CN117441489B - 一种果实收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种果实收集装置，由伞驱动机构及伞控制机构驱动、控制收集伞的开合，伞驱动机构及伞控制机构工作时由电机驱动主动曲柄转动进而带动第一双圆柱销曲柄及第一槽轮转动，主动曲柄的转动通过大连杆、滑块及小连杆驱动从动曲柄转动，从动曲柄的转动带动第二双圆柱销曲柄及第二槽轮转动，第一槽轮、第二槽轮的转动驱动所述驱动伞骨杆以及从动伞骨杆以远离或靠近固定伞骨杆的方向转动进而实现收集伞的开合。本发明的果实收集装置不仅能够实现果实收集的机械化、减小工人劳动强度，同时因其收集伞的驱动不需要设置液压系统，结构简单、整机重量轻、体积小、便于操作，从而降低了采收成本、提高了果实收获效率。

Description

一种果实收集装置

技术领域

本发明涉及果实收获技术领域，尤其涉及一种果实收集装置。

背景技术

果实收获是果树种植中的最后一道工序，有较强的时效性。在收获季节，需要大量劳动力在较短时间内完成果实的采摘、收集作业，存在工人劳动强度大、采收效率低、作业成本高等问题。为了减轻工人劳动强度、提升采收效率，目前研发出了一些机械化的采收设备，其收集果实时采用树下“撑伞”的方式，由设备的驱动机构撑开收集伞的伞面，使树上掉落或震落的果实落到撑开的伞面上进行收集。

对于采收设备，公开号为CN112075207A、公开日为2020年12月15日的专利申请公开了一种环抱式振动采收机，公开号为CN112075206A、公开日为2020年12月15日的专利申请公开了一种悬挂夹持振动采收机，公开号为CN112088654A、公开日为2020年12月18日的专利申请公开了一种果实采收机，上述采收机均采用钢丝绳、绳轮和液压缸驱动收集伞，结构较为复杂。公开号为CN115226492A、公开日为2022年10月25日的专利申请公开了一种刺梨采收机，其收集伞机构通过齿轮、齿条和液压缸等驱动，同样需要液压系统，结构较为复杂。上述专利申请公开的采收机，其收集伞的驱动都采用液压和机械结构相结合，使得采收设备需配置一套液压系统，存在结构复杂，增加了整机重量、体积和成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种果实收集装置，以解决目前现有的果实采收设备收集伞的驱动需要利用液压系统，导致果实收集装置结构复杂的技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采取以下方案来实现：

一种果实收集装置，包括车架以及安装在车架上的收集伞，收集伞包括两个半伞机构，其特征在于：每个半伞机构均包括通过柔性伞面相互连接的固定伞骨杆、驱动伞骨杆以及从动伞骨杆，固定伞骨杆固定连接在车架上，驱动伞骨杆、从动伞骨杆转动连接在车架上；

车架上安装有伞驱动机构及伞控制机构，伞驱动机构包括电机、与电机的输出轴同转轴固定连接的主动曲柄、与主动曲柄铰接的大连杆、与大连杆铰接的小连杆以及与小连杆铰接的从动曲柄，大连杆的下方铰接有滑块，滑块滑动安装在车架上；

伞控制机构包括与主动曲柄同转轴固定连接的第一双圆柱销曲柄、与第一双圆柱销曲柄相配合连接的第一槽轮、与从动曲柄同转轴固定连接的第二双圆柱销曲柄、与第二双圆柱销曲柄相配合的第二槽轮；两个半伞机构的驱动伞骨杆分别与第一槽轮、第二槽轮同转轴连接；第一槽轮、第二槽轮的转动能够驱动所述驱动伞骨杆以及从动伞骨杆以远离或靠近固定伞骨杆的方向转动进而实现收集伞的开合。

