本实用新型涉及农业机械领域，特别涉及一种桑叶采摘装置。
背景技术：
种桑养蚕是“周期短、平稳、快速”项目，是贫困地区脱贫致富有效快捷的途径。近年来，桑蚕生产已成为我国部分地区重要的农业支柱产业。随着全国桑蚕产业的不断壮大，需要依靠充足的人力和物力来保障。特别是在桑叶采摘环节上，因为桑田地形复杂，桑株生长高矮不一及采摘的特殊性，目前市面上均未实现机械化采摘，仍由人工来完成，大大增加了养殖成本和制约发展规模。部分养殖户由于缺少人力，不得已而缩小规模。严重影响桑蚕产业的发展。
技术实现要素：
本实用新型提供一种桑叶采摘装置，用以解决目前采集桑叶仍由人工来完成，大大增加了养殖成本和制约发展规模，部分养殖户由于缺少人力，不得已而缩小规模，严重影响桑蚕产业的发展的问题。
为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案实现：
一种桑叶采摘装置，包括车架、采摘装置、行进动力系统以及行进装置，所述车架包括车架立柱、转盘法兰、转角变速箱、车架连接梁、车架横梁、转向液压缸、车架伸缩液压缸；所述车架连接梁包括左连接梁和右连接梁；所述转向液压缸包括左侧转向液压缸和右侧转向液压缸；
行进装置包括轮子和轮毂变速箱；
所述车架至少包括4根车架立柱，车架立柱垂直地面设置；
所述车架立柱一端固定有轮毂变速箱，轮毂变速箱输出轴与轮子连接；
所述车架立柱另一端与转盘法兰一端连接，转盘法兰另一端与立柱连接块一端连接，立柱连接块另一端与转角变速箱底部连接；
转角变速箱一侧与车架连接梁固定连接，另一侧与车架横梁固定连接，转角变速箱、车架连接梁以及车架横梁三者共同连接组合构成一个矩形结构的框架；
车架横梁两侧分别固定设置有一个左侧转向液压缸和右侧转向液压缸，转向液压缸的活塞杆端与转向连接块一端连接，转向连接块另一端与车架立柱固定连接，转向连接块通过转向轴承与转角变速箱转动连接，通过转向液压缸推动转向连接块转动能够带动车架立柱以及轮毂变速箱转动；
为了使装置能够根据不同宽度进行适应调节，右连接梁两侧分别固定有连接套管，该连接套管能够自由在车架横梁上滑动；车架横梁固定设置有车架伸缩液压缸，车架伸缩液压缸活塞杆端与连接套管固定连接；
车架横梁底面固定有滑动导轨；
所述采摘装置包括采摘伸缩液压缸、收集器、采摘机构、鼓风机；所述采摘伸缩液压缸一端与所述滑动导轨可滑动连接，所述采摘伸缩液压缸另一端与收集器固定连接，所述收集器底部与采摘机构固定连接，所述采摘机构底部设置有出风口，所述出风口通过管道与所述鼓风机连接；所述出风口开口朝上，能够通过鼓风机吹来的气流将采摘机构采集到的桑叶吹入收集器内；
所述行进动力系统包括动力支架、动力装置、第一传动链、变速箱、第二传动链、横梁传动杆、立柱传动杆；
动力支架与车架横梁固定连接，动力支架上固定有动力装置，动力装置输出轴设置有主动链轮，主动链轮通过第一传动链与从动链轮连接，从动链轮设置在变速箱输入轴上，变速箱输出轴上固定设置有变速箱链轮，变速箱链轮通过第二传动链将动力传输给横梁传动杆，横梁传动杆为方键式轴套结构并可随车架横梁伸缩，横梁传动杆两端分别与转角变速箱转轴连接，横梁传动杆中间穿设有横梁链轮，横梁链轮与所述第二传动链连接；
车架立柱为中空结构，车架立柱内穿设有立柱传动杆，立柱传动杆上端与转角变速箱输出转轴连接，立柱传动杆下端与轮毂变速箱输入转轴连接。
优选地，所述动力装置为柴油机或电动机，所述柴油机输出转轴上还连接有发电机，发电机发出的电供蓄电池充电，蓄电池作为第二动力源，供采摘装置所有电机及传感器工作。
优选地，所述采摘机构包括采摘电机、辊子、齿轮、采摘支架、第一传感器、第二传感器、分株装置、扶株装置；
