一種果實采摘方法及采摘設備技術

本發明專利技術提供一種果實采摘方法，通過輸出旋轉運動偏心驅動采摘頭，使得果樹枝條及果實產生擺動，通過控制輸出旋轉運動的采摘頭的速度和/或距離回轉中心的距離/偏心距，使果實因擺動產生的慣性力介于熟果和青果與枝條的結合力之間，保證有效采摘熟果時青果不會被振落。還提供一采摘設備，包括采摘頭和動力裝置，采摘頭包括采摘頭單元，其包括殼體、偏心圓柱凸輪機構和梳齒機構，殼體上定位和支撐一傳動軸；偏心圓柱凸輪機構包括圓柱凸輪和擺桿，圓柱凸輪偏心地設在傳動軸上，擺桿在圓柱凸輪上的封閉的運動軌跡線結構上滑動地與圓柱凸輪連接，擺桿一端球鉸連接殼體，擺桿伸出殼體，連接梳齒機構。本方法和設備采摘效率高，適合于丘陵山區果園的采摘作業。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于果實采摘
，提供一種果實采摘方法，另外，還提供一種果實采摘設備。
技術介紹
由于果實產品采摘周期短，采摘期高度集中，隨著勞動力成本的上升，對機械化果實采摘設備的需求增加。特別是我國經濟林果多數種植于丘陵山區地帶，立地條件復雜。受限于陡坡地形和高株作業，滿足要求的采摘機械很少，而且在作業危險性等方面問題突出，因此，該行業中，輕便實用、強動力、經濟型的采摘設備需求迫切。現有技術中林果采摘方法和設備較多，主要集中在大型采摘設備和簡易型采摘工具的探討與開發。大型采摘設備主要用于平坦且植株間距大的果園中，機械化程度較高，采收效率也相應提高，但這并不適應于諸多丘陵山地的林果區域使用。而簡易型采摘工具功能相對簡單，機械化水平低，采摘作業中效果并不好，不能達到有效作用于果樹上各種果實高效、快捷采摘應有的目的。
技術實現思路
為解決上述問題，本專利技術的目的在于提供一種果實采摘方法，該方法實施方便，采摘效率高，適合于丘陵山區果園的采摘作業，提高果實采收的機械化水平。本專利技術的另一個目的是提供一種果實采摘設備，用于實施上述采摘方法。本專利技術的目的是這樣實現的：一種果實采摘方法，是：通過輸出一旋轉運動偏心地驅動采摘頭，用于擊打果樹枝條和/或果實，使得果樹枝條及果實產生擺動，當果實因擺動產生的慣性力大于其與枝條的結合力時，果實便能夠從枝條上脫落，完成果實的采摘工作；通過控制輸出旋轉運動的所述采摘頭的速度和/或距離回轉中心的距離/偏心距，使得果實因擺動所產生的慣性力介于熟果和青果與枝條的結合力之間，從而保證有效采摘熟果時青果不會被振落。在所述果實采摘方法中，所述旋轉運動使得采摘頭的運動軌跡為一個空間的擺動運動。該空間的擺動軌跡可以是：由相交成設定角度的兩個平面上的兩個擺動運動合成的；或者，由一個平面內的擺動運動和相交成設定角度的另一個平面內的直線或曲線運動合成的。所述的設定角度例如是90°。所述果實采摘方法的一個具體實例是：采摘頭連接一圓柱凸輪，圓柱凸輪的轉動使得采摘頭實現一個沿圓柱凸輪軸線方向的往復運動，該圓柱凸輪偏心的連接在一動力源輸出回轉軸上，使得采摘頭又具有一擺動運動。其中凸輪實現采摘頭沿圓柱凸輪軸線方向的運動，偏心圓柱的旋轉實現采摘頭在偏心圓柱徑向方向的擺動運動，通過運動的合成使得采摘頭能輸出空間的擺動運動。一種果實采摘設備，其包括采摘頭和動力裝置，所述采摘頭包括至少一個采摘頭單元；所述采摘頭單元，包括一殼體、一偏心圓柱凸輪機構和一梳齒機構，所述殼體上設有兩個軸承座，定位和支撐一傳動軸；所述偏心圓柱凸輪機構包括一圓柱凸輪和一擺桿，所述圓柱凸輪偏心地設置在所述傳動軸上，所述擺桿可在所述圓柱凸輪上的封閉的運動軌跡線結構上滑動地與所述圓柱凸輪連接，所述擺桿的一端通過球鉸結構與所述殼體的內壁連接，該擺桿的另一端伸出所述殼體，連接所述梳齒機構；所述梳齒機構包括一橫梁，在該橫梁上設置若干梳齒棒，所述梳齒機構通過該橫梁連接在所述擺桿上；所述采摘頭單元可以是一個或多個，其中的所述傳動軸伸出所述殼體，連接所述動力源的輸出轉軸和/或連接另一所述采摘頭上的傳動軸。