本发明涉及适于促进茶树种植活动，包括（但不局限于）收割、剪枝、喷雾和施肥机械化的装置。 茶树通常种植成条状的灌木丛，手工采摘后成为灌木绿篱。一般，茶叶是用手工采摘的，因此，必须将灌木丛修剪到采叶人能从灌木丛的上面够得着灌木丛的中部的高度，这就需要经常修剪茶树丛以保持采摘高度。在茶树丛之间还必须留有走道或通道。这些走道使阳光能够进入，从而使杂草得以生长，这就需要以高昂的代价用杀草剂或通过手工除草控制杂草。
已经形成多种用机械方式采茶的方法。初级的机械化程度是其中一个刀片上带有收集装置的手持剪刀。这种装置全部用手操作，当然是由各个站在地上手持剪刀的人支撑的。第二代采茶机是在机器上具有两个把手的简单的往复式刀片，在机器上有一个茶叶收集袋。这种机器通常由四个班组操作，两个人携带茶叶收集袋，另两人携茶叶袋。这种装置在任何情况下都是由站在地上操纵机器和收集袋的人支撑着。这就需要清理穿过茶树的通道，保持茶树的高度并在阴沟上架桥或修通道。在致力于将机械重量分散在较大面积上以减少对地面的压力的过程中采用了轮式机械、半覆带式和覆带式机械，从而使机械化采茶得到进一步发展。茶树通常是在热带靠近赤道的高海拨地区种植，因此经常遇到热带雨水，理想的土壤条件通常是含水、潮湿而且土质松软。这种环境和茶叶冠层的覆盖合在一起就意味着这些地方会恶化，而且过一段时间后会发生土壤压实，这些实际上会进一步造成减产。在任何场合下，都有必要保持茶丛行之间的通道露天，以便于操作人员和机械通过，而且基本的日常工作也是必须的（例如，必须经常在穿过茶园的水沟上建桥，以使机械能够通过进行采茶作业）。另外，在茶丛行的末端尚需留下足够宽度的未耕地头，使得机械能够转弯并重新进入茶园。
如果某种茶叶很值钱，就必须以适当地长度采撷，因此，当确定待采新茶的长度以保持一个准确的相当深度一直是个难题。通过机械化方式做到了这一点，利用地面作为恒定的高度源并将采摘装置安装在来自地面的可控制的点上，在地形不规则和有松软小地块的地方，轮式采茶机是不实用的。覆带式机械获得了成功，但是这机械也更加昂贵，而要花费更多的日常工作来维修它。手持的方法是指必须由人站在地面上拿着采摘装置，其结果是，操作者在行进时极难从地面上控制精确的高度，这将使得剪切装置无意识地忽高忽低从而减少收成，或是剪刀切入树丛使得所采茶叶的质量不高，切下保留的茶叶还会导致减产。
本发明的目的是提供一种能用于使茶的种植、维修和采收活动机械化的工作台，以全面或部分解决上述问题。本发明的目的尤其在于提供一种能够使茶叶采收机械化的低花费机械。
根据第一个方面，本发明提供了一种可用于众多相邻种植的茶丛的工作台，该设备包括支撑架装置，在使用时该装置适于伸到上述茶丛的顶部区域上方并基本上与其顶区平行，传送装置装在支撑架装置上，并且至少部分位于上述支撑架装置下面，以便于接触并支撑在茶丛的顶部区域上，该传送装置可以移动，因此，该支撑架装置是在上述茶丛的顶部区域上移动并完全由茶丛顶部区域支撑。
通过确保工作台没有任何地面支撑，可以避免上面讨论的传统的问题，象不平坦的或潮湿的地面状况。而且，茶丛之间无须再留进出空间，因而在单位种植面积上可更密集地种植茶丛并获得更高的产量。此外，由于在很大程度上避免了机械或操作人员接触邻近茶丛的地面，因而可以避免茶丛周围的土地压实。
通常，本发明的工作台是在需要时用来承载作业工具的。一般，所谓作业工具可以是采收设备，不过，其它设备象剪枝、喷雾和施肥装置等也可以装在其上。
