一种麦冬无伤摘果系统及方法

1.本发明涉及农用机械领域，具体涉及一种麦冬无伤摘果系统及方法。


背景技术：

2.麦冬为百合科沿阶草属多年生常绿草本植物，由于含β-谷甾醇、氨基酸、多量葡萄糖及葡萄糖，能够提高免疫功能，对细菌有抑制作用，所以在医药领域经常作为药材来使用。麦冬果粒整体成短圆柱状，生于麦冬植株的根上，而将麦冬入药时，对麦冬果粒的完整度要求极高，因此采摘时必须保证果粒表皮完整，否则会降低药用价值；当下的采摘机器没有考虑采摘下来的果粒的完整度或很难保证采摘下来的果粒不收到损伤。
3.为解决人工摘果问题，提高采摘效率，现有技术中设计有自动采摘麦冬果粒的摘果机。专利cn213343397u公开了一种麦冬自动摘果机，利用一个滚筒式的果梳结构和一些交叉性的针状柱子通过拉扯来实现麦冬果粒的摘取，该装置通过拉扯来实现摘果是无法保证果粒的完整性的，因为麦冬果粒内部是有一条较粗的筋，如果使筋与果粒外壳剥离，也会导致果粒的不完整。专利cn104472120a公开了一种效率高的麦冬摘果机，其中摘果装置是由一个转动盘、滤网底盘和滤网罩之间的不断摩擦而使果粒脱离，该装置可以快速将麦冬果实经过摩擦拉扯从根部分离，但是通过强力搅碎的方式使得麦冬果实会产生严重的损伤。专利cn203327564u公开了一种麦冬摘果机，改装置将麦冬果实裸露在皮带输送的一端外侧，利用一个小平台拖住根部，运输至两个筒式剪刀把吊果给剪除并从出料口收集，然后在使用两组圆盘摘果刀和一个拨轮配合以达到摘果目的，其摘果刀也无法保证不会切刀麦冬果粒。


技术实现要素：

4.本发明为解决现有技术中的摘果机利用拉扯或摩擦方式来得到麦冬果粒而导致麦冬果粒受损的问题，提供一种麦冬无伤摘果系统及方法，包括底架、抓料装置、切割装置、切割区隔离装置和刮板，其特征在于，所述的切割区隔离装置由进给机构组、切割区隔离机构组和第二气缸组成，所述的切割区隔离机构组包括四层复合板梳、滑杆、滑动架、连接头和移动杆。
5.进一步地，所述的底架上设有一个凸台式并用于转动连接的第一转动连接头、一个有四个螺纹孔的安装块、两个安装第四气缸的吊臂、一些螺纹孔、一个方形斜坡式的落料孔和两个矩形槽。
6.进一步地，所述的抓料装置包括转动机构和一个空心的定料筒，所述的定料筒底端内部设有一个具有一定弹性的定料环，并且置于网格区域的正上方。
7.进一步地，所述的切割装置包括两个滑轨、两个第四气缸、两个立柱、两个第三气缸、切刀片和移动板，所述的滑轨的中间部分设有t型滑槽，并且通过螺栓固定在底架上，其一端设有一个安装板。
8.进一步地，所述的立柱上设有滑槽，并且底端设有安装在t型滑槽上的t型滑头。
9.进一步地，所述的移动板的下表面上设有两个第二转动连接头，用于转动连接第四气缸的活塞杆上端的连接头，并且移动板的两端设有方头，安装在立柱上的槽内，移动板的中间部分设有一个安装架，安装架上装有两个链轮、电机、切刀片和链条。
10.进一步地，所述的进给机构组包括第一气缸、滑槽板和两个连杆，所述的第一气缸的缸筒端安装在安装块上，而活塞杆端设有螺纹，螺纹连接于滑动连接头上，所述的滑动连接头的底端滑动安装在滑动槽内；所述的连杆的一端安装在滑动连接头上，并且由销锁定；而另一端连接在滑动架的底端的小柱台上。其中，安装块、第一气缸与滑动连接头均在两块滑槽板组合成的“八字型”的角平分线上。
11.进一步地，所述的复合板梳包括第一定板梳、第二定板梳、第一动板梳和第二动板梳，并且由四块板梳以一定的角度和一定的平行距离交互在一起的，形成一个网格区域，所述的网格区域的每一个格子的尺寸大小应设计满足格子区域比根的直径大，但小于果粒的直径；所述的每一块板梳都是由一定数量的圆柱棒以一定的距离间隔布置组成的，所述的圆柱棒的尖端都设有圆形的端头。
