双振动采摘机和双振动采摘方法与流程

本发明涉及一种双振动采摘机和双振动采摘方法，属于林果机械式采摘技术领域。

背景技术：

果园收获作业具有劳动强度大、季节性较强的特点，目前国内收获技术还停留在人工采摘、捡拾作业水平。人工收获的缺点很明显，果农的劳动成本高，劳动力不足，采摘效率偏低，而且容易造成果实破损，不利于储藏。虽然已有部分果园采用机械式收获，但受到地形、果树间距等因素的影响，一定程度上制约了收获机械的使用和推广，对果实收集的影响尤为突出。

通过专利检索，相关的专利文献有：

1.cn109121722a，振动式采摘收集一体机械臂，公开了一种振动式采摘收集一体机械臂，包括手臂，手臂上设置有振动器和两个夹持爪，各夹持爪分别连接驱动机构，驱动机构用于驱动夹持爪分开或者闭合；各夹持爪上分别设置有能够展开和收缩的支撑机构，各支撑机构上设置有伞布，支撑机构展开后，伞布被撑开，支撑机构收缩后，伞布收缩。

2.cn208708181u，一种预定位自主夹持式采摘机构，包括多节能够轴向伸缩的套筒，最内侧套筒与第一伸缩机构连接，最内侧套筒内设置采摘机械手，采摘机械手包括第二伸缩机构，第二伸缩机构通过铰链与机械爪连接，以通过第二伸缩机构的伸缩带动机械爪的夹取或松开，最外侧套筒设置振动机构以带动果实的抖落。

3.cn108496561a，一种多功能枣类采收装置及采收方法，包括下层底板与上层底板，下层底板底部设有脚轮，下层底板顶部设有丝杠螺母、轨道板与导轨，下层底板端部设有枣枝夹口，枣枝夹口对应设置有枣树夹头，丝杠螺母的一端连接于枣树夹头，另一端连接有变比例剪叉连杆组，变比例剪叉连杆组底部通过牛眼轮嵌合于轨道板上，变比例剪叉连杆组顶部接有高韧性伞布，且高韧性伞布依托变比例剪叉连杆组外层构成漏斗状枣子收集伞面，导轨上对应设置有滑块，滑块上设有导杆一，上层底板设于导杆一顶部，上层底板上设有枣树固定夹持机构。

林果大小各异，且林果类果园如油茶果果园大多为山地丘陵，果园内地形坑洼不平，如何能即适应地形的变化，又实现果实的高效率、高概率采摘，对山地丘陵之间的林果采收具有重要意义，也是本发明研发的目的。

技术实现要素：

本发明提供的双振动采摘机和双振动采摘方法，主振动头和副振动头的夹持位置均可根据树干位置、粗细和果实分布来进行调节，以适应不同果树的采摘需求，提高采摘率，使果实的采摘更加便捷，极大提升工作效率，满足坑洼不平的山地丘陵间林果的的振动采摘需求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

双振动采摘机，包括履带式的走行机构，其特征在于所述的走行机构上装有主振动头和副振动头，主振动头和副振动头分别夹持树干并传递振动，主振动头装在行走机构的前端，副振动头悬吊在主振动头的上方，主振动头和副振动头对树干的夹持位置均可调。

优选的，所述的走行机构的前端装有可活动的u型树干对中盘，主振动头装在u型树干对中盘上，u型树干对中盘开有与树干相对应的u型口，u型树干对中盘带动主振动头运动，使树干伸入至u型口中并同步伸入至主振动头的夹持口中。

优选的，所述的u型树干对中盘通过移动机构装在走行机构前端，移动机构包括可带动u型树干对中盘前后伸缩的伸缩组、可带动u型树干对中盘升降的升降组和可带动u型树干对中盘左右运动的平移组。

优选的，所述的伸缩组包括与升降组沿前后方向导向配合连接的承载横管和装在承载横管中且一端与承载横管连接，另一端与升降组连接的前后液压缸，u型树干对中盘与承载横管固定，随前后液压缸的伸缩与承载横管一起前后运动。

优选的，所述的升降组包括与承载横管沿前后方向导向配合连接的承载架、与承载架固定的升降套底座、沿垂向与升降套底座导向配合连接的升降套和沿垂向设置的升降油缸，升降套与走行机构连接，承载架和升降套底座均呈直角形状，升降套底座固定在承载架的顶部，升降油缸一装与升降套连接，另一端与升降套底座连接，升降套底座随升降油缸的伸缩在升降套中导向运动，带动承载架升降。

优选的，所述的平移组包括装在走行机构上且沿左右方向设置的圆管导轨和平行固定在圆管导轨上的左右油缸，升降套上具有与圆管导轨相对应的套环，套环导向配合套在圆管导轨上，随左右油缸的伸缩而在圆管导轨上运动。