理想的是，传送装置可以包括一个或多个运动面与上述茶丛的顶部区域接触，该运动面或每个运动面的表面速度等于上述工作台的平移速度，但方向相反。在一个实例中，传送装置可以包括多个滚子，由每个滚子的圆周表面形成上述运动面。在一个可行的替换例中，传送装置可以包括至少一个环带，由该环带或每个环带的下部形成上述运动面。在另一个实例中，该环带或每个环带与侧缘一起组成一个大致封闭式腔室，安装用于对该腔室或每个腔室里的空气加压的装置，以支撑上述茶丛上方的支撑架装置。另外，可以设置多个横向支承滚，将其安装在上述支撑架装置上，并至少部分位于上述支撑架装置下方，以使其接触上述环带或每个环带下运行部分的上表面。
最好提供驱动装置以驱动上述传送装置。驱动装置至少可以部分由上述工作台承载。在一个优选实施例中，驱动装置可以包括驱动马达和驱动传递装置，安装在支撑架装置上。在另外一个优选实施例中，驱动装置可以包括一个在适当的通道上牵引工作台的绞盘装置。绞盘机可以安装在工作台上或是安装在工作台以外的地方。绞盘机构安装在工作台以外的部分设置成可以移动以便在需要时改变工作台的运动路线。
支撑架装置最好包括两个活动连接的构架部件，每一个都有独立的传送装置，因此，驱动装置可以按需要以相同的速度或不同的速度驱动上述独立的传送装置。有利的是，通过选择性地改变独立传送装置的相对速度（方向）可以控制支撑架装置。
本发明的目的还在于提供一种利用了上述工作台的采收设备，该采收设备包括用于切割茶丛顶部新长茶叶的刀具组件和用于收集割下的新长茶叶的茶叶收集装置。
根据另一个方面，本发明提供了一种用于从众多相邻种植的茶丛上采收茶叶的采茶机。该采茶机包括一个支撑架装置，该装置在使用时伸展到茶丛顶部区域上方并基本上与茶丛的顶部区域平行，传送装置安装在上述支撑架装置上并至少部分地位于支撑架装置的下面，以使其接触茶丛的顶部区域并支撑在那里，所采用的传送装置具有一个或多个运动面与茶丛的顶部区域接触，该运动表面或每个运动面表面速度与采茶机的平移速度相等，但两者的方向相反，茶叶刀具组件安装在上述支撑架上，它相对于采茶机的向前平移方向是横向伸展的并在传送装置的前面，以及用于收集由上述刀具组件割下的茶叶的收集装置。
根据另一个方面，本发明提供了一种从众多的相邻种植的茶丛上采收茶叶的采茶机，所述采茶机包括一支撑架装置，在使用时，它伸展到茶丛顶部区域的上方并基本上与该顶部区域平行，安装在支撑架装置上的传送装置可以接触茶丛的顶部区域并支撑在那里，该传送装置使得采茶机在茶丛顶部区域的上方在预定平移方向上运动，茶叶刀具组件安装在支撑架上，相对于上述预定平移方向横向伸展并位于传送装置的前面，用于收集由刀具组件割下的茶叶的收集装置，啮合装置安装在采茶机上，相对于上述平移方向横向伸展并位于上述刀具组件的前方，该啮合装置适于用来在刀具组件前面啮合茶丛的顶部区域，以及用于改变啮合装置相对于刀具组件的高度的调节装置。
下面将结合附图说明本发明的几个优选实施例，其中：
图1是本发明工作台第一个实例的透视示意图;
图2是图1中的工作台处于工作状态的正视图;
图3、4、5、5A、6和6A是根据本发明工作台的另一个优选实例的示意图;
图7是按照结合采茶装置的另一个优选实例的工作台透视图;
图8是本发明结合采茶装置的另一个实例的透视图;
图9是本发明工作台结合施肥装置的透视图;
图10和11是本发明工作台结合可选用的茶丛剪枝装置的透视图;
图12和12A分别是本发明工作台用于传送收获的茶叶的透视图和正视图;
