一种具有双刀刃结构的割胶设备的制作方法

本实用新型涉及农业自动化机械技术领域，更具体的，涉及一种具有双刀刃结构的割胶设备。

背景技术：

自从人类发现可以从橡胶树采集天然橡胶以来，使橡胶树皮形成流胶滑道的方法，始终是人工手持割胶刀切割；虽然近代开始有电动割胶刀出现，但是仍然需要人工手持操作。割胶技术的好坏，不但会影响割胶的产量，还会影响 整个生产周期的产量，甚至还会影响橡胶树的使用寿命。人工割胶使橡胶 生产劳动投入很大，已经成为橡胶生产的瓶颈。同时，当前存在的割胶设备上安装的割胶刀，在对橡胶树割胶的时候，处于割胶刀下方的橡胶树面由于割胶刀有一定的宽度而不能被切割，存在割胶设备在一定切割运动行程时不能一次性对橡胶树完成有效切割。

技术实现要素：

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种具有双刀刃结构的割胶设备。本实用新型可代替人工割胶，实现了全自动化，节省了人力，可完全模仿人工割胶的动作，不仅提高了割胶效率，而且提高了割胶质量。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种具有双刀刃结构的割胶设备，其中，包括外框架、设在所述外框架上的垂直升降进给装置以及设在所述垂直升降进给装置上并能沿所述垂直升降进给装置垂直升降的螺旋割胶装置，所述螺旋割胶装置中设置有伸出距离可调节的具有双面刀刃的割胶刀，所述外框架上设有用于容纳橡胶树树干的树干固定位，所述外框架的一侧与所述树干固定位对应的位置设有可拆卸的活动挡板，可拆卸的活动挡板的设计是为了方便使用该自动割胶设备时将橡胶树树干置于所述树干固定位中。所述外框架的顶端设有太阳能板及控制系统，所述垂直升降进给装置和螺旋割胶装置均与所述太阳能板及控制系统连接，所述外框架底部在所述树干固定位边缘位置设有收胶桶。外框架能够支撑整个割胶机的重量，垂直升降进给装置能为割胶提供垂直方向运动的动力，螺旋割胶装置能够模仿割胶工人围绕树干以一定角度旋转割胶的动作，以一定角度旋转切割橡胶树树皮，是为了使渗出的胶液可以在重力下自动跌落到收胶桶内，垂直升降进给装置和螺旋割胶装置在太阳能板及控制系统的程序控制下协同工作，按照设计好的程序，模仿割胶工的割胶工作，太阳能板可以在正常情况下提供工作所需要的电力，省去了频繁充电的麻烦，提高的工作效率，节省了人力。

进一步的，所述外框架顶部和底部分别设有上固定板和下固定板，所述垂直升降进给装置包括设在所述上固定板和下固定板四角的导向杆、设在所述上固定板和下固定板相对两侧的丝杆以及设在所述下固定板上的用于驱动所述丝杆转动的第一驱动装置，所述导向杆和丝杆的上下两端分别穿设在所述上固定板和下固定板上。所述第一驱动装置包括设在所述丝杆底端的丝杆带轮、设在所述下固定板底面上的张紧轮和若干导向轮以及设在所述下固定板上的驱动电机，所述驱动电机的输出轴上设有电机带轮，所述丝杆带轮、张紧轮、导向轮以及电机带轮上设有同步带。所述螺旋割胶装置包括穿设在所述导向杆和丝杆上的升降板、设在所述升降板上的割胶小车以及驱动所述割胶小车的第二驱动装置，所述升降板与所述导向杆和丝杆连接处分别设有与所述导向杆和丝杆配合的导向套和丝母。

