CN107750640B - 一种用于自走式振动采收机的双树干自动夹持装置和方法 - Google Patents

一种用于自走式振动采收机的双树干自动夹持装置和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于自走式振动采收机的双树干自动夹持装置和方法，主要涉及果实的机械振动采收技术领域，由行走机构、旋转轴、振动发生器、后夹持杆、后压力传感器、两个中间压力传感器、两根中间夹持杆、中间夹持杆、中间压力传感器、前压力传感器和前夹持杆组成。四根夹持杆上均安装在振动发生器上并装有压力传感器，振动发生器通过旋转轴安装在行走机构的一侧。该自动夹持装置和方法结构简单、易于控制、性能可靠；通过机械振动果树树干，劳动强度低，实现成熟果实的大部分脱落；该机构不仅避免了果农爬树存在的人身风险，而且符合机械化要求的连续行走式作业；四根夹持杆可同时实现两棵果树果实的采摘，工作效率大大提高。

Description

一种用于自走式振动采收机的双树干自动夹持装置和方法
技术领域
本专利涉及果实的机械振动采收技术领域，具体涉及一种用于自走式振动采收机的双树干自动夹持装置和方法。
背景技术
中国作为传统农业大国，水果种类繁多，其生产价值及营养价值极其丰富。果园收获作业是果园生产全过程中最重要的环节，果实采收劳动强度大，用工量多。传统的人工采收方法每公顷需要几百个工时，占果园生产过程中用工量的50%左右，费时费力，且成本高；因此，果园收获机械化一直是国内外研究工作的重点。机械振动式采收机采用振摇法，是国外应用最多、适用性很好的机型。我国果园收获主要靠人工手摘和借助简单工具辅助，例如枣、樱桃、桃子、李子、苹果等矮化种植生产的水果多依靠手工采摘，其中部分实现了半机械化采摘。手工采摘不仅效率低，而且果农在爬树过程中存在人身危险。目前已有的机械化树干振动采收装置，需要人工辅助夹持树干，效率低，不符合连续行走式作业的要求。专利201610207249.9中提出了用于振动采收的树干自动夹持机构和方法，该机构保证了振动式采收的安全性且符合机械化要求的连续行走式作业，但该机构的采摘效率有待提高，且可能存在遗漏果树的错误。
有鉴于此，发明一种采摘效率高、劳动强度低；并且结构简单、易于控制、性能可靠且适应性好并具有市场推广价值的自走式用于振动采收的双树干自动夹持装置，是业内人士亟需解决的问题。
发明内容
针对上述背景技术中的不足，本专利提出了一种用于自走式振动采收机的双树干自动夹持装置，能解决现有的机械振动树干采摘装置的不足。本专利包括行走机构1、旋转轴2、振动发生器3、后夹持杆4、后压力传感器5、中间压力传感器一6、中间夹持杆一7、中间夹持杆二8、中间压力传感器二9、前压力传感器10和前夹持杆11。其特征是：前夹持杆11、中间夹持杆一7、中间夹持杆二8和后夹持杆4安装在振动发生器3上，各夹持杆均可伸缩和前后移动，前压力传感器10安装在前夹持杆11上、中间压力传感器二9安装在中间夹持杆二8上、中间压力传感器一6安装在中间夹持杆一7上、后压力传感器5安装在后夹持杆4上，振动发生器3通过旋转轴2安装在行走机构1的一侧。
本专利的优点：该自动夹持装置和方法结构简单、易于控制、性能可靠；通过机械振动果树树干，劳动强度低，实现成熟果实的大部分脱落；该机构不仅避免了果农爬树存在的人身风险，而且符合机械化要求的连续行走式作业；四根夹持杆可同时实现两棵果树果实的采摘，工作效率大大提高。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本专利进一步详细的说明。
图1是双树干自动夹持机构的整体结构示意图；
图2是旋转轴旋转180°后双树干自动夹持机构的整体结构示意图。
以下是图中各部件标号：行走机构1、旋转轴2、振动发生器3、后夹持杆4、后压力传感器5、中间压力传感器一6、中间夹持杆一7、中间夹持杆二8、中间压力传感器二9、前压力传感器10、前夹持杆11。
实施方式
如图1所示，本专利的一种用于自走式振动采收机的双树干自动夹持装置和方法，包括行走机构1、旋转轴2、振动发生器3、后夹持杆4、后压力传感器5、中间压力传感器一6、中间夹持杆一7、中间夹持杆二8、中间压力传感器二9、前压力传感器10和前夹持杆11。前压力传感器10与后压力传感器5之间的距离略大于两棵果树之间的距离，小于三棵果树之间的距离，以保证四根夹持杆能同时作用在两棵果树上。行走机构1行走的速度与旋转轴的转速满足一定关系：旋转轴2转动180°所用的时间与行走机构行走距离L所用的时间相等，行走机构的行走距离L就是振动发生器的长度。
具体工作过程：行走机构1从行头或行尾出发，前夹持杆11和中间夹持杆一7和中间夹持杆二8均处于收缩状态，后夹持杆4处于伸长状态，当后夹持杆4触碰到果树树干，后压力传感器5检测到压力变化后，行走装置1暂停向前运动，前夹持杆11伸出，当触碰到第二棵果树树干，前压力传感器10检测到压力变化后，中间夹持杆一7和中间夹持杆二8同时伸出并且分别向着前后夹持杆靠拢，当四根夹持杆将两棵果树树干用力夹持并达到设定的压紧力后停止，振动发生器3在与夹持杆相垂直的方向振动，使果实脱落，振动一定时间后，后夹持杆4与中间夹持杆一7和中间夹持杆二8同时收缩，前夹持杆11继续保持伸长状态，行走装置1向前行进的同时，旋转轴2带动夹持部分旋转180°。如图2所示，前夹持杆11与后夹持杆4位置相互改变，即此时处于伸长状态的为前加持杆11，行走装置1继续向前运动，当前加持杆11触碰到果树树干，前压力传感器10检测到压力变化后，行走装置1暂停向前运动，后夹持杆4伸出并向后运动，当触碰到第二棵果树树干，后压力传感器5检测到压力变化后，中间夹持杆一7和中间夹持杆二8同时伸出并且分别向着前后夹持杆靠拢，当四根夹持杆将两棵果树树干用力夹持并达到设定的压紧力后停止，振动发生器3在与夹持杆相垂直的方向振动，使果实脱落，振动一定时间后，前夹持杆11与中间夹持杆一7和中间夹持杆二8同时收缩，后夹持杆4继续保持伸长状态，准备下一次的果树树干的检测。
若该行果树的数目为偶数，则可直接依据上述过程完成该行果树的采摘；若该行果树的数目为奇数，则对于最后一棵果树应另外处理：当前夹持杆11触碰到果树树干，前压力传感器检测到压力变化后，行走机构1暂停向前运动，后夹持杆4伸出并向前夹持杆11方向运动，当后夹持杆4移动至中间夹持杆一7位置，后压力传感器5仍未检测到压力时，可判断该行仅剩一棵果树，此时中间夹持杆二8直接伸出前夹持杆11靠拢，当夹持树干的两根夹持杆将果树树干用力夹持并达到设定的压紧力后停止，振动发生器3在与夹持杆相垂直的方向振动，使果实脱落，完成该果树的采摘。