图13是本发明结合茶叶采收装置的另一个实施例;
图14和14A示意说明驱使本发明工作台运动的驱动传送系统的一种可能的形式;
图15示意说明作为图7、8和13中所示采茶装置的一部分的刀杆机构的一种优选形式;
图16是一个用于将割下的茶叶从刀杆传送到收集装置的鼓风系统的横剖视图;
图17、17A、18、18A、19和19A是用于本发明装置的环带结构的可选用的优选形式。
图1表示工作台10的第一种形式，它包括两个变速环带11、12。可以任何适当的装置来控制其速度的变化，例如，通过一个简单的皮带张紧轮（未示出）间隔地正向、空档或逆向啮合来控制其速度。该装置通过外部装置的推、拉来驱动，或是用液压驱动装置、摩擦驱动装置或类似的装置来驱动。平行的环带之间速度的变化被用于操纵或转动机器。下面将结合图14和14A说明驱动传递的一种适当形式。环带11、12与由动力传送系统驱动的滚13摩擦啮合，并由多个装在支撑架16上的托辊支承。向前的主回行托轮15也安装在架16上。可以设置防止环带11、12发生安装误差的适当的导向板或类似的装置，对此将在下文结合图18-20进行说明。附图中的图2表示图1中的工作台完全支承在一排茶树丛17上。图3表示工作台10的第二种实施例，它利用空气涡轮机18来提高环带11、12内的空气压力，环带11、12在茶丛17的顶部起到一个封闭作用。环带11、12与侧面护板19一起形成内封闭的腔室，可由空气涡轮机18对其加压，以便除端部滚子13、15（图3中未示出）外，在通道的底部无须任何其它托辊（如图1中的托辊14）就能形成悬空的通道。当然，显而易见的是在架16上可以建造任何适当形式的上部结构（当然要考虑其重量）以实现任何理想的功能，其中的一些将在下文中讲述。
环带的布置可以采用不同于图1-3中并排布置构形的其它构形。例如，如果可控性对本机来说不是必须的时，可以采用单个环带装置。图4表示另一个装置，它包括两个全宽工作台10，每个工作台的结构均类似于图1中的工作台，只是环带11、12不是并排排列，而是与每个工作台10对齐，每个工作台10与另一个工作台在20处铰接或活动连接。在这种情况下，通过控制一对主动筒21、22可实现可控性。
图5和5A示意说明工作台10的另一可行形式。这里，支撑架16由一系列的滚子23支承以分散负荷而无须任何外部环带。滚23可由轻质材料制成，并排设置的截面上的至少一个滚子由泡沫填充，其驱动与另一截面里的驱动滚无关，以便该装置能以与图1-3中工作台类似的方式滑动控制。对驱动机构24做了示意说明。图5A是一种可选用的形式，这里，两截面以类似于图4的装配方式活动连接。图6和6A所示的装置与图5和5A相似，只是这里用由合适材料制成的直径适宜的轮25取代了滚23，使负荷足够轻，以便无须任何地面接触即可跨越茶丛的顶部传送工作台10。同样，图6A所表示的是类似于图4和5A的活动连接方式。
如上所述，茶园里所必须进行的很多作业活动都可以用采用了前面所述的工作台的装置来完成。例如，图7表示采茶机26的一种优选形式，它采用了类似于图1的一种工作台10，只不过前滚15被一个上托辊27和一个直径比滚13的小但比辊14和27的大的前托辊（未示出）取代。在采茶机26的尾端设有操作台28，安装在支撑16上，在它上面设有一个用于支承袋30的支架29，以便在采茶过程中接收割下的茶叶。
