钩子勾住树枝，然后再启动一号电机。
[0030]如图2和图3所示，所述前端执行机构与所述振摇机构依次通过钢丝绳90、钢丝绳接头18、作动臂支撑套管17、作动臂14、作动臂接头12连接。所述钢丝绳接头18与所述作动臂支撑套管17之间为螺纹连接，所述作动臂支撑套管17通过螺栓连接固定在箱体4外侦牝所述作动臂14通过直线轴承66在作动臂支撑套管17内滑动，在箱体4内侧由箱体轴承盖15封住作动臂支撑套管17内的直线轴承66 ;所述作动臂14通过螺栓连接固定在作动臂接头12内，所述作动臂接头12与前述滑块9通过前述连杆10相连；所述钢丝绳套管89将所述钢丝绳接头18与前述弹簧套筒73连接，钢丝绳套管89内有钢丝绳90将作动臂14与前述弹簧接头76连接，钢丝绳90依次穿过钢丝绳接头18、钢丝绳套管89、弹簧套筒73、弹簧外管74、弹簧75。使用时，钢丝绳拉住弹簧接头将伸缩杆往后移动，此时弹簧处于压缩状态，当作动臂往回运动时弹簧将伸缩杆弹回，以此实现伸缩杆的往复运动。
[0031]如图4所不,所述一号驱动机构包括安装在箱体4内的一号电机5、圆柱齿轮传动机构和锥齿轮传动机构。所述一号电机5的输出轴伸出箱体4 ;所述圆柱齿轮传动机构包括一对相互哨合的圆柱齿轮，圆柱齿轮中较小的齿轮3安装在所述一号电机的输出轴上并由一号电机5驱动，圆柱齿轮中较大的齿轮20通过传动轴19和轴套21安装在箱体4外侧。所述锥齿轮传动机构包括一对锥齿轮及其支架，其中一个锥齿轮26安装在前述传动轴19的另一端，该传动轴19通过固定在轴承外套24内的轴承23在轴承外套24内转动，所述轴承外套24固定在箱体4侧壁,另一锥齿轮安装在一号曲柄的曲柄轴60上；所述曲柄轴60上端通过轴承69固定在轴承水平支架28上，所述轴承水平支架28固定在轴承竖直支架27上，所述轴承竖直支架27底部固定在箱体4上，所述曲柄轴60下端通过轴承座68固定在箱体4上。该机构的作用是调节果品振动采摘装置的振动频率，使用时，通过调节一号电机的转速改变作动臂的往复运动周期。
[0032]如图5所不,所述二号驱动机构包括二号电机11和圆柱齿轮传动机构；所述二号电机11安装在二号电机水平夹板30上，所述二号电机水平夹板30通过螺栓连接安装在两块二号电机竖直夹板33上端,所述二号电机竖直夹板33固定在箱体4底部；圆柱齿轮传动机构的主动齿轮53固定在二号电机的输出轴上，圆柱齿轮传动机构的从动齿轮51固定在二号曲柄轴47下端，该二号曲柄轴47通过固定在曲柄轴轴承外套52内的轴承46在曲柄轴轴承外套52内转动，所述曲柄轴轴承外套52固定在二号电机水平夹板30上。该二号驱动机构的作用是为调幅机构提供动力，并且可以通过调节二号电机来改变作动臂的运动行程，从而改变采摘装置振摇树枝的振幅。
[0033]上述直流电机、钢丝绳、轴承可以外购获得，电机的转速调整为常规技术，在此不做详细介绍。
【权利要求】
1.变频变幅振动式果品采摘机，其特征在于:所述采摘机包括前端执行机构、箱体(4)以及安装在箱体内的振摇机构；振摇机构包括由一号驱动机构带动的曲柄摇杆滑块机构、由二号驱动机构带动的调幅机构，前端执行机构通过钢丝绳(90)和作动臂(14)与所述振摇机构连接。
2.根据权利要求1所述的变频变幅振动式果品采摘机，其特征在于:所述曲柄摇杆滑块机构包括曲柄摇杆机构和滑块(9)；曲柄摇杆机构的一号曲柄(29)由所述一号驱动机构驱动，所述滑块可滑动地套在曲柄摇杆机构的摇杆(8)上，该滑块通过连杆(7)与所述作动臂的尾端铰接。
3.根据权利要求2所述的变频变幅振动式果品采摘机，其特征在于:所述调幅机构包括相互铰接的二号曲柄(32)和推杆(31) ; 二号曲柄由所述二号驱动机构驱动，推杆与所述滑块铰接。
4.根据权利要求1或2或3所述的变频变幅振动式果品采摘机，其特征在于:所述前端执行机构由手持部分、伸缩部分和钩子(88)组成；手持部分包括相互连接的手持柄(80)和弹簧外管(74);伸缩部分包括一组依次连接的伸缩杆(77、87);最尾端的伸缩杆(77)通过至少两个直线轴承(79、81)穿过前述手持柄并伸入到弹簧外管内，该伸缩杆的尾端通过所述钢丝绳与作动臂的前端之间连接，并且该伸缩杆的尾端与弹簧外管的尾端之间安装有一弹黃(75);所述钩子固定在最如端的伸缩杆(87)的如端。
5.根据权利要求4所述的变频变幅振动式果品采摘机，其特征在于:所述一号驱动机构包括一号电机(5)和传动轴(19)，传动轴与一号电机的输出轴之间通过一对圆柱齿轮(3、20)进行传动，传动轴与一号曲柄的一号曲柄轴(60)之间通过一对锥齿轮(26)进行传动。
6.根据权利要求5所述的变频变幅振动式果品采摘机，其特征在于:所述二号驱动机构包括二号电机(11)，二号电机的输出轴与二号曲柄(47)的二号曲柄轴之间通过另一对圆柱齿轮(51、53)进行传动。
7.根据权利要求6所述的变频变幅振动式果品采摘机，其特征在于:所述箱体的外壁固定有作动臂支撑套管(17)，前述作动臂通过至少一个直线轴承(66)可滑动地安装在作动臂支撑套管内。
【文档编号】A01D46/26GK203814217SQ201420165683
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】杜小强, 陈少钟, 潘珂, 高旗, 武传宇 申请人:浙江理工大学