12.进一步地，所述的第一定板梳和第二定板梳的边缘连接体上设有一个安装头，所述的安装头中心处有一个贯穿上下表面的通孔，并且一端面上有两个用于连接在滑动架上的螺纹孔。
13.进一步地，所述的第一动板梳和第二动板梳的边缘连接体上设有一个滑动头，所述的滑动头中心处有一个贯穿上下表面的通孔，并且其侧面有一个贯穿的销孔。
14.进一步地，所述的移动杆装配在安装头的中心孔内，并且移动杆上设有许多等距间隔的销孔，移动杆的上端在销的作用下安装在滑杆上；所述的滑杆中间部分设有滑动槽，而一端设有一个圆柱头，圆柱头的侧面设有一个贯穿的销孔，两个滑杆平行交叉在一起并在交叉部分安装连接了一个连接头；所述的连接头上端部分用于安装两个滑杆，而下端部分设有一个用于连接第二气缸上活塞杆的连接头。
15.进一步地，所述的定板梳和动板梳的一端还设有一个t型滑动连接件，定板梳上设有t型滑动槽，动板梳上设有t型滑动头。
16.进一步地，所述的滑动架整体成l型，并且滑动架上设有许多用于安装连接安装头的螺栓孔，下端设有一个小柱台，底部设有一个用于滑动的t型滑块。
17.进一步地，所述的抓料装置用于对麦冬进行固定工序，便于切割；所述的切割装置用于对麦冬进行切根工序；所述的切割区隔离装置主要是利用其中的切割区隔离机构组对根部上的麦冬果粒进行一种隔离，创建一个无伤麦冬果粒的切割根条的切割区，便于保护麦冬果粒的完整。
18.本发明还提供一种麦冬无伤摘果方法，所述方法采用前述任一种麦冬无伤摘果系统，所述的方法包括以下步骤。
19.待切割的麦冬经抓料装置置于网格区域位置上方。
20.切割区隔离装置中的进给机构组使各板梳协同组合成复合板梳，以形成四层网格区域，并在第二气缸的作用下形成四层无伤麦冬果粒的切割区。
21.所述的切割装置控制切刀片先切割最下面一层，切割完第一层后，再控制切刀片切割第二层，同理以完成四层的切割。
22.完成切割工序后，切刀片退出切割区域，切割区隔离机构组在第二气缸和进给机
构组的作用下进行复位，同时在刮板的作用下使麦冬果粒从板梳上刮下来并落入落料孔内。
23.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果。
24.1、本发明的进给机构组利用一个气缸动力源实现滑动架的“八字型”移动方向的进给控制，以此实现板梳的平行交汇，完成网格区域的创建。
25.2、本发明的切割区隔离机构组在已经完成网格区域的创建后，通过使第一动板梳和第二动板梳在竖直方向移动，以此实现切割区的创建，提供了一个安全切割而不导致麦冬果粒损坏的切割区。
26.3、本发明的切割装置通过控制第四气缸来实现移动板的竖直方向移动，通过控制第三气缸来控制来实现移动板的水平方向移动，以此实现切刀片的进给切割运动，可以控制刀片完成四层切割区内的切根不伤果工序。
27.4、本发明先利用抓料装置将麦冬植株抓取并放置于切割区上方，然后利用切割区隔离装置创建切割麦冬植株根时不损害麦冬果粒的切割区，再利用切割装置控制刀片对不同高度的分割区进行切割，切割完成后再使切割区隔离装置复位，使麦冬在刮板的作用下掉入落料孔内便于收集，实现了麦冬植株根上不同深度的麦冬果粒的摘取，并且获得的是无损的麦冬果粒，完全达到了麦冬果粒的完整度要求。
附图说明
28.图1为本发明的整体结构示意图。
29.图2为本发明的未显示刮板的结构示意图。