安装一台如图14和14A所示的包括一台独立马达31的驱动传递装置（图7中未示出），用于驱动后滚13并由此驱动环带11、12。该传递装置还包括一由马达31通过锥形三角皮带轮33驱动的三角皮带32（以便速度比可以改变）该皮带轮用于驱动主轴34。在主轴34的两外端有用于装三角皮带37、38的三角皮带轮35、36。在与滑轮35、36相邻的内侧有辊39、40，辊39、40在每个边缘有可压缩的材料（象聚氨酯、橡胶或摩擦材料）。三角皮带37、38被用来由主轴34驱动分别安装在相应的中间轴43、44上的皮带轮41、42。右边的中间轴44通过滚13驱动右边的环带12，左边的中间轴43通过相连的滚13驱动左边的环带11。在中间轴43、44的内侧末端分别为链轮45、46，它们通过链条51、52驱动与滚13的轴49、50相连的链轮47、48。最后，在中间轴43、44上设有与主轴34上的辊39、40对齐的控制运行辊53、54。与辊54相连的是一制动器（未示出），可将其用作刹车制动器。
驱动传递装置24具有下述功能。该传动装置由两个操纵杆55控制（参见图14A），每个操纵杆由一个连杆机构56与主轴34相连。如果将操纵杆55推向前（如图14A），连杆56提升主轴34，使其驱动啮合三角皮带37、38并导致环带11、12向前运动。这一位置由弹簧57、58施加的弹性张力来维持。如果将两操纵杆55向后拉至直立位置，三角皮带37、38从各自所驱动的皮带轮上脱开，机器空转，环带11、12从驱动马达31上脱开。如果向操纵者拉回两个杆55，则使两个辊39/53、40/54啮合，从而使两个皮带11、12产生反向运动。为了向左或向右转，将一个操纵杆55保持向前使相连的环带11、12向前运动，而将另一个操纵杆向后拉，使得另外的环带11、12要么停止要么向后运动，这取决于转向所需的张紧度。
现在再回到附图中的图7进行说明。在工作台10的前端，刀杆组件59安装在支架16上，该组件包括一对具有向前方向的刀齿的刀片60、61，并在工作台的向前边缘上作相对往复运动。刀片60、61由凸轮机构62和独立的驱动马达63驱动（最好参见图15）。
还设有向上向后的斜道64，其下端与刀杆组件59相邻处开口，其上端65被用于将割下的茶叶排放入袋30中。为了使斜道64接收割下的茶叶并往上流动，设置了一台具有多个喷嘴67的鼓风机66（见图16），以便将高速气流从其下端吹进斜道。压缩空气由一马达/压缩机单元68供给鼓风机66。如图7所示，斜道64由枢轴在69处安装在支架16上，使其能绕横向枢轴转动。为了平衡斜道64的后部重量，设置了一向前伸展的支架70，在其最前端通过枢轴安装一个滚71，而且，其最里边由枢轴安装在斜道64上（图7中不可见）。设置一对（松紧）螺旋扣式机构72（或任何其它的合适装置）以使在使用时保持斜道64与支架70之间的相对角度稳定，并在需要时有选择地改变这一角度以改变滚71相对于刀杆59的高度。机构23的位置控制可以改变割深高度。在所示装置中采用滚71，可以自动控制刀杆组件59的切割高度，无论茶丛顶冠的高度如何变化均能得到精确的割深。将这样一种结构用于机动工作台的行进中，在采茶作业之间起校平作用并非常准确地控制刀杆组件59相对于茶丛的作业高度。因为机器随着茶丛顶冠的生长而升高，所以这种功能是自动的，并仍然能保持刀杆组件的精确定位。
图8表示一种大体上类似于图7的采茶机，只不过这里的茶叶收集斜道64要短一些而且是将割下的茶叶直接导入基本上水平放置的袋73中。在这里，斜道64相对于其枢轴69向前倾斜的重量由在斜道64和支架16之间作用的弹性装置74来平衡。在这里，前滚71装在连杆75上，连杆75其尾端由枢轴安装在斜道64上，设置一可调整有效长度的稳定连杆76，它起到与图7中的（松紧）螺旋扣机构72类似的作用。在操作台的尾部，示出了驾驶台77和上文提到的驱动传递装置的操纵杆55。
