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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201720684683.6 (22)申请日 2017.06.13 (73)专利权人 潍坊仪脉自动化科技有限公司 地址 261000 山东省潍坊市奎文区高新区 新城街道玉龙社区玉清街以北银枫路 以东光电园第三加速器4号楼2楼 (72)发明人 许世杰 田继武 张丽娜 王瑞林 (74)专利代理机构 北京君泊知识产权代理有限 公司 11496 代理人 王程远 (51)Int.Cl. A01D 46/26(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称。
2、 一种果物采摘设备 (57)摘要 本实用新型公开了一种能够提高工作效率 且安全可靠的果物采摘设备。 它包括振动发生部 (1)、 传动部(2)以及驱动部(3)， 驱动部(3)可以 产生驱动力， 通过传动部(2)传送至振动发生部 (1)， 振动发生部(1)由壳体(11)、 边盖(12)、 带有 与传动轴(22)末端的锥齿轮(21)相啮合的锥齿 轮的偏心振动块一(113)和偏心振动块二(116)、 振块轴(115)及轴承(114)组成。 本实用新型的有 益效果是： 避免产生不利于果树健康的振动， 避 免对果树造成损伤， 提高采摘效果， 保护操作人 员的健康， 针对不同粗细的树枝， 自动进行不同 频率。
3、的振动， 提升果树采摘速率。 权利要求书2页 说明书5页 附图5页 CN 206932693 U 2018.01.30 CN 206932693 U 1.一种果物采摘设备， 具有驱动部、 传动部以及振动发生部， 其特征在于： 所述驱动部用于产生使所述传动部转动的驱动力， 并将该驱动力传递至所述传动部； 所述传动部包括可伸缩的外套管、 可伸缩的传动轴以及所述传动轴末端的锥齿轮， 所 述传动部可将所述驱动部产生的驱动力通过所述锥齿轮传递给所述振动发生部， 并可以通 过伸缩实现所述果物采摘设备长度的调整； 所述振动发生部由壳体、 边盖、 带有与传动轴末端锥齿轮相啮合的锥齿轮的偏心振动 块一和偏心振动。
4、块二、 振块轴及轴承组成， 所述偏心振动块一和所述偏心振动块二上布置 有偏心配重， 所述壳体和所述边盖共同组成树枝夹持单元和偏心振动块容置单元， 所述树 枝夹持单元用于实现树枝的夹持固定， 所述偏心振动块容置单元内有圆柱形空腔， 用于容 纳所述偏心振动块一、 所述偏心振动块二、 所述振块轴及所述轴承， 所述传动轴末端的所述 锥齿轮将驱动力传递至所述振动发生部的所述偏心振动块一和所述偏心振动块二上产生 振动， 并通过所述壳体和所述边盖， 将振动传递至树枝。 2.如权利要求1所述的一种果物采摘设备， 其特征在于： 将所述传动部中所述传动轴的 轴向方向定义为Y轴方向， 从所述驱动部指向所述振动发生部。
5、为正向， 将所述振动发生部中 所述振块轴的轴向方向定义为Z轴方向， 从所述壳体指向所述边盖为正向， X轴方向符合空 间直角坐标系， 所述偏心振动块容置单元位于所述树枝夹持单元的X轴正方向； 在所述传动部的所述锥齿轮的带动下， 所述偏心振动块一和所述偏心振动块二围绕所 述振块轴等速反向转动， 并且在转动过程中存在一时刻， 所述偏心振动块一的所述偏心配 重相对于所述振块轴偏向Y轴正方向， 所述偏心振动块二的所述偏心配重相对于所述振块 轴偏向Y轴负方向。 3.如权利要求1所述的一种果物采摘设备， 其特征在于： 将所述传动部中所述传动轴的 轴向方向定义为Y轴方向， 从所述驱动部指向所述振动发生部为正向。
