一种便携式采茶机技术领域
本发明涉及一种采茶机，尤其涉及一种便携式采茶机。
背景技术
采茶作业一般有人工或机械两种方式，在采用机械采茶作业过程中所使用的采茶机一般采用汽油机或柴油机等内燃机作为动力来源，工作过程中噪声大，汽油机或柴油机排出的废气不但对环境造成了污染，还有损茶叶的品质；以汽油机或柴油机作动力的采茶机械其重量较大，携带不方便，对操作者的体力有较高的要求，生产效率不高。由于上述缺陷采用汽油机或柴油机等内燃机作为动力的采茶机已逐步被采用蓄电池作为动力的采茶机所替代。电动采茶机噪声小、无污染。
名称为“直流电动采茶机”，申请人为“占行波”，申请日为“2007年11月4日”，申请号为“200720193562.8”，授权公告日为“2008年10月1日”，授权公告号为“CN201123254Y”的中国发明专利公开了一种电动采茶机，其使用12V蓄电池供电，有长形上下刀片，由上刀片与上刀片连接件、连杆、偏心部件和电机转转子轴组成整机的活动部分，通过偏心部件的偏心作用将电机转子的旋转转化为上刀片在固定不动的下刀片上作往返直线滑动，使上下刀片的齿与齿之间相互交替重叠，从而使进入刀齿内的茶叶被剪下并由收集筐收集。但采用该采茶机采茶时，需要不时的将采茶机往后抛送，才能将剪下的茶叶抛向收集斗内，如此一来就增加了采茶的工作量，且一旦抛送不及时或者剪切茶叶的受到其他外力作用，有可能导致刚剪下的茶叶散落在采茶机外，造成茶叶的破损、浪费或者增加人工拾取茶叶的工作量。
针对上述习知结构所存在的问题点。如何开发出一种便携式采茶机，从而可以保证剪下的茶叶能够及时被收集、增加采茶效率、避免茶叶浪费，成为相关从业者所努力研发突破的目标。
发明内容
本发明解决的技术问题在于克服上述现有技术中存在不足而提供一种便携式采茶机。
为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术措施：一种便携式采茶机，包括机架、剪切装置、驱动电机及收集装置，该剪切机构包括可做相对剪切运动的上剪切刀片及下剪切刀片，该收集装置包括收集腔及可做旋转运动的扫叶轮；其特征在于：所述剪切装置通过第一传动结构与驱动电机传动连接，所述扫叶轮通过第二传动结构与驱动电机传动连接，且所述驱动电机带动剪切装置剪切运动时并带动扫叶轮旋转运动。
本发明还可以通过以下技术措施进一步完善：
作为进一步改进，所述第一传递机构包括第一齿轮、第二齿轮、传动轴及凸轮，其中第一齿轮套设在驱动电机的输出轴上，第二齿轮套设在传动轴的一端，且第一齿轮与第二齿轮啮合，凸轮套设在传动轴的另一端，该下剪切刀片与凸轮的偏心轴连接。
作为进一步改进，所述第二传动机构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮及旋转轴，其中第一锥齿轮套设在驱动电机的输出轴上，第二锥齿轮套设在旋转轴上，第一锥齿轮及第二锥齿轮相互啮合，该扫叶轮绕该旋转轴的轴线转动。
作为进一步改进，所述驱动电机为双头电机，所述第一传动机构包括凸轮，所述凸轮套设在驱动电机的下输出轴上，所述上剪切刀片与凸轮的偏心轴连接；所述第二传动机构包括包括第一锥齿轮、第二锥齿轮及旋转轴，其中第一锥齿轮套设在驱动电机的上输出轴上，第二锥齿轮套设在旋转轴上，第一锥齿轮及第二锥齿轮相互啮合。
作为进一步改进，所述下剪切刀片为动剪切片，上剪切刀片为定剪切片，所述下剪切刀片靠近凸轮的一端具有滑动槽，所述凸轮的偏心轴设置在该滑动槽中。
作为进一步改进，所述机架包括容置所述驱动电机、第一传动结构、第二传动结构的机罩及位于机罩一侧的口字形壳体，所述口字形壳体围成收集腔，所述剪切装置位于口字形壳体的下前方，所述扫叶轮设置在所述剪切装置的上方。
作为进一步改进，所述机罩的上方设有第一把手，所述口字形壳体的上方设有第二把手。