30.图3为本发明中切割区隔离装置结构示意图。
31.图4为本发明中切割区隔离机构组结构示意图。
32.图5为本发明中切割区隔离机构组构成网格区域时俯视图。
33.图6为本发明中切割装置结构示意图。
34.图7为本发明中抓料装置结构示意图。
35.图8为本发明中圆柱棒端头结构示意图。
36.1-底架；2-切割区隔离装置；3-抓料装置；4-切割装置；5-刮板；20-进给机构组；21-切割区隔离结构组；23-第二气缸；31-转动机构；33-定料环；34-定料筒；41-滑轨；42-第四气缸；43-第三气缸；44-立柱；45-切刀片；46-移动板；101-第一转动连接头；102-安装块；103-落料孔；104-矩形槽；105-吊臂；106-螺纹孔；200-滑槽板；201-第一气缸；202-t型滑块；203-滑动连接头；204-滑动槽；205-连杆；210-滑动架；211-小柱台；212-复合板梳；213-滑杆；214-连接头；215-第一定板梳；216-第二定板梳；217-第一动板梳；218-第二动板梳；219-安装头；220-滑动头；221-移动杆；222-圆柱头；223-t型滑动连接件；224-网格区域；410-t型滑槽；411-安装板；440-t型滑头；460-第二转动连接头；461-方头；462-安装架；463-链轮；464-电机；465-链条。
具体实施方式
37.为了更清楚地理解本发明的技术方案和优点，下面将结合附图1~8对本发明进一步地详细说明。附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，附图中某些零件会有
省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸。
38.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“竖直”、“水平”、“底端内部”、“中间”、“下表面”、“底端”、“正上方”、“下面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
39.一种麦冬无伤摘果系统，包括底架1、抓料装置3、切割装置4、切割区隔离装置2和刮板5，其特征在于，所述的切割区隔离装置2由进给机构组20、切割区隔离机构组21和第二气缸23组成，所述的切割区隔离机构组21包括四层复合板梳212、滑杆213、滑动架210、连接头214和移动杆221。
40.底架1上设有一个凸台式并用于转动连接的第一转动连接头101、一个有四个螺纹孔的安装块102、吊臂105、一些螺纹孔106、一个方形斜坡式的落料孔103和两个矩形槽104；其中第一转动连接头101用于转动连接第二气缸23的缸筒端部，实现第二气缸的位置固定；安装块102在螺栓的作用下使第一气缸201的缸筒端部固定在上面，以实现第一气缸的安装固定；两个吊臂105用于转动连接两个第四气缸42的缸筒端部，实现第四气缸的位置固定；底架1上的许多螺纹孔106用于在螺栓的作用下可以安装两个滑轨41和两个滑槽板200；落料孔103便于麦冬果粒的排出与果粒的收集；两个矩形槽104便于第四气缸42在空间上的移动。
41.抓料装置3包括转动机构31和一个空心的定料筒34，所述的定料筒34底端内部设有一个具有一定弹性的定料环33，并且置于网格区域224的正上方，定料环33紧固于麦冬植株的根与茎的过渡段，实现植株的固定；定料筒34用于约束植株的茎叶，保证茎叶在定料筒内便于其它工序的进行，实现麦冬植株根部在定料环33的下面，而茎叶部分在定料环33的上面。
