CN110946005B - 一种丘陵山地果园采收平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种丘陵山地果园采收平台，包括履带底盘总成、调平机构、升降机构、作业平台、操控台，调平机构固定在履带底盘总成上方，作业平台通过升降机构与调平机构相连，操作台设置在作业平台前部侧边；调平机构包括前后调平框架、左右调平框架，调平机构前后侧分别设有前装载机构、后装载机构。本发明提供的丘陵山地果园采收平台，具有能够控制多向行走的履带式底盘，能够沿X轴方向、Y轴方向任意调节的调平机构，提供高度调节的升降机构，方便采收果实的作业平台和装载机构，极大地减轻了劳动强度，提高了采摘效率。

Description

一种丘陵山地果园采收平台

技术领域

本发明涉及农用机械技术领域，具体涉及一种丘陵山地果园采收平台。

背景技术

我国是世界第一大水果生产国和消费国。2018年全国水果种植面积约为1187.5万公顷，其中柑橘、苹果种植面积占水果种植总面积的30%。水果采收作业主要依靠人工完成，劳动强度高、时间长。随着现代化果园的改造及农业机械化的普及，半自动化自走式液压升降采摘作业平台的应用极大地减轻了劳动强度，提高了采摘效率。但我国幅员辽阔，很大一部分的水果种植位于丘陵山地地区。由于果园地貌复杂、地势高低不平，不具备调平功能的果园作业机械很难应用于丘陵山地地区，陡坡使用机具易发生失稳、倾翻等危险，对人员造成极大的安全隐患。CN107810715A公布的一种丘陵山地果园采收平台的全向姿态调整机构能够实现采收平台的调平功能，但其横向调整机构油缸与主机架相连，机架中部空间无法有效利用，发动机只能置于平台外侧，即便置于平台内侧也会造成平台初始高度升高，不便于使用。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种丘陵山地果园采收平台，极大地减轻了劳动强度，提高了采摘效率，确保人员的安全性。

技术方案：本发明所述丘陵山地果园采收平台，包括履带底盘总成、调平机构、升降机构、作业平台、操控台，所述调平机构固定在履带底盘总成上方，所述作业平台通过升降机构与调平机构相连，所述操控台设置在作业平台前部侧边；所述履带底盘总成包括底盘机架、发动机、第一柱塞泵、第二柱塞泵、第一液压马达、第二液压马达以及对称设置在底盘机架两侧的履带轮，所述发动机设置在底盘机架中部，所述发动机的飞轮轴与第一柱塞泵、第二柱塞泵直连，所述第一柱塞泵、第二柱塞泵分别与第一液压马达、第二液压马达相连，所述第一液压马达、第二液压马达分别带动两侧的履带轮行走；所述调平机构包括前后调平框架、左右调平框架，所述前后调平框架左右两侧分别通过X轴主销与所述底盘机架中部铰接相连，两侧X轴主销对应位置均设有前后调平油缸，所述前后调平油缸同步运动驱动前后调平框架绕铰接点运动，所述左右调平框架内前后侧分别设有油缸支架和弹簧缓冲支架，所述油缸支架、弹簧缓冲支架通过Y轴主销与前后调平框架前后端分别铰接相连，所述油缸支架在铰接点两侧均设有左右调平油缸，所述左右调平油缸异步运动驱动左右调平框架绕铰接点运动；所述调平机构前后侧分别设有前装载机构、后装载机构，前装载机构、后装载机构均包括装载支架、举升底座、举升油缸、滑道、限位轮，所述装载支架与左右调平框架固定相连，所述举升底座通过举升油缸与装载支座铰接相连，所述滑道安装在举升底座上，所述限位轮设置在滑道最外侧，所述举升油缸带动举升底座上下运动使滑道对齐在所述作业平台边缘。