本实用新型中，驱动电机通过输出轴带动固定在其上的电机带轮正反向旋转，电机带轮通过同步带传导动力到丝杆带轮使其正反向旋转，丝杆带轮固定在丝杠上，使丝杆和同步旋转，丝杆和丝母配合使螺旋割胶装置沿着导向杆做上下升降运动，这套机构的功能是使驱动电机的正反向旋转运动转变为螺旋割胶装置的升降运动，假定导向杆的导程为S，驱动电机旋转一周则螺旋割胶装置上升或者下降S的距离，则驱动电机旋转1度使螺旋割胶装置上升或者下降S/360的距离，如果想使螺旋割胶装置升降L距离，则驱动电机需要旋转的角度为L*360/S，因此，只要控制驱动电机的旋转角度，就能得到想要的螺旋割胶装置的升降距离，由于驱动电机的旋转角度可以通过编制程序任意设定，所以就可以得到我们想要的任意升降距离。如果只设置单一丝杆、丝母传动机构，容易导致偏心使机构不能正常运转，而本实用新型中的垂直升降进给装置，通过导向轮及张紧轮使同步带带动两个丝杠、丝母传动机构同向同步运动，保证了螺旋割胶装置能更好的完成升降运动，避免了单丝杠、丝母传动不平衡的弊端。

进一步的，所述第二驱动装置包括沿所述树干固定位边缘设置的螺旋双导轨、设在所述螺旋双导轨外围的螺旋内齿圈，所述割胶小车设在所述螺旋双导轨上，所述割胶小车靠近所述螺旋内齿圈的一侧设有旋转电机，所述旋转电机的输出轴上设有与所述螺旋内齿圈啮合的旋转驱动齿轮。所述割胶小车与所述螺旋双导轨连接处设有滚轮座，所述滚轮座上设有导向滚轮和限位滚轮，所述割胶小车通过导向滚轮和限位滚轮卡住所述螺旋双导轨固定在所述螺旋双导轨上。所述割胶小车包括小车底座，所述小车底座上设有导柱座，所述导柱座上设有直线导柱，所述直线导柱上套设有滑块，所述滑块与所述导柱座的直线导柱上套设有压簧，所述滑块上固定有割刀底座，所述割胶刀设置在割刀底座上，所述割刀底座上还设有伸出距离可调节的定深杆，所述定深杆的端头设有定深滚轮。所述螺旋内齿圈两端的外侧分别设有第一限位传感器和第二限位传感器。当旋转电机旋转时，因为旋转驱动齿轮和螺旋内齿圈啮合，则旋转电机带动割胶小车及固定在其上的部件沿着螺旋双导轨的轨迹运动，螺旋双导轨的升程和割胶刀设计的升程一致，使得割胶刀得到设计所需要的模仿割胶工人割胶的螺旋运动轨迹，第一限位传感器和第二限位传感器保证了割胶小车始终在设计范围内运动。

进一步地，所述割胶刀包括刀柄以及与刀柄固定相连的刀刃；所述刀柄上设置有可调节的凹槽结构，所述凹槽结构与所述割刀底座固定连接；所述刀刃包括对称设置的正刀刃以及背刀刃，所述正刀刃与所述背刀刃均为弧形结构；所述正刀刃与所述背刀刃形成截面为人字型结构。刀柄上设置的凹槽结构有利于调节割胶刀的伸长长度，便于割胶刀对橡胶树进行切割；正刀刃与背刀刃对称设置且正刀刃与背刀刃均为弧形结构，正刀刃与背刀刃形成截面为人字型结构，有利于割胶刀在切割橡胶树时，位于割胶刀下方的树面能够被完全切割，提高了割胶刀切割橡胶树的效率。

由于橡胶树不是理想的圆柱体，其表面有凹凸不平，而树皮厚度相对来说比较均匀，人工割胶时，割胶工人可以根据经验，使割胶的深度保持一致，从而不伤树干。本实用新型中，割刀底座上固定有可调节伸出长度的割胶刀和定深杆，定深杆端头上固定有定深滚轮，因为割胶刀和定深杆的伸出长度可以调节，从而使得该割胶设备能适应一定范围内不同直径的橡胶树以完成割胶动作，割刀底座固定在滑块上，滑块套设在直线导柱上，直线导柱通过导柱座固定在小车底座上，滑块可以在直线导柱上滑动，直线导柱上套有压簧，压簧始终压紧滑块，调节割胶刀和定深杆的伸出长度，使定深滚轮在压簧的压力下始终贴紧橡胶树的树干，当旋转电机带动整个割胶小车以及其上的割胶刀旋转割胶时，定深滚轮就在压簧的压力下，沿着橡胶树树干的凹凸起伏螺旋升降，因为割胶小车的运动轨迹是由设计的螺旋双导轨决定，其运动轨迹是规范的螺旋升降轨迹，但是在螺旋升降过程中，由于在压簧的压迫下，使定深滚轮始终沿着天然的橡胶树杆的凹凸起伏运动，而调节割胶刀和定深杆之间的相对距离，就能控制切割树皮的深度，达到割胶时，始终保持切割树皮的深度一致而不误伤树干的设计目的。