进一步的：所述车架上固定连接有用于安装伞骨杆的伞骨杆支撑杆以及用于安装伞驱动机构和伞控制机构的驱动控制机构支撑杆；

每个半伞机构均包括转动安装在伞骨杆支撑杆上的伞骨轴，两个半伞机构的伞骨轴分别与第一槽轮、第二槽轮同心固定连接，第一槽轮、第二槽轮的转动能够带动伞骨轴转动；固定伞骨杆以及从动伞骨杆套装于伞骨轴上，从动伞骨杆能够绕伞骨轴转动，驱动伞骨杆与伞骨轴周向固定连接并能够随伞骨轴的转动而转动；

电机驱动主动曲柄转动进而带动第一双圆柱销曲柄及第一槽轮转动，主动曲柄的转动通过大连杆、滑块及小连杆驱动所述从动曲柄转动，从动曲柄的转动带动第二双圆柱销曲柄及第二槽轮转动，第一槽轮、第二槽轮的转动通过伞骨轴驱动所述驱动伞骨杆以远离或靠近所述固定伞骨杆的方向转动，驱动伞骨杆的转动通过柔性伞面带动从动伞骨杆以远离或靠近固定伞骨杆的方向转动。

进一步的：所述驱动伞骨杆呈折弯型且包括折弯段与拼合段，所述折弯段的一端与所述伞骨轴周向固定连接，另一端与所述拼合段固定连接，当收集伞撑开至极限位置时，两个半伞机构驱动伞骨杆的拼合段处于拼合状态。

进一步的：所述第一槽轮、第二槽轮上固定连接有限位销，所述驱动控制机构支撑杆上固定有与所述限位销相配合的限位柱。

进一步的：每个半伞机构均包括一根设置在顶端的固定伞骨杆、一根设置在底端的驱动伞骨杆以及多根安装在固定伞骨杆与驱动伞骨杆之间的从动伞骨杆。

进一步的：所述驱动控制机构支撑杆安装在所述伞骨杆支撑杆的下方，且所述驱动控制机构支撑杆与所述伞骨杆支撑杆平行设置。

进一步的：所述主动曲柄、大连杆、小连杆、从动曲柄、滑块以及伞控制机构均安装在所述驱动控制机构支撑杆的内部。

进一步的：所述主动曲柄、大连杆、小连杆、从动曲柄以及伞控制机构均安装在所述驱动控制机构支撑杆内部的安装面上，所述滑块滑动安装在所述驱动控制机构支撑杆内部的滑槽中。

进一步的：所述主动曲柄、大连杆、小连杆、从动曲柄以及伞控制机构均安装在所述驱动控制机构支撑杆的上表面，所述滑块滑动安装在所述驱动控制机构支撑杆上表面的滑槽中。

进一步的：所述电机固定在所述驱动控制机构支撑杆的下表面。

本发明的果实收集装置由伞驱动机构及伞控制机构驱动、控制收集伞的开合，伞驱动机构及伞控制机构工作时由电机驱动主动曲柄转动进而带动第一双圆柱销曲柄及第一槽轮转动，主动曲柄的转动通过大连杆、滑块及小连杆驱动从动曲柄转动，从动曲柄的转动带动第二双圆柱销曲柄及第二槽轮转动，第一槽轮、第二槽轮的转动驱动所述驱动伞骨杆以及从动伞骨杆以远离或靠近固定伞骨杆的方向转动进而实现收集伞的开合。可见本发明的果实收集装置不仅能够实现果实收集的机械化、减小工人劳动强度，同时因其收集伞的驱动不需要设置液压系统，结构简单、整机重量轻、体积小、便于操作，从而降低了采收成本、提高了果实收获效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一果实收集装置的结构示意图；

图2是图1的A处放大图；

图3是本发明实施例一果实收集装置的驱动控制机构支撑杆的内部结构示意图，示出了伞驱动机构及伞控制机构；

图4是本发明实施例一果实收集装置的收集伞展开至极限位置时的部分结构示意图；

图5是本发明实施例二果实收集装置的驱动控制机构支撑杆的内部结构示意图，示出了伞驱动机构及伞控制机构；

图6是图5的B处放大图；

主要标件与标号：

车架：1；伞骨杆支撑杆：11；驱动控制机构支撑杆：12；滑槽：121；限位柱：122；安装面：123；U型开口：13；安装件：14；

伞骨轴：21；固定伞骨杆：221；驱动伞骨杆：222；折弯段：2221；拼合段：2222；从动伞骨杆：223；

电机：31；主动曲柄：32；大连杆：33；小连杆：34；从动曲柄：35；滑块：36；

第一双圆柱销曲柄：41；第一槽轮：42；限位销：421；第二双圆柱销曲柄：43；第二槽轮：44；

树干：5。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚地展示，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