作为进一步改进，所述扫叶轮上间隔设置有多个开孔。
作为进一步改进，，所述收集装置包括落叶袋，所述落叶袋位于口字形壳体的后方且套在壳体的开口上。
作为进一步改进，所述扫叶轮的宽度为15cm到30cm之间，所述输出轴的直径为3mm到8mm之间，其长度为90mm到120mm之间。
由于采用了以上技术措施，本发明至少具有以下有益技术效果：
1、剪切装置通过第一传动结构与驱动电机传动连接，扫叶轮可以通过第二传动结构与驱动电机传动连接，通过采用一个驱动电机达到同时带动剪切装置的剪切运动和扫叶轮的旋转运动。从而一方面可以使得整个机身结构更加简单和紧凑，有利于采茶机的小型化，便于携带；另一方面由于扫叶轮的旋转运动与剪切装置的剪切运动是同时进行的，从而可以在茶叶刚被剪切下来后立即被扫叶轮拨向收集腔，从而避免茶叶散落在外，且增加了工作效率。
2、通过第一传动机构中的齿轮传动，使得剪切装置的转速下降，转矩增大，从而避免由于剪切装置的剪切力不够导致无法切断茶青。同理，通过第二传动机构中的齿轮传动，使得扫叶轮的转速下降，转矩增大，从而避免由于驱动扫叶轮的力不够而出现的卡机现象，使得采摘茶叶的速度也相对的加快。另外由于第一传动机构和第二传动机构采用了齿轮传动从而使得传动更加平稳、安静。
3、扫叶轮上间隔开设的多个开孔一方面可以减小扫叶轮旋转过程中受到过大的阻力，从而出现卡顿的问题；另一方面还可以防止扫叶轮旋转过程中形成过大的风力把刚剪切下来的茶青吹出采茶机外。考虑到采摘茶青的高度，将扫叶轮的宽度为15cm到30cm之间一方面可以防止设置宽度过大，扫叶轮旋转运动对剪切装置产生干扰，另一方面可以防止设置宽度过小，扫叶轮无法作用到刚剪切下来的茶青上。
附图说明
图1是本发明的便携式采茶机的总装图。
图2是本发明的便携式采茶机的爆炸图。
图3是本发明便携式采茶机的传动机构的装配图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详细的阐述。
如附图1到图3所示本发明的一种便携式采茶机，一种便携式采茶机，包括机架1、剪切装置、驱动电机4及收集装置。该剪切机构包括可做相对剪切运动的上剪切刀片21及下剪切刀片22，通过上剪切刀片21及下剪切刀片22这两个v型刀片上下相互错动，形成多把锋利的小剪刀，从而对茶青起到剪切的作用。其相对于现有技术中采用V形刀片对茶青的碰断式切割而言，可以更好的保证采摘茶叶的完整度，避免由于茶叶碰到刀片而切断，可以很好的保证采摘的质量。
该收集装置包括收集腔31及可做旋转运动的扫叶轮32。为了使整个采茶机机身结构更加的简便，使得整个装置的结构相对的紧凑，本实施例采用一个驱动电机4同时带动剪切装置运动及扫叶轮32旋转。具体为，所述剪切装置通过第一传动结构与驱动电机4传动连接，所述扫叶轮32通过第二传动结构与驱动电机4传动连接，且所述驱动电机4带动剪切装置剪切运动时并带动扫叶轮32旋转运动。其中第一传递机构包括第一齿轮51、第二齿轮52、传动轴53及凸轮54，其中第一齿轮51套设在驱动电机4的输出轴41上，第二齿轮52套设在传动轴53的一端，且第一齿轮51与第二齿轮52啮合，凸轮54套设在传动轴53的另一端，所述下剪切刀片22靠近凸轮54的一端具有滑动槽，所述凸轮54的偏心轴541设置在该滑动槽中。藉此，驱动电机4通过齿轮使得凸轮54转动，下剪切刀片22连接于凸轮54的偏心轴541上，从而将凸轮54的旋转运动转换为下剪切刀片22的直线运动，此时下剪切刀片22为动剪切片，而上剪切刀片21为定剪切片，通过上剪切刀片21及下剪切刀片22平移运动，从而对茶青起到剪切的作用。于本实施例中，所述输出轴53的直径为5mm之间，其长度为100mm之间。