42.切割装置4包括两个滑轨41、两个第四气缸42、两个立柱44、两个第三气缸43、切刀片45和移动板46，所述的滑轨41的中间部分设有t型滑槽410，并且通过螺栓固定在底架1上，其一端设有一个安装板411，用于第三气缸43的缸筒端部在螺栓的作用下实现安装固定；第四气缸42主要是控制移动板46在竖直方向上的移动，以实现切刀片能够满足对不同高度的切割区进行切割需要的移动；第三气缸43的活塞杆端转动连接在立柱44的下端，以通过控制第三气缸43来实现立柱44的的水平移动，以使移动板46水平移动，实现切刀片的切割进给运动；立柱44上设有滑槽，并且底端设有安装在t型滑槽410上的t型滑头440；移动板46的下表面上设有两个第二转动连接头460，用于转动连接第四气缸的活塞杆上端的连接头，并且移动板46的两端设有方头461，安装在立柱44上的槽内，移动板46的中间部分设有一个安装架462，安装架上装有两个链轮463、电机464、切刀片45和链条465；切割装置4需控制切刀片45先从最下面的第一层开始切割，然后再逐渐切割上层，以此保证不同深度的果粒就能从植株上分离，并且这样切割下来的果粒不会出现错综复杂而导致不易掉入落料孔103内。
43.进给机构组20包括第一气缸201、滑槽板200和两个连杆205，第一气缸201的缸筒端固定安装在安装块102上，而活塞杆端设有螺纹，螺纹连接于滑动连接头203上，所述的滑动连接头203的底端滑动安装在滑动槽204内；连杆205的一端安装在滑动连接头203上，并且由销锁定，而另一端连接在滑动架210的底端的小柱台211上；滑槽板200上设有许多螺纹
孔，用于在螺栓的作用下安装在底架1上，并且滑槽板200上设有一条贯穿的t型滑槽，用于滑动连接滑动架210底端的t型滑块202。
44.复合板梳212包括第一定板梳215、第二定板梳216、第一动板梳217和第二动板梳218，并且由四块板梳以一定的角度和一定的平行距离交互在一起的，形成一个网格区域224，所述的网格区域224的每一个格子的尺寸大小应设计满足格子区域比根的直径大，但小于果粒的直径，这样才能使果粒在第一动板梳217和第二动板梳218形成的网格区域224向上移动时带动麦冬果粒向上移动，以此实现无伤果粒的切割区；所述的每一块板梳都是由一定数量的圆柱棒以一定的距离间隔布置组成的，并且同一板梳上的每一根圆柱棒的间隔距离大于根的直径且小于麦冬果粒的直径；所述的圆柱棒的尖端都设有圆形的端头，并且每一根圆柱棒的直径应小于麦冬果粒直径尺寸；定板梳与动板梳之间还设有间隔，该间隔是保证另一组的定板梳或动板梳能够插入，但是间隔不能过大；在每一层的复合板梳212的四块板梳中，相邻两块板梳之间缝隙需满足板梳间不产生摩擦，并且需要保证防止果粒进入，所以相邻板梳间缝隙值应尽可能小，保证板梳在进给的时候不会使果粒进入其间隙中。
45.第一定板梳215和第二定板梳216的边缘连接体上设有一个安装头219，所述的安装头219中心处有一个贯穿上下表面的通孔，用于控制移动杆221在该孔内上下移动；并且安装头的一端面上有两个用于连接在滑动架上的螺纹孔。
46.第一动板梳217和第二动板梳218的边缘连接体上设有一个滑动头220，所述的滑动头220中心处有一个贯穿上下表面的通孔，并且其侧面有一个贯穿的销孔，便于在销的锁定作用下固定在移动杆221上。
