一种新型香蕉采收小车技术领域
本发明涉及农业机械领域，尤其是新型香蕉采收小车。
背景技术
我国有着香蕉种植的悠久传统和广袤的养殖地域，是世界上栽培香蕉的古老国家之一，目前国外主栽的香蕉品种大多由中国传去。我国千百年来都沿袭着纯手工采收的劳作方式，采收效率低。目前我国香蕉采收方式粗放，大部分地区的香蕉采收以人工采收为主，而目前人工采收所采用的方法既费时、费工、费力，又很难避免香蕉不受机械损伤，只能适应小批量和低档次香蕉的采收。虽然国外运用索道运输法，能解决了香蕉运输问题，可仍然没有相应成熟的电动切割、香蕉采收装置，香蕉采收仍停留在纯人工手动采摘，效率低。这大大限制了香蕉产业的发展，单纯靠手工采摘，已无法满足香蕉的增长需求。
为了提高效率，同时降低劳动轻度，设计一种能实现多自由度电动切割、采收香蕉来很好代替纯手工的机器。装置实现实用、新型，操作简单，制造方便，经济效益和社会效益显著，也使香蕉采收省力、快速、方便，老少均可操作，熟练程度快；采收每挂果穗只需10～15秒钟，且不伤害香蕉树本身，采收香蕉的速度比用纯手工采收快2倍。这样既能降低蕉农的劳动强度；又能提高香蕉采收速度和采收率。装置结构简单，重量轻，操作方便，对提高香蕉种植规模、提高经济效益和产业化水平有着重大的意义，适合香蕉种植业的发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能实现香蕉托盘的平稳升降、刀具能多角度电动切割香蕉果轴、能进一步提高工作效率，以及保证机器多角度的灵活操作，实现设计结构简单合理，经济耐用，易于维护，便于操作的装置。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种新型香蕉采收小车，包括车架、切割机构以及抓取机构，
所述切割机构包括刀架、第一电机、连接块、第一传动机构、第一转轴、刀盘、把手、滑块、滑槽以及第二转轴，刀架底部通过紧固件连接在连接块上，连接块通过第一转动副连接在滑块上，滑块安装在滑槽中，滑槽固定在第二转轴上，第二转轴两端通过轴承和轴承座安装在车架顶部；第一转轴通过轴承安装在刀架前端，第一转轴一端固定有刀盘，第一转轴另一端通过第一传动机构与第一电机的输出轴连接，把手固定在刀架后端；
车架包括楼梯、升降滑槽以及带轮底盘，楼梯和升降滑槽固定在带轮底盘上形成三角形车架；
所述抓取机构包括第二电机、第二传动机构、线辊、绳缆、定滑轮以及夹爪，线辊通过第二传动机构与第二电机的输出轴连接，绳缆一端缠绕在线辊上，绳缆另一端绕过定滑轮后固定在夹爪上，夹爪安装在升降滑槽中。
进一步的，还包括导向复位机构，所述导向复位机构包括U形件、导向杆、第一弹簧和第二弹簧，U形件通过第二转动副安装在滑槽的后端，导向杆安装在车架顶端的通孔中，并且导向杆上端固定连接在U形件的底部，导向杆下端为限位块，第一弹簧安装在通孔和U形件之间，第二弹簧安装在限位块和通孔之间。
进一步的，所述第一传动机构包括第一皮带轮、皮带、第二皮带轮以及减速器，第一电机的输出轴与减速器的输入轴连接，减速器的输出轴安装有第一皮带轮，第二皮带轮安装在第一转轴一端，皮带张紧在第一皮带轮和第二皮带轮上。
进一步的，第二转轴与车架的前进方向垂直，滑块在滑槽中的滑动方向与车架的前进方向平行，第一转动副的旋转平面平行与地面，紧固件的旋转平面垂直与地面，刀盘所在平面平行与地面。
进一步的，在连接块和滑块上分别固定限位件，使得第一转动副的旋转角度限制为30～45°。
进一步的，夹爪包括滑动杆、支撑主杆、半环形支撑臂以及香蕉果轴定位槽，夹爪通过滑动杆安装在升降滑槽中，支撑主杆固定在滑动杆上，半环形支撑臂固定在支撑主杆上，香蕉果轴定位槽固定在支撑主杆下端并且与半环形支撑臂的圆心对应。
进一步的，所述第二传动机构包括减速器、联轴器以及驱动机，第二电机的输出轴与减速器的输入轴连接，减速器的输出轴通过联轴器与驱动机的输入轴连接，线辊安装驱动机的输出轴上。
与现有技术相比较，本发明具备的有益效果：
<1>本发明刀具分别绕轴实现上下摆动，依靠方向调节柱实现左右摆动，两个方向运动独立，而不采用球铰链或复合铰链。这能很好地保证刀具摆动的独立性和稳定性。
<2>本发明刀具只依靠一条直线滑槽，四个滚动轴即可承实现前后滚动移动，而不采用两条直线滑轨实现拖动移动。这有效地减小了刀具前后移动时的摩擦阻力。
<3>本发明刀具的上下摆动具有自动复位功能。即松开手后，刀具在弹簧作用下会自动回到水平位置。
<4>本发明刀具的左右摆动装有限位装置，左右各能摆动15°。这能有效地控制刀具的切割范围，避免刀具磕碰到机身。
<5>本发明的托盘升降滑轨开在装置的立柱上，与机身实现一体化，能有效节省材料，减轻整个装置的重量。
<6>本发明可以让人站在地面上操作，无需另外脚架，避免人员摔落受伤。
