多切削刃内旋剪切红花花丝采收机械及方法技术

本发明专利技术属于农业机械领域，涉及一种多切削刃内旋剪切红花花丝采收机械及方法。采收机械包括采摘机械手、花丝采集箱和电控系统；采摘机械手包括输送弯管、驱动电机、传动装置、机械手外壳、切割装置和激光对射装置；机械手外壳包括机械手箱体和用于容纳传动装置和切割装置的切割装置壳；切割装置包括上刀盘、下刀盘和切割刀片；激光对射装置包括固接在上盖板的进花口两侧的光源发射器和光源接收器。本发明专利技术实现了花丝不连续自动切割，保证花丝完整进入后，从花丝根部切割，降低了花丝破碎率。

【技术实现步骤摘要】
多切削刃内旋剪切红花花丝采收机械及方法
本专利技术属于农业机械领域，涉及一种多切削刃内旋剪切红花花丝采收机械及方法。
技术介绍
红花是世界上重要的集药用、食用、油料、染料和饲料等用途于一身的特色经济作物，其花冠、籽实、茎叶和秸秆等都可以利用，号称“亚油酸之王”和“维生素E之冠”，是传统的活血化瘀中药材。红花具有抗旱耐碱、抗病耐瘠，生命力强，适应性广的特性，目前处于供不应求的境况。但是，现有的红花种植分散、规模小，种植、管理粗放。造成目前红花丝以人工采收为主，成本高，缺乏高效的红花花丝采收机械化装备。新鲜红花含水率高，花丝直立呈冠状，与花球紧密相连，抗拉强度大，便于对辊拉拔、梳齿或者剪切采收。对辊拉拔采收虽花丝破碎率较小，但该方式花丝通过对辊拉拔逐渐采收，采收效率相对较低。梳齿式采收由于花蕾分布不规律，且果球开花时间不一致，花球逐渐开放，花丝采收后，很快再生，需连续采收3-5茬，漏采率较高、采净率低。剪切采收是一种高效采收方式，但是现有的采收机械存在旋转刀具易切碎花丝、花丝破碎率大的问题。因此，亟需研制出一种高采收率、低花丝破碎率的剪切式红花采收机械。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种多切削刃内旋剪切红花花丝采收机械及方法，采用花丝根部进入切割位置，完成喂花后，切削刃切割花丝根部的采收方式，从而实现花丝完整的切割，最大限度地减少切削刃切割花丝造成损失。为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种多切削刃内旋剪切红花花丝采收机械，包括采摘机械手1、花丝采集箱2和电控系统3。所述采摘机械手1包括输送弯管1-1、驱动电机1-2、传动装置1-3、机械手外壳1-4、切割装置1-5和激光对射装置1-4-3。所述机械手外壳1-4包括机械手箱体1-4-1和用于容纳传动装置1-3和切割装置1-5的切割装置壳1-4-2；所述机械手箱体1-4-1的上端和下端分别与输送弯管1-1和切割装置壳1-4-2连接，机械手箱体1-4-1与切割装置壳1-4-2之间通过上盖板1-5-4相互间隔；所述上盖板1-5-4和切割装置壳1-4-2的底板的中心处设有相互对应的圆形进花口；所述切割装置壳1-4-2的底板进花口处，螺纹连接一敞口形导花罩1-6。所述切割装置1-5包括上刀盘1-5-1、下刀盘1-5-2和切割刀片1-5-3；所述下刀盘1-5-2固接在切割装置壳1-4-2的上端面上。所述上刀盘1-5-1和下刀盘1-5-2均呈圆环状，且尺寸相同；所述上刀盘1-5-1上均匀分布有多个弧形滑槽，下刀盘1-5-2均匀分布有多个与上刀盘1-5-1上的弧形滑槽一一对应的直线滑槽。所述弧形滑槽的内端的圆心与外端的圆心之间的距离为弧形滑槽长度L1；所述弧形滑槽长度L1小于直线滑槽长度L2。