一种旋振式红枣采收机及红枣采收方法与流程

本发明属于农业机械领域，具体涉及一种旋振式红枣采收机及红枣采收方法，实现红枣自动化采摘和收集。

背景技术：

近年来，我国红枣产业发展迅速，红枣种植规模和产量正在逐年增加，我国提供了世界上90％的红枣产品。我国的红枣产区主要分布在华北平原的黄河中下游沿岸地区以及新疆地区。由于新疆独特的气候优势，使新疆地区生产出的红枣一直受到广大消费者的青睐。新疆地区为了发展特色林果产业，开始大量种植特色林果。红枣作为新疆特色林果的重要组成部分，种植规模和产量也在逐年上升。为了保证红枣的品质以及口感，需要对成熟期的红枣进行及时的采收，因此在采收季节需要大量的劳动力。由于红枣颗粒小，生长密度较大，人工采收劳动时间长、强度大，而且不易对枣树上的红枣进行采尽，因此，人工采收方式的成本较高，同时采收时间也较长，不能保证红枣的品质和口感，从而影响红枣的售卖过程。

目前，国外少有红枣自动化采收机械的相关研究，国内的研究正处于起步阶段。在国内红枣的采收机械装置中，主要采用树干振动式和气吸式，树干振动式采收机通过液压振动装置或者是偏心振动装置对枣树主干进行冲击，但是在工作过程中，液压振动装置或偏心振动装置会对枣树树干形成较大的冲击损伤，对枣树的生长造成较大的伤害；而气吸式采收机则针对掉落到地面上的红枣进行收集。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种同时实现红枣采摘和收集的旋振式红枣采收机及红枣采收方法。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供一种旋振式红枣采收机，包括机架2、电动机3和发电机6，所述机架2的前端固接在牵引拖拉机1的后部，所述发电机6设置在机架2上，并与电动机3电连接。所述旋振式红枣采收机进一步包括设置在机架2的左右两端的一对对称设置的辊筒式采收装置5。

所述辊筒式采收装置5包括法兰盘501、拨杆502、收集伞503、圆柱凸轮509、主轴510、导轨512、拨杆底座513、连杆架514、连杆515和行星齿轮机构。

竖直布置的主轴510的顶端和底端分别通过轴承连接一法兰盘501，法兰盘501固接在机架2上；所述电动机3的动力输出轴与主轴510连接。

在主轴510的顶端和底端、两个法兰盘501之间，各设有一行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括行星齿轮轴506、太阳轮507、行星齿轮508和外齿圈511；所述太阳轮507固接在主轴510上，外齿圈511设置在太阳轮507的外侧；至少三个行星齿轮轴506均匀地环绕太阳轮507，设置在太阳轮507与外齿圈511之间；行星齿轮轴506上固接有分别与太阳轮507和外齿圈511相互啮合的行星齿轮508。

所述圆柱凸轮509固接在主轴510的中部；圆柱凸轮509的柱体外表面设有一首尾连接的螺旋状凸轮槽，所述凸轮槽内等间隔水平地设有多个连杆515。

每个连杆515的一端设有插入所述圆柱凸轮509的凸轮槽内的滚轮516，另一端与一个平行于主轴510的连杆架514的中部固接。

每个连杆架514对应设有一与其相邻且平行的导轨512，导轨512的两端分别固接在主轴510上的两个外齿圈511的外侧。

在每个连杆架514上，沿所述连杆架514的长度方向，等间隔且水平地通过拨杆底座513固接有多个拨杆502，同时，所述拨杆底座513与导轨512滑动连接。

所述收集伞503通过收集伞架504固接在主轴510底端的法兰盘501下部；所述收集伞503中部设有一具有可开闭仓门的卸料孔505。

所述拨杆502为弹性材质。

在所述辊筒式采收装置5的外侧设有挡板4。

本发明提供一种利用所述的旋振式红枣采收机的红枣采收方法，包括如下步骤：

1)工作前，调整牵引拖拉机1相对于枣树行的距离，使得两个辊筒式采收装置5的拨杆502能够分别插入到左右两侧的枣树树冠中，与枣树枝叶充分接触；关闭收集伞503的卸料孔505的仓门；

