一种果物采摘设备的制作方法

本发明涉及一种农作物收割机械，特别是涉及一种果物采摘设备。
背景技术：
：人工采摘是采摘林果的传统方式，果农通过梯子接近果树枝头成熟的果实进行采摘，这项工作往往危险性高，工作量巨大，劳动复杂，且效率低下，费时费力。在林园中，一名经验丰富的果农，一天也只能采摘五亩大枣，且采摘过程较为辛苦。有一种较为传统的方式是用重物敲击果树树干，以便成熟的果实自然从枝头掉落，再捡拾到框中。但是这种方法对操作者要求较高，对于经验不足的果农，则较难掌握敲击力度，力度过大，则容易造成果树损伤，并且欠熟的果实提前掉落；力度不足，则容易使可以采摘的果实无法得到及时采摘，造成果实采收不及时。且该方法劳动强度仍然较高。为解决这种传统方式对经验要求较高，工作效率依然低下，采摘效果不好的问题，有人提出一种利用振动器械带动树冠一起振动，从而使果实从枝头振离的设备。利用该设备，可以大幅降低劳动强度，提升采摘工作的便利性。但是该设备依然存在不足。首先，该振动器械的振动源所产生的振动是多方向的，而果实在枝头横向振动时才是最容易掉落的，纵向的振动对果树的影响因果树品种不同而不同，部分果树对纵向振动较为敏感(例如樱桃树、柑橘树)，轻微的纵向振动往往会引起叶片抖落，过大的振动容易将树枝从树干上剥劈开，而对于部分果树(例如柿树、枣树、核桃树)，较强的横向振动与轻微的纵向振动叠加，则更容易引起成熟果实的掉落，而不会对果树的健康造成影响。所以这种振动器械对果树的通用性不强，其产生同样强度的横向、纵向振动，容易引起部分品种果树被在采摘作业中受损伤。其次，该设备的振动源在设备下端，振动不能直接有效的作用在枝干，造成能量传递不够直接，采摘效率低，设备笨重的技术问题。并且，这种振动器械的振动发生部与操作人员的握持部在一起，振动最强烈的位置直接作用至人体，容易对操作者机体造成损伤。同时，该设备无法适应性调整振动力的强度，无法适应不同品种的果树采摘工作。最后，其振动频率无法调整，无法针对不同粗细的树枝自行进行调整，影响果树健康和采摘速率。技术实现要素：本发明是为了克服现有技术中存在的上述不足，提供一种能够改进采摘效果、提升作业效率、可以针对所采摘果树品种不同改变设备振动特性、自适应调整作业频率的果物采摘设备，从而实现更高的植株友好性和更好的采摘效果，降低采摘作业对采摘者经验的要求。为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：一种果物采摘设备，具有驱动部、传动部以及振动发生部，其中：驱动部用于产生使传动部转动的驱动力，并将该驱动力传递至传动部；传动部包括可伸缩的外套管、可伸缩的传动轴以及传动轴末端的锥齿轮，其可将驱动部的驱动力通过锥齿轮传递给振动发生部，并且可以通过伸缩实现设备长度的调整；振动发生部由壳体、边盖、带有与传动轴末端锥齿轮相啮合的锥齿轮的偏心振动块一和偏心振动块二、振块轴及轴承组成，偏心振动块一和偏心振动块二上布置有偏心配重，壳体和边盖共同组成树枝夹持单元和偏心振动块容置单元，树枝夹持单元用于实现树枝的夹持固定，偏心振动块容置单元内有圆柱形空腔，用于容纳偏心振动块一、偏心振动块二、振块轴及轴承，传动轴末端的锥齿轮将驱动力传递至振动发生部的偏心振动块一和偏心振动块二上产生振动，并通过壳体和边盖，将该振动传递至树枝。进一步的，将传动部中传动轴的轴向方向定义为y轴方向，从驱动部指向振动发生部为正向，将振动发生部中振块轴的轴向方向定义为z轴方向，从壳体指向边盖为正向，x轴方向符合空间直角坐标系，所述偏心振动块容置单元位于树枝夹持单元的x轴正方向。在传动部的锥齿轮的带动下，偏心振动块一和偏心振动块二围绕振块轴等速反向转动，并且在转动过程中存在一时刻，偏心振动块一的偏心配重相对于振块轴偏向y轴正方向，偏心振动块二的偏心配重相对于振块轴偏向y轴负方向。进一步的，将传动部中传动轴的轴向方向定义为y轴方向，从驱动部指向振动发生部为正向，将振动发生部中振块轴的轴向方向定义为z轴方向，从壳体指向边盖为正向，x轴方向符合空间直角坐标系，所述偏心振动块容置单元位于树枝夹持单元的x轴正方向。在传动部的锥齿轮带动所述偏心振动块一和偏心振动块二围绕振块轴转动时，偏心振动块一和偏心振动块二只产生沿x轴方向的振动。进一步的，所述偏心振动块一的偏心配重的质量和所述偏心振动块二的偏心配重质量可以相等，也可以不等。进一步的，所述偏心振动块一的偏心配重重心到振块轴的距离和所述偏心振动块二的偏心配重重心到振块轴的距离可以相等，也可以不等。进一步的，所述偏心振动块一和偏心振动块二的偏心配重质量可以更换。进一步的，所述驱动部的驱动为人力手摇驱动。