进一步的，所述外框架底部设有地脚，通过地脚固定支撑整个设备的重量。所述外框架的顶部和底部与所述树干固定位对应的位置对应的位置分别设有上同心调节装置和下同心调节装置。所述上同心调节装置和下同心调节装置包括均匀分布在所述树干固定位四周的调节螺母以及与所述调节螺母配合的调节螺杆。通过调节上同心调节装置和下同心调节装置能够使得割胶设备适应一定直径范围内的橡胶树，使割胶设备的割胶工作中心和橡胶树树干中心同心。其调节步骤为，首先拆下外框架上的活动挡板，将橡胶树树干置于树干固定位中，再将活动挡板重新固定，调节外框架顶部和底部的相对两侧上的调节螺杆，使橡胶树树干中心在这一方向上和割胶设备的割胶工作中心同心，割胶设备工作中心即螺旋割胶装置的中心，这也是割胶刀旋转割胶的中心，再调节调节螺母在外框架上的位置，使其对准橡胶树树干中心，再调节外框架顶部和底部的另一组相对两侧上的调节螺杆，使橡胶树树干中心在这一方向上也和割胶设备的割胶工作中心同心，至此，调整完毕。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的割胶设备可代替人工割胶，实现24小时全自动割胶，代替人工割胶实现了全自动化，节省了人力，提高了社会效率。该割胶设备完全模仿人工割胶的动作，不仅提高了割胶效率，而且提高了割胶质量，并且相比人工割胶，这种全自动割胶设备由于是采用程序控制割胶，保证了割胶的一致性，所以最大限度的提高了割胶的数量和保护了橡胶树的割胶寿命，并且采用最新的物联网和太阳能充电技术，不仅可以24小时监控割胶设备工作，而且在正常情况下，利用太阳能充电可以保证正常工作的所需电力;具有正刀刃以及背刀刃的双刀刃割胶刀的设置提高了对橡胶树的割胶效率。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型外框架的结构示意图。

图3是本实用新型垂直升降进给装置的结构示意图I。

图4是本实用新型垂直升降进给装置的结构示意图II。

图5是本实用新型螺旋割胶装置的结构示意图。

图6是本实用新型割胶小车的结构示意图I。

图7是本实用新型割胶小车的结构示意图II。

图8是本实用新型割胶刀的结构示意图。

图9是本实用新型实施例切割线路图I。

图10是本实用新型切割效果图I。

图11是本实用新型双刀刃切割线路图II。

图12是本实用新型切割效果图II。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

如图1到图3所示，一种具有双刀刃结构的割胶设备，其中，包括外框架1、设在所述外框架1上的垂直升降进给装置2以及设在所述垂直升降进给装置2上并能沿所述垂直升降进给装置2垂直升降的螺旋割胶装置3，所述外框架1上设有用于容纳橡胶树树干19的树干固定位4，所述外框架1的一侧与所述树干固定位4对应的位置设有可拆卸的活动挡板5，可拆卸的活动挡板5的设计是为了方便使用该自动割胶设备时将橡胶树树干19置于所述树干固定位4中。所述外框架1的顶端设有太阳能板及控制系统6，所述垂直升降进给装置2和螺旋割胶装置3均与所述太阳能板及控制系统6连接，所述外框架1底部在所述树干固定位4边缘位置设有收胶桶15。外框架1能够支撑整个割胶机的重量，垂直升降进给装置2能为割胶提供垂直方向运动的动力，螺旋割胶装置3能够模仿割胶工人围绕树干以一定角度旋转割胶的动作，以一定角度旋转切割橡胶树树皮，是为了使渗出的胶液可以在重力下自动跌落到收胶桶15内，垂直升降进给装置2和螺旋割胶装置3在太阳能板及控制系统6的程序控制下协同工作，按照设计好的程序，模仿割胶工的割胶工作，太阳能板可以在正常情况下提供工作所需要的电力，省去了频繁充电的麻烦，提高的工作效率，节省了人力。