2)在工作时，牵引拖拉机1牵引旋振式红枣采收机在枣树行间行进，同时发电机6为电动机3供电，电动机3驱动两个辊筒式采收装置5的主轴510转动；行星齿轮机构的外齿圈511产生反方向的低速转动，导轨512由外齿圈511带动绕主轴510轴线作反向转动，从而使拨杆502产生回转运动打击枣树树枝；

与此同时，与主轴510固定连接的圆柱凸轮509随主轴510转动，带动连杆515沿主轴510的轴向做往复直线运动；连杆515运动的同时带动拨杆502做沿竖直方向的往复直线运动，进而使枣树树枝产生上下振动；

在回转击打和上下振动的共同作用下，红枣由枣树树枝上脱落，掉落到收集伞503中；

3)当收集伞503中的红枣累积到一定程度后，停机打开收集伞503的卸料孔505的仓门，将收集到红枣转移到其他容器中，完成一个循环的红枣采收工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、采收效率高

本发明旋振式红枣采收机包含两个辊筒式采收装置，由拖拉机进行牵引式作业，一次行进可同时对两排枣树进行采收。

2、不损伤枣树树干

本发明的辊筒式采收装置由辐射状的弹性采收拨杆一边做绕辊轴低速旋转运动一边做辊轴轴向高速往复运动，对红枣树枝条产生拍击，从而使红枣从树枝上脱落。

3、同时实现采摘和收集

本发明的辊筒式采收装置的主轴由电动机驱动，主轴上设置有圆柱凸轮。圆柱凸轮的柱体外表面设有一首尾连接的螺旋状凸轮槽，连杆设置在凸轮槽内，圆柱凸轮随主轴转动时，带动连杆沿主轴轴向往复直线运动，进而带动拨杆产生往复直线运动，拍打在树枝上使树枝产生上下振动，当振动的频率或振幅达到要求时候，红枣从枣树上掉落，利用行星齿轮机构进行减速，使辊筒的外周相对于主轴作低速的反方向旋转，从而使细长拨杆在往复直线运动的过程中，同时进行圆周运动，利用底部的刚性收集伞，直接将脱落下来的红枣进行收集，同时，利用半圆挡板，为细长拨杆留出工作空间，同时防止脱落中的红枣飞出收集伞。

4、本发明适应性较强，行进速度可以控制，能适应于不同的环境。

5、本发明自动化程度高，能有效降低人工劳动强度和劳动时间。

6、本发明利用率较高，连接支架可拆卸，牵引拖拉机可有多种用途。

附图说明

图1为本发明的旋振式红枣采收机的结构示意图；

图2为本发明的辊筒式采收装置5的外观结构图；

图3为本发明的辊筒式采收装置5的局部结构示意图；

图4为图3的局部放大示意图。

其中的附图标记为：

1牵引拖拉机2机架

3电动机4挡板

5辊筒式采收装置501法兰盘

502拨杆503收集伞

504收集伞架505卸料孔

506行星齿轮轴507太阳轮

508行星齿轮509圆柱凸轮

510主轴511外齿圈

512导轨513拨杆底座

514连杆架515连杆

516滚轮6发电机

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。

如图1所示，本发明的旋振式红枣采收机由牵引拖拉机1牵引作业，该采收机包括机架2、电动机3、辊筒式采收装置5和发电机6。其中：

所述机架2的前端固接在牵引拖拉机1的后部，所述发电机6设置在机架2上，并与电动机3电连接。一对对称设置的辊筒式采收装置5设置在机架2的左右两端。

如图2和图3所示，所述辊筒式采收装置5包括法兰盘501、拨杆502、收集伞503、圆柱凸轮509、主轴510、导轨512、拨杆底座513、连杆架514、连杆515和行星齿轮机构。

