[发明专利]自走式机械往复泡核桃收获机

说明书

技术领域

本发明属于泡核桃果实采收领域，具体来说是一种自走式机械往复泡核桃收获机。

背景技术

泡核桃（Juglans sigillata Dode）为胡桃科核桃属落叶乔木，是云南省种植面积最大、从业人数最多、农户增收最明显的第一大经济林果树种，2014年产业基地面积达4200万亩以上，农业产值近300亿元。泡核桃是国际学术界、商界公认品质最优良的核桃品种；但因其机械化生产程度低、生产成本高，限制了出口量及销售量；以及劳动力越来越紧缺、成本越来越高，泡核桃果实采收上树打果导致的伤亡事故每年都频频发生。为此，我们于2011年立题研究泡核桃果实采收机械，2014年9月使用第3代样机进行田间采收作业证明，所研制的采收机械技术成熟、性能可靠、工作效率高，20秒钟以内即可实现对胸径≤320mm、果实成熟度不低于八成熟泡核桃植株果实的一次性采收，其采收率达98.7%以上，采收效率是人工“竹竿敲打枝条法”的90倍以上。

资料查阅及调查显示，国内目前还没有适宜主干胸径达320 mm、树冠冠幅120m²、在20秒的时间内完成一株泡核桃果实采收的机械装备或知识产权。目前，泡核桃采摘全部采用人工“竹竿敲打枝条法”，此法劳动强度大、危险系数高、工作效率低，且容易损伤枝叶，影响来年产量。为提高采摘效率，已有大量果实采收机械问世或公布。如中国专利说明书公开的一种“震动采摘机”专利号：200820135334.X；这种手握式的采摘机利用高频振荡能使果实脱落，虽然不是用杆子敲打，但仍然是依靠手将激振头部挂在树枝上，并且手得一直握紧金属杆，其采摘工作效率依然不高且劳动强度大。又如中国专利说明书还公开了一种“振动式果树采收机”专利号：200820125040.9；这种振动式果树采收机，由激振装置、液压控制系统、油箱及配重组成，其特征在于：果树激振装置安装在不小于44 kw的拖拉机前端，包含左、右侧面支架、主梁架、伸缩支臂、振动头悬挂架和钳式振动头，液压控制系统安装在果树振摇装置右侧面支架上拖拉机驾驶员伸千可及的位置，油箱及配重三点挂接在拖拉机后；该设备操作简单，采果速度快，不损伤树体，节省劳动力；但结构复杂，制造成本高，且无法实现对大型果树如泡核桃植株果实的一次性采收。再如国内专利公开了一种“林果采摘机”专利号：201010278963.X；包括移动式行走装置、动力电源、采摘升降装置、折叠延长杆、气站、振动采摘装置；该采摘机的振动采摘装置能对不同位置距离和不同高低的果树夹持，采用履带式行走装置，适用山地道路坡度大的工作面上采收林果，机动灵活，采收效率高。但动力源是采取履带式行走装置，其所占面积较大，笨重。又如国内专利公开了“一种爬树式山核桃采摘机器人”专利号：201110377079.6，这种山核桃采摘机器人包括爬树机构、机械臂和末端执行装置；在机械臂实现定位使其处于所摘取果实前方一定距离以内以后，停止机械臂的动作；启动执行电机，电机带动曲柄转动，通过曲柄滑块机构使剪刀闭合，剪下山核桃。这种采摘机器人也只是模仿人工采摘方式，结构较复杂、生产成本高，效率低不适合大面积的核桃林采摘。又如国内专利公开的一种“便携式山核桃采摘装置”专利号：201110161468.5；主要包括有油门控制件的动力源、采摘杆、传动轴、振动机构和采摘夹头，该机体积小，携带方便，但只能采摘初级树枝上的山核桃，适用范围有限。又如国内专利新近公开的“一种撞击式核桃采摘机”专利号：201310530304.4；主要包括刚性杆、撞击装置、传动系统、用于通过传动系统带动撞击装置撞击核桃树的动力装置、用于控制动力装置的开关及输出轴转速的控制器、以及用于夹持在核桃树上的夹持装置；其工作过程为：根据实际采摘的高度、位置、方向确定夹持装置所要夹持的最佳位置，把采摘机放在需要采摘核桃树的主干或枝干旁，将圆弧橡胶垫块贴靠在树干或枝干上，夹持装置的弧形钩钩住树干或枝干，根据枝干的粗细适当改变圆弧橡胶垫块的厚度，实现可靠的夹持要求，形成一个杠杆原理，弧形钩和圆弧橡胶垫块共同承担撞击装置撞击时产生的作用反力，使核桃树上的核桃掉落下来，从而完成核桃的采摘。该采摘机结构简单，可以满足不同位置、不同核桃树品种的采摘要求，在前几种所公开的采摘机的技术上有了重大突破和完善，但该机不足之处在于：一是，因果实脱落程度和树的往复运动频率与摆幅成正比，该机工作原理是利用往复运动的驱动器把动力装置的动力以撞击方式传递给驱动平底从动杆再传递给橡胶块来实现对树的振动，即作用于树上的力只是单向力，没有往复力，无法形成较大摆幅，很难使果实在较短的时间脱落而影响采摘效果；二是，因该机采用单点撞击使树产生振动达到果实脱落，无法对胸径和树冠较大的果树进行一次性采摘，只能采取分枝采摘，从而延长了采摘时间，降低了作业效率；三是，由于该机采用直接撞击是借助树的反作用力使果树振动，必须增设支点，在果树胸径大小不同时对支点橡胶垫层的选择较为麻烦。