专利名称：作物收获器及其握杆的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种用于作物收获器的握杆及包括此握杆的作物收获器。
背景技术：
收获生长在高空中的果实通常是非常困难的。例如，在棕榈种植园中，棕榈树上的棕榈叶繁多、宽大且长达数米，果实成簇状地隐蔽生长于棕榈叶丛中，有的甚至距离地面十几米，并且重达十几公斤，所以从棕榈树上收获果实需要首先切下果实下面的棕榈叶，然后再切割棕榈果实，这是一件非常困难的事情。传统地，人们使用由铝握杆和其上面连接的切割刀具构成的作物收获装置收获位于高空中的果实。操作过程中，工人站立在地面上，用双手抓握着并且操作握杆，控制连接在握杆端部的切割刀具实现切割操作。通常，这种铝合金握杆管壁厚约2mm，直径约45-64_，然而，由于棕榈树很高，握杆可能长达十几米，所以握杆很笨重。由于工人需要看清楚要切割的对象并且准确地操作此收获装置进行切割，所以工人通常近似仰面地操作，这造成操作人员很难准确地进行切割。此外，在握杆因为被举起而近乎直立的时候，握杆不可避免地产生弯曲。一方面，握杆的弯曲使得操作人员更不容易抓牢手中很重的握杆，如果工人的手出汗的话就更加重了抓握握杆的不牢固性。另一方面，握杆的弯曲使得握杆不能准确地触及要切割的对象，所以不能高效率地切割。这大大增加了工人操作的难度，同时降低了工人的生产能力。附图I中示出了现有技术的铝握杆的断面图，图中示出，通常使用的铝握杆呈管状。表I给出了利用计算机工具模拟得到的由不同材料制成的如图I所示的现有技术握杆结构的参数列表。表I :图I所示的现有技术握杆结构的参数列表
规格壁厚2 (mm) X直径45 (mm) χ长12 (m)
_材料__重量(kg)__变形(mm)__安全系数
___^98__3.943__1.4969___25.12__4.0411__0.39679_PP__235__58.733__0.66503HDPE3.08104.220.44449之前已经尝试过用重量较轻的木头或塑料替换铝合金材料制成握杆，但是，它们或者硬度不足或者强度不足，不能使握杆胜任切割工作或者握杆不够耐用。石墨材料也被用来制成握杆，这减轻了握杆的重量，但其成本高，不够经济有效，不能广泛使用。工程塑料例如玻璃加强的PET或PA比较耐用，但用它们制成握杆的话在重量和成本方面并不优于现存的铝合金。热固性材料例如玻璃纤维也可以用于制造握杆，但不够耐用并且长度受限。
实用新型内容本申请的目的是克服现有技术中的上述缺点，制造一种重量轻、刚度和强度好、耐用且方便的用于作物收获器的握杆以及具有上述特点的作物收获器。本申请通过使用具有由金属层和塑料层层合形成的复合管状结构的握杆解决了上述缺点。为此，根据本申请的一个方面，提供了一种用于作物收获器的握杆，其包括由至少一个管状金属层和沿所述握杆的径向层合于所述金属层的至少一个 管状塑料层组成的金
属塑料复合管。根据一个优选实施例，所述金属层和塑料层沿所述金属塑料复合管的径向交替布置。根据一个优选实施例，所述金属塑料复合管的径向最内层和最外层都是塑料层。根据一个优选实施例，所述金属塑料复合管包括至少两个塑料层和夹在这两个塑料层之间的一个金属层。根据一个优选实施例，所述金属塑料复合管包括至少三个塑料层和夹在这三个塑料层之间的两个金属层。根据一个优选实施例，所述塑料层为PE层，PP层，PA层，PET层，PBT层，PTT层，PPO层，POM层，ABS层，过氧化物交联PE形成的材料层，或过氧化物交联PP形成的材料层。根据一个优选实施例，所述塑料层中包含加强纤维或填料。