竖直布置的主轴510的顶端和底端分别通过轴承连接一法兰盘501，法兰盘501固接在机架2上。所述电动机3的动力输出轴与主轴510连接，驱动主轴510转动。

在主轴510的顶端和底端、两个法兰盘501之间，各设有一行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括行星齿轮轴506、太阳轮507、行星齿轮508和外齿圈511。所述太阳轮507固接在主轴510上，外齿圈511设置在太阳轮507的外侧，至少三个行星齿轮轴506均匀地环绕太阳轮507，设置在太阳轮507与外齿圈511之间，行星齿轮轴506上固接有分别与太阳轮507和外齿圈511相互啮合的行星齿轮508。

所述圆柱凸轮509固接在主轴510的中部。圆柱凸轮509的柱体外表面设有一首尾连接的螺旋状凸轮槽，所述凸轮槽内等间隔水平地设有多个连杆515。圆柱凸轮509随主轴510转动时，带动连杆515沿主轴510轴向往复直线运动。

每个连杆515的一端设有插入所述圆柱凸轮509的凸轮槽内的滚轮516，另一端与一个平行于主轴510的连杆架514的中部固接。

每个连杆架514对应设有一与其相邻且平行的导轨512，导轨512的两端分别固接在主轴510上的两个外齿圈511的外侧。

在每个连杆架514上，沿所述连杆架514的长度方向，等间隔且水平地通过拨杆底座513固接有多个拨杆502，同时，所述拨杆底座513与导轨512滑动连接。

所述收集伞503通过收集伞架504固接在主轴510底端的法兰盘501下部；所述收集伞503中部设有一具有可开闭仓门的卸料孔505。

优选地，所述拨杆502为弹性材质。

优选地，在所述辊筒式采收装置5的外侧设有挡板4，用于防止从枣树上脱落的红枣掉落到收集伞503的外侧。

一种利用上述旋振式红枣采收机的红枣采收方法，包括如下步骤：

1)工作前，调整牵引拖拉机1相对于枣树行的距离，使得两个辊筒式采收装置5的拨杆502能够分别插入到左右两侧的枣树树冠中，与枣树枝叶充分接触；关闭收集伞503的卸料孔505的仓门，防止在采收过程中红枣洒落。

2)在工作时，牵引拖拉机1牵引旋振式红枣采收机在枣树行间行进，同时发电机6为电动机3供电，电动机3驱动两个辊筒式采收装置5的主轴510转动；行星齿轮机构的外齿圈511产生反方向的低速转动，导轨512由外齿圈511带动绕主轴510轴线作反向转动，从而使拨杆502产生回转运动打击枣树树枝。

与此同时，与主轴510固定连接的圆柱凸轮509随主轴510转动，带动连杆515沿主轴510的轴向(竖直方向)做往复直线运动。滚轮516可以减少连杆515与凸轮509的凸轮槽之间的摩擦力。连杆515与连杆架514固定连接，多个拨杆502通过拨杆底座513固接在连杆架514上，同时，拨杆底座513与导轨512滑动连接，连杆515运动的同时带动拨杆502做沿竖直方向的往复直线运动。插入到枣树树丛中的弹性拨杆502通过往复直线运动使枣树树枝产生上下振动。

因此，在忽略牵引拖拉机1的行进速度情况下，弹性拨杆502的运动由绕主轴510轴线的回转运动和沿主轴510轴向往复运动的振动两个运动复合而成，在回转击打和上下振动的共同作用下，使红枣能够由枣树树枝上脱落，脱落过程中的红枣受到挡板4的阻挡，掉落到收集伞503中，实现对红枣进行收集。

3)当收集伞503中的红枣累积到一定程度后，停机打开收集伞503的卸料孔505的仓门，将收集到红枣转移到其他容器中，完成一个循环的红枣采收工作。