一种手持式树枝振动型加工果采摘装置

本发明涉及加工果采摘装置，具体的说，涉及一种手持式树枝振动型加工果采摘装置。

背景技术：

1、我国是世界上最大的水果生产国，果品的生产总量、栽培面积及水果种类也居于世界首位，是我国农民重要的增收产业之一。用于制造果汁、果脯和果酱等产品的加工型果实现阶段基本采用人工采摘的作业模式，劳动力需求多、劳动强度大、采摘效率低、人体损伤大。近年来我国人口老龄化的不断加剧，人工成本不断攀升。为降低人工采摘成本和提高果实的采摘效率，近年来国内外专家学者对果实采摘机的研制进行了大量的探索。为了提高采摘效率多采用机械振动式机械进行果实采摘，主要是针对果树树干进行振动，这类采摘机械整机较大，激振力和振幅不易调整，无法适应我国果园的作业环境，实用性不高，因此现阶段迫切需要一种操作简单、安全可靠、适用范围广、振动频率和激振力可调、可轻易夹持任意位置果枝的手持式树枝振动型加工果采摘装置。

技术实现思路

1、本发明针对上述背景技术中存在的问题，本发明的目的是：提供一种便携式操作简单的能快速轻易夹紧果树目标树枝进行多种加工型果实采摘的手持式树枝振动型加工果采摘装置。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：一种手持式树枝振动型加工果采摘装置，包括振动机构、夹持机构、减震机构、伸缩杆机构、控制系统、握把和电池。夹持机构采用新型勾型固定夹座，先勾住再夹紧，解决使用时果枝不易夹紧问题，提高树枝夹紧成功率；振动机构采用双变频电机驱动，并可更换不同质量偏心块，满足不同果实收获时激振力要求。

3、作为一种优选，振动机构包括振动箱壳体、振动箱箱盖、分隔板、变频电动机、偏心块；振动机构采用双变频电动机提供动力、双偏心块提供激振力；振动箱内部焊接分隔板，使振动箱分成两部分，空间狭小部位安放夹持机构的控制电动机，空间较大部分采用两个较小分隔板分隔，并分别在两个小分隔板上通过螺栓固定变频电机。

4、作为一种优选，夹持机构包括勾型固定夹座、活动夹座、夹持机构电动推杆、延伸杆、夹持机构控制电动机、橡胶；勾型固定夹座通过空心延伸杆与振动箱外壁相连接；活动夹座位于勾型固定夹座内部；夹持机构电动推杆固定在活动夹座背面并穿过空心延伸杆和振动箱外壁与夹持机构控制电动机相接；活动夹座正面和勾型固定夹座内侧均用橡胶贴合；夹持机构电动推杆沿轴向往复运动，活动夹座正面与勾型固定夹座内侧远离或靠近。

5、作为一种优选，减震机构包括上减震座、减震弹簧、空心管、下减震座、减震橡胶片、连接固定座；上减震片正面与振动箱箱体焊接，反面通过4根减震弹簧及空心管与下减震座正面相接；下减震座反面同过强力胶连接减震橡胶片，使减震橡胶片另一面与连接固定座相连，并使整个减震机构一起固定在伸缩杆机构中的短圆管的末端。

6、作为一种优选，伸缩杆机构包括短圆管、伸缩杆机构电动推杆、长圆管和伸缩杆机构控制电动机。短圆管顶端与减震机构通过螺栓固定相接；末端与推杆顶端通过焊接相连。伸缩杆机构电动推杆长度略短于短圆管，其末端与伸缩杆机构控制电动机相接；为使结构更加紧凑，伸缩杆机构控制电动机与电池相接；短圆管通过伸缩杆机构电动推杆沿轴向水平运动。