6、， 将所述振动发生部中 所述振块轴的轴向方向定义为Z轴方向， 从所述壳体指向所述边盖为正向， X轴方向符合空 间直角坐标系， 所述偏心振动块容置单元位于所述树枝夹持单元的X轴正方向； 在所述传动部的所述锥齿轮带动所述偏心振动块一和所述偏心振动块二围绕所述振 块轴转动时， 所述偏心振动块一和所述偏心振动块二只产生沿X轴方向的振动。 4.如权利要求1所述的一种果物采摘设备， 其特征在于： 将所述传动部中所述传动轴的 轴向方向定义为Y轴方向， 从所述驱动部指向所述振动发生部为正向， 将所述振动发生部中 所述振块轴的轴向方向定义为Z轴方向， 从所述壳体指向所述边盖为正向， X轴方向符合空 间直角坐标系。
7、， 所述偏心振动块容置单元位于所述树枝夹持单元的X轴正方向； 在所述传动部的所述锥齿轮带动所述偏心振动块一和所述偏心振动块二围绕所述振 块轴转动时， 所述偏心振动块一和所述偏心振动块二不会产生沿Y轴方向的振动。 5.如权利要求2所述的一种果物采摘设备， 其特征在于： 所述偏心振动块一的偏心配重 的质量和所述偏心振动块二的偏心配重质量可以相等， 也可以不等。 6.如权利要求5所述的一种果物采摘设备， 其特征在于： 所述偏心振动块一的偏心配重 重心到振块轴的距离和所述偏心振动块二的偏心配重重心到振块轴的距离可以相等， 也可 以不等。 7.如权利要求1至4之一所述的一种果物采摘设备， 其特征在于： 。
8、所述偏心振动块一和 偏心振动块二的所述偏心配重可以更换。 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 206932693 U 2 8.如权利要求1至6之一所述的一种果物采摘设备， 其特征在于： 所述驱动部的驱动为 人力手摇驱动。 9.如权利要求1至6之一所述的一种果物采摘设备， 其特征在于： 所述驱动部的驱动为 电机驱动。 10.如权利要求9所述的一种果物采摘设备， 其特征在于： 所述果物采摘设备还包括传 感器和ECU， 所述传感器布置在所述振动发生部的所述壳体上， 靠近所述树枝夹持单元一侧， 所述 树枝夹持单元的构成为一开口指向Y轴负方向的勾角， 所述传感器用于感测所夹持的树枝 在所述勾角中的。
9、位置， 所述ECU根据所述传感器检测到的位置信息控制所述电机按照预先 设定的速度旋转。 权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 206932693 U 3 一种果物采摘设备 技术领域 0001 本实用新型涉及一种农作物收割机械， 特别是涉及一种果物采摘设备。 背景技术 0002 人工采摘是采摘林果的传统方式， 果农通过梯子接近果树枝头成熟的果实进行采 摘， 这项工作往往危险性高， 工作量巨大， 劳动复杂， 且效率低下， 费时费力。 在林园中， 一名 经验丰富的果农， 一天也只能采摘五亩大枣， 且采摘过程较为辛苦。 0003 有一种较为传统的方式是用重物敲击果树树干， 以便成熟的果实自然从枝头。
10、掉 落， 再捡拾到框中。 但是这种方法对操作者要求较高， 对于经验不足的果农， 则较难掌握敲 击力度， 力度过大， 则容易造成果树损伤， 并且欠熟的果实提前掉落； 力度不足， 则容易使可 以采摘的果实无法得到及时采摘， 造成果实采收不及时。 且该方法劳动强度仍然较高。 0004 为解决这种传统方式对经验要求较高， 工作效率依然低下， 采摘效果不好的问题， 有人提出一种利用振动器械带动树冠一起振动， 从而使果实从枝头振离的设备。 利用该设 备， 可以大幅降低劳动强度， 提升采摘工作的便利性。 但是该设备依然存在不足。 0005 首先， 该振动器械的振动源所产生的振动是多方向的， 而果实在枝头横向。