所述采摘支架为方框形结构，其顶部与收集器固定连接，收集器底面并列设置有多个采摘支架；采摘支架内按上下方向排列设置有多根辊子，辊子一端设置有轴承，辊子另一端设置有轴承及齿轮，两个辊子之间的距离能够容纳下一张桑叶的间隙，相邻两个齿轮相互啮合，4根辊子构成一组，每一组设置有一台采摘电机，采摘电机输出轴与每组的其中一根辊子连接；
每一个采摘支架上都固定设置有第一传感器和第二传感器；
每一个采摘支架上都固定设置有分株装置和扶株装置，分株装置与扶株装置结构相同，二者相互垂直设置；
所述分株装置包括分株电机、分株传动轴、分株皮带轮、分株轴承座、长齿橡胶皮带、分株轴承；分株轴承座固定在采摘支架上，分株传动轴上穿设有分株皮带轮、分株轴承，分株传动轴一端与分株电机固定连接，分株皮带轮上绕设有长齿橡胶皮带；分株轴承套设在分株轴承座内。
优选地，所述收集器包括收集器本体、收集器盖、收集管道以及口袋夹；所述收集器本体为左右两侧封闭上下两端及中间镂空的框形结构，收集器本体上面固定设置带有斜面的收集器盖，收集器盖上面与收集管道连接，收集管道内部与收集器本体的空腔相互连通；收集管道出口处设置有用于夹紧固定口袋的口袋夹。
优选地，所述轮毂变速箱为转角式变速箱。
优选地，所述鼓风机固定在动力支架上。
优选地，所述第一传感器和第二传感器安装间距为15~25cm，第一传感器（224）用于检测桑株总高度，第二传感器（225）用于检测个别稍矮桑株总高度，即第一传感器用于检测预留3~4片嫩叶后个别稍矮桑株总高度，第二传感器用于检测最终个别稍矮桑株总高度。
优选地，所述分株装置长度方向与辊子长度方向相互垂直；所述扶株装置长度方向与辊子长度方向相互平行。
优选地，所述动力支架悬挂并固定在车架横梁中部下方，动力支架上还设置有液压控制装置以及用于操作整个装置动作的操控台。
优选地，所述第一传感器和第二传感器均为光电传感器。
该装置采摘时不伤枝条，不伤株稍嫩叶且不影响桑株采摘后的正常生长特性，采摘下的桑叶能直接装袋，不需人工二次收集，工作效率是人工的10倍以上。
该装置适应性高，不受天气、桑田地块限制单人即可操作，操作方法简单易懂。机械故障率低，维修保养容易。
机械整体在需润滑油脂部件均采用塑料件或是铁制品包裹，能做到无油脂裸露不产生污染。采摘下的桑叶安全达标、不影响蚕虫正常进食特点。
本实用新型前景可观，优势明显，符合国家产业政策发展方向，有良好的经济效益和社会效益，产品起点高，技术设备先进实用，为国内行业首创，该实用新型一定能有力推动全国桑蚕产业进一步发展，提升行业产品质量和市场竞争力。可以提供就业岗位，有效缓解地区就业压力，同时可以促进属地经济增长，新产品投放市场后。填补了国内空白，突破了传统桑蚕业难以解决高能耗，低效率等问题，带动整个桑蚕行业向高效、低耗、高科技方向迈进，具有划时代意义。
附图说明
图1是本实用新型提供的实施例主视图；
图2是本实用新型提供的实施例左视图；
图3是本实用新型提供的实施例俯视图；
图4是本实用新型提供的实施中车架的俯视图；
图5是本实用新型提供的实施中车架的主视图；
图6是本实用新型提供的实施中转向连接块与转盘法兰的安装位置示意图；
图7是本实用新型提供的实施中转向连接块与转向液压缸的安装位置示意图；
图8是本实用新型提供的实施中采摘装置在整个车架内的正向结构示意图；
图9是本实用新型提供的实施中采摘装置在整个车架内的侧向结构示意图；
图10是本实用新型提供的实施中采摘机构的结构示意图；
图11是本实用新型提供的实施中收集器的结构示意图；
图12是本实用新型提供的实施中装上长齿橡胶皮带后的分株装置的结构示意图；
图13是本实用新型提供的实施中拆除长齿橡胶皮带后的分株装置的结构示意图；
图14是本实用新型提供的实施中行进动力系统在整个车架内的结构示意图；
图15是本实用新型提供的实施中行进动力系统在整个车架内的传动关系简图；