进一步地，所述升降机构包括外支架、内支架、升降油缸，外支架与内支架铰接形成剪刀叉结构；所述升降油缸的底部支座与外支架的横梁铰接、顶部支座与内支架的横梁铰接，所述外支架底端与所述左右调平框架铰接、顶端与所述作业平台底部凹槽滑动连接，所述内支架底端与所述左右调平框架顶部凹槽滑动连接、顶端与所述作业平台铰接。

进一步地，所述作业平台包括底部平台、四周护栏、双滑轨，四周护栏包括两侧的长护栏、前后的短护栏以及与长护栏端部相连并向短护栏方向伸长的扩展护栏，底部平台包括与短护栏相连的主平台以及设于主平台两侧与长护栏相连的第一扩展平台、第二扩展平台，短护栏上设有能够沿其垂直滑动的进出口挡杆，双滑轨设置在所述底部平台上面；主平台两端设有U型槽、中部间隔分布有两个背靠背设置的C型钢，U型槽两个侧边设有呈中心对称的两对导轮；第一扩展平台、第二扩展平台对应主平台U型槽的位置设有C型钢，对应主平台背靠背C型钢的位置设有两个并列的方管；第一扩展平台、第二扩展平台分别连接有第一扩展油缸、第二扩展油缸，第一扩展平台、第二扩展平台的C型钢背靠背相抵后插入所述主平台的U型槽处并在第一扩展油缸、第二扩展油缸的驱动下各沿一侧边的导轮滑动，第一扩展平台、第二扩展平台的方管沿主平台的背靠背C型钢滑动。

进一步地，所述作业平台还设有防撞头机构，所述防撞头机构为长方形框架、倒挂于所述作业平台底部四周，所述作业平台底部前后分别设有对应于所述防撞头机构的行程开关。

进一步地，所述操控台包括操作面板、控制器、双轴手柄，操作面板、双轴手柄均通过CAN总线与控制器相连，控制器设有4路电流模拟量输出分别与第一柱塞泵的正向接口、反向接口、第二柱塞泵的正向接口、反向接口相连。

进一步地，所述作业平台底部设有传感器，传感器用于采集作业平台相对于水平面的X轴倾斜角度、Y轴倾斜角度并传输至控制器，控制器根据X轴倾斜角度、Y轴倾斜角度分别生成前后PID信号、左右PID信号，前后PID信号通过前后比例阀控制前后调平油缸动作实现作业平台前后方向的调节，左右PID信号通过左右比例阀控制左右调平油缸动作实现作业平台左右方向的调节。

进一步地，所述发动机与齿轮泵相连，齿轮泵与开关阀以及所述前后比例阀、左右比例阀相连，开关阀与五联阀相连，五联阀与升降油缸、前举升油缸、后举升油缸、第一扩展油缸、第二扩展油缸分别相连；按键模块用于输入油缸控制信号，油缸控制信号经所述控制器处理后生成驱动信号控制开关阀、五联阀的通断实现相应油缸的动作。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供的丘陵山地果园采收平台，具有能够控制多向行走的履带式底盘，能够沿X轴方向、Y轴方向任意调节的调平机构，提供高度调节的升降机构，方便采收果实的作业平台和装载机构，极大地减轻了劳动强度，提高了采摘效率，确保人员的安全性。通过角度传感器采集作业平台角度，控制器进行调平机构自动控制，采收平台位于坡道工作时，可实现上部平台的相对水平状态，确保平台上人员的人身安全，同时采收平台还能实现平台上升/下降，前后装载上升/下降等功能。通过双轴手柄控制履带式底盘前进，方便操作人员单手实现前进、后退、各个角度转向，操作安全可靠。

前后装载机构的滑道与作业平台上双滑轨组成果箱移动通道，车辆在果树行间行走时，便于果箱从前装载机构进入作业平台，待作业完成后，从后装载机构卸载至地面。前装载机构滑道降落至地面时与地面有一定倾角，空果箱装入后，通过限位轮限制空果箱滑出滑道，待前装载机构滑道上升至与作业平台上双滑轨对接时，前装载机构滑道与地面反向倾斜，空果箱随重力缓慢滑动至作业平台上滑轨，待作业完成后，满果箱推至后装载机构滑道上，当后装载机构滑道下降至于地面接触时，自动解除限位轮限制，满果箱随重力缓慢落至地面上。