11、振动时 才是最容易掉落的， 纵向的振动对果树的影响因果树品种不同而不同， 部分果树对纵向振 动较为敏感(例如樱桃树、 柑橘树)， 轻微的纵向振动往往会引起叶片抖落， 过大的振动容易 将树枝从树干上剥劈开， 而对于部分果树(例如柿树、 枣树、 核桃树)， 较强的横向振动与轻 微的纵向振动叠加， 则更容易引起成熟果实的掉落， 而不会对果树的健康造成影响。 所以这 种振动器械对果树的通用性不强， 其产生同样强度的横向、 纵向振动， 容易引起部分品种果 树被在采摘作业中受损伤。 0006 其次， 该设备的振动源在设备下端， 振动不能直接有效的作用在枝干， 造成能量传 递不够直接， 采摘效率低， 设备笨。
12、重的技术问题。 0007 并且， 这种振动器械的振动发生部与操作人员的握持部在一起， 振动最强烈的位 置直接作用至人体， 容易对操作者机体造成损伤。 0008 同时， 该设备无法适应性调整振动力的强度， 无法适应不同品种的果树采摘工作。 0009 最后， 其振动频率无法调整， 无法针对不同粗细的树枝自行进行调整， 影响果树健 康和采摘速率。 实用新型内容 0010 本实用新型是为了克服现有技术中存在的上述不足， 提供一种能够改进采摘效 果、 提升作业效率、 可以针对所采摘果树品种不同改变设备振动特性、 自适应调整作业频率 的果物采摘设备， 从而实现更高的植株友好性和更好的采摘效果， 降低采摘作。
13、业对采摘者 经验的要求。 0011 为达到以上目的， 本实用新型采用如下技术方案： 0012 一种果物采摘设备， 具有驱动部、 传动部以及振动发生部， 其中： 驱动部用于产生 说 明 书 1/5 页 4 CN 206932693 U 4 使传动部转动的驱动力， 并将该驱动力传递至传动部； 传动部包括可伸缩的外套管、 可伸缩 的传动轴以及传动轴末端的锥齿轮， 其可将驱动部的驱动力通过锥齿轮传递给振动发生 部， 并且可以通过伸缩实现设备长度的调整； 振动发生部由壳体、 边盖、 带有与传动轴末端 锥齿轮相啮合的锥齿轮的偏心振动块一和偏心振动块二、 振块轴及轴承组成， 偏心振动块 一和偏心振动块二上布。
14、置有偏心配重， 壳体和边盖共同组成树枝夹持单元和偏心振动块容 置单元， 树枝夹持单元用于实现树枝的夹持固定， 偏心振动块容置单元内有圆柱形空腔， 用 于容纳偏心振动块一、 偏心振动块二、 振块轴及轴承， 传动轴末端的锥齿轮将驱动力传递至 振动发生部的偏心振动块一和偏心振动块二上产生振动， 并通过壳体和边盖， 将该振动传 递至树枝。 0013 进一步的， 将传动部中传动轴的轴向方向定义为Y轴方向， 从驱动部指向振动发生 部为正向， 将振动发生部中振块轴的轴向方向定义为Z轴方向， 从壳体指向边盖为正向， X轴 方向符合空间直角坐标系， 所述偏心振动块容置单元位于树枝夹持单元的X轴正方向。 在传 动。
15、部的锥齿轮的带动下， 偏心振动块一和偏心振动块二围绕振块轴等速反向转动， 并且在 转动过程中存在一时刻， 偏心振动块一的偏心配重相对于振块轴偏向Y轴正方向， 偏心振动 块二的偏心配重相对于振块轴偏向Y轴负方向。 0014 进一步的， 将传动部中传动轴的轴向方向定义为Y轴方向， 从驱动部指向振动发生 部为正向， 将振动发生部中振块轴的轴向方向定义为Z轴方向， 从壳体指向边盖为正向， X轴 方向符合空间直角坐标系， 所述偏心振动块容置单元位于树枝夹持单元的X轴正方向。 在传 动部的锥齿轮带动所述偏心振动块一和偏心振动块二围绕振块轴转动时， 偏心振动块一和 偏心振动块二只产生沿X轴方向的振动。 00。
