CN104782324A - 便携式无患子采收机 - Google Patents

Abstract

一种便携式无患子采收机包括脚踏机构、传动软轴、传动机构、杆件、振动机构及采收头。脚踏机构包括底座、脚踏板、第一传动轴、第二传动轴、第一齿轮传动组、第二齿轮传动组、第三传动轴、套筒、单向离合器及第一复位弹簧；传动软轴具有内芯和外管；传动机构包括盒体、导轨、第三齿轮传动组及绳索；杆件呈中空状，一端与盒体相连，绳索收容于杆件内；振动机构包括固定柱、固定座、滑轮及第二复位弹簧；采收头伸出于杆件，且一端固定于固定座上。相较于人工手持长杆拍打的采收方式，本发明大大提高了采收效率，而且采用脚踏板的方式，使用更加方便，操作更加省力。

Description

便携式无患子采收机

技术领域

本发明涉及采收机技术领域，特别是涉及一种便携式无患子采收机。

背景技术

无患子在东南亚各国、我国长江流域及其以南各省区均有分布。其树形高大，绿荫稠密，不仅是优良的园林色叶绿化树种，而且它的木材、嫩叶、果核、果肉、种仁等在医药、日化、工艺品、能源开发等方面都有较高的经济价值，尤其是无患子的种子可以提炼生物质燃油，是具有广阔开发利用前景的经济树种。

无患子在我国主要分布在南方，大部分处于丘陵山区地带，且多生长在半山腰或斜坡上，目前多采用人工采摘或用长杆拍打，不仅作业危险且作业效率很低，落果率也不理想，受限于坡地地形，合适的采收机械很少，机械化作业基本处于空白，因此，设计出一种无患子采收机迫在眉睫。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种使用方便且采收效率较高的便携式无患子采收机。

一种便携式无患子采收机，包括：

脚踏机构，包括底座、脚踏板、第一传动轴、第二传动轴、第一齿轮传动组、第二齿轮传动组、第三传动轴、套筒、单向离合器及第一复位弹簧，所述第一齿轮传动组包括第一不完整齿轮及直齿轮，所述第一传动轴及所述第二传动轴平行的设置于所述底座上，所述第一不完整齿轮套设于所述第一传动轴上，所述直齿轮套设于所述第二传动轴上，所述第一不完整齿轮与所述直齿轮相啮合，所述第二齿轮传动组包括第一锥齿轮及与所述第一锥齿轮相垂直的第二锥齿轮，所述第一锥齿轮套设于所述第二传动轴上，所述第三传动轴与所述第一传动轴及第二传动轴空间垂直，所述第二锥齿轮套设于所述第三传动轴上，所述套筒联结于所述第二锥齿轮上，所述单向离合器嵌设于所述套筒内，所述脚踏板联结于所述第一不完整齿轮上，所述第一复位弹簧的一端与所述脚踏板连接，另一端与所述底座连接；

传动软轴，具有内芯和外管，所述外管固定，所述内芯可随所述第三传动轴转动而转动；

传动机构，包括盒体、导轨、第三齿轮传动组及绳索，所述导轨及所述第三齿轮传动组收容于所述盒体内，所述第三齿轮传动组包括第二不完整齿轮、第四传动轴及齿条，所述第四传动轴的一端与所述内芯的一端相连，所述第二不完整齿轮套设于所述第四传动轴上，所述绳索的一端与所述齿条相连，所述第二不完整齿轮能与所述齿条相啮合，所述齿条设置于所述导轨上；

杆件，呈中空状，一端与所述盒体相连，所述绳索收容于所述杆件内；

振动机构，收容于所述杆件的另一端，包括固定柱、固定座、滑轮及第二复位弹簧，所述固定柱设置于所述杆件内，所述绳索的一端绕过所述滑轮固定于所述固定柱上，所述滑轮设置于所述固定座上，所述固定座设置于第二复位弹簧的一端，所述第二复位弹簧的另一端固定于所述杆件的端部；及

采收头，伸出于所述杆件，且一端固定于所述固定座上。

在其中一个实施例中，所述底座包括底板、顶板及三个侧板，所述第一传动轴及第二传动轴与所述底板相平行，所述第三传动轴的两端分别设置在底板及顶板上。

在其中一个实施例中，所述第一复位弹簧的数量为两个，所述第一复位弹簧的一端固定于所述顶板上，另一端固定在所述脚踏板上。

在其中一个实施例中，所述第一不完整齿轮的直径大于所述直齿轮的直径。

在其中一个实施例中，所述第一锥齿轮的直径大于所述第二锥齿轮的直径。

在其中一个实施例中，所述盒体内还设置有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧用于缓冲所述齿条因重力对盒体的底部产生的冲击力。

