一种机械气力协作式调幅捡拾方法技术

本发明专利技术公开一种机械气力协作式调幅捡拾方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：将机架安装到机具上；步骤二：工作时，捡拾齿插入地表，变径式吸附机构置于所述捡拾齿上方；步骤三：在机具前进与双组凸轮滚子调幅捡拾机构共同作用下，滚子在Ψ1，Ψ2，Ψ3段的运行可实现捡拾机构挑抛作业后快速回程、平稳入土捡拾、升运与抛送。本发明专利技术涉及捡拾方法领域，具体地讲，涉及一种机械气力协作式调幅捡拾方法。本发明专利技术要解决的技术问题是提供一种机械气力协作式调幅捡拾方法，通过机械气力协作可提高捡拾效率，减小单独使用气力捡拾的功耗，同时减少砂砾等杂质进入流场，降低风机损耗。降低风机损耗。降低风机损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种机械气力协作式调幅捡拾方法


[0001]本专利技术涉及捡拾方法领域，具体地讲，涉及一种机械气力协作式调幅捡拾方法。

技术介绍

[0002]新疆尤其是南疆地区独特的光照、温度、湿度条件，为林果生长提供了优良的气候条件。近年来新疆林果产业发展迅猛，种植覆盖面积不断扩大，特别是核桃、红枣等干坚果的种植迅速扩大。为了提高林果品质，人为推迟收获期，即待林果在树上挂熟，通过人工敲打树干将果实振落，再对落地果进行捡拾采收。目前此类落地果的收获主要依靠人工，其季节性强、劳动密集，并且人工捡拾采收劳动强度大、效率低且成本高，繁重的体力劳动和劳动力短缺的矛盾在林果业发展中愈发突出。
[0003]落地果捡拾采收机械的研究刚刚起步，现有技术主要分为气力式与机械式。南疆林果种植园区多为沙壤土、沙土地，林果掉落后容易陷入土壤，利用单一的气力式技术装备作业时，为吸起凹陷处的林果需要更大的负压，且极易吸入大量沙土，功耗大，风机损耗严重且作业环境恶劣；现有机械式技术装备多通过贴合地面或固定入土深度的梳齿与刮、刷、拨等输送方式相匹配，完成落地果捡拾采收作业，利用单一的机械式技术装备作业时，容易出现壅土现象导致林果不能及时被输送而发生雍堵。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种机械气力协作式调幅捡拾方法，通过机械气力协作可提高捡拾效率，减小单独使用气力捡拾的功耗，同时减少砂砾等杂质进入流场，降低风机损耗。
[0005]本专利技术采用如下技术方案实现专利技术目的：
[0006]一种机械气力协作式调幅捡拾方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0007]步骤一：将机架安装到机具上；
[0008]步骤二：工作时，捡拾齿插入地表，变径式吸附机构置于所述捡拾齿上方；
[0009]步骤三：在机具前进与双组凸轮滚子调幅捡拾机构共同作用下，滚子在Ψ1，Ψ2，Ψ3段的运行可实现捡拾机构挑抛作业后快速回程、平稳入土捡拾、升运与抛送；
[0010]步骤四：地面上的物料与砂砾等杂质混合物被交替捡起并向上抛出，抛出后的物料由于物料特性差异在竖直方向上出现分层，所述变径式吸附机构下端口与所述捡拾齿工作轨迹最高点的间距应大于砂砾、茎叶等杂质抛出后的最大竖直位移，小于物料抛出后的最大竖直位移，以确保物料以一定速度进入吸附机构内的气流场中，再通过清选除杂装置，最终落入收集装置中。
[0011]作为本技术方案的进一步限定，所述机架固定连接所述清选除杂装置，所述清选除杂装置固定连接所述变径式吸附机构，所述清选除杂装置内固定连接负压风机，所述机架固定连接所述收集装置，所述机架固定连接所述双组凸轮滚子调幅捡拾机构，所述双组凸轮滚子调幅捡拾机构包括两组捡拾机构。
[0012]作为本技术方案的进一步限定，所述传动系统包括电机、链轮、从动链轮、输入轴，所述机架固定连接所述电机，所述链轮...
[0013]作为本技术方案的进一步限定，所述捡拾机构包括凸轮、调幅曲柄、滚子、连杆、摇杆、所述捡拾齿，所述机架固定连接所述凸轮，所述调幅曲柄轴承连接所述凸轮，所述调幅曲柄的直口槽内嵌套所述滚子，所述滚子轴承连接所述连杆的一端，所述连杆的另一端转动连接所述摇杆的一端，所述摇杆的另一端转动连接所述机架，所述连杆的另一端固定连接所述捡拾齿。
[0014]作为本技术方案的进一步限定，两组所述捡拾机构上下交错布置，实现两个所述调幅曲柄间周向相位差β，可实现交替补偿作业，防止漏检。
[0015]作为本技术方案的进一步限定，所述捡拾齿间隔为S：
[0016]S≤Kmin(a，b，C)
ꢀꢀꢀ
(式1)
[0017]其中：K为经验系数，取0.25～0.5；
[0018]a为林果的长径；
[0019]b为林果的横径；
[0020]c为林果的纵径。
[0021]作为本技术方案的进一步限定，所述滚子在Ψ1，Ψ2，Ψ3段的运行可实现捡拾机构挑抛作业后快速回程、平稳入土捡拾、升运与抛送；
[0022]所述调幅曲柄角速度为ω，机具前进速度为v，经过时间t，所述滚子端部A运动轨迹方程为：
[0023][0024]第一组所述捡拾齿齿端D运动方程为：