所述切割刀片1-5-3的刀柄部的上下表面分别设有上刀盘滑动轴1-5-3-1和下刀盘滑动块1-5-3-2，多个切割刀片1-5-3设置在并列布置的上刀盘1-5-1与下刀盘1-5-2之间，切割刀片1-5-3的上刀盘滑动轴1-5-3-1和下刀盘滑动块1-5-3-2分别位于一对相对应的上刀盘1-5-1的弧形滑槽和下刀盘1-5-2的直线滑槽内，其中，切割刀片1-5-3的上刀盘滑动轴1-5-3-1能够在上刀盘1-5-1的弧形滑槽内自由滑动，切割刀片1-5-3的下刀盘滑动块1-5-3-2能够在下刀盘1-5-2的直线滑槽内自由滑动；切割刀片1-5-3的两侧开有切割刃1-5-3-3，两侧切割刃1-5-3-3之间的夹角为割刀夹角α。所述驱动电机1-2固接在机械手箱体1-4-1的外侧；所述传动装置1-3包括主动齿轮1-3-1和从动齿轮1-3-2；所述从动齿轮1-3-2为一段与上刀盘1-5-1同圆心的弧形齿，固接在上刀盘1-5-1的上表面；所述主动齿轮1-3-1固接在驱动电机1-2的动力输出轴上，并与从动齿轮1-3-2相互啮合；所述驱动电机1-2为步进电机，其动力输出轴往复转动带动主动齿轮1-3-1往复转动，进而带动从动齿轮1-3-2和上刀盘1-5-1往复转动。所述激光对射装置1-4-3包括固接在上盖板1-5-4的进花口两侧的光源发射器1-4-3-1和光源接收器1-4-3-2。所述花丝采集箱2包括输送管道2-1、采集箱体2-2、箱体上盖2-3、负压风机2-4和箱体背带2-5。所述输送管道2-1的两端分别与采摘机械手1的输送弯管1-1和采集箱体2-2连接，所述箱体上盖2-3盖在采集箱体2-2的顶部开口处，所述负压风机2-4固接在采集箱体2-2的侧壁的出风口处；所述箱体背带2-5安装在采集箱体2-2上。所述电控系统3固接在采集箱体2-2的底部，电控系统3包括整机开关3-1、控制器3-2和充电电瓶3-3。所述整机开关3-1为控制所述多切削刃内旋剪切红花花丝采收机械的电源开关；所述控制器3-2分别与驱动电机1-2、负压风机2-4和激光对射装置1-4-3连接，控制驱动电机1-2和负压风机2-4的启停，同时，监测激光对射装置1-4-3的状态；所述充电电瓶3-3向控制器3-2、驱动电机1-2、负压风机2-4和激光对射装置1-4-3供电。所述从动齿轮1-3-2的从动齿轮夹角β大于2倍的割刀夹角α。所述上刀盘1-5-1的弧形滑槽的靠近上刀盘1-5-1的内圆周边缘的一端为内端，靠近上刀盘1-5-1的外圆周边缘的一端为外端；弧形滑槽的内端和外端均呈半圆状，弧形滑槽的内端的圆心与上刀盘1-5-1的圆心O的连线，与弧形滑槽的外端的圆心与上刀盘1-5-1的圆心O的连线之间的夹角为弧形滑槽夹角θ。所述下刀盘1-5-2的直线滑槽的靠近下刀盘1-5-2的内圆周边缘的一端为内端，靠近下刀盘1-5-2的外圆周边缘的一端为外端；直线滑槽的内端与下刀盘1-5-2的圆心O1的连线，与直线滑槽的外端与下刀盘1-5-2的圆心O1的连线之间的夹角为直线滑槽夹角弧形滑槽的内端的圆心与上刀盘1-5-1的圆心O的连线，与另一个与其相邻的弧形滑槽的外端的圆心与上刀盘1-5-1的圆心O的连线之间的夹角为弧形滑槽交叉角Δθ。所述直线滑槽的内端与下刀盘1-5-2的圆心O1的连线，与另一个与其相邻的直线滑槽的外端与下刀盘1-5-2的圆心O1的连线之间的夹角为直线滑槽交叉角所述弧形滑槽夹角θ为20°-60°；所述弧形滑槽交叉角Δθ为3°-5°；直线滑槽夹角为40°-80°；直线滑槽交叉角为10°-40°。