在其中一个实施例中，还包括手柄，所述手柄设置于所述杆件的圆周面，且靠近杆件与所述盒体相连的一端。

在其中一个实施例中，所述手柄的数量为两个，且分别位于杆件的左右两侧。

在其中一个实施例中，所述绳索为金属绳索。

在其中一个实施例中，所述采收头为U型结构，且开口朝向与所述杆件相垂直的方向。

上述便携式无患子采收机至少具有以下优点：

使用上述便携式无患子采收机时，脚踏机构置于地面，手持杆件，然后向下踩脚踏板，带动第一不完整齿轮绕第一传动轴转动，同时带动直齿轮绕第二传动轴转动，同轴的第一锥齿轮以相同转速、相同转向转动，与第一锥齿轮相啮合的第二锥齿轮改变了转向，将运动转化到与先前平面正交的平面内，与第二锥齿轮联结在一起的套筒内嵌设的单向离合器的外圈随第二锥齿轮逆时针旋转(从第二锥齿轮的上方向下看)，单向离合器的内圈与外圈接合，内圈带动第三传动轴逆时针旋转，通过传动软轴的内芯将运动输送至传动机构的第四传动轴，第二不完整齿轮与第四传动轴随内芯的转动而转动，当第二不完整齿轮转动到与齿条啮合的位置时，齿条被带动着在导轨上作向下的直线运动，齿条端部的绳索向下拉动滑轮，第二复位弹簧被拉伸，采收头向下运动。当第二不完整齿轮转动过与齿条一定角度后，齿轮齿条啮合失效，齿条迅速复位，第二复位弹簧收缩，拉动采收头迅速弹出并击打在树枝上，当受到撞击力大于果实与树枝之间的结合力时，果实被震落。当脚离开脚踏板，脚踏板在第一复位弹簧的作用下复位，经过一系列传动后，第二锥齿轮顺时针旋转，单向离合器外圈随第二锥齿轮作顺时针旋转，内圈与外圈不接合，动力无法传动至第三传动轴，因此第三传动轴不能反转。单向离合器的使用可以保证第三传动轴只在脚踏板踩下的时候传递动力，在脚踏板回位的过程中不传递反向的动力，因此，采收机可以连续工作。相较于人工手持长杆拍打的采收方式，本发明大大提高了采收效率，而且采用脚踏板的方式，使用更加方便，操作更加省力。

附图说明

图1为一实施方式中便携式无患子采收机的结构示意图；

图2为图1中脚踏机构的结构示意图；

图3为图2所示脚踏机构的另一视角的结构示意图；

图4为图1中传动机构的结构示意图；

图5为图1中振动机构及采收头的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，为一实施方式中的便携式无患子采收机10。请一并参阅图2至图5，该便携式无患子采收机10包括脚踏机构100、传动软轴200、传动机构300、杆件400、振动机构500、采收头600及手柄700。

请参阅图2及图3，脚踏机构100包括底座110、脚踏板120、第一传动轴130、第二传动轴140、第一齿轮传动组150、第二齿轮传动组160、第三传动轴170、套筒180、单向离合器(图未示)及第一复位弹簧190。底座110包括底板111、顶板112及三个侧板113，由底板111、顶板112及三个侧板113形成一面开口的非封闭结构，脚通过该开口踩在脚踏板120上。第一传动轴130及第二传动轴140与底板111相平行，第三传动轴170的两端分别设置在底板111及顶板112上，所以第三传动轴170与第一传动轴130及第二传动轴140空间垂直设置。

第一齿轮传动组150包括第一不完整齿轮151及直齿轮152。第一不完整齿轮151套设于第一传动轴130上，且可以带动第一传动轴130转动。第一不完整齿轮151连接于脚踏板120上，向下踩动脚踏板120时，第一不完整齿轮151转动。第一传动轴130及第二转动轴平行的设置于底座110上，且可相对于底座110转动。直齿轮152套设于第二传动轴140上，直齿轮152与第一不完整齿轮151相啮合，随第一不完整齿轮151的转动而转动。第一不完整齿轮151的直径大于直齿轮152的直径，使得脚用较小的力踩脚踏板120时，就可以使第二传动轴140和直齿轮152转动，省时省力。

第二齿轮传动组160包括第一锥齿轮161及与第一锥齿轮161相垂直的第二锥齿轮162。第一锥齿轮161套设于第二传动轴140上，以与直齿轮152同轴设置。第二锥齿轮162套设于第三传动轴170上，套筒180连接于第二锥齿轮162上，单向离合器嵌设于套筒180内。单向离合器具有内圈及外圈，内圈与外圈接合时，内圈可以带动第三传动轴170逆时针旋转；内圈与外圈不接合时，动力无法传递给第三传动轴170。第一锥齿轮161的直径大于第二锥齿轮162的直径。