所述加强纤维可以是加强玻璃纤维，所述填料可以是无机填料。根据一个优选实施例，所述金属层为铝层，钢层，或合金层；并且，所述金属层是实心层或带有穿孔。当金属层中形成有穿孔时，可以进一步减少握杆重量。根据一个优选实施例，所述金属塑料复合管的径向最内侧设有加强筋。可以根据需要选择加强筋的数目、截面形状和布置形式。根据一个优选实施例，所述握杆由两个以上的杆段沿轴向拼接而成。可选地，所述握杆也可以是一体式的。根据一个优选实施例，相邻杆段的端部之间具有配合结构。根据一个优选实施例，所述配合结构是插接型或螺纹型配合结构。根据一个优选实施例，还包括用于将彼此相邻杆段的端部锁定在一起的锁定元件。根据一个优选实施例，所述锁定元件是卡扣型锁定元件。在本申请的另一方面中，提供了一种作物收获器，所述作物收获器包括具有上述特征的用于作物收获器的握杆以及安装在握杆上端的切割刀具，所述切割刀具与所述用于作物收获器的握杆相连接。根据一个优选实施例，所述切割刀具是镰刀。根据一个优选实施例，所述作物收获器是油棕果实收割器。本申请通过采用金属层和塑料层层合形成的复合结构，获得了一种重量轻、刚性好、耐用的用于作物收获器的握杆。工人使用包括如此形成的握杆的作物切割器进行切割操作较为省力，从而提供了生产效率。同时，因为最外层是塑料层，提高了工人操作的安全性。
图I示出了现有技术的用于作物收获器的握杆的断面图，已在前面进行了描述；图2示出了根据本申请的第一实施例的用于作物收获器的握杆的断面图；图3示出了根据本申请的第二实施例的用于作物收获器的握杆的断面图；图4示出了根据本申请的第三实施例的用于作物收获器的握杆的断面图；图5示出了根据本申请的一体式用于作物收获器的握杆的透视图； 图6示出了根据本申请的两段式用于作物收获器的握杆的透视图；图7示出了根据本申请的三段式用于作物收获器的握杆的透视图；图8示出了包括根据本申请的用于作物收获器的握杆和切割刀具的作物收获器的透视图。
具体实施方式
首先，参考图2-4描述根据本申请的实施例的用于作物收获器的握杆。本申请的用于作物收获器的握杆，与图I中的现有技术的铝合金握杆相同，也具有管状的截面。不同的是，本申请的用于作物收获器的握杆不是单一层形式的铝合金管，而是由若干个不同材料层层合而成的复合结构。优选地，本申请的用于作物收获器的握杆包括至少一个金属材料层和至少一个塑料材料层，它们交替布置并且通过层合而形成复合结构，如图2-4中所示。这里指出，本申请所称的“塑料”材料可以是热塑性材料或热固性材料，可以包括下述PE、PP、PA、PET、PBT, PTT, PPO, POM、ABS等。本申请所称的“塑料”包括单纯的如上所述的塑料材料，还可以包括用矿物填料或玻璃纤维或其它类型的编织纤维或金属网加强的如上所述的塑料材料。此外，根据本申请的用于作物收获器的握杆可以采用过氧化物交联PE形成的材料或过氧化物交联PP形成的材料，用于提高材料以及因而提高用于作物收获器的握杆的强度。本申请所称的“金属材料”可以是铝、钢、铝合金、钢合金或其它合金及其它适当的金属。在图2中示出了根据本申请的第一实施例的用于作物收获器的握杆10。在图3中示出了根据本申请的第二实施例的用于作物收获器的握杆10。从外向内，第一和第二实施例的用于作物收获器的握杆10都包括第一层I、第二层2和第三层3。其中，第一层I和第三层3由塑料材料制成，而第二层2由金属制成。在图4中示出了根据本申请的第三实施例的用于作物收获器的握杆10。用于作物收获器的握杆10包括从外向内布置的第一层I、第二层2、第三层3、第四层4和第五层5。其中，第一层I、第三层3和第五层5由塑料材料制成，而第二层2和第四层4由金属制成。在本申请的另一实施例中，用于作物收获器的握杆可以只包括一个金属层和位于金属层外面的一个塑料层。[0046]显然地，根据本申请的用于作物收获器的握杆并不限于如上所述数目的金属层和材料层。组成根据本申请的实施例的用于作物收获器的握杆的多个塑料层，例如图2、3中的用于作物收获器的握杆10的塑料层1、3或图4中的用于作物收获器的握杆10的塑料层