16、15 进一步的， 所述偏心振动块一的偏心配重的质量和所述偏心振动块二的偏心配重 质量可以相等， 也可以不等。 0016 进一步的， 所述偏心振动块一的偏心配重重心到振块轴的距离和所述偏心振动块 二的偏心配重重心到振块轴的距离可以相等， 也可以不等。 0017 进一步的， 所述偏心振动块一和偏心振动块二的偏心配重质量可以更换。 0018 进一步的， 所述驱动部的驱动为人力手摇驱动。 0019 进一步的， 所述驱动部的驱动为电机驱动。 0020 进一步的， 所述果物采摘设备还包括传感器和ECU， 所述传感器布置在所述振动发 生部的壳体上， 靠近所述树枝夹持单元的一侧， 所述传感器用于感测所夹持的树。
17、枝在所述 树枝夹持单元的位置， 所述ECU根据所述传感器检测到的位置信息控制电机按照预先设定 的速度旋转。 0021 本果物采摘设备采摘时， 其工作原理是： 驱动部带动传动部， 将驱动力传递至振动 发生部， 振动发生部内偏心振动块一和偏心振动块二围绕振块轴向相反方向旋转， 其所产 生的振动是沿着更容易掉果的X方向， 而偏心振动块一和偏心振动块二在转动时总是能将Y 方向的不良振动完全抵消或部分抵消， 从而实现对各种果树都能具有良好的采摘效率， 且 避免对果树造成损伤。 0022 本实用新型相对于现有技术， 具有以下有益效果： 0023 本实用新型利用振动实现果树果实采摘， 通过偏心振动块一和偏心。
18、振动块二的相 对布置关系， 使其主要产生有利于果实采摘的方向的振动， 而将起次要作用或起不良作用 说 明 书 2/5 页 5 CN 206932693 U 5 的振动消减或抵消， 保护果树健康， 避免对果树造成损伤， 提高采摘效果。 0024 通过将振动发生部设置在设备顶端， 使振动能够更直接的传递至果树树枝， 提升 采摘效率， 精简设备结构。 0025 通过将振动部与人员握持操作设备的驱动部分离， 在人员握持的驱动部不会有任 何振感， 保护操作人员的健康。 0026 通过偏心配重块配重可更换， 从而实现采摘设备振动力强度的调整， 从而适应不 同品种果树采摘。 0027 通过传感器感测所夹持的。
19、树枝的位置， 使ECU计算出树枝的粗细， 从而测算出对应 的振动频率， 控制电机按照预先设定的速度旋转。 针对不同粗细的树枝， 自动进行不同频率 的振动， 提升果树采摘速率。 附图说明 0028 图1为本果物采摘设备的结构透视图。 0029 图2为取掉边盖后的果物采摘设备立体图。 0030 图3为果物采摘设备的局部爆炸图。 0031 图4为树枝夹持单元夹持树枝的示意图。 0032 图5为某一时刻本果物采摘设备中的两个偏心振动块同时运动至X轴负方向。 0033 图6位某一时刻本果物采摘设备中的两个偏心振动块同时运动至X轴正方向。 0034 图7为一实施例中驱动部握柄及摇柄的示意图。 具体实施方式。
20、 0035 下面结合具体实施方式及附图， 对本实用新型做出进一步的详细说明， 但本实用 新型的实施方式不限于此。 0036 实施例一： 如图1-4所示， 一种果物采摘设备包括振动发生部1、 传动部2以及驱动 部3， 其中驱动部3用于产生使传动部2转动的驱动力， 并将该驱动力传递至传动部2。 传动部 2包括可伸缩的外套管23、 可伸缩的传动轴22以及传动轴22末端的锥齿轮21， 其可将驱动部 3的驱动力通过锥齿轮21传递给振动发生部1， 并且可以通过伸缩实现设备长度的调整， 即 通过使外套管23及传动轴22的伸缩， 调整驱动部3与振动发生部1之间的距离。 振动发生部1 由壳体11、 边盖12、 。