图1、图2为本实施例果实收集装置的结构图，如图1、2所示，果实收集装置包括车架1以及安装在车架1上的收集伞，收集伞包括两个半伞机构，两个半伞机构结构相同且对称设置，两个半伞机构展开后能够拼合成所述收集伞，每个半伞机构均包括通过柔性伞面相互连接的固定伞骨杆221、驱动伞骨杆222以及从动伞骨杆223，固定伞骨杆221固定连接在车架1上，驱动伞骨杆222、从动伞骨杆223转动连接在车架1上，两个半伞机构的柔性伞面打开之后形成供果实掉落的收集面。

车架1上安装有示出在图3中的伞驱动机构及伞控制机构，伞驱动机构用于驱动所述驱动伞骨杆222的运动，伞控制机构用于控制驱动伞骨杆222的运动，伞驱动机构包括电机31，电机31的输出轴上同转轴固定连接有主动曲柄32的一端，主动曲柄32的另一端铰接有大连杆33的一端，大连杆33的另一端铰接有小连杆34的一端，小连杆34的另一端铰接有从动曲柄35的一端，大连杆33的中部下方铰接有滑块36，滑块36滑动安装在车架1的滑槽121中。

如图3所示，伞控制机构包括与主动曲柄32同转轴固定连接的第一双圆柱销曲柄41、与第一双圆柱销曲柄41相配合连接并转动安装在车架1上的第一槽轮42、与从动曲柄35的另一端同转轴固定连接的第二双圆柱销曲柄43、与第二双圆柱销曲柄43相配合连接并转动安装在车架1的第二槽轮44；其中一个半伞机构的驱动伞骨杆222与第一槽轮42同转轴且周向固定连接，另一个半伞机构的驱动伞骨杆222与第二槽轮44同转轴且周向固定连接。

本实施例的果实收集装置在工作时，由电机31驱动主动曲柄32转动进而带动第一双圆柱销曲柄41及第一槽轮42转动，主动曲柄32的转动带动大连杆33运动，并且带动滑块36在滑槽121中滑动，大连杆33及滑块36的运动带动小连杆34运动，小连杆34运动带动所述从动曲柄35绕其转轴转动，从动曲柄35的转动带动第二双圆柱销曲柄43及第二槽轮44转动，所述第一槽轮42、第二槽轮44的转动能够驱动所述驱动伞骨杆222以远离或靠近所述固定伞骨杆221的方向转动，驱动伞骨杆222的转动通过柔性伞面带动从动伞骨杆223以远离或靠近所述固定伞骨杆221的方向转动，驱动伞骨杆222、从动伞骨杆223远离固定伞骨杆221转动时收集伞的伞面打开，两个半伞机构打开的伞面形成果实的收集区域。驱动伞骨杆222、从动伞骨杆223靠近所述固定伞骨杆221转动时收集伞的伞面收拢，便于整个装置的行走、运输。

