一种割胶机的制作方法

本实用新型涉及农业机械领域，具体的说涉及该领域中的一种用于橡胶树树皮切割的割胶机。

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。

中国发明专利申请cn104429813a公开了一种割胶机，包括绑树固定架和分别安装于绑树固定架上下两端的两个环形行星齿轮外壳，两行星齿轮外壳之间设置矢量移动刀架总成；矢量移动刀架总成上设置齿轮轴，矢量移动刀架总成内设置马达和带齿轮齿条的割胶刀架；割胶刀架内设置割胶刀总成，割胶刀总成的顶端连接丝杠，转动丝杠可使割胶刀总成在割胶刀架内上下移动。这种割胶机的环形行星齿轮外壳形状固定，无法根据橡胶树干的粗细进行调整，如果橡胶树干较细，割胶刀总成与橡胶树干之间的力臂较长，割胶费力且效果较差；割胶刀架采用齿轮齿条的传动方式，故障率高且安装麻烦；丝杠伸出割胶机外，不但占用空间大，影响整体美观，而且容易损坏；此外，这种割胶机的刀头位置固定，而橡胶树皮的表面不规则，这样的结构使该割胶机在割胶过程中，不但割不到橡胶树皮的表面凹陷部位，而且容易被橡胶树皮的表面凸起部位卡住，不能很好的解决不规则橡胶树皮表面的连续切割问题。

中国发明专利申请cn106034980a公开了一种自动切割橡胶机器人，包括夹持机构、切割深度调节机构、动力装置和切割轨迹控制机构。夹持机构由旋转块和支撑杆组成；切割深度调节机构由带刻度的旋转盘和可移动定位轮及刀架组成；动力由步进电机提供；切割轨迹控制机构包括上下环形轨道及小车驱动机构和丝杠螺母机构。该自动切割橡胶机器人通过夹持机构使其夹紧在橡胶树上，利用切割轨迹控制机构使切割轨迹成螺线形，并借助丝杠螺母实现换行切割，最后利用切割深度调节机构调节适当的切割深度，实现自动割胶。该机器人存在以下问题：

（1）固定树的机构不现实，在割胶的过程中，移动模块与树之间相对力能够达到几十公斤，仅仅只靠单侧两点固定完全不能满足割胶过程各方向上力的平衡。

（2）割胶过程中的矢量叠加运动是由两个步进电机控制，这就存在了割胶精度差的隐患，两次割胶的间距非常小，两个电机在配合的过程中就有可能存在不同步的情况，所以这样非常的不稳定，如果在切割开始时出现偏差，那么两刀的最终切点位置会有很大的偏差，这样不仅伤树，也会对产量带来影响。

（3）本专利的环形轨道为与橡胶树同心的弧形轨道，对于树的要求较为苛刻，树径过小，不能切割，树径过大又装不上去，不仅如此，树干也并非正圆，预先设置好的弧形轨道不能随树形贴合环抱。

（4）在切割过程中不能随着树的外表形状实时调节刀的切割深度。因为树的形状是不确定的，时而凸起，时而凹陷，本专利是根据刻度盘预先调节好恒定的切割深度，现实中如果遇到凹陷的地方，该设备的刀就不能切割到树皮，相反遇到凸起的地方，刀就会切的很深，伤到树。

（5）在绕树做圆周运动的过程中，步进电机只能控制上方小车移动，而无法控制下方导轨上的从动小车移动，在空载过程中影响可能不是很明显，但是在切割过程时，中间刀具会给整机移动带来阻力，此时就会出现上下导轨上的滑块不同步的现象，该现象会导致设备根本无法正常工作，甚至直接毁坏设备。

中国发明专利申请cn106718653a公开了一种割胶机，包括轨道、行走机构以及切割刀，其中，轨道平行于割胶线布置；行走机构设置于轨道上并能够沿轨道在切割橡胶树皮的平面内移动；切割刀设置于行走机构上；在使用时，将轨道对应橡胶树干割线的适当位置安装固定，并调节轨道与树干之间的距离，使切割刀位于割胶线上方并使其抵触在树干上，通过行走机构带动切割刀沿轨道运动进行割胶。该割胶机存在以下问题：