通过第一传动机构中的齿轮传动，使得剪切装置的转速下降，转矩增大，从而避免由于剪切装置的剪切力不够导致无法切断茶青。所述第二传动机构包括第一锥齿轮61、第二锥齿轮62及旋转轴63，其中第一锥齿轮61套设在驱动电机4的输出轴41上，第二锥齿轮62套设在旋转轴63上，第一锥齿轮61及第二锥齿轮62相互啮合，该扫叶轮32的左端与机架11转销式连接，其右端与旋转轴63连接，通过第一锥齿轮61和第二锥齿轮62来传动相交轴之间的动力，从而实现扫叶轮32的绕水平设置的旋转轴63转动。藉此，通过第二传动机构中的齿轮传动，使得扫叶轮32的转速下降，转矩增大，从而避免由于扫叶轮32力不够而出现的卡机现象，使得采摘茶叶的速度也相对的加快。且考虑到采茶机既不是在高速，也不是在重载情况下使用，为了使整个传动更加的平稳，噪声低，以及在润滑少状态下工作，故此第一传动机构及第二传动机构中的齿轮可以选择工程塑料作为材料。同理，驱动电机4的输出轴41和旋转轴63也可以选择工程塑料做为材料。但由于输出轴53直径才5mm，长度有100mm,可谓细长。为了防止输出轴53在传动过程中变形大或者是断裂，而影响采茶机工作，本实施例选择45号刚作为输出轴53的材料。
所述扫叶轮32上间隔设置有呈阵列排布的圆形开孔321。一方面可以减小扫叶轮32旋转过程中受到过大的阻力，从而出现卡顿的问题；另一方面还可以防止扫叶轮旋转过程中形成过大的风力把刚剪切下来的茶青吹出采茶机外。
机架1主要对起到固定和保护其他装置的作用，本实施例中机架1整体由塑料所做成，可以很好的减轻了采茶机的重量。机架1包括机罩11及位于机罩11一侧的口字形壳体12。机罩11包括上盖体112、腔体113、凸台114及下盖体115，驱动电机4设置在腔体113中并位于凸台114上、而后将第一传动机构及第二传动机构设置在腔体113中并与驱动电机4传动连接，而后再通过上盖体112封闭腔体113的上开口，再通过下盖体115封闭腔体113的下开口，其中下盖体115还延伸有保护壳，下剪切刀片22设置在保护壳上并将其刀刃部分外露于保护壳。藉此通过机罩11可以对设置在腔体113内部的结构起到保护作用。且凸台114的设置是为了使得驱动电机4的设置高度能够匹配第一传动机构与第二传动机构的高度，从而使得整机配置更合理，结构更紧凑。口字形壳体12包括上壳体122及下壳体123，上壳体122及下壳体123相互扣接成口字型的收集腔31，所述剪切装置位于口字形壳体12的下前方，所述扫叶轮32设置在所述剪切装置的上方。
由于采茶是采茶青。茶青又有好几种的分类：特级茶青：1独芽（顶叶仓芽）一般长度在2厘米左右；2一芽一叶，芽长于叶，一般长度在3厘米；3一芽两叶芽长等于叶，一般长度在3.5厘米左右。一级茶青：一芽二叶初展，少量的嫩对夹叶，无紫叶，无病斑，均匀齐，新鲜，净度好。二级茶青：一芽二叶全展，一芽三叶初展，嫩对夹叶，无紫叶，无病斑，均匀齐，新鲜，净度好。三级茶青：一芽三四叶全展，老化对夹叶，无病斑，新鲜，净度差。根据相关资料的调查显示，绿茶青的高度一般在37mm到46.mm之间变化。因此，本实施例把扫叶轮32的宽度为20cm，且扫叶轮32的下端离上剪切刀片21的距离为40mm，如此一方面可以防止扫叶轮32设置宽度过大或扫叶轮32与上剪切刀片21的距离过近，扫叶轮32旋转运动对剪切装置产生干扰，另一方面可以防止扫叶轮32设置宽度过小或扫叶轮32与上剪切刀片21的距离过远，扫叶轮无法作用到刚剪切下来的茶青上，无法把茶青拨向收集腔31。
为了方便使用者使用，本实施例在所述机罩11的上方设有第一把手111，所述口字形壳体12的上方设有第二把手121。藉此，使用者在使用采茶机时可以双手分别握持第一把手111和第二把手121，从而提高采茶机操作的稳定性和准确性，并且也相应提高了采茶机使用的安全性。