进一步的，车架1前端设有U型开口13。进一步的，车架1由数根方钢焊接而成，可固定连接在履带式拖拉机或其它收获车辆的前端。

进一步的，所述第一槽轮42、第二槽轮44为四槽槽轮，第一双圆柱销曲柄41、第二双圆柱销曲柄43每回转一圈，第一槽轮42、第二槽轮44回转半圈。

对于伞骨杆、伞驱动机构、伞控制机构的具体安装方式，进一步的，如图1所示，所述车架1上固定连接有伞骨杆支撑杆11及驱动控制机构支撑杆12，伞骨杆支撑杆11用于安装固定伞骨杆221、驱动伞骨杆222以及从动伞骨杆223，驱动控制机构支撑杆12用于安装伞驱动机构和伞控制机构；每个半伞机构均包括转动安装在伞骨杆支撑杆11上的伞骨轴21，两个半伞机构的伞骨轴21分别与第一槽轮42、第二槽轮44同心固定连接，第一槽轮42、第二槽轮44的转动能够带动伞骨轴21转动；固定伞骨杆221以及从动伞骨杆223套装于伞骨轴21上，且固定伞骨杆221、从动伞骨杆223不随伞骨轴21的转动而转动，从动伞骨杆223仅随驱动伞骨杆222的转动由柔性伞面带动而绕伞骨轴21转动，驱动伞骨杆222与伞骨轴21周向固定连接并能够随伞骨轴21的转动而转动。进一步的，驱动伞骨杆222与伞骨轴21之间通过键连接而形成周向固定。

进一步的，如图1所示，所述伞骨杆支撑杆11上固定连接有安装件14，所述伞骨轴21转动安装在所述安装件14上，所述固定伞骨杆221与所述安装件14固定连接。

为了使收集伞展开后，两个半伞机构的驱动伞骨杆222能够处于拼合状态，以提升打开后伞面的整体性，进一步的，如图1所示，所述驱动伞骨杆222呈折弯型且包括折弯段2221与拼合段2222，所述折弯段2221的一端与所述伞骨轴21周向固定连接，另一端与所述拼合段2222固定连接，如图4所示，当收集伞撑开至极限位置时，两个半伞机构驱动伞骨杆222的拼合段2222处于拼合状态。为了进一步提升打开后伞面的整体性、提升收集效果，两个半伞机构的固定伞骨杆221之间也通过柔性伞面相连接。收集果实时，随车辆前进，树干5进入U型开口13底端，两个半伞机构在驱动伞骨杆222转动至拼合段2222拼合在一起后，在树干5周围形成闭合的收集区域。

进一步的，如图1、2、4所示，每个半伞机构均包括一根设置在顶端的固定伞骨杆221、一根设置在底端的驱动伞骨杆222以及多根安装在固定伞骨杆221与驱动伞骨杆222之间的从动伞骨杆223。进一步的，每个半伞机构均包括四根所述从动伞骨杆223。

为了使收集伞在展开之后能够形成供掉落的果实下滑的倾斜伞面，进一步的，固定伞骨杆221、驱动伞骨杆222、从动伞骨杆223倾斜设置；进一步的，固定伞骨杆221、驱动伞骨杆222、从动伞骨杆223的与水平面的夹角为15度。

如图1所示，所述驱动控制机构支撑杆12安装在所述伞骨杆支撑杆11的下方，且所述驱动控制机构支撑杆12与所述伞骨杆支撑杆11平行设置。

为了对伞驱动机构及伞控制机构形成防护，防止其损坏，进一步的，本实施中所述主动曲柄32、大连杆33、小连杆34、从动曲柄35、滑块36以及伞控制机构均安装在所述驱动控制机构支撑杆12的内部。安装时伞控制机构的第一槽轮42、第二槽轮44的转轴从驱动控制机构支撑杆12的上表面穿出，并穿入所述伞骨杆支撑杆11从而分别与两个半伞机构的伞骨轴21同心固定连接。

进一步的，如图3所示，所述主动曲柄32、大连杆33、小连杆34、从动曲柄35以及伞控制机构均安装在所述驱动控制机构支撑杆12内部的安装面123上，所述滑块36滑动安装在所述驱动控制机构支撑杆12内部的滑槽121中。伞控制机构的第一双圆柱销曲柄41、第一槽轮42、第二双圆柱销曲柄43、第二槽轮44均转动安装在驱动控制机构支撑杆12内部的安装面123上。

进一步的，作为一种替代的安装方式，所述主动曲柄32、大连杆33、小连杆34、从动曲柄35以及伞控制机构均安装在所述驱动控制机构支撑杆12的上表面，所述滑块36滑动安装在所述驱动控制机构支撑杆12上表面的滑槽中。