图中，各个标号分别代表：
1：车架；
10：车架立柱；
11：转盘法兰；110：立柱连接块；111：转盘轴承；
12：转角变速箱；130：左连接梁；131：右连接梁；132：连接套管；
14：车架横梁；140：左侧转向液压缸；141：右侧转向液压缸；142：车架伸缩液压缸；
15：滑动导轨；
16：转向连接块；160：转向轴承；
2：采摘装置；20：采摘伸缩液压缸；21：收集器；
22：采摘机构；220：采摘电机；221：辊子；2210：轴承；2211：齿轮；
222：齿轮；223：采摘支架；224：第一传感器；225：第二传感器；
226：分株装置；2261：分株电机；2262：分株传动轴；2263：分株皮带轮；2264：分株轴承座；2265：长齿橡胶皮带；2266：分株轴承；
227：扶株装置；
23：鼓风机；230：出风口；
3：行进动力系统；
300：动力支架；30：动力装置；31：第一传动链；331：横梁链轮；32：变速箱；33：第二传动链；34：横梁传动杆；35：立柱传动杆；
4：行进装置； 40：轮子；41：轮毂变速箱。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的图1~15，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1~3所示，一种桑叶采摘装置，包括车架1、采摘装置2、行进动力系统3以及行进装置4。如图4和图5所示，车架采用空心结构的钢管或铝合金管材制成，车架1包括车架立柱10、转盘法兰11、转角变速箱12、车架连接梁、车架横梁14、转向液压缸。车架连接梁包括左连接梁130和右连接梁131分别设置在车架横梁14的两侧。转向液压缸共有4个包括2个左侧转向液压缸140和2个右侧转向液压缸141。
如图6和图7所示，转向连接块16设置成“厂”字形结构，其底部与车架立柱10焊接，顶部通过转向轴承160与转角变速箱12顶面转动连接，转向液压缸的活塞杆端与转向连接块16顶部一端连接。转盘法兰11为两端分别设置一个法兰盘，两个法兰盘通过转盘轴承111连接的结构，两个法兰盘能够相对旋转运动，通过转向液压缸推动转向连接块16转动能够带动车架立柱10沿着转盘法兰11转动，从而也带动轮毂变速箱41转动。由于车架上4个角的结构基本一致，因此图6和图7只画出了其中一个角的安装连接关系，其他3个角上的安装结构可以直接套用，此处不做赘述。
行进装置4包括轮子40和轮毂变速箱41，轮毂变速箱41采用转角式变速箱；车架1包括4根车架立柱10，车架立柱10垂直地面设置，车架立柱10一端固定有轮毂变速箱41，轮毂变速箱41输出轴与轮子40连接；车架立柱10另一端与转盘法兰11一端连接，转盘法兰11另一端与立柱连接块110一端连接，立柱连接块110另一端与转角变速箱12底部连接；转盘法兰11是两端分别有一个法兰盘，该法兰盘能够相对转动的结构，转盘法兰11为空心结构；转角变速箱12一侧与车架连接梁固定连接，另一侧与车架横梁14固定连接，转角变速箱12、车架连接梁以及车架横梁14三者共同连接组合构成一个矩形结构的框架；如图5所示，整个车架与轮毂构成一个类似凳子的结构。
如图4所示，为了使装置能够根据不同宽度进行适应调节，右连接梁131两侧分别固定有连接套管132，该连接套管132能够自由在车架横梁14上沿着左右方向滑动；车架横梁14上面固定设置有车架伸缩液压缸142，车架伸缩液压缸142活塞杆端与连接套管132固定连接，通过对车架伸缩液压缸142的伸出或缩回控制即可推动该连接套管132相应伸出或收回，从而调整轮毂之间的间距。
车架横梁14底面固定有滑动导轨15；为了不影响车架横梁自由伸缩，滑动导轨固定方式为一侧在连接套管132下方固定焊接，另一侧悬空不做固定。