[0025][0026]L1(r，L
max
)为所述调幅曲柄OA长度，L2为所述连杆AB长度，L5为所述捡拾齿BD长度，为初始摆角，θ2为AB转角，θ4为AB与BD夹角；
[0027]两组捡拾齿间相隔相位差β，则第二组捡拾齿齿端运动轨迹方程为：
[0028][0029]作为本技术方案的进一步限定，物料被抛出后，f为物料运动轨迹的最高点，其速度为零，所述变径式吸附机构置于e～f之间时，物料无论处于何种运动状态，都有一个竖直向上的分力，此时吸附机构所需临界吸附力为:
[0030]F
a
'＝mg
‑
F1/F2/F3cosθ
ꢀꢀꢀ
(式5)
[0031]而单一气力式捡拾方式所需临界吸附力为：
[0032]F
a
＝mg
ꢀꢀꢀ
(式6)
[0033]显然：
[0034]F
a
'≤F
a
[0035]机械气力协作式捡拾作业更优。
[0036]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是：
[0037]1、通过机械
‑
气力协作可提高捡拾效率，减小单独使用气力捡拾的功耗，同时减少砂砾等杂质进入流场，降低风机损耗。
[0038]2、通过凸轮设定滚子的运动轨迹，将曲柄与滚子嵌套配合，可实现捡拾机构变幅作业，满足作业过程中捡拾齿入土、捡拾、升运与抛送行程不同幅度要求，减少果实损伤与损失，提高捡净率。
[0039]3、通过两组间隔β相位差的捡拾机构交替互补作业，连续将落地果从地面捡起，防止漏捡，增加作业效率。
附图说明
[0040]图1为本专利技术的结构示意图一。
[0041]图2为本专利技术的结构示意图二。
[0042]图3为本专利技术的结构示意图三。
[0043]图4为本专利技术的运动示意图一。
[0044]图5为本专利技术的运动示意图二。
[0045]图6为本专利技术的运动示意图三。
[0046]图中：1、变径式吸附机构，2、负压风机，3、清选除杂机构，4、双组凸轮滚子调幅捡拾装置，41、捡拾机构，411、凸轮，412、调幅曲柄，413、滚子，414、连杆，415、摇杆，416、捡拾齿，5、收集装置，6、机架，7、传动系统，71电机，72、链轮，73、从动链轮，74、输入轴。
具体实施方式
[0047]下面结合附图，对本专利技术的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。
[0048]如图1
‑
图6所示，本专利技术包括以下步骤：
[0049]步骤一：将机架6安装到机具上；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械气力协作式调幅捡拾方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将机架(6)安装到机具上；步骤二：工作时，捡拾齿(416)插入地表，变径式吸附机构(1)置于所述捡拾齿(416)上方；步骤三：在机具前进与双组凸轮滚子调幅捡拾机构(4)共同作用下，滚子(413)在Ψ1，Ψ2，Ψ3段的运行可实现捡拾机构(41)挑抛作业后快速回程、平稳入土捡拾、升运与抛送；步骤四：地面上的物料与砂砾等杂质混合物被交替捡起并向上抛出，抛出后的物料由于物料特性差异在竖直方向上出现分层，所述变径式吸附机构(1)下端口与所述捡拾齿(416)工作轨迹最高点的间距应大于砂砾、茎叶等杂质抛出后的最大竖直位移，小于物料抛出后的最大竖直位移，以确保物料以一定速度进入吸附机构内的气流场中，再通过清选除杂装置(3)，最终落入收集装置(5)中。2.根据权利要求1所述的机械气力协作式调幅捡拾方法，其特征在于：所述机架(6)固定连接所述清选除杂装置(3)，所述清选除杂装置(3)固定连接所述变径式吸附机构(1)，所述清选除杂装置(3)内固定连接负压风机(2)，所述机架(6)固定连接所述收集装置(5)，所述机架(6)固定连接所述传动系统(7)，所述机架(6)固定连接所述双组凸轮滚子调幅捡拾机构(4)，所述双组凸轮滚子调幅捡拾机构(4)包括两组捡拾机构(41)及(42)。3.根据权利要求2所述的机械气力协作式调幅捡拾方法，其特征在于：所述传动系统(7)包括电机(71)、链轮(72)、从动链轮(73)、输入轴(74)，所述捡拾机构(41)包括凸轮(411)、调幅曲柄(412)、滚子(413)、连杆(414)、摇杆(415)、捡拾齿(416)，所述机架(6)固定连接所述凸轮(411)，所述调幅曲柄(412)轴承连接所述凸轮(411)，所述调幅曲柄(412)的直口槽内嵌套所述滚子(413)，所述滚子(413)轴承连接所述连杆(414)的一端，所述连杆(414)的另一端转动连接所述摇杆(415)的一端，所述摇杆(415)的另一端转动连接所述机架(6)，所述连杆(414)的另一端固...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭慧杰，姚诗琦，张欣冉，戚江涛，坎杂，杨洛仪，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：