优选的，所述主振动头包括安装在u型树干对中盘上的马达振动箱和装在马达振动箱上的夹持头，夹持头的夹持口与u型口上下对齐，马达振动箱与u型树干对中盘沿前后方向可活动连接。

优选的，所述的马达振动箱底部具有滑块，u型树干对中盘上设置有与滑块导向配合的导向滑轨，滑块套在导向滑轨上，随马达振动箱的振动在导向滑轨上往复运动，且在导向滑轨端部设置可与滑块软接触的橡胶挡块；

所述的夹持头包括两个镜像对称的夹爪和与夹爪通过连杆连接的夹持油缸，两个夹爪随夹持油缸的伸缩而靠近或分开。

优选的，所述的副振动头包括沿垂向固定在走行机构上的悬挂调节组件、夹持树干传递振动的振动夹持组件和将振动夹持组件吊挂在悬挂调节组件上的钢丝绳，钢丝绳一端与悬挂调节组件连接另一端与振动夹持组件连接，通过悬挂调节组件带动钢丝绳运动，从而带动调节振动夹持组件升降；

悬挂调节组件包括沿垂向固定在走行机构上的支撑杆，平行固定在支撑杆上的悬挂调节油缸和水平设置且固定在支撑杆顶部的水平杆，钢丝绳的一端固定在支撑杆上，另一端绕行通过悬挂调节油缸伸缩端的转轮，再绕行通过水平杆上的支撑张紧轮后与振动夹持组件连接，悬挂调节油缸的伸缩拉动钢丝绳运动，以带动振动夹持组件升降。

双振动采摘方法，采用以上所述的双振动采摘机进行林果采摘，将所述的双振动采摘机停靠于果树旁边，根据果树高度、果实分布、树干粗细及分枝情况，选择采用主振动头和/或副振动头夹持树干并传递振动，主振动头夹持主树干，副振动头夹持分枝树干，调节主振动头和/或副振动头对树干的夹持位置以及主振动头和/或副振动头的振动频率，满足不同的采摘需求。

本发明的有益效果是：

1.本发明的双振动采摘机中走行机构用于整个机构的走行移动，副振动头悬吊在主振动头的上方，主振动头和副振动头对树干的夹持位置均可调，主振动头夹持果树的主树干传递振动，副振动头夹持直径较大果实较多的分枝树干传递振动，主振动头和副振动头的夹持位置均可根据树干位置、粗细和果实分布来进行调节，以适应不同果树的采摘需求，提高采摘率，使果实的采摘更加便捷，极大提升工作效率。

2.主振动头通过u型树干对中盘与树干定位，u型树干对中盘通过移动机构的带动而实现前后伸缩、上下升降和左右平移，在走行机构无法近距离靠近树干时，通过移动机构的运动使u型树干对中盘有效的定位在树干上，从而使主振动头到达最合适的夹持位置，延长主振动头的运动范围，降低走行机构对地形的走行需求，保证主振动头可根据树干位置、粗细和果实分布选择最合适的夹持位置，满足坑洼不平的山地丘陵间林果的振动采摘需求。

3.主振动头装在u型树干对中盘上，且夹持口与u型树干对中盘的u型口上下对齐，u型树干对中盘带动主振动头一同移动，根据树干位置，粗细和果实分布使主振动头到达最合适的夹持位置，以保证在振落采摘时将果实有效振落，而且主振动头中马达振动箱通过其底部的滑块与u型树干对中盘上的导向滑轨配合，在振动过程中滑块在导向滑轨上往复运动，从而减少振动对u型树干对中盘的影响，保证u型树干对中盘不随主振动头的振动而运动，在传递振动振落果实的同时，提高u型树干对中盘的位置稳定性。

4.副振动头中采用钢丝绳悬挂的方式将振动夹持组件悬吊在主振动头的上方，钢丝绳的运动带动振动夹持组件升降，调整振动夹持组件的高度，使振动夹持组件到达最适合的夹持位置所在的高度，振动夹持组件的移动不受机械限定，手扶振动夹持组件即可将其推至树干夹紧，振动夹持组件相对于走行机构可自行运动到达所需夹持位置，提高副振动头与树干对接的灵活性，满足坑洼不平的山地丘陵间林果的的振动采摘需求。

附图说明

图1为具体实施方式中双振动采摘机的结构示意图。

图2为主振动头装在u型树干对中盘上的结构示意图。

图3为移动机构装在行走机构和u型树干对中盘之间的结构示意图。

图4为升降组和伸缩组的组合侧剖图。

图5为升降组和伸缩组的组合立体图。

图6为双振动采摘机的俯视图。

图7为副振动头的结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图7对本发明的实施例做详细说明。

双振动采摘机，包括履带式的走行机构1，其特征在于所述的走行机构1上装有主振动头2和副振动头3，主振动头2和副振动头3分别夹持树干并传递振动，主振动头2装在行走机构1的前端，副振动头3悬吊在主振动头2的上方，主振动头2和副振动头3对树干的夹持位置均可调。

