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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810926131.0 (22)申请日 2018.08.15 (71)申请人 中国农业大学 地址 100083 北京市海淀区清华东路17号 (72)发明人 张俊雄 陈礼东 刘景云 (74)专利代理机构 北京中安信知识产权代理事 务所(普通合伙) 11248 代理人 李彬 徐林 (51)Int.Cl. A01D 46/26(2006.01) (54)发明名称 一种旋振式红枣采收机及红枣采收方法 (57)摘要 本发明属于农业机械领域， 具体涉及一种旋 振式红枣采收机及红枣采收方。
2、法。 采收机包括机 架、 电动机、 辊筒式采收装置和发电机； 一对对称 设置的辊筒式采收装置设置在机架的左右两端； 辊筒式采收装置包括法兰盘、 拨杆、 收集伞、 圆柱 凸轮、 主轴、 导轨、 拨杆底座、 连杆架、 连杆和行星 齿轮机构； 电动机驱动主轴转动， 拨杆产生回转 运动打击枣树树枝， 同时， 圆柱凸轮随主轴转动 时， 带动连杆沿主轴轴向往复直线运动， 进而带 动拨杆产生往复直线运动， 拍打在树枝上使树枝 产生上下振动。 本发明采收效率高， 不损伤枣树 树干， 同时实现采摘和收集， 适应性较强， 行进速 度可以控制， 能适应于不同的环境， 自动化程度 高， 能有效降低人工劳动强度和劳动时。
3、间。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 109121720 A 2019.01.04 CN 109121720 A 1.一种旋振式红枣采收机， 包括机架(2)、 电动机(3)和发电机(6)， 所述机架(2)的前端 固接在牵引拖拉机(1)的后部， 所述发电机(6)设置在机架(2)上， 并与电动机(3)电连接， 其 特征在于： 所述旋振式红枣采收机进一步包括设置在机架(2)的左右两端的一对对称设置 的辊筒式采收装置(5)； 所述辊筒式采收装置(5)包括法兰盘(501)、 拨杆(502)、 收集伞(503)、 圆柱凸轮(509)、 主轴(510)、 导轨(512)、 拨杆底座(513)、 。
4、连杆架(514)、 连杆(515)和行星齿轮机构； 竖直布置的主轴(510)的顶端和底端分别通过轴承连接一法兰盘(501)， 法兰盘(501) 固接在机架(2)上； 所述电动机(3)的动力输出轴与主轴(510)连接； 在主轴(510)的顶端和底端、 两个法兰盘(501)之间， 各设有一行星齿轮机构， 所述行星 齿轮机构包括行星齿轮轴(506)、 太阳轮(507)、 行星齿轮(508)和外齿圈(511)； 所述太阳轮 (507)固接在主轴(510)上， 外齿圈(511)设置在太阳轮(507)的外侧； 至少三个行星齿轮轴 (506)均匀地环绕太阳轮(507)， 设置在太阳轮(507)与外齿圈(51。
5、1)之间； 行星齿轮轴(506) 上固接有分别与太阳轮(507)和外齿圈(511)相互啮合的行星齿轮(508)； 所述圆柱凸轮(509)固接在主轴(510)的中部； 圆柱凸轮(509)的柱体外表面设有一首 尾连接的螺旋状凸轮槽， 所述凸轮槽内等间隔水平地设有多个连杆(515)； 每个连杆(515)的一端设有插入所述圆柱凸轮(509)的凸轮槽内的滚轮(516)， 另一端 与一个平行于主轴(510)的连杆架(514)的中部固接； 每个连杆架(514)对应设有一与其相邻且平行的导轨(512)， 导轨(512)的两端分别固 接在主轴(510)上的两个外齿圈(511)的外侧； 在每个连杆架(514)上，。