本果實采摘設備，當動力裝置帶動傳動軸轉動時，所述圓柱凸輪繞傳動軸偏心轉動，帶動所述擺桿相對于球鉸做一個空間的擺動運動，而與擺桿連接的梳齒機構上的各個梳齒棒，也都是同樣做空間的擺動運動，這樣的運動可以對于果樹上的果實實施高效的擊打。所述擺桿和所述殼體之間的球鉸結構可以是，在所述殼體內壁上固定一球鉸支座，所述擺桿的相應端為球頭端與球鉸支座匹配。可以在所述殼體內壁上設有螺孔，通過螺栓安裝球鉸支座于殼體內壁上。所述偏心圓柱凸輪機構，圓柱凸輪與動力輸入軸即傳動軸偏心對接，通過對其偏心量的調整便可實現輸出擺動運動水平方向上振幅的調節。偏心量的調節例如可以更換不同偏心距的圓柱凸輪。所述偏心圓柱凸輪機構，圓柱凸輪上的運動軌跡線可以為螺旋線組合而成的封閉曲線，通過調節螺旋線的導程，即更換不同導程的圓柱凸輪，便可實現輸出擺動運動垂直方向上振幅的調節。所述偏心圓柱凸輪機構中，所述擺桿可以連接在一圓柱套上，該圓柱套套設在所述圓柱凸輪上且圓柱套的軸心與圓柱凸輪的軸心重合，即也與傳動軸的軸心具有一個偏心距，該圓柱套與圓柱凸輪的之間設置滑動連接結構，使得當圓柱凸輪偏心轉動時，該圓柱套帶動所述擺桿做空間的擺動運動。所述擺桿在所述圓柱套上安裝的角度可以是可調的，通過調節所述安裝角度，便可以實現擺桿輸出擺動運動所在空間位置與水平面的夾角變化，以達到一定的傾斜程度。所述圓柱凸輪和圓柱套的滑動連接結構可以是，在該圓柱凸輪圓周面上開有圓弧槽，該圓弧槽的軌跡線為兩段導程一致、旋向相反的螺旋線組合而成的封閉曲線；所述圓柱套上固設一球頭銷，該球頭銷的球頭端部與所述圓柱凸輪上的圓弧軌道槽匹配插接。所述擺桿的與所述梳齒機構連接的連接結構可以是：在擺桿的一端上相互垂直地設置兩個螺栓孔，所述橫梁凸設一連接部，該連接部上設一螺栓孔，在橫梁上也設有一個螺栓孔，橫梁上的兩個螺栓孔與所述擺桿上的相互垂直的兩個螺栓孔對應，在相應螺栓孔中設置螺栓，從而通過互相垂直的兩個螺栓結構所述擺桿連接所述梳齒機構。一個優選方案中，所述擺桿和圓柱套的結合結構可以是：所述擺桿的中間部分為一框架結構，所述圓柱凸輪置于該框架結構中，該框架結構的平行于所述擺桿軸線方向的兩個框架桿的兩側內表面的距離小于所述圓柱套的外徑，所述圓柱套外環面上對稱的銑出兩個平行的平面，該平面與所述兩個框架桿的內側表面平行且相鄰，其間通過銷軸滑塊機構連接，以此可構成限制所述圓柱套隨偏心傳動軸擺動運動的結構，從而帶動擺桿隨偏心傳動軸的轉動而擺動。這一優選方案可以使得本傳動機構的結構更加緊湊。進一步地，在擺桿長度方向上，所述兩個框架桿的側面開有長槽，相應地，在所述圓柱套的兩個平行的平面上開有圓孔，圓孔中插入固定銷軸，該銷軸上套有滑塊，滑塊與框架結構上的長槽配合，使得該滑塊能在該長槽內滑動。長槽的寬度與所述滑塊的相應尺寸匹配。如果轉動滑塊的固定角度，就可以使得擺桿與圓柱套軸線的角度變化。通過調整擺桿與圓柱套的相對角度位置，便可使擺桿軸線方向與水平面的夾角發生變化，從而調節梳齒機構與水平面的夾角，達到一定的傾斜程度。這是圓柱套和擺桿的一種具體連接結構。所述梳齒機構的形狀可以是任意的。所述梳齒機構中梳齒棒的數量也可以根據實際采摘需要進行選擇，使其最適合當前的采摘作業，而且更換方便快捷。另外，所述梳齒機構中的梳齒棒的材質也可以變化，以獲得大小不同的打擊力度。還有，可以在梳齒棒外面設置套層，例如梳齒棒為金屬材質，其外面套設橡膠套，這樣也可以調整擊打力度，應對不同果實的采摘。