47.移动杆221装配在安装头219的中心孔内，并且移动杆上设有许多等距间隔的销孔，用于安装动板梳的滑动头220，以通过移动杆的上下移动来实现动板梳的上下移动；移动杆221的上端在销的作用下安装在滑杆213上，以通过上下移动滑杆213来实现移动杆221的上下移动；所述的滑杆213中间部分设有滑动槽，而一端设有一个圆柱头222，圆柱头的侧面设有一个贯穿的销孔，便于通过销与移动杆221连接在一起；两个滑杆平行交叉在一起并在交叉部分安装连接了一个连接头214，所述的连接头214上端部分用于安装两个滑杆213，而下端部分设有一个用于连接第二气缸23上活塞杆的连接头，并且连接头214在第二气缸23的工作状态下可以上下移动以实现滑杆213的上下移动。
48.定板梳和动板梳的一端还设有一个t型滑动连接件223，动板梳上设有t型滑动头，定板梳上设有t型滑动槽，对t型滑动头起到一个导轨的作用；t型滑动连接件223的设计起到一个保护的作用，因为动板梳在销的作用下安装在移动杆上会导致销的位置产生极大的扭转应力而导致移动杆断裂变形，设计一个t型滑动连接件来分担其一部分的扭转载荷。
49.滑动架210整体成l型，并且滑动架上设有许多用于安装连接安装头219的螺栓孔，可进行需要的间距进行调整设置；下端设有一个小柱台211，用于安装连杆205；底部设有一个用于滑动的t型滑块202。
50.抓料装置3用于对麦冬进行固定工序，便于切割；切割装置4用于对麦冬进行切根工序；切割区隔离装置2主要是利用其中的切割区隔离机构组对根部上的麦冬果粒进行一种隔离，创建一个无伤麦冬果粒的切割根条的切割区，便于保护麦冬果粒的完整。
51.本发明采用切刀片切割根部原理，刮板的设计是为了在板梳复位的时候，通过刮
板将板梳上切落的麦冬果粒进行挡住，在板梳完全退出刮板边界的时候，麦冬果粒将全部会掉落入落料口内。
52.一种麦冬无伤摘果方法，所述方法采用前述任一种麦冬无伤摘果系统，所述的方法包括以下步骤。
53.待切割的麦冬植株经抓料装置3置于网格区域224位置上方。
54.切割区隔离装置2中的进给机构组20使各板梳协同组合成复合板梳212，以形成四层网格区域224，并在第二气缸23的作用下形成四层无伤麦冬果粒的切割区。
55.所述的切割装置4控制切刀片45先切割最下面一层，切割完第一层后，再控制切刀片45切割第二层，同理以完成四层的切割。
56.完成切割工序后，切刀片退出切割区域，切割区隔离机构组21在第二气缸23和进给机构组20的作用下进行复位，同时在刮板5的作用下使麦冬果粒从板梳上刮下来并落入落料孔103内。
57.本文中所使用的“第一”、“第二”、“第三”等（例如第一气缸、第二气缸、第三气缸，第一定板梳、第二定板梳等）只是为了描述清楚起见而对相应部件进行区别，不旨在限制任何次序或者强调重要性等。此外，本文中使用的术语“安装连接”在不进行特别的说明情况下，可以是螺栓安装连接，也可以是经其他部件进行连接；术语“转动连接”在不进行特别的说明情况下，指的是通过销轴将需要转动连接的连接头进行锁住。以及本文中的描述词“麦冬果粒直径”表示麦冬果粒近似为短圆柱形状后圆柱的直径。
58.特此说明：本发明中的切刀片切割的位置是果粒端的根，使用切割区隔离后进行切割，切割后的果粒上会保留较短的一小节根，这是最安全的方法，也是最传统的方法，现在的人工摘果也是如此，摘下来的麦冬果粒上会有较短的根，然后再利用清洗、烘干等工序使果粒上保留的的根脱落，最终得到的没有根的麦冬果粒。
59.以上所述仅为本发明的实施例，不用于限定本发明的保护范围，本发明的保护范围由权利要求书限定。凡在本发明的精神和原则之内，对本发明做出各种修改或等同替换等，均应视为包含在本发明的保护范围内。