21、带有与传动轴22末端的锥齿轮21相啮合的锥齿轮的偏心振动块一113和 偏心振动块二116、 振块轴115及轴承114组成， 壳体11和边盖12共同组成树枝夹持单元111 和偏心振动块容置单元112， 树枝夹持单元111用于实现树枝4的夹持固定， 偏心振动块容置 单元112内有圆柱形空腔， 用于容纳偏心振动块一113、 偏心振动块二116、 振块轴115及轴承 114， 传动轴22末端的锥齿轮21将驱动力传递至振动发生部1的偏心振动块一113和偏心振 动块二116上产生振动， 并通过壳体11和边盖12， 将该振动传递至树枝。 0037 其中振块轴115固定安装在偏心振动块容置单元112内圆柱形空。
22、腔的轴心位置， 偏 心振动块一113和偏心振动块二116通过轴承114可围绕振块轴115转动。 且在安装位置， 偏 心振动块一113和偏心振动块二116上的锥齿轮同时与传动轴22末端的锥齿轮21啮合。 0038 当进行果物采摘时， 首先将传动部2的长度调整至合适位置， 以当振动发生部1的 振动夹持单元111能够夹持住想要采摘的果树树枝时， 操作人员站在树下刚好可以方便的 说 明 书 3/5 页 6 CN 206932693 U 6 操作驱动部3为宜。 此时， 控制驱动部3带动传动部2转动， 传动部2带动振动发生部1中的偏 心振动块一113和偏心振动块二116围绕振块轴115转动， 进而使振动发。
23、生部1产生振动， 通 过树枝夹持单元111将振动传递至树枝4， 从而使果实因剧烈晃动而掉落。 0039 实施例二： 其基本结构与实施例一中的基本结构相一致， 更进一步的， 如图1-2所 示， 将传动部2中传动轴22的方向定义为Y轴方向， 从驱动部3指向振动发生部1为正向， 将振 动发生部1中振块轴115的轴向方向定义为Z轴方向， 从壳体11指向边盖12为正向， X轴方向 符合空间直角坐标系的方向(即右手定则)， 偏心振动块容置单元112位于树枝夹持单元111 的X轴正方向。 在传动部2的锥齿轮21的带动下， 偏心振动块一113和偏心振动块二116围绕 振块轴115向相反方向转动， 并且在设备安。
24、装时， 应将偏心振动块一113和偏心振动块二116 的偏心配重装配为沿Y轴方向相反布置， 或沿X轴方向同向布置， 即在设备运转的某一时刻， 偏心振动块一113的偏心配重朝向Y轴正方向， 偏心振动块二116的偏心配重朝向Y轴负方 向。 0040 在这样的结构下， 当驱动部3带动传动部2转动时， 传动轴22上的锥齿轮21带动偏 心振动块一113和偏心振动块二116围绕振块轴115向相反方向转动， 由于偏心振动块一113 和偏心振动块二116上的锥齿轮齿数相等， 所以偏心振动块一113和偏心振动块二116的角 速度始终保持相等， 转动周期保持一致。 0041 当其在图4所示位置处， 偏心振动块一11。
25、3和偏心振动块二116上的偏心配重所产 生的振动力刚好方向相反， 同理， 当偏心振动块一113和偏心振动块二116再转动180 后， 偏 心振动块一113和偏心振动块二116上的偏心配重所产生的振动力也刚好方向相反； 然而当 偏心振动块一113和偏心振动块二116转动至图5和图6所示位置处时， 偏心振动块一113和 偏心振动块二116上的偏心配重所产生的振动力方向相同， 其振动作用刚好实现叠加。 0042 正由于这种结构， 振动发生部1主要产生X方向振动， 而Y方向的振动则大大减弱， 故其主要产生有利于果实采摘振动方向的振动， 而将不利于果树健康的振动减弱或抵消， 保护果树健康， 避免对果树造。
26、成损伤， 提高采摘效果。 0043 实施例三： 其基本结构与实施例二中的基本结构相一致， 更进一步的， 偏心振动块 一113上的偏心配重的质量和偏心振动块二116上的偏心配重的质量可以相等， 也可以不相 等。 在相等的情况下， 偏心振动块一113和偏心振动块二116在Y方向所产生的的振动能够完 全抵消； 在不相等的情况下， 偏心振动块一113和偏心振动块二116在Y方向所产生的的振动 则仅会部分抵消， 振动发生部1仍旧保留部分Y方向振动， 这样可对特定品种果树进一步提 升采摘效果。 0044 实施例四： 其基本结构与实施例三中的基本结构相一致， 更进一步的， 偏心振动块 一113上的偏心配重的。