本发明通过巧妙布局，平台离地高度仅为1.2米，平台作业范围在1.2-2.7米高度内自由调节，满足不同水果平台的采摘需求。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中履带底盘总成与调平机构的前向倾斜结构示意图；

图3为本发明中履带底盘总成与调平机构的后向倾斜结构示意图；

图4为本发明中调平机构的结构示意图；

图5为本发明前后调节的状态示意图；

图6为本发明左右调节的状态示意图；

图7为本发明中主平台的结构示意图；

图8为本发明中扩展平台的结构示意图；

图9为扩展平台收缩后的状态示意图；

图10为扩展平台展开后的状态示意图。

图中：1、履带底盘总成，2、调平机构，3、升降机构，4、作业平台，5、操控台，6、X轴主销，7、Y轴主销，11、底盘机架，12、调平支架底座，21、前后调平框架，22、左右调平框架，23、油缸支架，24、弹簧缓冲支架，41、U型槽，42、背靠背C型钢，43、短护栏，44、进出口挡杆，45、扩展护栏，46、长护栏，47、C型钢，48、方管。

具体实施方式

下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：如图1至图10所示的丘陵山地果园采收平台，包括履带底盘总成1、调平机构2、升降机构3、作业平台4、操控台5；

履带底盘总成1包括底盘机架11、发动机、第一柱塞泵、第二柱塞泵、第一液压马达、第二液压马达、两侧履带轮；第一柱塞泵、第二柱塞泵沿发动机飞轮轴线方向排布，第一柱塞泵与第一液压马达相连，第二柱塞泵与第二液压马达相连，第一液压马达、第二液压马达分别带动两侧的履带轮行走；

调平机构包括前后调平框架21、左右调平框架22，前后调平框架21左右两侧分别通过X轴主销6、调平支架底座12与底盘机架11中部铰接相连，两侧X轴主销6对应位置均设有前后调平油缸，前后调平油缸同步运动驱动前后调平框架21绕铰接点运动，左右调平框架22内前后侧分别设有油缸支架和弹簧缓冲支架，油缸支架、弹簧缓冲支架通过Y轴主销7与前后调平框架前后端分别铰接相连，油缸支架在铰接点两侧均设有左右调平油缸，左右调平油缸异步运动驱动左右调平框架绕铰接点运动。前后调平框架21与底盘机架11由前后调平油缸驱动，前后调平油缸为2只，位于X轴铰接点同侧分布，前后调平油缸同步运动；左右调平框架22与前后调平框架21由左右调平油缸驱动，左右调平油缸为2只，位于Y轴铰接点两侧对称分布，左右调平油缸异步运动。

升降机构3由外支架和内支架铰接形成剪刀叉结构，升降油缸底部支座与外支架的横梁铰接，顶部支座与内支架的横梁铰接。外支架底端与左右调平框架铰接、顶端与作业平台底部凹槽滑动连接，内支架底端与左右调平框架凹槽滑动连接，顶端与作业平台铰接。

调平机构2前后分别连接有前装载机构、后装载机构，前装载机构、后装载机构均包括装载支架、举升底座、举升油缸、滑道、限位轮，所述装载支架与左右调平框架固定相连，所述举升底座通过举升油缸与装载支座铰接相连，所述滑道安装在举升底座上，所述举升油缸带动举升底座上下运动使滑道对齐在所述作业平台边缘。限位轮位于滑道最外侧，悬空时用于限位果箱，当限位轮接触地面以后自行顶开，与滑道水平，果箱依靠自身重力沿滑道滑至地面。前后装载机构的滑道与作业平台上双滑轨组成果箱移动通道，车辆在果树行间行走时，便于果箱从前装载机构进入作业平台，待作业完成后，从后装载机构卸载至地面。前装载机构滑道降落至地面时与地面有一定倾角，空果箱装入后，通过限位轮限制空果箱滑出滑道，待前装载机构滑道上升至与作业平台上双滑轨对接时，前装载机构滑道与地面反向倾斜，空果箱随重力缓慢滑动至作业平台上滑轨，待作业完成后，满果箱推至后装载机构滑道上，当后装载机构滑道下降至于地面接触时，自动解除限位轮限制，满果箱随重力缓慢落至地面上。