6、 沿所述连杆架(514)的长度方向， 等间隔且水平地通过拨杆底 座(513)固接有多个拨杆(502)， 同时， 所述拨杆底座(513)与导轨(512)滑动连接； 所述收集伞(503)通过收集伞架(504)固接在主轴(510)底端的法兰盘(501)下部； 所述 收集伞(503)中部设有一具有可开闭仓门的卸料孔(505)。 2.根据权利要求1所述的旋振式红枣采收机， 其特征在于： 所述拨杆(502)为弹性材质。 3.根据权利要求1所述的旋振式红枣采收机， 其特征在于： 在所述辊筒式采收装置(5) 的外侧设有挡板(4)。 4.一种利用权利要求1-3之一所述的旋振式红枣采收机的红枣采收方法， 其特征在。
7、于： 所述方法包括如下步骤： 1)工作前， 调整牵引拖拉机(1)相对于枣树行的距离， 使得两个辊筒式采收装置(5)的 拨杆(502)能够分别插入到左右两侧的枣树树冠中， 与枣树枝叶充分接触； 关闭收集伞 (503)的卸料孔(505)的仓门； 2)在工作时， 牵引拖拉机(1)牵引旋振式红枣采收机在枣树行间行进， 同时发电机(6) 为电动机(3)供电， 电动机(3)驱动两个辊筒式采收装置(5)的主轴(510)转动； 行星齿轮机 构的外齿圈(511)产生反方向的低速转动， 导轨(512)由外齿圈(511)带动绕主轴(510)轴线 作反向转动， 从而使拨杆(502)产生回转运动打击枣树树枝； 与此同时。
8、， 与主轴(510)固定连接的圆柱凸轮(509)随主轴(510)转动， 带动连杆(515) 沿主轴(510)的轴向做往复直线运动； 连杆(515)运动的同时带动拨杆(502)做沿竖直方向 的往复直线运动， 进而使枣树树枝产生上下振动； 在回转击打和上下振动的共同作用下， 红枣由枣树树枝上脱落， 掉落到收集伞(503) 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 109121720 A 2 中； 3)当收集伞(503)中的红枣累积到一定程度后， 停机打开收集伞(503)的卸料孔(505) 的仓门， 将收集到红枣转移到其他容器中， 完成一个循环的红枣采收工作。 权 利 要 求 书 2/2 页 3 C。
9、N 109121720 A 3 一种旋振式红枣采收机及红枣采收方法 技术领域 0001 本发明属于农业机械领域， 具体涉及一种旋振式红枣采收机及红枣采收方法， 实 现红枣自动化采摘和收集。 背景技术 0002 近年来， 我国红枣产业发展迅速， 红枣种植规模和产量正在逐年增加， 我国提供了 世界上90的红枣产品。 我国的红枣产区主要分布在华北平原的黄河中下游沿岸地区以及 新疆地区。 由于新疆独特的气候优势， 使新疆地区生产出的红枣一直受到广大消费者的青 睐。 新疆地区为了发展特色林果产业， 开始大量种植特色林果。 红枣作为新疆特色林果的重 要组成部分， 种植规模和产量也在逐年上升。 为了保证红枣。
10、的品质以及口感， 需要对成熟期 的红枣进行及时的采收， 因此在采收季节需要大量的劳动力。 由于红枣颗粒小， 生长密度较 大， 人工采收劳动时间长、 强度大， 而且不易对枣树上的红枣进行采尽， 因此， 人工采收方式 的成本较高， 同时采收时间也较长， 不能保证红枣的品质和口感， 从而影响红枣的售卖过 程。 0003 目前， 国外少有红枣自动化采收机械的相关研究， 国内的研究正处于起步阶段。 在 国内红枣的采收机械装置中， 主要采用树干振动式和气吸式， 树干振动式采收机通过液压 振动装置或者是偏心振动装置对枣树主干进行冲击， 但是在工作过程中， 液压振动装置或 偏心振动装置会对枣树树干形成较大的冲。