脚踏板120与第一不完整齿轮151联结，通过踩下脚踏板120可使第一不完整齿轮151转动。第一复位弹簧190的一端与脚踏板120连接，另一端与底座110连接，具体地，另一端与底座110的顶板112连接。当脚踏板120不受力时，在第一复位弹簧190的作用下，脚踏板120恢复初始状态。具体地，第一复位弹簧190的数量可以为两个，两个第一复位弹簧190分别设置的脚踏板120的两端。设置两个第一复位弹簧190可以增加脚踏板120的回复力，保证脚踏板120顺利恢复到初始状态。当然，在其它实施方式中，还可以设置大于两个第一复位弹簧190。

传动软轴200的一端与底座110连接，另一端与盒体310连接。具体地，传动软轴200具有内芯及外管，外管的两端分别固定于固定座520及盒体310上，内芯可随第三传动轴170转动而转动。外管可以为塑料材质，因此有利于外管的变形。

传动机构300包括盒体310、导轨320、第三齿轮传动组330及绳索340。盒体310可以为封闭的结构，导轨320及第三齿轮传动组330收容于盒体310内。第三齿轮传动组330包括第二不完整齿轮331、第四传动轴332及齿条333。第四传动轴332的一端与内芯的一端相连，使第四传动轴332能够随内芯的转动而转动。第二不完整齿轮331套设于第四传动轴332上，绳索340的一端与齿条333相连。第二不完整齿轮331能够与齿条333相啮合，齿条333设置于导轨320上，能够沿导轨320上下移动。

盒体310内还设置有缓冲弹簧350，缓冲弹簧350用于缓冲齿条333因重力因素对盒体310的底部产生的冲击力，有利于增强盒体310的强度。

杆件400呈中空状，且杆件400的长度较长，例如具体到本实施方式中，杆件400的长度可以为1～4米。杆件400的一端与盒体310相连，绳索340收容于杆件400内。绳索340可以为金属绳索，金属绳索的强度较大，在拉扯的过程中不易断裂。手柄700设置于杆件400的圆周面，且靠近杆件400与盒体310相连的一端，手柄700方便操作者手持便携式无患子采收机10。具体地，手柄700的数量可以为两个，两个手柄700分别位于杆件400的左右两侧，且高度不同。当然，在其它的实施方式中，还可以设置三个或三个以上手柄700，且可以位于不同高度。

振动机构500收容于杆件400的另一端，振动机构500包括固定柱510、固定座520、滑轮530及第二复位弹簧540。固定柱510设置于杆件400内，绳索340的一端绕过滑轮530固定于固定柱510上，滑轮530设置于固定座520上，固定座520设置于第二复位弹簧540的一端，第二复位弹簧540的另一端固定于杆件400的端部。

采收头600伸出于杆件400，且一端固定于固定座520上。当第二复位弹簧540压缩或拉伸时，固定座520随第二复位弹簧540的压缩或拉伸而移动，从而带动采收头600上下移动。采收头600为U型结构，且开口朝向与杆件400相垂直的方向。例如，在操作便携式无患子采收机10时，可以将采收头600卡在树枝上，然后踩下脚踏板120，实现采用振动的方式将果实震落。

上述便携式无患子采收机10至少具有以下优点：

使用上述便携式无患子采收机10时，脚踏机构100置于地面，手持杆件400上的手柄700，然后向下踩脚踏板120，带动第一不完整齿轮151绕第一传动轴130转动，同时带动直齿轮152绕第二传动轴140转动，同轴的第一锥齿轮161以相同转速、相同转向转动，与第一锥齿轮161相啮合的第二锥齿轮162改变了转向，将运动转化到与先前平面正交的平面内，与第二锥齿轮162联结在一起的套筒180内嵌设的单向离合器的外圈随第二锥齿轮162逆时针旋转(从第二锥齿轮162的上方向下看)，单向离合器的内圈与外圈接合，内圈带动第三传动轴170逆时针旋转，通过传动软轴200的内芯将运动输送至传动机构300的第四传动轴332，第二不完整齿轮331与第四传动轴332随内芯的转动而转动，当第二不完整齿轮331转动到与齿条333啮合的位置时，齿条333被带动着在导轨320上作向下的直线运动，齿条333端部的绳索340向下拉动滑轮530，第二复位弹簧540被拉伸，采收头600向下运动。当第二不完整齿轮331转动过与齿条333一定角度后，齿轮齿条333啮合失效，齿条333迅速复位，第二复位弹簧540收缩，拉动采收头600迅速弹出并击打在树枝上，当受到撞击力大于果实与树枝之间的结合力时，果实被震落。当脚离开脚踏板120，脚踏板120在第一复位弹簧190的作用下复位，经过第一齿轮转到组及第一锥齿轮161的传动后，第二锥齿轮162顺时针旋转，单向离合器外圈随第二锥齿轮162作顺时针旋转，内圈与外圈不接合，动力无法传动至第三传动轴170，因此第三传动轴170不能反转。单向离合器的使用可以保证第三传动轴170只在脚踏板120踩下的时候传递动力，在脚踏板120回位的过程中不传递反向的动力，因此，采收机可以连续工作。相较于人工手持长杆拍打的采收方式，本发明大大提高了采收效率，而且采用脚踏板120的方式，使用更加方便，操作更加省力。