7、作为一种优选，控制系统包括微型中央处理器、显示器、频率调节器、夹持机构控制按钮、伸缩杆机构控制按钮、变频电机启动按钮；中央处理器、显示器、频率调节器和伸缩杆机构控制按钮处于同一控制面板上并安放于手提握把与吊带中间的长圆管上；夹持机构控制按钮位于尾部握把前部，使用时可用大拇指开关控制按钮进行夹紧树枝或卸载夹紧力；变频电动机控制按钮位于手提握把右侧，使用时可进行长按变频电动机控制按钮使变频电动机持续运转，松开按钮变频电动机停止运转；伸缩杆机构控制按钮位于控制面板左下方，从左往右分别为上升、下降、停止，更易控制夹持装置到达合适位置；频率调节器位于控制面板右下方，从右往左分别为频率锁定按钮、频率调节旋钮；通过频率调节旋钮调节变频电动机频率，为防止误碰旋钮可通过频率锁定按钮保持频率不变；显示器位于控制面板中上部，使用时可通过显示器查看振动频率等相关参数。

8、可优选的是，所述电池使用蓄电池，安放于整个采摘装置末端，为整个采摘装置提供电力。

9、可优选的是，所述尾部握把采用塑料模具制作表面涂有抗磨橡胶，安放于伸缩杆机构控制电动机上方的长圆管上。

10、可优选的是，所述吊带采用含有纤维的宽布条吊带，并根据人体工程学相关原理，将吊带及其相应的固定装置安放于手提握把和控制面板中间的长圆管上。

11、可优选的是，所述手提握把可进行一定角度旋转，并安放于控制面板上方的长圆管上。

12、本发明与现有技术相比，具有如下优点：

13、 1.本发明与传统振动采摘装置不同，采用树枝振动的采摘方式，可有效降低振动能量在传递过程中的损失，提高采摘效率，减小采摘装置的整体尺寸，适应我国果园的作业环境。

14、 2.本发明采用两种不同推进距离的电动推杆分别作为夹持机构和伸缩杆机构的驱动元件，可有效降低整个采摘装置重量，夹紧时通过电动推杆电机控制，夹紧后可进行自锁防止树枝脱落。

15、 3.本发明采用勾型固定夹座，可在夹紧前有效勾住目标树枝防止夹紧过程中树枝的脱离，提高了果枝夹紧成功率。

16、 4.本发明参考人机工程学相关理论知识，对手提握把、控制面板、吊带、尾部握把进行布局，提高人工使用时的舒适度。

17、 5.握把采用铝合金材料，表面采用耐磨海绵，提高手握时舒适度。

18、 6.采摘装置整体质量偏轻，主要质量集中在装置中后部，可减轻操作人员的劳动强度。

技术特征：

1.一种手持式树枝振动型加工果采摘装置，包括振动机构、夹持机构、减震机构、伸缩杆机构和控制系统。采摘装置依靠尾部电池供能，夹持机构、振动机构、减震机构、伸缩杆机构依次相接。夹持机构采用新型勾型固定夹座，先勾住再夹紧，解决使用时果枝不易夹紧问题，提高树枝夹紧成功率；减震装置采用减震弹簧与减震海绵相互配合的结构模式，有效降低作业过程中对手部的振动感。振动机构采用双变频电机驱动，并可更换不同质量偏心块，满足不同果实收获时激振力要求；采摘装置依据人体工程学相关原理，合理布置手提握把、控制面板、背部肩带及尾部握把位置，振动电动机控制器和夹持机构控制器控制按钮分别安装在手提握把处和底部握把处，简化了操作步骤，方便人工采摘作业。

2.按照权利要求1所述的一种手持式树枝振动型加工果采摘装置，其特征在于：所述夹持机构包括勾型固定夹座、活动夹座、夹持机构电动推杆、延伸杆、夹持机构控制电动机、橡胶；勾型固定夹座通过空心延伸杆与振动箱外壳相连接；活动夹座位于勾型固定夹座内部；夹持机构电动推杆固定在活动夹座背面并穿过空心延伸杆和振动箱外壳与夹持机构控制电动机相接；活动夹座正面和勾型固定夹座内侧均用橡胶贴合；夹持机构电动推杆沿轴向往复运动，活动夹座正面与勾型固定夹座内侧远离或靠近。