1、3、5，可以由相同的塑料材料制成，也可以由不同的塑料材料制成。不同的塑料材料可以是马来酸酐接枝的共挤胶加塑料基材。也可以是一层塑料基材加一层马来酸酐接枝的共挤胶。这样会增加对金属层的粘接力。同理，组成用于作物收获器的握杆的多个金属层，例如用于作物收获器的握杆10的金属层2、4，可以由相同的金属材料制成，也可以由不同的金属材料制成。金属层可以是实心的，也可以在金属层上形成有穿孔，以便进一步减少握杆重量。根据本申请，使用多个金属层和塑料层交替布置通过层合而形成的用于作物收获器的握杆直径可以约在45mm至64mm之间。优选地，用于作物收获器的握杆的最外层是塑料层。在握杆的最下段的塑料层外面也可以套一层软塑料或橡胶。这样，工人的手直接抓握的是塑料，比抓握金属更舒服。此夕卜，一方面，工人的手与塑料材料之间的摩擦系数大于与金属接触的摩擦系数，所以降低了在工人的手和握杆之间产生滑动的可能性，尤其是操作人员的手出汗时。另一方面，工人的手直接抓握塑料层提高了安全程度，尤其是在雷雨天气中或是在空中有电线的地区内工作时，因为塑料材料是电绝缘体，所以避免了站立在高大树下的工人受到雷击或因为握杆触到电线而受到伤害。金属则不然，金属导电，操作人员容易受到雷电或触电的伤害。因此，根据本申请的一个优势在于，如上所述的由塑料层/金属层组成的复合结构可以解决单纯使用塑料或填充塑料、木头和金属固有的缺点并且，根据本申请的用于作物收获器的握杆的复合结构比较刚硬、重量轻并且与铝合金和玻璃纤维相比耐用性好，减少弯曲。工人使用起来更省力，因而提高了工人的生产能力，进一步提高了作物收获的生产效率。进一步地，用于作物收获器的握杆的强度和刚度可以通过改变复合结构的设计而进行调整。为了提高用于作物收获器的握杆的刚度，可以在用于作物收获器的握杆内设有加强筋，加强筋可以由任何适当的材料制成。例如，在图3所示的实施例中，根据本申请的用于作物收获器的握杆10内设有彼此垂直布置的呈“十”字形式的加强筋8和9。加强筋的设置进一步提高了用于作物收获器的握杆的刚度，进一步减小了长达十几米的用于作物收获器的握杆的弯曲，这样，工人能够更好地操纵用于作物收获器的握杆使其准确地切割到高空中的果实或棕榈叶。根据本申请的另一实施例，在用于作物收获器的握杆内设有三个加强筋，它们彼此之间呈120°。很显然地，加强筋的数目和布置方式以及加强筋的截面形状可以根据需要进行选择，并不限于上述的实施例。根据本申请的用于作物收获器的握杆可以被形成为一体式，或者由几个杆段可拆卸地连接而成。在图5中示出了单一杆段的一体式用于作物收获器的握杆。图6中示出的用于作物收获器的握杆由两个杆段连接而成。而图7中的用于作物收获器的握杆由三个握杆段连接而成。根据本申请的优选实施例的用于作物收获器的握杆的总长度可以约在6至20米之间。例如，如果用于作物收获器的握杆是一体式的，如图5中所示，其长度可以约为6米；如果用于作物收获器的握杆是图6中所示的两段式，其总长度可以约为10米，每个杆端约长5m ;如果根据本申请的用于作物收获器的握杆如图7中所示为三段式，组成用于作物收获器的握杆的每个杆段可以约5至7米长。申请人:通过使用计算机工具模拟计算得到了下面的表2给出的数据，表2显示出图I所示的现有技术握杆结构与图2所示的本申请握杆结构的参数对比列表，其中3种握杆均是长度为12m的长管结构。表2 :图I所示的现有技术握杆结构与图2所 示的本申请握杆结构的参数对比列