11、击损伤， 对枣树的生长造成较大的伤害； 而气吸 式采收机则针对掉落到地面上的红枣进行收集。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种同时实现红枣采摘和收集的旋振式红枣采收机及红枣 采收方法。 0005 为了实现上述目的， 本发明提供了如下技术方案： 0006 本发明提供一种旋振式红枣采收机， 包括机架2、 电动机3和发电机6， 所述机架2的 前端固接在牵引拖拉机1的后部， 所述发电机6设置在机架2上， 并与电动机3电连接。 所述旋 振式红枣采收机进一步包括设置在机架2的左右两端的一对对称设置的辊筒式采收装置5。 0007 所述辊筒式采收装置5包括法兰盘501、 拨杆502、 收集伞503、 。
12、圆柱凸轮509、 主轴 510、 导轨512、 拨杆底座513、 连杆架514、 连杆515和行星齿轮机构。 0008 竖直布置的主轴510的顶端和底端分别通过轴承连接一法兰盘501， 法兰盘501固 接在机架2上； 所述电动机3的动力输出轴与主轴510连接。 0009 在主轴510的顶端和底端、 两个法兰盘501之间， 各设有一行星齿轮机构， 所述行星 齿轮机构包括行星齿轮轴506、 太阳轮507、 行星齿轮508和外齿圈511； 所述太阳轮507固接 在主轴510上， 外齿圈511设置在太阳轮507的外侧； 至少三个行星齿轮轴506均匀地环绕太 阳轮507， 设置在太阳轮507与外齿圈51。
13、1之间； 行星齿轮轴506上固接有分别与太阳轮507和 外齿圈511相互啮合的行星齿轮508。 说 明 书 1/4 页 4 CN 109121720 A 4 0010 所述圆柱凸轮509固接在主轴510的中部； 圆柱凸轮509的柱体外表面设有一首尾 连接的螺旋状凸轮槽， 所述凸轮槽内等间隔水平地设有多个连杆515。 0011 每个连杆515的一端设有插入所述圆柱凸轮509的凸轮槽内的滚轮516， 另一端与 一个平行于主轴510的连杆架514的中部固接。 0012 每个连杆架514对应设有一与其相邻且平行的导轨512， 导轨512的两端分别固接 在主轴510上的两个外齿圈511的外侧。 0013。
14、 在每个连杆架514上， 沿所述连杆架514的长度方向， 等间隔且水平地通过拨杆底 座513固接有多个拨杆502， 同时， 所述拨杆底座513与导轨512滑动连接。 0014 所述收集伞503通过收集伞架504固接在主轴510底端的法兰盘501下部； 所述收集 伞503中部设有一具有可开闭仓门的卸料孔505。 0015 所述拨杆502为弹性材质。 0016 在所述辊筒式采收装置5的外侧设有挡板4。 0017 本发明提供一种利用所述的旋振式红枣采收机的红枣采收方法， 包括如下步骤： 0018 1)工作前， 调整牵引拖拉机1相对于枣树行的距离， 使得两个辊筒式采收装置5的 拨杆502能够分别插入到。
15、左右两侧的枣树树冠中， 与枣树枝叶充分接触； 关闭收集伞503的 卸料孔505的仓门； 0019 2)在工作时， 牵引拖拉机1牵引旋振式红枣采收机在枣树行间行进， 同时发电机6 为电动机3供电， 电动机3驱动两个辊筒式采收装置5的主轴510转动； 行星齿轮机构的外齿 圈511产生反方向的低速转动， 导轨512由外齿圈511带动绕主轴510轴线作反向转动， 从而 使拨杆502产生回转运动打击枣树树枝； 0020 与此同时， 与主轴510固定连接的圆柱凸轮509随主轴510转动， 带动连杆515沿主 轴510的轴向做往复直线运动； 连杆515运动的同时带动拨杆502做沿竖直方向的往复直线 运动， 。