以上所述的双振动采摘机中走行机构1用于整个机构的走行移动，副振动头3悬吊在主振动头2的上方，主振动头2和副振动头3对树干的夹持位置均可调，主振动头2夹持果树的主树干传递振动，副振动头3夹持直径较大果实较多的分枝树干传递振动，主振动头和副振动头的夹持位置均可根据树干位置、粗细和果实分布来进行调节，以适应不同果树的采摘需求，提高采摘率，使果实的采摘更加便捷，极大提升工作效率。

其中，所述的走行机构1的前端装有可活动的u型树干对中盘11，主振动头2装在u型树干对中盘11上，u型树干对中盘11开有与树干相对应的u型口12，u型树干对中盘11带动主振动头2运动，使树干伸入至u型口12中并同步伸入至主振动头2的夹持口中。主振动头2通过u型树干对中盘11与树干定位，u型树干对中盘带动主振动头2一同移动，在走行机构无法近距离靠近树干时，通过移动使u型树干对中盘有效的定位在树干上，从而使主振动头2到达最合适的夹持位置，延长主振动头的运动范围，降低走行机构对地形的走行需求，保证主振动头可根据树干位置、粗细和果实分布选择最合适的夹持位置，满足坑洼不平的山地丘陵间林果的振落采摘需求并保证在振落采摘时将果实有效振落。

其中，所述的u型树干对中盘11通过移动机构4装在走行机构1前端，移动机构4包括可带动u型树干对中盘11前后伸缩的伸缩组41、可带动u型树干对中盘11升降的升降组42和可带动u型树干对中盘11左右运动的平移组43。u型树干对中盘11通过移动机构4的带动而实现前后伸缩、上下升降和左右平移，使u型树干对中盘11有效的定位在树干上，即树干伸入至u型树干对中盘11的u型口12中，与此同时树干也伸至主振动头2的夹持口中，u型树干对中盘11对树干的对中定位，不仅可带动主振动头2移动到最合适的夹持位置，而且在主振动头2工作过程中可对树干进行保护，保证主振动头2夹持位置上方的树干随振动而振落果实，同时主振动头2夹持位置下方的树干，因u型树干对中盘11的保护而减少振幅，越靠近树根部的振动越小，即对树干根部有一定的松土作用，以避免振动对树根部形成损伤。

其中，所述的伸缩组41包括与升降组42沿前后方向导向配合连接的承载横管41.1和装在承载横管41.1中且一端与承载横管41.1连接，另一端与升降组42连接的前后液压缸41.2，u型树干对中盘11与承载横管41.1固定，随前后液压缸41.2的伸缩与承载横管41.1一起前后运动。承载横管41.1与升降组42沿前后方向导向配合，通过承载横管41.1的运动带动u型树干对中盘11前后运动，前后液压缸41.2为承载横管41.1的运动提供动力。

其中，所述的升降组42包括与承载横管41.1沿前后方向导向配合连接的承载架42.1、与承载架42.1固定的升降套底座42.2、沿垂向与升降套底座42.2导向配合连接的升降套42.3和沿垂向设置的升降油缸42.4，升降套42.3与走行机构1连接，承载架42.1和升降套底座42.2均呈直角形状，升降套底座42.2固定在承载架42.1的顶部，升降油缸42.4一装与升降套42.3连接，另一端与升降套底座42.2连接，升降套底座42.2随升降油缸42.4的伸缩在升降套42.3中导向运动，带动承载架42.1升降。承载架42.1升降带动承载横管41.1升降，从而使u型树干对中盘11升降，承载架42.1和升降套底座42.2均呈直角形状，两者连接即起到承载的作用，又实现承载架42.1与承载横管41.1的沿前后方向的导向配合，以及升降套42.3与升降套底盘42.2沿垂向的导向配合，使得升降组42可带动伸缩组41同步升降，且伸缩组41在升降过程可同步沿前后方向伸缩。