进一步的，所述驱动部的驱动为电机驱动。进一步的，所述果物采摘设备还包括传感器和ecu，所述传感器布置在所述振动发生部的壳体上，靠近所述树枝夹持单元的一侧，所述传感器用于感测所夹持的树枝在所述树枝夹持单元的位置，所述ecu根据所述传感器检测到的位置信息控制电机按照预先设定的速度旋转。本果物采摘设备采摘时，其工作原理是：驱动部带动传动部，将驱动力传递至振动发生部，振动发生部内偏心振动块一和偏心振动块二围绕振块轴向相反方向旋转，其所产生的振动是沿着更容易掉果的x方向，而偏心振动块一和偏心振动块二在转动时总是能将y方向的不良振动完全抵消或部分抵消，从而实现对各种果树都能具有良好的采摘效率，且避免对果树造成损伤。本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：本发明利用振动实现果树果实采摘，通过偏心振动块一和偏心振动块二的相对布置关系，使其主要产生有利于果实采摘的方向的振动，而将起次要作用或起不良作用的振动消减或抵消，保护果树健康，避免对果树造成损伤，提高采摘效果。通过将振动发生部设置在设备顶端，使振动能够更直接的传递至果树树枝，提升采摘效率，精简设备结构。通过将振动部与人员握持操作设备的驱动部分离，在人员握持的驱动部不会有任何振感，保护操作人员的健康。通过偏心配重块配重可更换，从而实现采摘设备振动力强度的调整，从而适应不同品种果树采摘。通过传感器感测所夹持的树枝的位置，使ecu计算出树枝的粗细，从而测算出对应的振动频率，控制电机按照预先设定的速度旋转。针对不同粗细的树枝，自动进行不同频率的振动，提升果树采摘速率。附图说明图1为本果物采摘设备的结构透视图。图2为取掉边盖后的果物采摘设备立体图。图3为果物采摘设备的局部爆炸图。图4为树枝夹持单元夹持树枝的示意图。图5为某一时刻本果物采摘设备中的两个偏心振动块同时运动至x轴负方向。图6位某一时刻本果物采摘设备中的两个偏心振动块同时运动至x轴正方向。图7为一实施例中驱动部握柄及摇柄的示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式及附图，对本发明做出进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。实施例一：如图1-4所示，一种果物采摘设备包括振动发生部1、传动部2以及驱动部3，其中驱动部3用于产生使传动部2转动的驱动力，并将该驱动力传递至传动部2。传动部2包括可伸缩的外套管23、可伸缩的传动轴22以及传动轴22末端的锥齿轮21，其可将驱动部3的驱动力通过锥齿轮21传递给振动发生部1，并且可以通过伸缩实现设备长度的调整，即通过使外套管23及传动轴22的伸缩，调整驱动部3与振动发生部1之间的距离。振动发生部1由壳体11、边盖12、带有与传动轴22末端的锥齿轮21相啮合的锥齿轮的偏心振动块一113和偏心振动块二116、振块轴115及轴承114组成，壳体11和边盖12共同组成树枝夹持单元111和偏心振动块容置单元112，树枝夹持单元111用于实现树枝4的夹持固定，偏心振动块容置单元112内有圆柱形空腔，用于容纳偏心振动块一113、偏心振动块二116、振块轴115及轴承114，传动轴22末端的锥齿轮21将驱动力传递至振动发生部1的偏心振动块一113和偏心振动块二116上产生振动，并通过壳体11和边盖12，将该振动传递至树枝。其中振块轴115固定安装在偏心振动块容置单元112内圆柱形空腔的轴心位置，偏心振动块一113和偏心振动块二116通过轴承114可围绕振块轴115转动。且在安装位置，偏心振动块一113和偏心振动块二116上的锥齿轮同时与传动轴22末端的锥齿轮21啮合。当进行果物采摘时，首先将传动部2的长度调整至合适位置，以当振动发生部1的振动夹持单元111能够夹持住想要采摘的果树树枝时，操作人员站在树下刚好可以方便的操作驱动部3为宜。此时，控制驱动部3带动传动部2转动，传动部2带动振动发生部1中的偏心振动块一113和偏心振动块二116围绕振块轴115转动，进而使振动发生部1产生振动，通过树枝夹持单元111将振动传递至树枝4，从而使果实因剧烈晃动而掉落。实施例二：其基本结构与实施例一中的基本结构相一致，更进一步的，如图1-2所示，将传动部2中传动轴22的方向定义为y轴方向，从驱动部3指向振动发生部1为正向，将振动发生部1中振块轴115的轴向方向定义为z轴方向，从壳体11指向边盖12为正向，x轴方向符合空间直角坐标系的方向(即右手定则)，偏心振动块容置单元112位于树枝夹持单元111的x轴正方向。