16、进而使枣树树枝产生上下振动； 0021 在回转击打和上下振动的共同作用下， 红枣由枣树树枝上脱落， 掉落到收集伞503 中； 0022 3)当收集伞503中的红枣累积到一定程度后， 停机打开收集伞503的卸料孔505的 仓门， 将收集到红枣转移到其他容器中， 完成一个循环的红枣采收工作。 0023 与现有技术相比， 本发明的有益效果在于： 0024 1、 采收效率高 0025 本发明旋振式红枣采收机包含两个辊筒式采收装置， 由拖拉机进行牵引式作业， 一次行进可同时对两排枣树进行采收。 0026 2、 不损伤枣树树干 0027 本发明的辊筒式采收装置由辐射状的弹性采收拨杆一边做绕辊轴低速旋转运动。
17、 一边做辊轴轴向高速往复运动， 对红枣树枝条产生拍击， 从而使红枣从树枝上脱落。 0028 3、 同时实现采摘和收集 0029 本发明的辊筒式采收装置的主轴由电动机驱动， 主轴上设置有圆柱凸轮。 圆柱凸 轮的柱体外表面设有一首尾连接的螺旋状凸轮槽， 连杆设置在凸轮槽内， 圆柱凸轮随主轴 转动时， 带动连杆沿主轴轴向往复直线运动， 进而带动拨杆产生往复直线运动， 拍打在树枝 上使树枝产生上下振动， 当振动的频率或振幅达到要求时候， 红枣从枣树上掉落， 利用行星 说 明 书 2/4 页 5 CN 109121720 A 5 齿轮机构进行减速， 使辊筒的外周相对于主轴作低速的反方向旋转， 从而使细长。
18、拨杆在往 复直线运动的过程中， 同时进行圆周运动， 利用底部的刚性收集伞， 直接将脱落下来的红枣 进行收集， 同时， 利用半圆挡板， 为细长拨杆留出工作空间， 同时防止脱落中的红枣飞出收 集伞。 0030 4、 本发明适应性较强， 行进速度可以控制， 能适应于不同的环境。 0031 5、 本发明自动化程度高， 能有效降低人工劳动强度和劳动时间。 0032 6、 本发明利用率较高， 连接支架可拆卸， 牵引拖拉机可有多种用途。 附图说明 0033 图1为本发明的旋振式红枣采收机的结构示意图； 0034 图2为本发明的辊筒式采收装置5的外观结构图； 0035 图3为本发明的辊筒式采收装置5的局部结构。
19、示意图； 0036 图4为图3的局部放大示意图。 0037 其中的附图标记为： 0038 1牵引拖拉机 2机架 0039 3电动机 4挡板 0040 5辊筒式采收装置 501法兰盘 0041 502拨杆 503收集伞 0042 504收集伞架 505卸料孔 0043 506行星齿轮轴 507太阳轮 0044 508行星齿轮 509圆柱凸轮 0045 510主轴 511外齿圈 0046 512导轨 513拨杆底座 0047 514连杆架 515连杆 0048 516滚轮 6发电机 具体实施方式 0049 下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。 0050 如图1所示， 本发明的旋振式红枣采收。
20、机由牵引拖拉机1牵引作业， 该采收机包括 机架2、 电动机3、 辊筒式采收装置5和发电机6。 其中： 0051 所述机架2的前端固接在牵引拖拉机1的后部， 所述发电机6设置在机架2上， 并与 电动机3电连接。 一对对称设置的辊筒式采收装置5设置在机架2的左右两端。 0052 如图2和图3所示， 所述辊筒式采收装置5包括法兰盘501、 拨杆502、 收集伞503、 圆 柱凸轮509、 主轴510、 导轨512、 拨杆底座513、 连杆架514、 连杆515和行星齿轮机构。 0053 竖直布置的主轴510的顶端和底端分别通过轴承连接一法兰盘501， 法兰盘501固 接在机架2上。 所述电动机3的动。