作业平台4包含四周护栏、双滑轨、第一扩展平台、第二扩展平台和防撞头机构，四周护栏包括两侧的长护栏、前后的短护栏以及与长护栏端部相连并向短护栏方向伸长的扩展护栏，底部平台包括与短护栏相连的主平台以及设于主平台两侧与长护栏相连的第一扩展平台、第二扩展平台，双滑轨设置在所述底部平台上底面，短护栏上设有能够沿其垂直滑动的进出口挡杆，平时档杆位于中间位置，用于防护人员安全，当果箱需要进出平台时，将挡杆提升至最高处，形成进出口通道。防撞头机构为长方形框架，通过4根螺栓倒挂在作业平台底部，防撞头机构前后两侧分别有一个行程开关，当平台降低时人员碰到防撞头机构，位移触发行程开关，使升降机构紧急停车，保障人员的安全。主平台两端设有U型槽41、中部间隔分布有两个背靠背设置的C型钢42，U型槽41两个侧边设有呈中心对称的两对导轮；第一扩展平台、第二扩展平台对应主平台U型槽41的位置设有C型钢47，对应主平台背靠背C型钢42的位置设有两个并列的方管48；第一扩展平台、第二扩展平台分别连接有第一扩展油缸、第二扩展油缸，第一扩展平台、第二扩展平台的C型钢47背靠背相抵后插入主平台的U型槽41处并在第一扩展油缸、第二扩展油缸的驱动下各沿一侧边的导轮滑动，第一扩展平台、第二扩展平台的方管48沿主平台的背靠背C型钢42滑动。

作业平台4底部设有传感器，传感器用于采集作业平台相对于水平面的X轴倾斜角度、Y轴倾斜角度并传输至控制器，控制器根据X轴倾斜角度、Y轴倾斜角度分别生成前后PID信号、左右PID信号，前后PID信号通过前后比例阀控制前后调平油缸动作实现作业平台前后方向的调节，左右PID信号通过左右比例阀控制左右调平油缸动作实现作业平台左右方向的调节。

发动机与齿轮泵相连，齿轮泵与开关阀以及前后比例阀、左右比例阀相连，开关阀与五联阀相连，五联阀与升降油缸、前后举升油缸、第一扩展油缸、第二扩展油缸分别相连；按键模块用于输入油缸控制信号，油缸控制信号经控制器处理后生成驱动信号控制开关阀、五联阀的通断实现相应油缸的动作。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (5)

1.一种丘陵山地果园采收平台，其特征在于：包括履带底盘总成、调平机构、升降机构、作业平台、操控台，所述调平机构固定在履带底盘总成上方，所述作业平台通过升降机构与调平机构相连，所述操控台设置在作业平台前部侧边；所述履带底盘总成包括底盘机架、发动机、第一柱塞泵、第二柱塞泵、第一液压马达、第二液压马达以及对称设置在底盘机架两侧的履带轮，所述发动机设置在底盘机架中部，所述发动机的飞轮轴与第一柱塞泵、第二柱塞泵直连，所述第一柱塞泵、第二柱塞泵分别与第一液压马达、第二液压马达相连，所述第一液压马达、第二液压马达分别带动两侧的履带轮行走；所述调平机构包括前后调平框架、左右调平框架，所述前后调平框架左右两侧分别通过X轴主销与所述底盘机架中部铰接相连，两侧X轴主销对应位置均设有前后调平油缸，所述前后调平油缸同步运动驱动前后调平框架绕铰接点运动，所述左右调平框架内前后侧分别设有油缸支架和弹簧缓冲支架，所述油缸支架、弹簧缓冲支架通过Y轴主销与前后调平框架前后端分别铰接相连，所述油缸支架在铰接点两侧均设有左右调平油缸，所述左右调平油缸异步运动驱动左右调平框架绕铰接点运动；所述调平机构前后侧分别设有前装载机构、后装载机构，前装载机构、后装载机构均包括装载支架、举升底座、举升油缸、滑道、限位轮，所述装载支架与左右调平框架固定相连，所述举升底座通过举升油缸与装载支座铰接相连，所述滑道安装在举升底座上，所述限位轮设置在滑道最外侧，所述举升油缸带动举升底座上下运动使滑道对齐在所述作业平台边缘；