其中，所述的平移组43包括装在走行机构1上且沿左右方向设置的圆管导轨43.1和平行固定在圆管导轨43.1上的左右油缸43.2，升降套42.3上具有与圆管导轨43.1相对应的套环42.31，套环42.31导向配合套在圆管导轨43.1上，随左右油缸43.2的伸缩而在圆管导轨43.1上运动。套环42.31与圆管导轨43.1导向配合，通过左右油缸43.2带动套环42.31在圆管导轨43.1上运动，从而带动升降套42.3在左右方向运动，即升降组42在平移组42的作用下沿左右方向运动，使u型树干对中盘11可实现前后、左右、上下方向的复合运动，以根据树干相对于走行机构1的位置，移动u型树干对中盘11，在走行机构1无法近距离靠近树干时，u型树中对中盘11和主振动头2通过移动机构4的带动，也能顺利的与树干对接，减少地形不平对果实采摘的影响，采摘机的实用性和可靠性更高。

其中，所述主振动头2包括安装在u型树干对中盘11上的马达振动箱21和装在马达振动箱21上的夹持头22，夹持头22的夹持口与u型口12上下对齐，马达振动箱21与u型树干对中盘11沿前后方向可活动连接。

所述的马达振动箱21底部具有滑块23，u型树干对中盘11上设置有与滑块23导向配合的导向滑轨24，滑块23套在导向滑轨24上，随马达振动箱21的振动在导向滑轨24上往复运动，且在导向滑轨24端部设置可与滑块23软接触的橡胶挡块25；

所述的夹持头22包括两个镜像对称的夹爪221和与夹爪221通过连杆连接的夹持油缸222，两个夹爪221随夹持油缸222的伸缩而靠近或分开。两个夹爪221靠近时夹持树干，分开时松开对树干的夹持。

主振动头2中马达振动箱21通过其底部的滑23块与u型树干对中盘11上的导向滑轨24配合，在振动过程中滑块23在导向滑轨24上往复运动，从而减少振动对u型树干对中盘11的影响，保证u型树干对中盘11不随主振动头2的振动而运动，在传递振动振落果实的同时，提高u型定位底盘31的位置稳定性。并且在导向滑块24的端部设置橡胶挡块225，在滑块23运动过限时通过橡胶挡块25进行冲击缓冲，避免对导向滑块24的强冲击，而正常状态下滑块23在导向滑轨24上往复运动不会与橡胶挡块25接触，u型树干对中盘11不会跟随滑块23一同运动。

其中，所述的副振动头3包括沿垂向固定在走行机构1上的悬挂调节组件31、夹持树干传递振动的振动夹持组件32和将振动夹持组件32吊挂在悬挂调节组件31上的钢丝绳33，钢丝绳33一端与悬挂调节组件31连接另一端与振动夹持组件32连接，通过悬挂调节组件31带动钢丝绳33运动，从而带动调节振动夹持组件32升降；

悬挂调节组件31包括沿垂向固定在走行机构1上的支撑杆31.1，平行固定在支撑杆31.1上的悬挂调节油缸31.2和水平设置且固定在支撑杆31.1顶部的水平杆31.3，钢丝绳31.1的一端固定在支撑杆31.1上，另一端绕行通过悬挂调节油缸31.2伸缩端的转轮，再绕行通过水平杆31.3上的支撑张紧轮后与振动夹持组件32连接，悬挂调节油缸31.2的伸缩拉动钢丝绳33运动，以带动振动夹持组件32升降。

从图中可以看出振动夹持组件32是通过钢丝绳33悬吊在悬挂调节组件31上的，钢丝绳33的运动带动振动夹持组件32升降，调整振动夹持组件32的高度，使振动夹持组件32到达最适合的夹持位置所在的高度，在需要夹持树干时操作人员站在走行机构1中，通过手推的方式使振动夹持组件32与树干接触并夹紧树干，振动夹持组件32相对于走行机构1可自行运动到达所需夹持位置，提高悬挂振动机构与树干对接的灵活性，满足坑洼不平的山地丘陵间林果的的振动采摘需求，并且振动夹持组件32只是通过钢丝绳悬吊的方式与悬挂调节组件31连接，在传递振动的过程中其振动并不会传递至行走机构上，不会对行走机构1形成影响，使振动采摘的可操作性和实用性更强。

本发明还保护一种双振动采摘方法，采用以上所述的双振动采摘机进行林果采摘，将所述的双振动采摘机停靠于果树旁边，根据果树高度、果实分布、树干粗细及分枝情况，选择采用主振动头2和/或副振动头3夹持树干并传递振动，主振动头2夹持主树干，副振动头3夹持分枝树干，调节主振动头2和/或副振动头3对树干的夹持位置以及主振动头2和/或副振动头3的振动频率，满足不同的采摘需求。

以上所述的采摘方法中主振动头夹持果树的主树干传递振动，副振动头夹持直径较大果实较多的分枝树干传递振动，主振动头和副振动头的夹持位置均可根据树干位置、粗细和果实分布来进行调节，以适应不同果树的采摘需求，提高采摘率，使果实的采摘更加便捷，极大提升工作效率。

以上结合附图对本发明的实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。