附图中的图9表示按照图1-6制出的工作台的另一种可行的用途。在该实例中，安装一个布料器组件80用于将肥料或其它类似的颗粒状材料送至一横向伸展的布料杆82上的布料喷咀81。后面的平台83可以装载所要携带的颗粒材料。很方便地，肥料或其它颗粒化材料以高速度从布料喷咀81吹出，并透过茶丛的枝叶沉积在茶丛根部四周。另外，可以根据有时需要将颗粒材料散布系统换成散布杀虫剂或其类似物的液体喷雾系统。
附图中的图10和11表示载有剪枝设备的工作台10。在剪枝时，工作台10仅由茶丛17支承向前运动，并用带锯84（图11）或往复式切杆锯下茶丛的下侧。另外，如图10中所示，也可以采用一系列圆盘锯进行深层剪枝或快速剪枝。图12和12A表示本发明工作台的另外一种用途，可将其用作运送工具，将装满割下的茶叶的袋85运到茶园附近适当的收集点。
每个移动式工作台的支架都设计成抗扭强度大而且非常轻，采用最显著的高强度轻质铬钼铜管材或其它合适的合金。正如前面所讨论过的，每个覆带单元彼此都是独立的，并以组件形式连接在一起。
每个覆带单元都有自己的底架或支架16，每个精密夹具是用高强度轻质管材制成。每一截面最好都是三角形构架，在所有方向上都有很高的抗扭强度。后驱动滚13、前滚15以及中间滚14都安装在这些三角形支架上。
前、后滚13、15可以是铝管或是轧制的铝板铆接在在管内隔开的圆形联接板上。
中间滚14可以是铝管或聚氯乙烯（PVC）管，将其依次安装在装于支架16下侧的压制的轻质轴承上。通过把内装配件推到一起并用螺栓一起固定，可以很方便地完成组装。通过在支架16前面借助提升轴承可将环带11、12张紧。
图13表示本发明采茶机的另一种优选形式。该装置主要用于种植在陡峭斜坡上的茶丛，尽管所公开的原理不一定限定这种用途。在该实施例中，采用基本上与图1中装置相同的工作台10，上面装有茶叶刀杆59。安装一个向上的收集斜道64，用以将割下的茶叶输入袋73中。该装置大体上与前面的实例相同。只不过工作台上没有装驱动马达，而是由一部分装在工作台10上，一部分装在固定点91上的绞盘机构90向工作台提供动力。组成绞盘机构一部分的挠性缆索92或类似部件将工作台10与固定点91联在一起。固定点91可以是一个静止固定器点或是可以在钢轨93或类似物上移动。缆索92连接在工作台10中央的旋转体94上，使其可转动360°，如箭头95所示。该装置可以按箭头96所示方向沿陡坡上行采收茶叶，并沿箭头97所示方向向下返回采收过的通道。然后，部件90沿钢轨93向左或向右移动（箭头98），并在新的通道上沿斜坡采茶。
为了缓和陡峭的坡度，该装置可以按箭头95所示方向转动90°，并横移到下一个采收通道上，然后再转90°，并沿箭头97所示的相反的方向下行采收。
工作台10上的环带11、12可以自由运行，在支承滚上自由的运动，或者由摩擦齿轮传递装置驱动、液压驱动等。
如有必要，该装置可从远距离用无线电操纵，或者用人力推、拉，同时仍完全由茶丛支承。不过，后一种选择不是很理想的，因为在茶丛之间要求有最少的人行通道。
嫩芽鞘、长有两片叶子的脆弱茶梗以及芽，当在茶丛上表面滑动或牵引任何装置时都会受损。因此，工作台最好由环带、隔板或滚动的表面支承，这样，当机械通过茶丛的表面时使接触面相对于对茶丛的啮合力来说保持相对静止。