21、力输出轴与主轴510连接， 驱动主轴510转动。 0054 在主轴510的顶端和底端、 两个法兰盘501之间， 各设有一行星齿轮机构， 所述行星 齿轮机构包括行星齿轮轴506、 太阳轮507、 行星齿轮508和外齿圈511。 所述太阳轮507固接 在主轴510上， 外齿圈511设置在太阳轮507的外侧， 至少三个行星齿轮轴506均匀地环绕太 说 明 书 3/4 页 6 CN 109121720 A 6 阳轮507， 设置在太阳轮507与外齿圈511之间， 行星齿轮轴506上固接有分别与太阳轮507和 外齿圈511相互啮合的行星齿轮508。 0055 所述圆柱凸轮509固接在主轴510的中部。 。
22、圆柱凸轮509的柱体外表面设有一首尾 连接的螺旋状凸轮槽， 所述凸轮槽内等间隔水平地设有多个连杆515。 圆柱凸轮509随主轴 510转动时， 带动连杆515沿主轴510轴向往复直线运动。 0056 每个连杆515的一端设有插入所述圆柱凸轮509的凸轮槽内的滚轮516， 另一端与 一个平行于主轴510的连杆架514的中部固接。 0057 每个连杆架514对应设有一与其相邻且平行的导轨512， 导轨512的两端分别固接 在主轴510上的两个外齿圈511的外侧。 0058 在每个连杆架514上， 沿所述连杆架514的长度方向， 等间隔且水平地通过拨杆底 座513固接有多个拨杆502， 同时， 所述。
23、拨杆底座513与导轨512滑动连接。 0059 所述收集伞503通过收集伞架504固接在主轴510底端的法兰盘501下部； 所述收集 伞503中部设有一具有可开闭仓门的卸料孔505。 0060 优选地， 所述拨杆502为弹性材质。 0061 优选地， 在所述辊筒式采收装置5的外侧设有挡板4， 用于防止从枣树上脱落的红 枣掉落到收集伞503的外侧。 0062 一种利用上述旋振式红枣采收机的红枣采收方法， 包括如下步骤： 0063 1)工作前， 调整牵引拖拉机1相对于枣树行的距离， 使得两个辊筒式采收装置5的 拨杆502能够分别插入到左右两侧的枣树树冠中， 与枣树枝叶充分接触； 关闭收集伞503的。
24、 卸料孔505的仓门， 防止在采收过程中红枣洒落。 0064 2)在工作时， 牵引拖拉机1牵引旋振式红枣采收机在枣树行间行进， 同时发电机6 为电动机3供电， 电动机3驱动两个辊筒式采收装置5的主轴510转动； 行星齿轮机构的外齿 圈511产生反方向的低速转动， 导轨512由外齿圈511带动绕主轴510轴线作反向转动， 从而 使拨杆502产生回转运动打击枣树树枝。 0065 与此同时， 与主轴510固定连接的圆柱凸轮509随主轴510转动， 带动连杆515沿主 轴510的轴向(竖直方向)做往复直线运动。 滚轮516可以减少连杆515与凸轮509的凸轮槽之 间的摩擦力。 连杆515与连杆架514。
25、固定连接， 多个拨杆502通过拨杆底座513固接在连杆架 514上， 同时， 拨杆底座513与导轨512滑动连接， 连杆515运动的同时带动拨杆502做沿竖直 方向的往复直线运动。 插入到枣树树丛中的弹性拨杆502通过往复直线运动使枣树树枝产 生上下振动。 0066 因此， 在忽略牵引拖拉机1的行进速度情况下， 弹性拨杆502的运动由绕主轴510轴 线的回转运动和沿主轴510轴向往复运动的振动两个运动复合而成， 在回转击打和上下振 动的共同作用下， 使红枣能够由枣树树枝上脱落， 脱落过程中的红枣受到挡板4的阻挡， 掉 落到收集伞503中， 实现对红枣进行收集。 0067 3)当收集伞503中的红枣累积到一定程度后， 停机打开收集伞503的卸料孔505的 仓门， 将收集到红枣转移到其他容器中， 完成一个循环的红枣采收工作。 说 明 书 4/4 页 7 CN 109121720 A 7 图1 图2 说 明 书 附 图 1/2 页 8 CN 109121720 A 8 图3 图4 说 明 书 附 图 2/2 页 9 CN 109121720 A 9 。