所述升降机构包括外支架、内支架、升降油缸，外支架与内支架铰接形成剪刀叉结构；所述升降油缸的底部支座与外支架的横梁铰接、顶部支座与内支架的横梁铰接，所述外支架底端与所述左右调平框架铰接、顶端与所述作业平台底部凹槽滑动连接，所述内支架底端与所述左右调平框架顶部凹槽滑动连接、顶端与所述作业平台铰接；

所述作业平台包括底部平台、四周护栏、双滑轨，四周护栏包括两侧的长护栏、前后的短护栏以及与长护栏端部相连并向短护栏方向伸长的扩展护栏，底部平台包括与短护栏相连的主平台以及设于主平台两侧与长护栏相连的第一扩展平台、第二扩展平台，短护栏上设有能够沿其垂直滑动的进出口挡杆，双滑轨设置在所述底部平台上面；主平台两端设有U型槽、中部间隔分布有两个背靠背设置的C型钢，U型槽两个侧边设有呈中心对称的两对导轮；第一扩展平台、第二扩展平台对应主平台U型槽的位置设有C型钢，对应主平台背靠背C型钢的位置设有两个并列的方管；第一扩展平台、第二扩展平台分别连接有第一扩展油缸、第二扩展油缸，第一扩展平台、第二扩展平台的C型钢背靠背相抵后插入所述主平台的U型槽处并在第一扩展油缸、第二扩展油缸的驱动下各沿一侧边的导轮滑动，第一扩展平台、第二扩展平台的方管沿主平台的背靠背C型钢滑动。

2.根据权利要求1所述的丘陵山地果园采收平台，其特征在于：所述作业平台还设有防撞头机构，所述防撞头机构为长方形框架、倒挂于所述作业平台底部四周，所述作业平台底部前后分别设有对应于所述防撞头机构的行程开关。

3.根据权利要求1所述的丘陵山地果园采收平台，其特征在于：所述操控台包括操作面板、控制器、双轴手柄，操作面板、双轴手柄均通过CAN总线与控制器相连，控制器设有4路电流模拟量输出分别与第一柱塞泵的正向接口、反向接口、第二柱塞泵的正向接口、反向接口相连。

4.根据权利要求3所述的丘陵山地果园采收平台，其特征在于：所述作业平台底部设有传感器，传感器用于采集作业平台相对于水平面的X轴倾斜角度、Y轴倾斜角度并传输至控制器，控制器根据X轴倾斜角度、Y轴倾斜角度分别生成前后PID信号、左右PID信号，前后PID信号通过前后比例阀控制前后调平油缸动作实现作业平台前后方向的调节，左右PID信号通过左右比例阀控制左右调平油缸动作实现作业平台左右方向的调节。

5.根据权利要求4所述的丘陵山地果园采收平台，其特征在于：所述发动机与齿轮泵相连，齿轮泵与开关阀以及所述前后比例阀、左右比例阀相连，开关阀与五联阀相连，五联阀与升降油缸、前举升油缸、后举升油缸、第一扩展油缸、第二扩展油缸分别相连；按键模块用于输入油缸控制信号，油缸控制信号经所述控制器处理后生成驱动信号控制开关阀、五联阀的通断实现相应油缸的动作。