（1）丝杠自转带动其上的滑块下移，但通过扁长的轨道无法保证轨道另一侧光杆上的滑块也向下位移相同距离，从而无法保证每一刀切削树皮的厚度都均匀一致。

（2）在割完一次退回初始位置的过程中，没有收刀机构收刀，刀始终抵触在刚割好的胶线上，这会影响流胶。

（3）采用单侧刀刃螺旋向下切割或双侧刀刃往复切割，会影响胶水沿着割口往下流淌。

（4）导轨螺旋环绕后会有扭曲，扁平导轨面相对水平面的夹角会有偏差，继而会影响导轨上刀具切削方向的一致性，切面相对水平面的角度也不稳定。

（5）扁长导轨抗变形的强度不够，在行走机构运行中，导轨会抖动变形，每次的切削轨迹会因导轨的变形而不一样。

（6）刀被刚性连接在行走机构上，刀沿割线方向无法相对旋转活动，即没有类似手腕的结构，无法使刀在不同树面上都能自行调整使刀头一直冲向树心，从而无法保持切削深度始终一致。

（7）限位杆与树干仅一点接触，导向及限位都不够，刀极易卡死在树干上的凹坑或小树瘤上。

因此该专利申请公开的割胶机，难以实现切削深度、切削厚度和切削轨迹的均匀平稳。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种以自动化机械替代人工的割胶机。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种割胶机，所述的割胶机包括两根支撑钢管，两根支撑钢管彼此间一侧通过绑带相连接，另一侧通过上下两根螺旋导轨相连接，且所述螺旋导轨与其对侧的绑带位置相对；所述的割胶机还包括带电机和限位开关的刀架总成，该刀架总成的动力钢轴上下两端各安装一个可以沿螺旋导轨滚动的动力轮，此外在该刀架总成上还沿竖向方向安装一根丝杠和一根以上的固定杆，上述的动力轮由刀架总成上安装的电机驱动旋转，丝杠的下端通过单向轴承安装降刀滚轮，下螺旋导轨上设置一段与降刀滚轮配合滚动摩擦的凸台，在刀架总成的上下端穿过丝杠与固定杆各安装一个主机壳，主机壳卡在螺旋导轨的凹槽里，主机壳内设置导向滚轮轴，导向滚轮轴上安装导向滚轮，所述的割胶机还包括割胶刀组件，该割胶刀组件包括穿在丝杠及固定杆上的滑块，摆臂座与滑块固定连接，刀头摆臂一侧通过扭簧与摆臂座相铰接，另一侧与摆动座相铰接，摆动座上安装刀头组件，所述滑块上还安装可以克服扭簧弹力把刀头摆臂拉向滑块的收刀组件。

进一步的，绑带通过绑带扣与支撑钢管相连接。

进一步的，螺旋导轨的横截面为近l型。

进一步的，主机壳上设置用于卡在螺旋导轨凹槽里的小凸起。

进一步的，主机壳内设置的导向滚轮轴及导向滚轮为两组以上。

进一步的，在螺旋导轨和沿螺旋导轨滚动的动力轮、导向滚轮上分别设置有可相互啮合的齿形细牙。

进一步的，在两螺旋导轨之间与支撑钢管平行方向设置开关挡板。

进一步的，刀头组件包括安装在摆动座上的刀深调节座，调节座上安装刀深限位件及刀头。

进一步的，所述的收刀组件为收刀电机和由其带动的收刀轮，该收刀电机通过拉丝拉动刀头摆臂向滑块移动。

进一步的，所述的摆动座通过两个刀头夹片与刀头摆臂铰接。

一种割胶方法，包括如下步骤：

（1）把割胶机的螺旋导轨套在橡胶树干上，将绑带拉紧，使割胶机固定在橡胶树上；

（2）转动摆动座，调整刀头至适当的切割角度及深度，收刀电机松开拉丝，刀头摆臂在扭簧弹力的作用下伸出，使刀头切入橡胶树皮，刀深限位件抵紧橡胶树皮；

（3）启动刀架总成上的电机，驱动动力轮正向旋转，使刀架总成沿上下两条螺旋导轨同步顺时针转动的同时刀头切割，丝杠上的降刀滚轮在经过下螺旋导轨上的凸台时顺时针滚动，丝杠不旋转；