如图8和9所示，采摘装置2包括采摘伸缩液压缸20、收集器21、采摘机构22、鼓风机23。采摘伸缩液压缸20上端与滑动导轨15通过滑块可滑动连接，即采摘伸缩液压缸20能够沿着滑动导轨15左右移动；采摘伸缩液压缸20另一端与收集器21固定连接，收集器21底部与采摘机构22固定连接，采摘机构22底部设置有出风口230，出风口230通过管道与鼓风机23连接；出风口230开口朝上并对准收集器21的采集口，能够通过鼓风机23吹来的气流将采摘机构22采集到的桑叶吹入收集器21内，鼓风机23固定在动力支架300上。
如图11所示，收集器21包括收集器本体210、收集器盖211、收集管道212以及口袋夹213。收集器21采用铁皮或者塑料制成，收集器本体210为左右两侧封闭上下两端及中间镂空的框形结构，收集器本体210上面焊接或螺栓固定设置带有斜面的收集器盖211，斜面的目的是使气流集中从而顺利将桑叶吹入收集管212内；收集器盖211上面与收集管道212焊接或螺栓连接，收集管道212内部与收集器本体210的空腔相互连通；收集管道212出口处设置有用于夹紧固定口袋的口袋夹213，该口袋夹213可以借鉴常见的管道夹紧带或者环形卡扣，只要能实现装桑叶的口袋被固定在管口即可，此处不做特殊限定。
如图8~10所示，采摘机构22包括采摘电机220、辊子221、齿轮222、采摘支架223、第一传感器224、第二传感器225、分株装置226、扶株装置227。采摘支架223为方框形结构，本实施例采用铸铁件或者铝铸件，在铸铁件或者铝铸件上对应开设有若干轴承孔，采摘支架223顶部与收集器21螺栓连接，收集器21底面并列设置有多个采摘支架223，本实施例优选设置有5个采摘支架223。采摘支架223内按上下方向排列设置有多根辊子221，如图10所示，辊子221一端设置有轴承2210，辊子221另一端设置有轴承及齿轮2211，两个辊子221之间的距离能够容纳下一张桑叶的间隙，相邻两个齿轮2211相互啮合，4根辊子221构成一组，每一组设置有一台采摘电机220，采摘电机220输出轴与每组的其中一根辊子221连接。
每一个采摘支架223上都固定设置有第一传感器224和第二传感器225，第一传感器224和第二传感器225安装间距为15~25cm，第一传感器（224）用于检测桑株总高度，第二传感器（225）用于检测个别稍矮桑株总高度，即第一传感器（224）用于检测预留3~4片嫩叶后个别稍矮桑株总高度，第二传感器（225）用于检测最终个别稍矮桑株总高度，为了实现非接触式检测，第一传感器224和第二传感器225均为光电传感器。
每一个采摘支架223上都固定设置有分株装置226和扶株装置227，分株装置226与扶株装置227结构相同，分株装置226长度方向与辊子221长度方向相互垂直；扶株装置227长度方向与辊子221长度方向相互平行。如图12和图13所示，分株装置226包括分株电机2261、分株传动轴2262、分株皮带轮2263、分株轴承座2264、长齿橡胶皮带2265、分株轴承2266；分株轴承座2264固定在采摘支架223上，分株传动轴2262上穿设有分株皮带轮2263、分株轴承2266，分株传动轴2262一端与分株电机2261固定连接，分株皮带轮2263上绕设有长齿橡胶皮带2265，分株轴承2266套设在分株轴承座2264内。