表
最小变形
结构类型材料重量(kg)、 安全系数
(mm)
图I所示的现有吣
铅8.9797 3.943 1.4969
技术握杆结构_____
图 2 所示的本申 PP/A1/PP__5.9649 1.2531 2.9132
请的握杆结构 HDPE/A1/HDPE 6.0297 1.2774 2.8541根据本申请的优选实施例，为了进一步减轻用于作物收获器的握杆的重量，并且同时提高用于作物收获器的握杆的刚度，以使在工人手握用于作物收获器的握杆使其竖直地或以某一角度倾斜地进行收获操作时用于作物收获器的握杆不会过度弯曲而影响操作的进行，优选地，用于作物收获器的握杆由两个或多个杆段可拆卸地连接而成。并且优选地，组成用于作物收获器的握杆的杆段的直径可以不同，它们的直径被设置成从工人手握的杆段开始朝向使用时位于顶部的杆段，即与用于切割被收获果实的切割刀具连接的杆段，杆段的直径逐渐减小。这样，越靠近使用时的顶端，杆段的密度越小，这在减轻重量的同时减小了可能产生的弯曲，提高了工人操纵用于作物收获器的握杆进行切割的准确性。这种上面杆段直径小下面杆段直径大的设置便于握杆伸缩，握杆的杆段收缩套在一起便于运输。例如，如图7中所示，在相邻的两个杆段中，右侧一个杆段的直径小于左侧杆段的直径，最右侧的杆段与切割刀具(未示出)相连。当然，根据杆段的连接方式或其它因素，组成用于作物收获器的握杆的杆段的直径也可以相同，或者具有不同直径的杆段可以以其它顺序排列。日常生活中，金属/塑料复合结构已经广泛应用在用于生活用水和地面加热管道的管道应用中，所以这种复合结构的管段价格便宜。根据本申请采用这种复合结构允许获得具有广泛应用但价格适中的作物收获握杆。另外，利用现有的管型材也很容易制造根据本申请的用于作物收获器的握杆，因此，本申请可以广泛应用于农业应用中，尤其在东南亚地区。[0067]可以设想，通过改变握杆的复合结构、使用的材料和设计(一段、两段或三段)获得复合握杆理想的物理性能。组成根据本申请的用于作物收获器的握杆的杆段之间的连接可以通过各种适当的方式实现。例如，根据一种简单的实施方式，一个杆段的端部插入并且紧配合在另一杆段的端部中。或者一个杆段的端部通过螺纹配合在另一杆段的端部中。为了确保两个杆段之间的连接强度，可以围绕它们的连接端部提供锁定元件，例如快速锁定-释放型卡扣元件。在一个实施例中，例如，具有相同直径的用于作物收获器的握杆的杆段可以通过卡箍实现此连接。在根据本申请的一个可替代实施例中，可以在相连接的两个杆段的相应端部的管壁上在垂直于杆段轴线的方向上钻孔，利用螺栓和螺母实现这两个杆段之间的连接。当然能够实现此功能的其它连接件也可以使用。 如果根据本申请的用于作物收获器的握杆的杆段的最内层是金属层，则可以使用两端具有外螺纹的套管实现此连接。可选地，对于相连接的构成用于作物收获器的握杆的杆段来说，可以在它们相应端部的金属层上设置形状配合特征，从而牢固连接这两个杆段。例如，所述配合特征是插接型或螺纹型配合结构。根据本申请的握杆或其杆段可通过现有的金属塑料复合管挤出成型工艺制成。根据本申请，还涉及一种作物收获器，其包括切割刀具和与切割刀具连接的具有上述特征的用于作物收获器的握杆。如图8中所示，根据本申请的作物收获器的切割刀具是镰刀20，其连接在用于作物收获器的握杆10的顶部。镰刀20可以通过各种机械连接方式连接于用于作物收获器的握杆10,例如通过螺纹、卡扣等方式连接。使用根据本申请的作物收获器，工人可以更容易地并且更准确地进行切割操作。