3.按照权利要求1所述的一种手持式树枝振动型加工果采摘装置，其特征在于：所述伸缩杆机构包括短圆管、伸缩杆机构电动推杆、长圆管和伸缩杆机构控制电动机。短圆管顶端与减震机构通过螺栓固定相接；末端与伸缩杆机构电动推杆顶端通过焊接相连。伸缩杆机构电动推杆长度略短于短圆管，其末端与伸缩杆机构控制电动机相接；为使结构更加紧凑，伸缩杆机构控制电动机与电池相接。短圆管通过伸缩杆机构电动推杆沿轴向水平运动，并通过控制系统相应按钮位移指定距离。

4.按照权利要求1所述的一种手持式树枝振动型加工果采摘装置，其特征在于：所述振动机构包括振动箱壳体、振动箱箱盖、分隔板、变频电动机、偏心块；振动机构采用双变频电动机提供动力、双偏心块提供激振力；振动箱内部焊接分隔板，使振动箱分成两部分，空间狭小部位安放伸缩杆机构控制电动机，空间较大部分采用两个较小分隔板分隔，并分别在两个小分隔板上通过螺栓固定变频电机；变频电动机通过前握把的按钮控制变频电动机启停。

5.按照权利要求1所述的一种手持式树枝振动型加工果采摘装置，其特征在于：所述减震机构包括上减震座、减震弹簧、空心管、下减震座、减震橡胶片、连接固定座；上减震片正面与振动箱箱体焊接，反面通过4根减震弹簧及空心管与下减震座正面相接；下减震座反面同过强力胶连接减震橡胶片，使减震橡胶片另一面与连接固定座相连，并使整个减震机构一起固定在伸缩杆机构中的短圆管的末端。

6.按照权利要求1所述的一种手持式树枝振动型加工果采摘装置，其特征在于：所述控制系统包括微型中央处理器、显示器、频率调节器、夹持机构控制按钮、伸缩杆机构控制按钮、变频电机启动按钮；中央处理器、显示器、频率调节器和伸缩杆机构控制按钮处于同一控制面板上并安放于手提握把与吊带中间的长圆管上；夹持机构控制按钮位于尾部握把前部，使用时可用大拇指开关控制按钮进行夹紧树枝或卸载夹紧力；变频电动机控制按钮位于手提握把右侧，使用时可进行长按变频电动机控制按钮使变频电动机持续运转，松开按钮变频电动机停止运转；伸缩杆机构控制按钮位于控制面板左下方，从左往右分别为上升、下降、停止，更易控制夹持装置到达合适位置；频率调节器位于控制面板右下方，从右往左分别为频率锁定按钮、频率调节旋钮；通过频率调节旋钮调节变频电动机频率，为防止误碰旋钮可通过频率锁定按钮保持频率不变；显示器位于控制面板中上部，使用时可通过显示器查看振动频率等相关参数。

7.按照权利要求1所述的一种手持式树枝振动型加工果采摘装置，其特征在于：还包括电池、尾部握把、吊带、手提握把；电池使用蓄电池，安放于整个采摘装置末端，为整个采摘装置提供电力；尾部握把安防于伸缩杆机构的推杆电动机上方的长圆管上；吊带采用含有纤维的宽布条吊带，并根据人体工程学相关原理，将吊带及其相应的固定装置安放于手提握把和控制面板中间的长圆管上；手提握把可进行一定角度旋转，并安放于控制面板上方的长圆管上。

技术总结
本发明涉及一种手持式树枝振动型加工果采摘装置，包括振动机构、夹持机构、减振机构、伸缩杆机构和控制系统。采摘装置依靠尾部电池供能，夹持机构、振动机构、减振机构、伸缩杆机构依次相接。控制系统分为振动电机控制器、夹持机构控制器、伸缩杆机构控制器、频率调节控制器，振动电机控制器和夹持机构控制器控制按钮为方便人工操作分别安装在手提握把处和底部握把处，伸缩杆机构控制器和频率调节控制器控制按钮安装在显示器下方并组成显示器操作面板，并安装在手提握把与吊带中间。本发明操作简单，采用双偏心块结构并可更换不同质量偏心块满足不同种类树枝激振力要求，并且可以快速调节频率和夹紧不同位置果枝进行加工果的振动采摘，提高加工果采摘效率、降低成本，减小了对果树树体的损害。

技术研发人员：姜尊豪,谢金燕,王潇洒,杨欣
受保护的技术使用者：河北农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13