（4）刀架总成顺时针移动至限位开关触碰到开关挡板其电机停止，收刀电机拉紧拉丝把刀头摆臂拉回，使刀头和刀深限位件脱离橡胶树皮；

（5）启动刀架总成上的电机，驱动动力轮反向旋转，使刀架总成沿上下两条螺旋导轨同步逆时针转动，复位开始；

（6）丝杠上的降刀滚轮在经过下螺旋导轨上的凸台时，由于单向轴承的作用带动丝杠旋转，从而使得割胶刀组件随丝杠向下移动至比步骤（3）中起始割胶位置更低的位置，刀架总成逆时针移动至限位开关触碰到开关挡板时电机停止；

（7）重复上述步骤（3）—（6），直至整个割胶过程结束。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型所公开的割胶机，以自动化机械替代人工，实现了橡胶树无人自动割胶，最大程度解决了人工割胶劳动强度大，以及人工割胶不够精细化的问题。

本实用新型所公开的割胶机，选用绑带和螺旋轨道组合的固定方法，通过收紧绑带来根据橡胶树干的粗细形状调整螺旋导轨的半径长度，使螺旋导轨尽可能的随树形贴紧环抱橡胶树皮，不仅能够使得割胶机非常稳固的固定在树干上，还缩小了割胶刀组件与橡胶树干之间的力臂，可以节约割胶机能耗并改善其割胶效果。

本实用新型所公开的割胶机，通过将限位开关设置在滑块两侧，在随刀架总成移动时触碰开关挡板来控制电机关闭，简单易行。

本实用新型所公开的割胶机，刀头摆臂的一侧通过扭簧与滑块相铰接，另一侧与摆动座相铰接，摆动座上安装可以调节刀头切割深度的刀深调节座，在该调节座上安装刀深限位件及刀头，滑块上还安装可以克服扭簧弹力把刀头摆臂拉向滑块的收刀组件。这种结构设计在收刀组件松开刀头摆臂后，可以使刀头摆臂在扭簧弹力的作用下尽可能的偏向橡胶树皮，摆动座与刀头摆臂相铰接，即摆动座可以绕刀头摆臂摆动，这样可以使刀深限位件在割胶过程中随橡胶树皮表面的起伏而起伏，始终抵紧橡胶树皮的表面，而刀头和刀深限位件之间的位置固定，从而保证刀头始终保持基本垂直于橡胶树皮表面切割，既实现了不规则橡胶树皮表面的连续切割，又保证了切割质量。

本实用新型所公开的割胶机，可根据不同的橡胶树品种的切割要求，设置相应曲线的螺旋轨道，通过主机壳上的小凸起和导向滚轮限位，刀架总成上的动力轮可以紧贴螺旋导轨滚动，从而保证了切割的连续性；并且本发明公开的割胶机，比起现有技术刀架总成沿橡胶树干周向移动与割胶刀组件沿丝杠的上下移动进行矢量叠加切割的方法更加简便，成本降低，比起现有技术中只设置一条行走机构螺旋轨道的割胶机设备（例如cn106718653a中公开的割胶机），稳定性大大提升。

本实用新型所公开的割胶机，通过利用单向轴承的工作原理，在刀架总成沿着螺旋导轨顺时针转动切割时，丝杠不旋转；在刀架总成沿螺旋导轨逆时针转动时，降刀滚轮滚动带动丝杠旋转，从而实现了在复位过程中割胶刀组件下移，以便于进行下一行程的切割。

附图说明

图1是本实用新型实施例1所公开的割胶机的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1所公开的割胶机各部分的爆炸分解示意图；

