專利名稱：果樹振動(dòng)采摘手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及林果采收機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種果樹振動(dòng)采摘手。
背景技術(shù)：
果園收獲作業(yè)是果園生產(chǎn)全過程中最重要的環(huán)節(jié)，林果采收勞動(dòng)強(qiáng)度大，用工量多。傳統(tǒng)的人工采收方法每公頃需要幾百個(gè)工時(shí)，占果園生產(chǎn)過程中用工量的50%左右，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且成本高；因此，果園收獲機(jī)械化一直是國(guó)內(nèi)外研究工作的重點(diǎn)。目前果園機(jī)械收
獲在國(guó)外已作為一項(xiàng)成熟技術(shù)被廣泛使用，其機(jī)械收獲的生產(chǎn)效率比人工提高了 5-10倍。機(jī)械振動(dòng)式采收機(jī)采用振搖法，是國(guó)外應(yīng)用最多、適用性很好的機(jī)型。我國(guó)果園收獲主要靠人工手摘和借助簡(jiǎn)單工具輔助，如云梯和采果刀等。林果采收機(jī)械的研究在我國(guó)仍處于起步階段，尚未見成熟先進(jìn)的實(shí)用機(jī)具。針對(duì)我國(guó)林果采收機(jī)械的研究現(xiàn)狀和林果業(yè)機(jī)械化發(fā)展的新形式要求，研究設(shè)計(jì)機(jī)械振動(dòng)式林果采收機(jī)對(duì)提高我國(guó)林果收獲機(jī)械化水平具有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服上述背景技術(shù)中的不足，提供一種果樹振動(dòng)采摘手，該采摘手應(yīng)具有采摘效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低的特點(diǎn)；并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、易于控制、性能可靠且適應(yīng)性好。本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是果樹振動(dòng)采摘手，其特征在于所述采摘手包括水平布置的工作臺(tái)、機(jī)械臂及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述機(jī)械臂包括通過立柱鉸接在工作臺(tái)上的搖桿，以及通過振幅調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝在該搖桿上的動(dòng)作臂；所述動(dòng)作臂水平向前伸出，其前端安裝有用于叉緊樹枝的夾手，所述動(dòng)作臂和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別布置在所述立柱的左右兩側(cè)。所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括由第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)的凸輪，以及水平安裝在支架上并可前后往復(fù)滑移的推桿；所述支架以及第一電機(jī)固定在工作臺(tái)上，推桿的前端與搖桿的右側(cè)鉸接，后端與所述凸輪接觸，凸輪與支架之間的推桿上套裝有一壓簧，所述推桿的軸線與凸輪轉(zhuǎn)軸垂直。所述振幅調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在搖桿上，包括一固定在搖桿右端的第二電機(jī)，以及一安裝在滑軌內(nèi)的滑塊，所述滑塊的左端與所述動(dòng)作臂的后端鉸接，滑塊的右端通過螺紋絲桿與第二電機(jī)的輸出軸連接，并且所述第二電機(jī)的輸出軸與搖桿、滑塊的中心線平行布置。所述夾手通過其后端的尾套可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述動(dòng)作臂的前端，尾套的左右兩側(cè)分別安裝有一個(gè)迫使夾手復(fù)位的彈簧，所述彈簧的另一端固定在動(dòng)作臂上，尾套的頂部開設(shè)有一條沿其周向伸展的定位槽，有一定位銷穿越過該定位槽后豎直固定在所述動(dòng)作臂上以對(duì)尾套限位。所述動(dòng)作臂后部的右側(cè)設(shè)有一拉簧，該拉簧的另一端固定在所述搖桿上。所述動(dòng)作臂與搖桿的鉸接軸，以及搖桿與推桿的鉸接軸均沿豎直方向布置。所述彈簧沿動(dòng)作臂的軸線方向伸展。[0012]本實(shí)用新型的工作原理是使用時(shí)，先將動(dòng)作臂前端的夾手叉緊樹枝，然后啟動(dòng)電機(jī)；凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)頂壓推桿使其前后往復(fù)滑移，帶動(dòng)搖桿繞立柱前后擺動(dòng)，搖桿推動(dòng)動(dòng)作臂前后運(yùn)動(dòng)從而使樹枝振動(dòng)，將果實(shí)從樹枝上振落下來；通過改變凸輪的旋轉(zhuǎn)速度，可以得到不同的振動(dòng)頻率；另一方面，利用杠桿原理放大凸輪的位移(搖桿起到杠桿的作用)，使動(dòng)作臂得到更大的位移幅度，采用螺紋絲桿調(diào)節(jié)滑塊在搖桿上的位置，從而對(duì)果樹輸出不同振幅的振動(dòng)激勵(lì)。本實(shí)用新型的有益效果是采用本實(shí)用新型采收林果，能夠大幅度提高采摘工作效率，顯著降低采收者的勞動(dòng)強(qiáng)度；而且振動(dòng)頻率和振幅的調(diào)節(jié)十分簡(jiǎn)單方便(利用搖桿放大凸輪的位移，并且可以通過第一電機(jī)調(diào)節(jié)凸輪轉(zhuǎn)速，連續(xù)調(diào)節(jié)動(dòng)作臂的振動(dòng)頻率，通過調(diào)節(jié)第二電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)周數(shù)，連續(xù)調(diào)節(jié)動(dòng)作臂的振幅)，從而適應(yīng)不同果樹的采摘需要；另外，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本比較低廉，普通操作人員可以控制，使用起來較為方便，可以大面積推廣使用。