图17、17A、18、18A、19和19A表示用来保持环带11、12成一直线的可选用的装置。在图17、17A中，对支承环带或隔板11、12成直线支撑并为其提供动力的装置包括安装在环带11外面的加固框99。环带11具有在其上形成的边缘条带100，以便与滚13、15的末端啮合。加固框99夹持在侧定位件101之间，防止环带未对准。如图17A中所示，定位件101还组成支承结构的一部分，滚14的轴承102就安装在它上面。如有必要，框架99还可以作为牵引抓器，以推进该装置。
图18和18A表示具有很大的覆带凸条103的环带11，并在滚13、15的中央有一中部V形坡口，覆带凸条和V形滚保证环带对准。如图18A中所能看到的，覆带凸条103在105处留有切口，以使凸条有足够的挠性绕滚13、15弯曲。
图19和19A表示一种轻质廉价结构106，它是由连续截面的金属板材制成，在其上有倒V形凹槽109和唇形侧缘110。该组件还包括环带11，它具有用于与金属板106上的倒V形凹槽啮合的导向凸条111。同时，可根据需要安装或拆下框架99。该实例中的环带11是由具有低摩擦系数的材料制成的。图19A是该结构的侧视图，示出驱动滚13和托滚15。当该装置由茶丛支承并由外部动力推或拉动时，两个滚子均作为托滚。较大的覆带凸条111沿其长度在112处切成缺口，在保证其深度的同时确保环绕小端滚13、15的挠性。环带11和凸条111的材料其摩擦系数很低，使其能在下面的底部支架106上滑动。
本领域技术人员不难理解，使用上面所述的装置具有很多实质性优点，这些优点包括：
（Ⅰ）茶丛带之间不再需要任何通道，因此茶丛可以连体生长，形成相互交叉的茶丛冠层，没有通向地面的通道或开口，从而可以控制杂草生长并减少杀草剂的使用。
（Ⅱ）机器由茶丛支撑，使得它不论茶丛的排列或位置都能在任意方向上采茶。
（Ⅲ）用该装置在茶园中采茶不受茶丛下面排水沟方向或数量的限制。
（Ⅳ）该装置可十分精确地控制新长嫩茶叶的切割高度，并通过不接触地面从茶丛顶部采摘来实现自动调节。
（Ⅴ）该装置可以避免地面压紧作用，因为它是由茶丛支承，且重量分散在较大面积上的。
（Ⅵ）由于该装置是由茶丛顶部支承，采收高度自然会随着茶丛和叶冠的生长而升高，因此可以提高茶叶的质量。
（Ⅶ）该装置可以提高茶丛的产量，因为它可以采下较长的茶梗。
（Ⅷ）该装置无须剪枝以保持离地面的适当高度就能采茶。
（Ⅸ）就因为不是由地面支承，该装置可以在陡峭的斜坡上采茶。在这种场合（见图21），茶丛的顶部通常要剪平，以便能在其上支承机器。
现有的机械采茶装置只能在平地或波状地面上使用。如果覆带式或轮式采茶机械在陡峭的斜坡上作业，可能会因为通常的潮湿条件而打滑，并滑入茶丛进而损坏茶丛。在地形陡峭的国家的种植中，将茶丛成梯田状种植，使得手持式采茶机的使用极为困难和危险，因为一个操作者站在梯田的下边，另一个操作者站在上边。陡峭地形的另一难题是土壤侵蚀。为了解决这一问题，要环山挖水平的排水沟，并与垂直向下的水沟相通，以将水排走。采用手持轮式或覆带式机械，越过这些水沟是困难的。在本发明中，机械装置仅由茶丛支承并沿斜坡的等高线行进，这样，沿等高线的一排（或两排）茶丛的顶部基本上保持水平状态，因而机器也保持水平状态。此外，茶丛的顶部表面也可以与斜坡的地形一致，机器沿斜坡上行或下行。
在所附权利要求范围内所作的变化或改进也是可以预见的。例如，除了可以沿收集斜道64向上吹气外，还可以用装在收集斜道上端的合适装置吸气。