再有，若干梳齒棒的長度可以是相同的，也可以是不同的，例如，可以在兩個較長的梳齒棒之間加設較短的梳齒棒，這樣，適應疏密不同的果樹枝條的果實采摘。所述采摘頭單元之間的連接結構可以是：相鄰采摘頭單元中的所述傳動本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種果實采摘方法，其特征在于：通過輸出一旋轉運動偏心地驅動采摘頭，來擊打果樹枝條和/或果實，使得果樹枝條及果實產生擺動，當果實因擺動產生的慣性力大于其與枝條的結合力時，果實便能夠從枝條上脫落，完成果實的采摘工作；通過控制輸出旋轉運動的所述采摘頭的速度和/或距離回轉中心的距離/偏心距，使得果實因擺動所產生的慣性力介于熟果和青果與枝條的結合力之間，從而保證有效采摘熟果時青果不會被振落。

【技術特征摘要】
1.一種果實采摘方法，其特征在于：通過輸出一旋轉運動偏心地驅動采摘頭，來擊打果樹枝條和/或果實，使得果樹枝條及果實產生擺動，當果實因擺動產生的慣性力大于其與枝條的結合力時，果實便能夠從枝條上脫落，完成果實的采摘工作；
通過控制輸出旋轉運動的所述采摘頭的速度和/或距離回轉中心的距離/偏心距，使得果實因擺動所產生的慣性力介于熟果和青果與枝條的結合力之間，從而保證有效采摘熟果時青果不會被振落。
2.根據權利要求1所述的果實采摘方法，其特征在于：在所述果實采摘方法中，所述旋轉運動使得采摘頭的運動軌跡為一個空間的擺動運動。
3.根據權利要求1所述的果實采摘方法，其特征在于：該空間的擺動軌跡是：
由相交成設定角度的兩個平面上的兩個擺動運動合成的；或者，
由一個平面內的擺動運動和相交成設定角度的另一個平面內的直線或曲線運動合成的。
4.根據權利要求1所述的果實采摘方法，其特征在于：所述的設定角度是90°。
5.根據權利要求1所述的果實采摘方法，其特征在于：所述果實采摘方法是：采摘頭連接一圓柱凸輪，圓柱凸輪的轉動使得采摘頭實現一個沿圓柱凸輪軸線方向的往復運動，該圓柱凸輪偏心的連接在一動力源輸出回轉軸上，使得采摘頭又具有一擺動運動。
6.一種果實采摘設備，其特征在于：包括采摘頭和動力裝置，所述采摘頭包括至少一個采摘頭單元；
所述采摘頭單元，包括一殼體、一偏心圓柱凸輪機構和一梳齒機構，
所述殼體上設有兩個軸承座，定位和支撐一傳動軸；
所述偏心圓柱凸輪機構包括一圓柱凸輪和一擺桿，所述圓柱凸輪偏心地設置在所述傳動軸上，所述擺桿可在所述圓柱凸輪上的封閉的運動軌跡線結構上滑動地與所述圓柱凸輪連接，所述擺桿的一端通過球鉸結構與所述殼體的內壁連接，該擺桿的另一端伸出所述殼體，連接所述梳齒機構；
所述梳齒機構包括一橫梁，在該橫梁上設置若干梳齒棒，所述梳齒機構通過該橫梁連接在所述擺桿上；
所述采摘頭單元是一個或多個，其中的所述傳動軸伸出所述殼體，連接所述動力源的輸出轉軸和/或連接另一所述采摘頭上的傳動軸。
7.根據權利要求6所述的果實采摘設備，其特征在于：所述擺桿和所述殼體之間的球鉸結構是，在所述殼體內壁上固定一球鉸支座，所述擺桿的相應端為球頭端與球鉸支座匹配；和/或，
所述偏心圓柱凸輪機構，圓柱凸輪與動力輸入軸即傳動軸偏心對接，通過對其偏心量的調整便可實現輸出擺動運動水平方向上振幅的調節；和/或，
所述偏心圓柱凸輪機構，圓柱凸輪上的運動的軌跡線為螺旋線組合而成的封閉曲線；和/或，
所述偏心圓柱凸輪機構中，所述擺桿連接在一圓柱套上，該圓柱套套設在所述圓柱凸輪上且圓柱套的軸心與圓柱凸輪的軸心重合，即也與傳動軸的軸心具有一個偏心距，該圓柱套與圓柱凸輪的之間設置滑動連...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張偉，何海龍，陳東，金征，張前衛，
申請(專利權)人：國家林業局北京林業機械研究所，
類型：發明
國別省市：北京;11