圖I是本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖I中夾手的放大示意圖。圖4是圖2中動(dòng)作臂與夾手的裝配結(jié)構(gòu)剖視放大圖。圖5是圖2中支架與推桿的裝配結(jié)構(gòu)剖視放大圖。圖6是圖2中搖桿與滑塊的裝配結(jié)構(gòu)剖視放大圖。圖7是本實(shí)用新型的工作原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型并不局限于以下實(shí)施例。如圖所示，本實(shí)用新型所述的果樹振動(dòng)采摘手，包括水平布置的工作臺(tái)1，安裝在工作臺(tái)上的機(jī)械臂，以及用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。上述機(jī)械臂包括一水平鉸接在工作臺(tái)上的搖桿9 (工作臺(tái)上豎直固定一立柱17，搖桿的中部鉸接在立柱上，搖桿的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線為立柱的軸線，沿豎直方向)，以及通過振幅調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝在該搖桿上的動(dòng)作臂10 ;所述動(dòng)作臂水平向前伸出(即圖I的上側(cè)方向)，其前端安裝有用于叉緊樹枝的夾手12，所述動(dòng)作臂布置在立柱的左側(cè)(圖I的左側(cè)方向)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)布置在立柱的右側(cè)(圖I的右側(cè)方向)。所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是帶動(dòng)所述搖桿繞其鉸接軸(即上述立柱)在一定夾角內(nèi)前后擺動(dòng)，使得動(dòng)作臂可以在前后方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而將果實(shí)從樹枝上振落下來。所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括由第一電機(jī)2驅(qū)動(dòng)的凸輪3，以及水平安裝在支架4上并可前后往復(fù)滑移的推桿14。所述支架豎直固定在工作臺(tái)上，支架的上部制有與推桿相適應(yīng)的通孔，并可根據(jù)需要，在通孔內(nèi)增加直線軸承以利于推桿滑動(dòng)。所述推桿的前端與搖桿的右側(cè)鉸接(即立柱右側(cè)的搖桿)，鉸接軸的軸線沿豎直方向布置，推桿的后端與凸輪的外沿接觸，并且凸輪與支架之間的推桿上套裝有一壓簧13以對(duì)推桿施加向后的推力(凸輪對(duì)推桿施加向前的頂推力)，如圖5所示，為了防止壓簧滑出，推桿后端設(shè)置有一擋板14-1，該擋板同時(shí)也增加了推桿與凸輪的接觸面積，防止運(yùn)動(dòng)過程中兩者脫離。顯然，上述推桿的軸線與所述凸輪的轉(zhuǎn)軸垂直。所述振幅調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的作用是調(diào)節(jié)所述動(dòng)作臂在搖桿上的位置(動(dòng)作臂與立柱之間的距離越遠(yuǎn)，其振幅越大)。所述振幅調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在搖桿的頂面，包括一固定在搖桿右端的第二電機(jī)6，以及一安裝在滑軌內(nèi)的滑塊8 (可在滑塊底部增設(shè)滾珠8-1以利于其滑動(dòng))。所述滑塊的左端與所述動(dòng)作臂的后端鉸接，鉸接軸的軸線豎直布置，滑塊的右端通過螺紋絲桿5與第二電機(jī)的輸出軸連接,具體是第二電機(jī)的輸出軸水平朝左布置，輸出軸上固定著螺紋絲桿的螺桿5-2，螺紋絲桿的螺母5-1固定在所述滑塊的右端，當(dāng)?shù)诙姍C(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺母帶動(dòng)滑塊沿著滑軌左右滑移，從而調(diào)整動(dòng)作臂在搖桿上的位置，螺紋絲桿的結(jié)構(gòu)如圖6所示。本實(shí)用新型中，滑軌由兩個(gè)固定在搖桿上的弓形卡座7形成(弓形卡座與滑塊匹配)，滑塊在兩個(gè)弓形卡座內(nèi)運(yùn)動(dòng)；顯然，兩個(gè)弓形 卡座、滑塊、第二電機(jī)的輸出軸、搖桿的中心線平行布置。所述夾手用于叉緊樹枝，該夾手通過其后端的尾套12-1可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述動(dòng)作臂的前端，尾套的左右兩側(cè)分別安裝有一個(gè)迫使夾手復(fù)位的彈簧16 (彈簧沿動(dòng)作臂的軸線方向伸展)，所述彈簧的另一端固定在動(dòng)作臂上，尾套的頂部開設(shè)有一條沿其周向伸展的定位槽12-2，有一定位銷11穿越過該定位槽后豎直固定在所述動(dòng)作臂上以對(duì)尾套限位(防止尾套前后滑動(dòng))。使用時(shí)首先是進(jìn)行夾手與樹枝的對(duì)中，當(dāng)夾手與樹枝接觸時(shí)，接觸力使夾手繞著動(dòng)作臂的軸線旋轉(zhuǎn)一定的角度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)中，夾手脫離樹枝后，夾手左右兩側(cè)的彈簧可以使夾手復(fù)位。為了使動(dòng)作臂在左右方向可小角度調(diào)整，所述動(dòng)作臂后部的右側(cè)設(shè)有一拉簧15，該拉簧的另一端固定在所述搖桿上。上述第一電機(jī)、第二電機(jī)、螺紋絲桿可以外購(gòu)獲得，電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整為常規(guī)技術(shù)，在此不作詳細(xì)介紹。