权利要求1.一种用于作物收获器的握杆，其特征在于，包括由至少一个管状金属层和沿所述握杆的径向层合于所述金属层的至少一个管状塑料层组成的金属塑料复合管。
2.根据权利要求I所述的用于作物收获器的握杆，其特征在于，所述金属层和塑料层沿所述金属塑料复合管的径向交替布置。
3.根据权利要求2所述的用于作物收获器的握杆，其特征在于，所述金属塑料复合管的径向最内层和最外层都是塑料层。
4.根据权利要求3所述的用于作物收获器的握杆，其特征在于，所述金属塑料复合管包括至少两个塑料层和夹在这两个塑料层之间的一个金属层。
5.根据权利要求3所述的用于作物收获器的握杆，其特征在于，所述金属塑料复合管包括至少三个塑料层和夹在这三个塑料层之间的两个金属层。
6.根据权利要求I所述的用于作物收获器的握杆，其特征在于，所述塑料层为PE层，PP层，PA层，PET层，PBT层，PTT层，PPO层，POM层，ABS层，过氧化物交联PE形成的材料层，或过氧化物交联PP形成的材料层。
7.根据权利要求I所述的用于作物收获器的握杆，其特征在于，所述塑料层中包含加强纤维或填料。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的用于作物收获器的握杆，其特征在于，所述金属层为铝层，钢层，或合金层；并且，所述金属层是实心层或带有穿孔。
9.根据权利要求I至7中任一项所述的用于作物收获器的握杆，其特征在于，所述金属塑料复合管的径向最内侧设有加强筋。
10.根据权利要求I至7中任一项所述的用于作物收获器的握杆，其特征在于，所述握杆由两个以上的杆段沿轴向拼接而成。
11.根据权利要求10所述的用于作物收获器的握杆，其特征在于，相邻杆段的端部之间具有配合结构。
12.根据权利要求11所述的用于作物收获器的握杆，其特征在于，所述配合结构为插接型或螺纹型配合结构。
13.根据权利要求10所述的用于作物收获器的握杆，其特征在于，还包括用于将彼此相邻杆段的端部锁定在一起的锁定元件
14.根据权利要求13所述的用于作物收获器的握杆，其特征在于，所述锁定元件为卡扣型锁定元件。
15.一种作物收获器，其特征在于，包括根据权利要求I至14中任一所述的用于作物收获器的握杆以及安装在握杆上端的切割刀具。
16.根据权利要求15所述的作物收获器，其特征在于，所述切割刀具是镰刀。
17.根据权利要求16所述的作物收获器，其特征在于，所述作物收获器是油棕果实收割器。
专利摘要本申请涉及一种用于作物收获器的握杆，其包括由至少一个管状金属层和沿所述握杆的径向层合于所述金属层的至少一个管状塑料层组成的金属塑料复合管。所述金属层和塑料层沿所述金属塑料复合管的径向交替布置。优选地，所述金属塑料复合管的径向最内层和最外层都是塑料层。所述握杆可以是一体式的或由两个以上的杆段沿轴向拼接而成。本申请还涉及包括切割刀具和具有上述特征的用于作物收获器的握杆的作物收获器。根据本申请的作物收获器重量轻、强度高，工人更容易操作该作物收获器使其更准确地进行切割，从而可以提高生产效率。
文档编号A01D46/247GK202514314SQ20122003409
公开日2012年11月7日 申请日期2012年2月3日 优先权日2012年2月3日
发明者张大为, 戴惠达 申请人:杜邦公司