对于电机31的安装方式，进一步的，所述电机31固定在所述驱动控制机构支撑杆12的下表面。

使用本实施例的果实收集装置收集果实时，将果实收集装置的车架1与履带式拖拉机或其它收获车辆连接，随车辆的移动，树干5进入果实收集装置车架1的U型开口13底端。车辆停稳，启动电机31，驱动与电机31输出轴固定连接的主动曲柄32回转，主动曲柄32通过大连杆33、滑块36、小连杆34将动力传递给另一侧的从动曲柄35，实现主动曲柄32、从动曲柄35的反向回转。同时，分别与主动曲柄32、从动曲柄35同转轴固定连接的第一双圆柱销曲柄41、第二双圆柱销曲柄43实现同步回转，并驱动与第一双圆柱销曲柄41、第二双圆柱销曲柄43配合的第一槽轮42、第二槽轮44回转，且第一槽轮42、第二槽轮44以相反方向回转。第一槽轮42、第二槽轮44反向转动驱动所述驱动伞骨杆222反向转动，其余四根从动伞骨杆223随之转动，两个半伞机构的伞布展开并逐渐绷紧，直至两个半伞机构的驱动伞骨杆222的拼合段2222拼合在一起，此时第一槽轮42、第二槽轮44停止转动，两个展开的半伞机构将树干5围合起来形成果实的收集区域。果实收集结束后，电机31反转，由所述驱动伞骨杆222带动伞布和从动伞骨杆223逆向回转，收集伞的两个半伞机构收回到车架1两侧。

本实施例的果实收集装置的伞驱动机构及伞控制机构将一个电机的动力传递给两个半伞机构的驱动伞骨杆，且驱动两个半伞机构的驱动伞骨杆反向转动，不需要为两个半伞机构各配置一套驱动机构驱动其反向动作，结构简单、装置轻便，且采用车架结构，方便和多种采摘机配合，适用性强。

实施例二

如图5、6所示，本实施例和实施例一的不同之处仅在于，所述第一槽轮42、第二槽轮44上固定连接有限位销421，所述驱动控制机构支撑杆12上固定有与所述限位销421相配合的限位柱122。限位销421以及限位柱122的配合能够限制第一槽轮42、第二槽轮44的转动角度，当第一槽轮42、第二槽轮44转动至其上的限位销421与限位柱122相接触时，限位柱122将限制第一槽轮42、第二槽轮44以此前的转动方向继续转动，此时第一槽轮42、第二槽轮44只能反向转动直至其上的限位销421再次与限位柱122相接触。进一步的，如图5、6所示，第一槽轮42、第二槽轮44上均相对的设置有两个限位销421。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种果实收集装置，包括车架（1）以及安装在车架（1）上的收集伞，收集伞包括两个半伞机构，其特征在于：每个半伞机构均包括通过柔性伞面相互连接的固定伞骨杆（221）、驱动伞骨杆（222）以及从动伞骨杆（223），固定伞骨杆（221）固定连接在车架（1）上，驱动伞骨杆（222）、从动伞骨杆（223）转动连接在车架（1）上；

车架（1）上安装有伞驱动机构及伞控制机构，伞驱动机构包括电机（31）、与电机（31）的输出轴同转轴固定连接的主动曲柄（32）、与主动曲柄（32）铰接的大连杆（33）、与大连杆（33）铰接的小连杆（34）以及与小连杆（34）铰接的从动曲柄（35），大连杆（33）的下方铰接有滑块（36），滑块（36）滑动安装在车架（1）上；

伞控制机构包括与主动曲柄（32）同转轴固定连接的第一双圆柱销曲柄（41）、与第一双圆柱销曲柄（41）相配合连接的第一槽轮（42）、与从动曲柄（35）同转轴固定连接的第二双圆柱销曲柄（43）、与第二双圆柱销曲柄（43）相配合的第二槽轮（44）；两个半伞机构的驱动伞骨杆（222）分别与第一槽轮（42）、第二槽轮（44）同转轴连接；第一槽轮（42）、第二槽轮（44）的转动能够驱动所述驱动伞骨杆（222）以及从动伞骨杆（223）以远离或靠近固定伞骨杆（221）的方向转动进而实现收集伞的开合；