Claims (1)

1.一种用于自走式振动采收机的双树干自动夹持装置，由行走机构（1）、旋转轴（2）、振动发生器（3）、后夹持杆（4）、后压力传感器（5）、中间压力传感器一（6）、中间夹持杆一（7）、中间夹持杆二（8）、中间压力传感器二（9）、前压力传感器（10）和前夹持杆（11）组成；其特征是：前夹持杆（11）、中间夹持杆一（7）、中间夹持杆二（8）和后夹持杆（4）安装在振动发生器（3）上，各夹持杆均可伸缩和前后移动，前压力传感器（10）安装在前夹持杆（11）上、中间压力传感器二（9）安装在中间夹持杆二（8）上、中间压力传感器一（6）安装在中间夹持杆一（7）上、后压力传感器（5）安装在后夹持杆（4）上，振动发生器（3）通过旋转轴（2）安装在行走机构（1）的一侧；所述的前压力传感器（10）与后压力传感器（5）之间的距离略大于两棵果树之间的距离，小于三棵果树之间的距离，以保证四根夹持杆能同时作用在两棵果树上；行走机构（1）行走的速度与旋转轴的转速满足一定关系：旋转轴（2）转动180°所用的时间与行走机构行走距离L所用的时间相等，行走机构的行走距离L就是振动发生器的长度；该装置的使用方法为：行走机构（1）从行头或行尾出发，前夹持杆（11）和中间夹持杆一（7）和中间夹持杆二（8）均处于收缩状态，后夹持杆（4）处于伸长状态，当后夹持杆（4）触碰到果树树干，后压力传感器（5）检测到压力变化后，行走机构（1）暂停向前运动，前夹持杆（11）伸出，当触碰到第二棵果树树干，前压力传感器（10）检测到压力变化后，中间夹持杆一（7）和中间夹持杆二（8）同时伸出并且分别向着前后夹持杆靠拢，当四根夹持杆将两棵果树树干用力夹持并达到设定的压紧力后停止，振动发生器（3）在与夹持杆相垂直的方向振动，使果实脱落，振动一定时间后，后夹持杆（4）与中间夹持杆一（7）和中间夹持杆二（8）同时收缩，前夹持杆（11）继续保持伸长状态，行走机构（1）向前行进的同时，旋转轴（2）带动夹持部分旋转180°，前夹持杆（11）与后夹持杆（4）位置相互改变，即此时处于伸长状态的为前夹持杆（11），行走机构（1）继续向前运动，当前夹持杆（11）触碰到果树树干，前压力传感器（10）检测到压力变化后，行走机构（1）暂停向前运动，后夹持杆（4）伸出并向后运动，当触碰到第二棵果树树干，后压力传感器（5）检测到压力变化后，中间夹持杆一（7）和中间夹持杆二（8）同时伸出并且分别向着前后夹持杆靠拢，当四根夹持杆将两棵果树树干用力夹持并达到设定的压紧力后停止，振动发生器（3）在与夹持杆相垂直的方向振动，使果实脱落，振动一定时间后，前夹持杆（11）与中间夹持杆一（7）和中间夹持杆二（8）同时收缩，后夹持杆（4）继续保持伸长状态，准备下一次的果树树干的检测；若该行果树的数目为偶数，则可直接依据上述过程完成该行果树的采摘；若该行果树的数目为奇数，则对于最后一棵果树应另外处理：当后夹持杆（4）触碰到果树树干，后压力传感器检测到压力变化后，行走机构（1）暂停向前运动，前夹持杆（11）伸出并向后夹持杆（4）方向运动，当前夹持杆（11）移动至中间夹持杆一（7）位置，前压力传感器（10）仍未检测到压力时，可判断该行仅剩一棵果树，此时中间夹持杆二（8）直接伸出并且分别向后夹持杆（4）靠拢，当夹持树干的两根夹持杆将果树树干用力夹持并达到设定的压紧力后停止，振动发生器（3）在与夹持杆相垂直的方向振动，使果实脱落，完成该果树的采摘。
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