如图2到图4所示，所述外框架1顶部和底部分别设有上固定板7和下固定板8，所述垂直升降进给装置2包括设在所述上固定板7和下固定板8四角的导向杆21、设在所述上固定板7和下固定板8相对两侧的丝杆22以及设在所述下固定板8上的用于驱动所述丝杆22转动的第一驱动装置，所述导向杆21和丝杆22的上下两端分别穿设在所述上固定板7和下固定板8上。所述第一驱动装置包括设在所述丝杆22底端的丝杆带轮23、设在所述下固定板8底面上的张紧轮24和若干导向轮25以及设在所述下固定板8上的驱动电机26，所述驱动电机26的输出轴上设有电机带轮27，所述丝杆带轮23、张紧轮24、导向轮25以及电机带轮27上设有同步带28。所述螺旋割胶装置3包括穿设在所述导向杆21和丝杆22上的升降板31、设在所述升降板31上的割胶小车32以及驱动所述割胶小车32的第二驱动装置，所述升降板31与所述导向杆21和丝杆22连接处分别设有与所述导向杆21和丝杆22配合的导向套311和丝母312。

本实施例中，驱动电机26通过输出轴带动固定在其上的电机带轮27正反向旋转，电机带轮27通过同步带28传导动力到丝杆带轮23使其正反向旋转，丝杆带轮23固定在丝杠上，使丝杆22和同步旋转，丝杆22和丝母312配合使螺旋割胶装置3沿着导向杆21做上下升降运动，这套机构的功能是使驱动电机26的正反向旋转运动转变为螺旋割胶装置3的升降运动，假定导向杆21的导程为S，驱动电机26旋转一周则螺旋割胶装置3上升或者下降S的距离，则驱动电机26旋转1度使螺旋割胶装置3上升或者下降S/360的距离，如果想使螺旋割胶装置3升降L距离，则驱动电机26需要旋转的角度为L*360/S，因此，只要控制驱动电机26的旋转角度，就能得到想要的螺旋割胶装置3的升降距离，由于驱动电机26的旋转角度可以通过编制程序任意设定，所以就可以得到我们想要的任意升降距离。如果只设置单一丝杆22、丝母312传动机构，容易导致偏心使机构不能正常运转，而本实用新型中的垂直升降进给装置2，通过导向轮25及张紧轮24使同步带28带动两个丝杠、丝母312传动机构同向同步运动，保证了螺旋割胶装置3能更好的完成升降运动，避免了单丝杠、丝母312传动不平衡的弊端。

如图3、图5到图7所示，所述第二驱动装置包括沿所述树干固定位4边缘设置的螺旋双导轨9、设在所述螺旋双导轨9外围的螺旋内齿圈10，所述割胶小车32设在所述螺旋双导轨9上，所述割胶小车32靠近所述螺旋内齿圈10的一侧设有旋转电机11，所述旋转电机11的输出轴上设有与所述螺旋内齿圈10啮合的旋转驱动齿轮12。所述割胶小车32与所述螺旋双导轨9连接处设有滚轮座321，所述滚轮座321上设有导向滚轮322和限位滚轮323，所述割胶小车32通过导向滚轮322和限位滚轮323卡住所述螺旋双导轨9固定在所述螺旋双导轨9上。所述割胶小车32包括小车底座324，所述小车底座324上设有导柱座325，所述导柱座325上设有直线导柱326，所述直线导柱326上套设有滑块327，所述滑块327与所述导柱座325的直线导柱326上套设有压簧328，所述滑块327上固定有割刀底座329，所述割刀底座329上设有伸出距离可调节的割胶刀330和定深杆331，所述定深杆331的端头设有定深滚轮332。所述螺旋内齿圈10两端的外侧分别设有第一限位传感器13和第二限位传感器14。当旋转电机11旋转时，因为旋转驱动齿轮12和螺旋内齿圈10啮合，则旋转电机11带动割胶小车32及固定在其上的部件沿着螺旋双导轨9的轨迹运动，螺旋双导轨9的升程和割胶刀330设计的升程一致，使得割胶刀330得到设计所需要的模仿割胶工人割胶的螺旋运动轨迹，第一限位传感器13和第二限位传感器14保证了割胶小车32始终在设计范围内运动。