图3是本实用新型实施例1所公开的割胶机刀架总成部分结构示意图；

图4是本实用新型实施例1所公开的割胶刀组件的结构示意图；

图5是本实用新型实施例1所公开的割胶机装在橡胶树上使用示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1，如图1-5所示，本实施例公开了一种割胶机，所述的割胶机包括两根支撑钢管1，两根支撑钢管1彼此间一侧通过绑带2相连接，另一侧通过上下两根螺旋导轨3相连接，且所述螺旋导轨与其对侧的绑带位置相对，螺旋导轨3可以为橡胶材质且横截面为近l型；本实施例中的割胶机还包括带电机8的刀架总成，该刀架总成的动力钢轴4上下两端各安装一个可以沿螺旋导轨滚动的动力轮5，此外在该刀架总成上还沿竖向方向安装一根丝杠6和一根以上的固定杆7，上述的动力轮5由刀架总成上安装的电机8驱动旋转，丝杠6的下端通过单向轴承安装降刀滚轮9，下螺旋导轨上设置一段与降刀滚轮9配合滚动摩擦的凸台10，在这里利用单向轴承的工作原理，在刀架总成沿着螺旋导轨3顺时针转动切割时，丝杠6不旋转；在刀架总成沿螺旋导轨3逆时针转动复位时，降刀滚轮9与凸台10接触滚动带动丝杠6旋转，从而实现了割胶刀组件下移，以便于进行下一行程的切割。在刀架总成的上下端穿过丝杠6与固定杆7各安装一个主机壳11，主机壳11通过设置小凸起25卡在螺旋导轨3的凹槽里，每个主机壳11内设置两个以上导向滚轮轴12，导向滚轮轴12上安装导向滚轮13，本实施例中上下主机壳里各设置了两个导向滚轮分布在动力轮两侧，起到对动力轮导向和定位的作用，所述的割胶机还包括割胶刀组件，该割胶刀组件包括穿在丝杠6及固定杆7上的滑块14，摆臂座15与滑块14固定连接，刀头摆臂16一侧通过扭簧与摆臂座15相铰接，另一侧通过两个刀头夹片24与摆动座17相铰接，摆动座17可以绕刀头摆臂16摆动，摆动座17上安装刀头组件，刀头组件包括安装在摆动座17上的刀深调节座19，调节座19上安装刀深限位件20及刀头21；滑块14上还安装可以克服扭簧弹力把刀头摆臂拉向滑块的收刀组件，该收刀组件为收刀电机22和由其带动的收刀轮23，该收刀电机通过拉丝拉动刀头摆臂向滑块移动；在两螺旋导轨之间与支撑钢管平行方向设置两个开关挡板26，在滑块14和刀深限位件20上分别设置限位开关18，刀架总成沿螺旋导轨顺时针转动时，位于刀深限位件上的限位开关碰到开关挡板后电机8停止工作，刀架总成沿螺旋导轨逆时针转动时，位于滑块上的限位开关碰到开关挡板后电机8停止工作。

作为一种可供选择的方式，在本实施例中，绑带2通过绑带扣27与支撑钢管1相连接。

作为一种可供选择的方式，在本实施例中，在螺旋导轨和沿螺旋导轨滚动的动力轮、导向滚轮上分别设置有可相互啮合的齿形细牙。

本实施例还公开了一种割胶方法，使用上述的割胶机进行割胶，包括如下步骤：

（1）把割胶机的螺旋导轨套在橡胶树干上，将绑带拉紧，使割胶机固定在橡胶树上；

（2）转动摆动座，调整刀头至适当的切割角度及深度，收刀电机松开拉丝，刀头摆臂在扭簧弹力的作用下伸出，使刀头切入橡胶树皮，刀深限位件抵紧橡胶树皮；

（3）启动刀架总成上的电机，驱动动力轮正向旋转，使刀架总成沿上下两条螺旋导轨同步顺时针转动的同时刀头切割，丝杠上的降刀滚轮在经过下螺旋导轨上的凸台时顺时针滚动，丝杠不旋转；

（4）刀架总成顺时针移动至限位开关触碰到开关挡板其电机停止，收刀电机拉紧拉丝把刀头摆臂拉回，使刀头和刀深限位件脱离橡胶树皮；

（5）启动刀架总成上的电机，驱动动力轮反向旋转，使刀架总成沿上下两条螺旋导轨同步逆时针转动，复位开始；

（6）丝杠上的降刀滚轮在经过下螺旋导轨上的凸台时，由于单向轴承的作用带动丝杠旋转，从而使得割胶刀组件随丝杠向下移动至比步骤（3）中起始割胶位置更低的位置，刀架总成逆时针移动至限位开关触碰到开关挡板时电机停止；

（7）重复上述步骤（3）—（6），直至整个割胶过程结束。