所述切割刀片1-5-3旋转角度大于割刀夹角α，使切割刀片1-5-3闭合后多旋转弧形滑槽交叉角Δθ，使相邻的切割刀片1-5-3的切割刃1-5-3-3相互交叉。切割刀片1-5-3的上刀盘滑动轴1-5-3-1滑动至上刀盘1-5-1的弧形滑槽的外端时，切割刀片1-5-3的下刀盘滑动块1-5-3-2位于下刀盘1-5-2的直线滑槽的外端，切割刀片1-5-3的刀刃完全收入上刀盘1-5-1与下刀盘1-5-2之间，即位于上刀盘1-5-1与下刀盘1-5-2的内圆周与外圆周之间的区域；切割刀片1-5-3的上刀盘滑动轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多切削刃内旋剪切红花花丝采收机械，其特征在于，包括采摘机械手(1)、花丝采集箱(2)和电控系统(3)；/n所述采摘机械手(1)包括输送弯管(1-1)、驱动电机(1-2)、传动装置(1-3)、机械手外壳(1-4)、切割装置(1-5)和激光对射装置(1-4-3)；/n所述机械手外壳(1-4)包括机械手箱体(1-4-1)和用于容纳传动装置(1-3)和切割装置(1-5)的切割装置壳(1-4-2)；所述机械手箱体(1-4-1)的上端和下端分别与输送弯管(1-1)和切割装置壳(1-4-2)连接，机械手箱体(1-4-1)与切割装置壳(1-4-2)之间通过上盖板(1-5-4)相互间隔；所述上盖板(1-5-4)和切割装置壳(1-4-2)的底板的中心处设有相互对应的圆形进花口；所述切割装置壳(1-4-2)的底板进花口处，螺纹连接一敞口形导花罩(1-6)；/n所述切割装置(1-5)包括上刀盘(1-5-1)、下刀盘(1-5-2)和切割刀片(1-5-3)；所述下刀盘(1-5-2)固接在切割装置壳(1-4-2)的上端面上；/n所述上刀盘(1-5-1)和下刀盘(1-5-2)均呈圆环状，且尺寸相同；所述上刀盘(1-5-1)上均匀分布有多个弧形滑槽，下刀盘(1-5-2)均匀分布有多个与上刀盘(1-5-1)上的弧形滑槽一一对应的直线滑槽；/n所述弧形滑槽的内端的圆心与外端的圆心之间的距离为弧形滑槽长度L...

【技术特征摘要】
1.一种多切削刃内旋剪切红花花丝采收机械，其特征在于，包括采摘机械手(1)、花丝采集箱(2)和电控系统(3)；
所述采摘机械手(1)包括输送弯管(1-1)、驱动电机(1-2)、传动装置(1-3)、机械手外壳(1-4)、切割装置(1-5)和激光对射装置(1-4-3)；
所述机械手外壳(1-4)包括机械手箱体(1-4-1)和用于容纳传动装置(1-3)和切割装置(1-5)的切割装置壳(1-4-2)；所述机械手箱体(1-4-1)的上端和下端分别与输送弯管(1-1)和切割装置壳(1-4-2)连接，机械手箱体(1-4-1)与切割装置壳(1-4-2)之间通过上盖板(1-5-4)相互间隔；所述上盖板(1-5-4)和切割装置壳(1-4-2)的底板的中心处设有相互对应的圆形进花口；所述切割装置壳(1-4-2)的底板进花口处，螺纹连接一敞口形导花罩(1-6)；
所述切割装置(1-5)包括上刀盘(1-5-1)、下刀盘(1-5-2)和切割刀片(1-5-3)；所述下刀盘(1-5-2)固接在切割装置壳(1-4-2)的上端面上；
所述上刀盘(1-5-1)和下刀盘(1-5-2)均呈圆环状，且尺寸相同；所述上刀盘(1-5-1)上均匀分布有多个弧形滑槽，下刀盘(1-5-2)均匀分布有多个与上刀盘(1-5-1)上的弧形滑槽一一对应的直线滑槽；