由于橡胶树不是理想的圆柱体，其表面有凹凸不平，而树皮厚度相对来说比较均匀，人工割胶时，割胶工人可以根据经验，使割胶的深度保持一致，从而不伤树干。本实施例中，割刀底座329上固定有可调节伸出长度的割胶刀330和定深杆331，定深杆331端头上固定有定深滚轮332，因为割胶刀330和定深杆331的伸出长度可以调节，从而使得该割胶设备能适应一定范围内不同直径的橡胶树以完成割胶动作，割刀底座329固定在滑块327上，滑块327套设在直线导柱326上，直线导柱326通过导柱座325固定在小车底座324上，滑块327可以在直线导柱326上滑动，直线导柱326上套有压簧328，压簧328始终压紧滑块327，调节割胶刀330和定深杆331的伸出长度，使定深滚轮332在压簧328的压力下始终贴紧橡胶树的树干，当旋转电机11带动整个割胶小车32以及其上的割胶刀330旋转割胶时，定深滚轮332就在压簧328的压力下，沿着橡胶树树干19的凹凸起伏螺旋升降，因为割胶小车32的运动轨迹是由设计的螺旋双导轨9决定，其运动轨迹是规范的螺旋升降轨迹，但是在螺旋升降过程中，由于在压簧328的压迫下，使定深滚轮332始终沿着天然的橡胶树杆的凹凸起伏运动，而调节割胶刀330和定深杆331之间的相对距离，就能控制切割树皮的深度，达到割胶时，始终保持切割树皮的深度一致而不误伤树干的设计目的。

如图1和图2所示，所述外框架1底部设有地脚16，通过地脚16固定支撑整个设备的重量。所述外框架1的顶部和底部与所述树干固定位4对应的位置对应的位置分别设有上同心调节装置和下同心调节装置。所述上同心调节装置和下同心调节装置包括均匀分布在所述树干固定位4四周的调节螺母17以及与所述调节螺母17配合的调节螺杆18。通过调节上同心调节装置和下同心调节装置能够使得割胶设备适应一定直径范围内的橡胶树，使割胶设备的割胶工作中心和橡胶树树干19中心同心。其调节步骤为，首先拆下外框架1上的活动挡板5，将橡胶树树干19置于树干固定位4中，再将活动挡板5重新固定，调节外框架1顶部和底部的相对两侧上的调节螺杆18，使橡胶树树干19中心在这一方向上和割胶设备的割胶工作中心同心，割胶设备工作中心即螺旋割胶装置3的中心，这也是割胶刀330旋转割胶的中心，再调节调节螺母17在外框架1上的位置，使其对准橡胶树树干19中心，再调节外框架1顶部和底部的另一组相对两侧上的调节螺杆18，使橡胶树树干19中心在这一方向上也和割胶设备的割胶工作中心同心，至此，调整完毕。

如图8所示，割胶刀330包括刀柄3301以及与刀柄3301固定相连的刀刃3302；刀柄3301上设置有可调节的凹槽结构3303，凹槽结构3303与割刀底座329固定连接；刀刃3302包括对称设置的正刀刃3304以及背刀刃3305，正刀刃3304与背刀刃3305均为弧形结构；正刀刃3304与所述背刀刃3305形成截面为人字型结构。割胶刀采用正刀刃3304与背刀刃3305的双刃结构设置，可以在对橡胶树切割时，处于割胶刀下方的橡胶树能够被有效切割，提高了割胶刀单次行程中对橡胶树的切割效率。

如图01，现在橡胶树上用人工开出人工预挖槽面35，其展开如图9所示，机器的垂直升降系统控制割胶刀的垂直方向进给切割运动，机器的环切系统控制割胶刀沿着橡胶树表面起伏做螺旋切割运动，通过控制系统编程控制，使切割刀沿着图9所示的路径运动0-1-2-3-4，此运动完成后，完成橡胶面的正切割，切割效果如图10所示，此时，处于刀具下方的树面由于割胶刀有宽度而没有切割，为此，特殊设计的割胶刀有两面刀刃，如图10和图8所示，其正刀刃3304作为主切割刃，负责割胶的主切割，而背刀刃3305负责切割刀具下方的树面，控制系统通过控制，使割胶刀具沿着路径4-5-6-7运动，如图11所示，此运动完成后，完成一个完整的切割动作，其切割效果如图12，切割厚度如图12所示。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。