27、重心到振块轴的距离和偏心振动块二116上的偏心配重重心到振块 轴的距离可以相等， 也可以不相等。 在相等的情况下， 偏心振动块一113和偏心振动块二116 在Y方向所产生的的振动能够完全抵消； 在不相等的情况下， 偏心振动块一113和偏心振动 块二116在Y方向所产生的的振动则仅会部分抵消， 振动发生部1仍旧保留部分Y方向振动， 这样可对特定品种果树进一步提升采摘效果。 0045 实施例五： 其基本结构与实施例二中的基本结构相一致， 更进一步的， 偏心振动块 一113和偏心振动块二116上的偏心配重为可更换结构， 采摘者可以根据需要， 实现设备振 动力强度的调整， 从而适应不同品种果树采摘。 。
28、说 明 书 4/5 页 7 CN 206932693 U 7 0046 实施例六： 其基本结构与上述实施例中的基本结构相一致， 更进一步的， 如图7所 示， 驱动部3包括握柄31和摇柄32， 其通过使用者手摇摇柄31产生驱动力。 0047 实施例七： 其基本结构与实施例六中的基本结构相一致， 更进一步的， 驱动部3包 括握柄31和电机， 其通过电机产生驱动力。 0048 实施例八： 其基本结构与实施例七中的基本结构相一致， 更进一步的， 所述果树采 摘设备还包括传感器117和ECU， 传感器117布置在振动发生部1的壳体11上， 靠近树枝夹持 单元111一侧， 树枝夹持单元111的构成为一开口。
29、指向Y轴负方向的勾角， 树枝4由于粗细直 径不同， 被夹持时所处的位置也不同， 传感器117用于感测所夹持的树枝4在树枝夹持单元 111中的位置， ECU根据传感器117检测到的位置信息， 计算出树枝4的直径。 根据计算统计， 测算出各树枝直径同最佳掉果的振动频率之间的关系， 将该对应关系预置在ECU中， ECU利 用该关系和计算出的树枝4的直径， 控制电机按照预先设定的速度旋转。 以便使任意粗细的 树枝， 都能够达到最佳振动效果。 其对应关系如表1所示： 0049 表1 0050 树枝直径(mm)树枝固有频率(Hz)振动部振动频率(Hz)对应电机转速(r/s) D152.73.5Hz2.8H。
30、z5.6r/s 15D351.92.7Hz2.3Hz4.6r/s 35D551.21.9Hz1.5Hz3r/s 55D750.91.2Hz1.1Hz2.2r/s 75D0.70.9Hz0.8Hz1.6r/s 0051 以上所述的仅是本实用新型的实施例， 方案中公知的具体结构及特性等常识在此 未做过多描述。 应当指出， 对于本领域技术人员来说， 在不脱离本实用新型结构的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些也应视为本实用新型的保护范围， 这些都不影响本实用 新型实施的效果和专利的实用性。 本实用新型要求的保护范围应当以其权利要求的内容为 准， 说明书中的具体实施方式等记载可以用于结识权利要求的内容。 说 明 书 5/5 页 8 CN 206932693 U 8 图1 说 明 书 附 图 1/5 页 9 CN 206932693 U 9 图2 说 明 书 附 图 2/5 页 10 CN 206932693 U 10 图3 说 明 书 附 图 3/5 页 11 CN 206932693 U 11 图4 图5 说 明 书 附 图 4/5 页 12 CN 206932693 U 12 图6 图7 说 明 书 附 图 5/5 页 13 CN 206932693 U 13 。