所述车架（1）上固定连接有用于安装伞骨杆的伞骨杆支撑杆（11）以及用于安装伞驱动机构和伞控制机构的驱动控制机构支撑杆（12）；

每个半伞机构均包括转动安装在伞骨杆支撑杆（11）上的伞骨轴（21），两个半伞机构的伞骨轴（21）分别与第一槽轮（42）、第二槽轮（44）同心固定连接，第一槽轮（42）、第二槽轮（44）的转动能够带动伞骨轴（21）转动；固定伞骨杆（221）以及从动伞骨杆（223）套装于伞骨轴（21）上，从动伞骨杆（223）能够绕伞骨轴（21）转动，驱动伞骨杆（222）与伞骨轴（21）周向固定连接并能够随伞骨轴（21）的转动而转动；

电机（31）驱动主动曲柄（32）转动进而带动第一双圆柱销曲柄（41）及第一槽轮（42）转动，主动曲柄（32）的转动通过大连杆（33）、滑块（36）及小连杆（34）驱动所述从动曲柄（35）转动，从动曲柄（35）的转动带动第二双圆柱销曲柄（43）及第二槽轮（44）转动，第一槽轮（42）、第二槽轮（44）的转动通过伞骨轴（21）驱动所述驱动伞骨杆（222）以远离或靠近所述固定伞骨杆（221）的方向转动，驱动伞骨杆（222）的转动通过柔性伞面带动从动伞骨杆（223）以远离或靠近固定伞骨杆（221）的方向转动。

2.根据权利要求1所述的果实收集装置，其特征在于：所述驱动伞骨杆（222）呈折弯型且包括折弯段（2221）与拼合段（2222），所述折弯段（2221）的一端与所述伞骨轴（21）周向固定连接，另一端与所述拼合段（2222）固定连接，当收集伞撑开至极限位置时，两个半伞机构驱动伞骨杆（222）的拼合段（2222）处于拼合状态。

3.根据权利要求1所述的果实收集装置，其特征在于：所述第一槽轮（42）、第二槽轮（44）上固定连接有限位销（421），所述驱动控制机构支撑杆（12）上固定有与所述限位销（421）相配合的限位柱（122）。

4.根据权利要求1所述的果实收集装置，其特征在于：每个半伞机构均包括一根设置在顶端的固定伞骨杆（221）、一根设置在底端的驱动伞骨杆（222）以及多根安装在固定伞骨杆（221）与驱动伞骨杆（222）之间的从动伞骨杆（223）。

5.根据权利要求1所述的果实收集装置，其特征在于：所述驱动控制机构支撑杆（12）安装在所述伞骨杆支撑杆（11）的下方，且所述驱动控制机构支撑杆（12）与所述伞骨杆支撑杆（11）平行设置。

6.根据权利要求1所述的果实收集装置，其特征在于：所述主动曲柄（32）、大连杆（33）、小连杆（34）、从动曲柄（35）、滑块（36）以及伞控制机构均安装在所述驱动控制机构支撑杆（12）的内部。

7.根据权利要求6所述的果实收集装置，其特征在于：所述主动曲柄（32）、大连杆（33）、小连杆（34）、从动曲柄（35）以及伞控制机构均安装在所述驱动控制机构支撑杆（12）内部的安装面（123）上，所述滑块（36）滑动安装在所述驱动控制机构支撑杆（12）内部的滑槽（121）中。

8.根据权利要求1所述的果实收集装置，其特征在于：所述主动曲柄（32）、大连杆（33）、小连杆（34）、从动曲柄（35）以及伞控制机构均安装在所述驱动控制机构支撑杆（12）的上表面，所述滑块（36）滑动安装在所述驱动控制机构支撑杆（12）上表面的滑槽中。

9.根据权利要求1所述的果实收集装置，其特征在于：所述电机（31）固定在所述驱动控制机构支撑杆（12）的下表面。