<7>本发明用蓄电池为刀盘运动、托盘升降提供动力，而不采用汽油机、柴油机。这能有效地保护环境，积极响应国家节能减排的号召。
附图说明
图1为本发明所述的新型香蕉采收小车的整体结构示意图。
图2为本发明所述的新型香蕉采收小车的第二传动机构的示意图。
图3为本发明所述的新型香蕉采收小车的导向复位机构的结构示意图。
图4为本发明所述的新型香蕉采收小车的传动机构的结构示意图。
图5为本发明所述的新型香蕉采收小车的整体结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
一种新型香蕉采收小车，包括车架1、切割机构以及抓取机构，
所述切割机构包括刀架2、第一电机3、连接块4、第一传动机构、第一转轴5、刀盘6、把手7、滑块8、滑槽9以及第二转轴10，刀架2底部通过紧固件11连接在连接块4上，连接块4通过第一转动副12连接在滑块8上，滑块5安装在滑槽9中，滑槽9固定在第二转轴10上，第二转轴10两端通过轴承和轴承座安装在车架1顶部；第一转轴5通过轴承安装在刀架2前端，第一转轴5一端固定有刀盘6，第一转轴5另一端通过第一传动机构与第一电机3的输出轴连接，把手7固定在刀架1后端；
车架1包括楼梯25、升降滑槽26以及带轮底盘27，楼梯25和升降滑槽26固定在带轮底盘27上形成三角形车架；
所述抓取机构包括第二电机28、第二传动机构、线辊29、绳缆30、定滑轮31以及夹爪，线辊29通过第二传动机构与第二电机28的输出轴连接，绳缆30一端缠绕在线辊29上，绳缆30另一端绕过定滑轮31后固定在夹爪上，夹爪安装在升降滑槽26中。
进一步的，还包括导向复位机构，所述导向复位机构包括U形件17、导向杆14、第一弹簧15和第二弹簧16，U形件17通过第二转动副13安装在滑槽9的后端，导向杆14安装在车架1顶端的通孔中，并且导向杆14上端固定连接在U形件17的底部，导向杆14下端为限位块18，第一弹簧15安装在通孔和U形件17之间，第二弹簧16安装在限位块18和通孔之间。
进一步的，所述第一传动机构包括第一皮带轮19、皮带20、第二皮带轮21以及减速器23，第一电机3的输出轴与减速器23的输入轴连接，减速器23的输出轴安装有第一皮带轮19，第二皮带轮21安装在第一转轴5一端，皮带20张紧在第一皮带轮19和第二皮带轮20上。
进一步的，第二转轴10与车架1的前进方向垂直，滑块8在滑槽9中的滑动方向与车架1的前进方向平行，第一转动副12的旋转平面平行与地面，紧固件11的旋转平面垂直与地面，刀盘6所在平面平行与地面。
进一步的，在连接块4和滑块8上分别固定限位件24，使得第一转动副12的旋转角度限制为30～45°。
进一步的，夹爪包括滑动杆32、支撑主杆33、半环形支撑臂34以及香蕉果轴定位槽35，夹爪通过滑动杆32安装在升降滑槽26中，支撑主杆33固定在滑动杆32上，半环形支撑臂34固定在支撑主杆33上，香蕉果轴定位槽35固定在支撑主杆33下端并且与半环形支撑臂34的圆心对应。
进一步的，所述第二传动机构包括减速器36、联轴器37以及驱动机38，第二电机28的输出轴与减速器36的输入轴连接，减速器36的输出轴通过联轴器37与驱动机38的输入轴连接，线辊29安装驱动机38的输出轴上。
工作原理及其过程：
对于切割机构，使用时，将通过车架1推至目标香蕉树附近，工人根据香蕉果轴的位置，通过把手7控制刀盘6的方向。按压或抬升把手7，刀盘6绕着第二转轴10旋转抬起或压下，第一弹簧15和第二弹簧16起到自动将刀盘6恢复到平衡位置的作用，导向杆14起到支撑弹簧的作用。向前或向后拉动把手7时，通过滑块8在滑槽9中的移动将刀盘6伸出和收回。左右旋转把手7，则刀架2绕第一转动副12做圆周运动，刀盘6获得水平面上的自由度。使用时，将通过车架1推至目标香蕉树附近，工人根据香蕉果轴的位置，通过把手7控制刀盘6的方向。按压或抬升把手7，刀盘6绕着第二转轴10旋转抬起或压下，第一弹簧15和第二弹簧16起到自动将刀盘6恢复到平衡位置的作用，导向杆14起到支撑弹簧的作用。向前或向后拉动把手7时，通过滑块8在滑槽9中的移动将刀盘6伸出和收回。左右旋转把手7，则刀架2绕第一转动副12做圆周运动，刀盘6获得水平面上的自由度。紧固件11的设置方便将刀架从车架上取下对刀盘进行更换或者维修。
楼梯25和升降滑槽26固定在带轮底盘27上形成三角形车架，楼梯25倾斜安装，升降滑槽26竖直安装，由于有些香蕉树很高，工人爬上楼梯上操作切割机构的把手7。
通过第二转动机构将夹爪升到香蕉果轴的位置，香蕉果轴底端嵌入香蕉果轴定位槽35中并被半环形支撑臂34环抱，当香蕉果轴上端被刀盘6割断后能够稳固的停留在夹爪中，并随着夹爪沿着升降滑槽降低到地面，由位于底面的工人装到储存车中运走。