针对无患子特有的生长特性以及采收要求，本设计创新地使用了不完全啮合的齿轮齿条机构(即第二齿轮传动组)与弹簧(第一复位弹簧及第二复位弹簧)来实现间歇振动功能，设备的采收频率与采收振幅可专门用于采收无患子。本设计采用完全机械结构设计，未使用外接电力或动力，创新地使用了脚踏板代替人工手持拍打施力，方便携带与使用，设备零部件多采用铝或工程塑料制造，手持重量较轻，适于野外山地等复杂的作业环境，操作更加省力。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种便携式无患子采收机，其特征在于，包括：

脚踏机构，包括底座、脚踏板、第一传动轴、第二传动轴、第一齿轮传动组、第二齿轮传动组、第三传动轴、套筒、单向离合器及第一复位弹簧，所述第一齿轮传动组包括第一不完整齿轮及直齿轮，所述第一传动轴及所述第二传动轴平行的设置于所述底座上，所述第一不完整齿轮套设于所述第一传动轴上，所述直齿轮套设于所述第二传动轴上，所述第一不完整齿轮与所述直齿轮相啮合，所述第二齿轮传动组包括第一锥齿轮及与所述第一锥齿轮相垂直的第二锥齿轮，所述第一锥齿轮套设于所述第二传动轴上，所述第三传动轴与所述第一传动轴及第二传动轴空间垂直，所述第二锥齿轮套设于所述第三传动轴上，所述套筒联结于所述第二锥齿轮上，所述单向离合器嵌设于所述套筒内，所述脚踏板联结于所述第一不完整齿轮上，所述第一复位弹簧的一端与所述脚踏板连接，另一端与所述底座连接；

传动软轴，具有内芯和外管，所述外管固定，所述内芯可随所述第三传动轴转动而转动；

传动机构，包括盒体、导轨、第三齿轮传动组及绳索，所述导轨及所述第三齿轮传动组收容于所述盒体内，所述第三齿轮传动组包括第二不完整齿轮、第四传动轴及齿条，所述第四传动轴的一端与所述内芯的一端相连，所述第二不完整齿轮套设于所述第四传动轴上，所述绳索的一端与所述齿条相连，所述第二不完整齿轮能与所述齿条相啮合，所述齿条设置于所述导轨上；

杆件，呈中空状，一端与所述盒体相连，所述绳索收容于所述杆件内；

振动机构，收容于所述杆件的另一端，包括固定柱、固定座、滑轮及第二复位弹簧，所述固定柱设置于所述杆件内，所述绳索的一端绕过所述滑轮固定于所述固定柱上，所述滑轮设置于所述固定座上，所述固定座设置于第二复位弹簧的一端，所述第二复位弹簧的另一端固定于所述杆件的端部；及

采收头，伸出于所述杆件，且一端固定于所述固定座上。

2.根据权利要求1所述的便携式无患子采收机，其特征在于，所述底座包括底板、顶板及三个侧板，所述第一传动轴及第二传动轴与所述底板相平行，所述第三传动轴的两端分别设置在底板及顶板上。

3.根据权利要求2所述的便携式无患子采收机，其特征在于，所述第一复位弹簧的数量为两个，所述第一复位弹簧的一端固定于所述顶板上，另一端固定在所述脚踏板上。

4.根据权利要求1所述的便携式无患子采收机，其特征在于，所述第一不完整齿轮的直径大于所述直齿轮的直径。

5.根据权利要求1所述的便携式无患子采收机，其特征在于，所述第一锥齿轮的直径大于所述第二锥齿轮的直径。

6.根据权利要求1所述的便携式无患子采收机，其特征在于，所述盒体内还设置有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧用于缓冲所述齿条因重力对盒体的底部产生的冲击力。

7.根据权利要求1所述的便携式无患子采收机，其特征在于，还包括手柄，所述手柄设置于所述杆件的圆周面，且靠近杆件与所述盒体相连的一端。

8.根据权利要求7所述的便携式无患子采收机，其特征在于，所述手柄的数量为两个，且分别位于杆件的左右两侧。

9.根据权利要求1所述的便携式无患子采收机，其特征在于，所述绳索为金属绳索。

10.根据权利要求1所述的便携式无患子采收机，其特征在于，所述采收头为U型结构，且开口朝向与所述杆件相垂直的方向。