如图14和图15所示，行进动力系统3包括动力支架300、动力装置30、第一传动链31、变速箱32、第二传动链33、横梁传动杆34、立柱传动杆35。动力支架300与车架横梁14固定连接，动力支架300悬挂并固定在车架横梁14中部下方，动力支架300上固定有动力装置30、蓄电池、液压控制装置和用于操作整个装置动作的操控台，动力装置30输出轴设置有主动链轮，主动链轮通过第一传动链31与从动链轮连接，从动链轮设置在变速箱32输入轴上，变速箱32输出轴上固定设置有变速箱链轮330，变速箱链轮330通过第二传动链33将动力传输给横梁传动杆34，横梁传动杆34两端分别与转角变速箱12转轴连接，横梁传动杆34中间穿设有横梁链轮331，横梁链轮331与第二传动链33连接。车架立柱10为中空结构，车架立柱10内穿设有立柱传动杆35，立柱传动杆35上端与转角变速箱12输出转轴连接，立柱传动杆35下端与轮毂变速箱41输入转轴连接。
本实施例中，动力装置30为柴油机或电动机，如果选用柴油机，则其输出转轴上还连接有发电机，发电机发出的电供蓄电池充电，蓄电池作为第二动力源，供采摘装置所有电机及传感器工作。如果选用电动机，因其自身需要电池供电，可直接将电池的电源供给采摘装置所有电机及传感器工作。
工作时，首先将桑叶采摘装置移动到需要采摘的桑地上，移动过程如下：如图14和图15所示，采油机形式的动力装置30通过第一传动链31将动力传给变速箱32进行变速，然后从变速箱32的输出轴通过第二传动链33将动力传给设置在车架顶部的横梁传动杆34，横梁传动杆34再将扭矩通过转角变速箱12进行转向然后传递给立柱传动杆35，立柱传动杆35最后将动力通过轮毂变速箱41输出给轮子40，从而实现车架整体移动。在需要转弯时，如图4所示，通过4个转向液压缸即可实现，例如需要向左拐弯，则控制前端的左侧转向液压缸140和右侧转向液压缸141，使左侧转向液压缸140收回，右侧转向液压缸141伸出，转向液压缸伸出或收缩的同时，带动转向连接块16旋转，从而也带动车架立柱10以及轮子40转动。
采摘装置移动到指定地点后，控制采摘伸缩液压缸20将收集器21、采摘机构22向下移动直到合适的高度，通常这个高度为最高桑株顶部往下预留约3~4片嫩叶，第一传感器224与第二传感器225均检测到有遮挡物的位置，由于传感器采用的是光电式，不会接触到桑株，只要有遮挡物如叶子、杆等都能检测到。收集器21、采摘机构22移动完成后，开启采摘电机220和鼓风机23并沿着桑株种植方向移动，在移动过程中，采摘电机220带动辊子221转动，由于辊子221直接设置有齿轮并相互啮合，相邻两个辊子221之间做反方向旋转运动，从而将桑叶卷入辊子221中，当桑叶被辊子221卷入并脱离杆径后，通过鼓风机23吹出的强气流从出风口230吹出，将桑叶吹入收集器21的收集口并进入收集管道212到达收集带中，从而完成桑叶的采集。在采集过程中，如果遇到比预先设定采摘的桑株高度要矮的桑株时，第一传感器224检测不到信号而第二传感器225检测到信号，此时系统控制采摘机构22内的上半部分采摘电机220、辊子221停止旋转，只有下半部分的工作，这样就能够保护该比较矮的桑株不会被采摘到顶部的嫩叶。
按照上述方法完成一排桑叶采摘后，通过在滑动导轨15移动采摘装置2改变位置，再将采摘装置2反向旋转后即可反向采摘，如此反复循环直到完成所有采摘工作。
分株装置是在采摘机构前侧面垂直安装，工作时长齿皮带会把东倒西歪的桑株拨正成垂直状态进入每列辊子；
扶株装置是在辊子中间平行安装，工作时可以把桑株扶正也成垂直状态经过辊子。区别在于一个是在桑株还未进采摘区就已经把桑株拨正，一个是在采摘区保证桑株成垂直状态。
本实用新型前景可观，优势明显，符合国家产业政策发展方向，有良好的经济效益和社会效益，产品起点高，技术设备先进实用，为国内行业首创，该实用新型一定能有力推动全国桑蚕产业进一步发展，提升行业产品质量和市场竞争力。可以提供就业岗位，有效缓解地区就业压力，同时可以促进属地经济增长，新产品投放市场后。填补了国内空白，突破了传统桑蚕业难以解决高能耗，低效率等问题，带动整个桑蚕行业向高效、低耗、高科技方向迈进，具有划时代意义。