權(quán)利要求1.果樹振動(dòng)采摘手，其特征在于所述采摘手包括水平布置的工作臺(tái)(I)、機(jī)械臂及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述機(jī)械臂包括通過立柱(17)鉸接在工作臺(tái)上的搖桿(9)，以及通過振幅調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝在該搖桿上的動(dòng)作臂(10);所述動(dòng)作臂水平向前伸出，其前端安裝有用于叉緊樹枝的夾手(12)，所述動(dòng)作臂和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別布置在所述立柱的左右兩側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的果樹振動(dòng)采摘手，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括由第一電機(jī)(2)驅(qū)動(dòng)的凸輪(3)，以及水平安裝在支架上并可前后往復(fù)滑移的推桿(14);所述支架以及第ー電機(jī)固定在工作臺(tái)上，推桿的前端與搖桿的右側(cè)鉸接，后端與所述凸輪接觸，凸輪與支架之間的推桿上套裝有ー壓簧(13)，所述推桿的軸線與凸輪轉(zhuǎn)軸垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的果樹振動(dòng)采摘手，其特征在于所述振幅調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在搖桿上，包括一固定在搖桿右端的第二電機(jī)(6)，以及一安裝在滑軌內(nèi)的滑塊(8)，所述滑塊的左端與所述動(dòng)作臂的后端鉸接，滑塊的右端通過螺紋絲桿(5)與第二電機(jī)的輸出軸連接，并且所述第二電機(jī)的輸出軸與搖桿、滑塊的中心線平行布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的果樹振動(dòng)采摘手，其特征在于所述夾手(12)通過其后端的尾套(12-1)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述動(dòng)作臂的前端，尾套的左右兩側(cè)分別安裝有ー個(gè)迫使夾手復(fù)位的彈簧(16)，所述彈簧的另一端固定在動(dòng)作臂上，尾套的頂部開設(shè)有一條沿其周向伸展的定位槽(12-2)，有一定位銷(11)穿越過該定位槽后豎直固定在所述動(dòng)作臂上以對(duì)尾套限位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的果樹振動(dòng)采摘手，其特征在于所述動(dòng)作臂后部的右側(cè)設(shè)有ー拉簧(15),該拉簧的另一端固定在所述搖桿上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的果樹振動(dòng)采摘手，其特征在于所述動(dòng)作臂與搖桿的鉸接軸，以及搖桿與推桿的鉸接軸均沿豎直方向布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的果樹振動(dòng)采摘手，其特征在于所述彈簧沿動(dòng)作臂的軸線方向伸展。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種果樹振動(dòng)采摘手。所要解決的技術(shù)問題是提供的采摘手應(yīng)具有采摘效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低的特點(diǎn)；并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、易于控制、性能可靠且適應(yīng)性好。技術(shù)方案是果樹振動(dòng)采摘手，其特征在于所述采摘手包括水平布置的工作臺(tái)、機(jī)械臂及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述機(jī)械臂包括通過立柱鉸接在工作臺(tái)上的搖桿，以及通過振幅調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝在該搖桿上的動(dòng)作臂；所述動(dòng)作臂水平向前伸出，其前端安裝有用于叉緊樹枝的夾手，所述動(dòng)作臂和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別布置在所述立柱的左右兩側(cè)。
文檔編號(hào)A01D46/26GK202565760SQ2012201952
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月3日
發(fā)明者杜小強(qiáng), 陳少鐘, 武傳宇 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)