所述弧形滑槽的内端的圆心与外端的圆心之间的距离为弧形滑槽长度L1；所述弧形滑槽长度L1小于直线滑槽长度L2；
所述切割刀片(1-5-3)的刀柄部的上下表面分别设有上刀盘滑动轴(1-5-3-1)和下刀盘滑动块(1-5-3-2)，多个切割刀片(1-5-3)设置在并列布置的上刀盘(1-5-1)与下刀盘(1-5-2)之间，切割刀片(1-5-3)的上刀盘滑动轴(1-5-3-1)和下刀盘滑动块(1-5-3-2)分别位于一对相对应的上刀盘(1-5-1)的弧形滑槽和下刀盘(1-5-2)的直线滑槽内，其中，切割刀片(1-5-3)的上刀盘滑动轴(1-5-3-1)能够在上刀盘(1-5-1)的弧形滑槽内自由滑动，切割刀片(1-5-3)的下刀盘滑动块(1-5-3-2)能够在下刀盘(1-5-2)的直线滑槽内自由滑动；切割刀片(1-5-3)的两侧开有切割刃(1-5-3-3)，两侧切割刃(1-5-3-3)之间的夹角为割刀夹角α；
所述驱动电机(1-2)固接在机械手箱体(1-4-1)的外侧；所述传动装置(1-3)包括主动齿轮(1-3-1)和从动齿轮(1-3-2)；所述从动齿轮(1-3-2)为一段与上刀盘(1-5-1)同圆心的弧形齿，固接在上刀盘(1-5-1)的上表面；所述主动齿轮(1-3-1)固接在驱动电机(1-2)的动力输出轴上，并与从动齿轮(1-3-2)相互啮合；所述驱动电机(1-2)为步进电机，其动力输出轴往复转动带动主动齿轮(1-3-1)往复转动，进而带动从动齿轮(1-3-2)和上刀盘(1-5-1)往复转动；
所述激光对射装置(1-4-3)包括固接在上盖板(1-5-4)的进花口两侧的光源发射器(1-4-3-1)和光源接收器(1-4-3-2)；
所述花丝采集箱(2)包括输送管道(2-1)、采集箱体(2-2)、箱体上盖(2-3)、负压风机(2-4)和箱体背带(2-5)；
所述输送管道(2-1)的两端分别与采摘机械手(1)的输送弯管(1-1)和采集箱体(2-2)连接，所述箱体上盖(2-3)盖在采集箱体(2-2)的顶部开口处，所述负压风机(2-4)固接在采集箱体(2-2)的侧壁的出风口处；所述箱体背带(2-5)安装在采集箱体(2-2)上；
所述电控系统(3)固接在采集箱体(2-2)的底部，电控系统(3)包括整机开关(3-1)、控制器(3-2)和充电电瓶(3-3)；
所述整机开关(3-1)为控制所述多切削刃内旋剪切红花花丝采收机械的电源开关；所述控制器(3-2)分别与驱动电机(1-2)、负压风机(2-4)和激光对射装置(1-4-3)连接，控制驱动电机(1-2)和负压风机(2-4)的启停，同时，监测激光对射装置(1-4-3)的状态；所述充电电瓶(3-3)向控制器(3-2)、驱动电机(1-2)、负压风机(2-4)和激光对射装置(1-4-3)供电。


2.根据权利要求1所述的多切削刃内旋剪切红花花丝采收机械，其特征在于，所述从动齿轮(1-3-2)的从动齿轮夹角β大于2倍的割刀夹角α。


3.根据权利要求1所述的多切削刃内旋剪切红花花丝采收机械，其特征在于，所述上刀盘(1-5-1)的弧形滑槽的靠近上刀盘(1-5-1)的内圆周边缘的一端为内端，靠近上刀盘(1-5-1)的外圆周边缘的一端为外端；弧形滑槽的内端和外端均呈半圆状，弧形滑槽的内端的圆心与上刀盘(1-5-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振国，冯鹏远，杨双平，郭俊先，张学军，韩长杰，袁盼盼，段祥帅，朱文超，
申请(专利权)人：新疆农业大学，
类型：发明
国别省市：新疆;65