在传动部2的锥齿轮21的带动下，偏心振动块一113和偏心振动块二116围绕振块轴115向相反方向转动，并且在设备安装时，应将偏心振动块一113和偏心振动块二116的偏心配重装配为沿y轴方向相反布置，或沿x轴方向同向布置，即在设备运转的某一时刻，偏心振动块一113的偏心配重朝向y轴正方向，偏心振动块二116的偏心配重朝向y轴负方向。在这样的结构下，当驱动部3带动传动部2转动时，传动轴22上的锥齿轮21带动偏心振动块一113和偏心振动块二116围绕振块轴115向相反方向转动，由于偏心振动块一113和偏心振动块二116上的锥齿轮齿数相等，所以偏心振动块一113和偏心振动块二116的角速度始终保持相等，转动周期保持一致。当其在图4所示位置处，偏心振动块一113和偏心振动块二116上的偏心配重所产生的振动力刚好方向相反，同理，当偏心振动块一113和偏心振动块二116再转动180°后，偏心振动块一113和偏心振动块二116上的偏心配重所产生的振动力也刚好方向相反；然而当偏心振动块一113和偏心振动块二116转动至图5和图6所示位置处时，偏心振动块一113和偏心振动块二116上的偏心配重所产生的振动力方向相同，其振动作用刚好实现叠加。正由于这种结构，振动发生部1主要产生x方向振动，而y方向的振动则大大减弱，故其主要产生有利于果实采摘振动方向的振动，而将不利于果树健康的振动减弱或抵消，保护果树健康，避免对果树造成损伤，提高采摘效果。实施例三：其基本结构与实施例二中的基本结构相一致，更进一步的，偏心振动块一113上的偏心配重的质量和偏心振动块二116上的偏心配重的质量可以相等，也可以不相等。在相等的情况下，偏心振动块一113和偏心振动块二116在y方向所产生的的振动能够完全抵消；在不相等的情况下，偏心振动块一113和偏心振动块二116在y方向所产生的的振动则仅会部分抵消，振动发生部1仍旧保留部分y方向振动，这样可对特定品种果树进一步提升采摘效果。实施例四：其基本结构与实施例三中的基本结构相一致，更进一步的，偏心振动块一113上的偏心配重的重心到振块轴的距离和偏心振动块二116上的偏心配重重心到振块轴的距离可以相等，也可以不相等。在相等的情况下，偏心振动块一113和偏心振动块二116在y方向所产生的的振动能够完全抵消；在不相等的情况下，偏心振动块一113和偏心振动块二116在y方向所产生的的振动则仅会部分抵消，振动发生部1仍旧保留部分y方向振动，这样可对特定品种果树进一步提升采摘效果。实施例五：其基本结构与实施例二中的基本结构相一致，更进一步的，偏心振动块一113和偏心振动块二116上的偏心配重为可更换结构，采摘者可以根据需要，实现设备振动力强度的调整，从而适应不同品种果树采摘。实施例六：其基本结构与上述实施例中的基本结构相一致，更进一步的，如图7所示，驱动部3包括握柄31和摇柄32，其通过使用者手摇摇柄31产生驱动力。实施例七：其基本结构与实施例六中的基本结构相一致，更进一步的，驱动部3包括握柄31和电机，其通过电机产生驱动力。实施例八：其基本结构与实施例七中的基本结构相一致，更进一步的，所述果树采摘设备还包括传感器117和ecu，传感器117布置在振动发生部1的壳体11上，靠近树枝夹持单元111一侧，树枝夹持单元111的构成为一开口指向y轴负方向的勾角，树枝4由于粗细直径不同，被夹持时所处的位置也不同，传感器117用于感测所夹持的树枝4在树枝夹持单元111中的位置，ecu根据传感器117检测到的位置信息，计算出树枝4的直径。根据计算统计，测算出各树枝直径同最佳掉果的振动频率之间的关系，将该对应关系预置在ecu中，ecu利用该关系和计算出的树枝4的直径，控制电机按照预先设定的速度旋转。以便使任意粗细的树枝，都能够达到最佳振动效果。其对应关系如表1所示：表1树枝直径(mm)树枝固有频率(hz)振动部振动频率(hz)对应电机转速(r/s)d＜152.7～3.5hz2.8hz5.6r/s15≤d＜351.9～2.7hz2.3hz4.6r/s35≤d＜551.2～1.9hz1.5hz3r/s55≤d＜750.9～1.2hz1.1hz2.2r/s75≤d0.7～0.9hz0.8hz1.6r/s以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未做过多描述。应当指出，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围，这些都不影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于结识权利要求的内容。当前第1页12