在本实施例中，为满足转速要求、力矩要求、便携性要求及装配要求，考虑到茶青等级越低采摘所需要的切割力越大，本实施例的采茶机所采摘的茶青在三级茶青以上，而三级茶青需要的切割力一般为3N，又考虑采茶过程中的不规范操作如切割到老梗，所以剪切装置采摘一枚茶青时必须的切割力必须大于3N，本实施例中，剪切装置的采摘茶青数量设定为十枚，因此至少驱动电机4至少需要提供30N以上的切割力才能保证剪切装置正常工作避免其出现卡机现象。另外驱动电机4还需要带动扫叶轮32旋转运动，由于扫叶轮32主要作用是将剪切下来的茶青拨入收集腔31，所以他需要的驱动力较小，依据实验证明当驱动电机4提供给扫叶轮32的5N以上的驱动力后，扫叶轮32可以正常工作，不容易出现的卡机现象。综上，为保证采茶机正常工作，驱动电机4至少需要提供35N以上的驱动力。且考虑到驱动电机4越大，其安装时所需要的空间越大，重要越大，本实施例特选用JBG37-520-8型号电机作为驱动电机以满足动力要求、小空间要求及便携性要求。
在本实施例中，采用蓄电池为驱动电机4提供动力。其相较于现有技术用汽油或柴油带动的采茶机更加轻巧便携，对使用者的体力的要求较小，且可以避免汽油或柴油燃烧后排出的废气对茶叶质量的影响。
本发明的采茶机的工作过程为:
按下开关，使装置通电，由蓄电池提供能量带动驱动电机4的转动，驱动电机4通过第一传动机构和第二传动机构的变速使得转速下降，扭力加大。第一传动机构传动连接剪切装置使得上、下剪切刀片来回剪切，且第二传动机构传动连接扫叶轮32是的扫叶轮32转动。这时候使用者双手分别握持第一把手111及第二把手121让采茶机在茶树上面走动，通过剪切装置采下茶青且通过扫叶轮将茶青拨向收集腔32，从而完成茶青的采摘及收集。使用完后关闭开关，断电即可。
在其他实施例中，所述驱动电机为双头电机，所述第一传动机构包括凸轮，所述凸轮套设在驱动电机的下输出轴上，所述上剪切刀片与凸轮的偏心轴连接。所述第二传动机构包括包括第一锥齿轮、第二锥齿轮及旋转轴，其中第一锥齿轮套设在驱动电机的上输出轴上，第二锥齿轮套设在旋转轴上，第一锥齿轮及第二锥齿轮相互啮合。
在其他实施例中，扫叶轮的开孔的排列方式也可以是非阵列式，且开孔的形状也可以方形、三角形或者不规则形。
在其他实施例中，所述收集装置包括落叶袋，所述落叶袋位于口字形壳体的后方且套在壳体的开口上。
在其他实施例中，当采摘的茶青的数目有所变化或者基于其他动力需求，可以采用其他规格的电机作为驱动电机。
在其他实施例中，当采茶机所采摘的茶叶高度不同时，为了更好的把采摘下来的茶青收集，扫叶轮的宽度除了上述实施例中例举的20cm外，还可以在15cm到30cm之间任选其他数值，如16cm、17cm、18cm、19cm、21cm、22cm、23cm、24cm、25cm、26cm、27cm、28cm、29cm等其他数值。同理，扫叶轮下端到上剪切装置之间的距离除了上述实施例中例举的40mm外，还可以在37mm到46mm之间任选其他数值，如38mm、39mm、、41mm、42mm、43mm、44mm、45mm等其他数值。
在其他实施例中，输出轴的直径除了上述实施例中例举的5mm外，还可以在3mm到8mm之间任选其他数值，如4mm、6mm、7mm等其他数值。其长度除了上述实施例中例举的100mm,还可以在90mm到120mm之间任选其他数值，如95mm、105mm、110mm、115mm等其他数值。
在其他实施例中，为强化收集腔的收集效果，使其在短时内收集的茶叶不易随采茶机的运动或滑出，可以将收集腔制成斗状。且较佳的形式是将收集腔位远离剪切装置的开口的面积为其靠近剪切装置一侧的开口面积的一半以下。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。