一种自动针刺采胶设备制造技术

本新型涉及一种自动针刺采胶设备，属于机械采胶技术领域，包括：行走轨道，通过固定架悬空固定于多颗树株之间；行走机构，设置于所述行走轨道上且能沿该行走轨道移动；位移机构，设置于行走机构上；采胶器，设置于位移机构上，并用于在树株上开设采胶孔；所述位移机构控制所述采胶器分别沿树株的竖向、周向或/和径向移动。采用悬空轨道式的结构设计，实现多颗橡胶树自动化采集橡胶的技术方案，消除地形的影响，并且能够实现一机多树的采胶管理；采用针钻或者针扎的方式在橡胶树的树株上开设采胶孔，实现针刺采胶农艺的自动化；降低采胶作业对橡胶树损伤，而且不会受取胶位置的约束，降低了橡胶树中断产胶、质量下降、寿命降低等风险。

【技术实现步骤摘要】
一种自动针刺采胶设备
本技术涉及一种自动针刺采胶设备，属于机械采胶

技术介绍
天然橡胶是从橡胶树上采集的天然胶乳，经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物，是国家重要战略物资；天然橡胶因其优良的回弹性、绝缘性、隔水性及可塑性等特性，日常生活中、交通运输、工业、农业、航工航天等领域都具有广泛用途。现有的橡胶采集仍然是通过人工使用传统割胶刀（如公开号CN205213638U公开的装置）割胶采集，在橡胶树上切割出螺旋形的割胶线，利用胶杯收集割胶线流出的橡胶。但目前，天胶价格持续低迷，胶工收入低，导致胶工大量流失。同时由于割胶作业黑白颠倒，环境恶劣，技术要求高，劳动强度大，传统胶刀培训时间长、难学会，割不好等因素导致年青人更不愿割胶，加剧了胶工老龄化。另一方面人工割胶的方式容易对橡胶树造成较大的创伤，在其持续的割胶死皮处容易发生生理失调，即出现所谓的“褐皮病”，因而影响橡胶的寿命同时导致树株产胶中断。以上种种原因，形成了现今胶工严重缺乏的局面，导致至少60%的胶园被弃割。近几年，行业内也在不断探索自动化割胶工具以解决目前采胶的困境，但由于割胶作业的特殊性，旧胶线割缠绕机器，机械切割碎屑污染胶水，无法阴刀割胶等等技术问题始终无法解决，这导致采胶机械化是世界性难题，过去40年关键技术研究一直未突破。诸如公开号CN110558198A、CN108243896A、CN210298832U等现有技术公开的方案，都无法解决上述问题，尤其是切割碎屑污染胶水这一技术难题，机械化的割胶刀始终难以满足采胶技术指标要求。而申请人研发的手持往复式割胶设备（公开号CN208480406U、CN208480405U等）虽然解决上了上述技术问题，但始终是需要人工持握，依然无法解决胶工短缺、胶园弃割的问题。现有技术的全自动采胶设备，诸如公开号CN110720374A、CN110696008A的割胶设备基本是以“一机一树”的对应关系构思的，以上构思看似解决了问题，但在实际中根本无法得到实现，原因在于：规范的胶园每亩橡胶树种植33株，民营胶园通常超规范种植可达每亩50~60株左右，一般胶园面积在百亩，最小的也有20亩，国内三大植胶区共有胶园面积1700万亩。通过以上数据可以发现，“一机一树”对设备需求量大到惊人，架设、维护成本远高于胶园收益，看似美好确无法解决问题。另一方面，“一机一树”的设备沉重，且割线位置固定，其持续的割胶死皮处依然容易发生生理失调，即出现所谓的“褐皮病”，影响橡胶的寿命同时导致树株产胶中断，这也是由方案本身性质所带来无法避免的技术问题。目前，在割胶行业中，逐步转换观念，采用智能机器人的方案，诸如公开号CN110558196A、CN110122256A、CN109328973A公开的割胶机器人，运用了视觉伺服、多传感器一体的组合导航、无线充电等技术；通过履带、轨道位移等方案实现胶林间自主割胶，但除了智能机器人目前普遍存在的精度和控制等方面的原因外，胶园林地的地面环境复杂，为增加土地利用率通常配套种植林下经济作物，超规种植也会导致树木间距狭窄，同时地面还会设置排水沟、排水坡等，林下地形复杂，给予机器人行走空间狭窄，机器人难以在胶园中实现自由行走，而地面轨道式的设计，同样存在以上问题导致轨道铺设难度大，落叶等容易卡轨，难易维护。因此，在目前产业中缺少一种能够真正实现去人工，适合胶园实际情况，自动化、低成本、易维护的采胶设备。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种实现多颗橡胶树自动化采集橡胶的技术方案。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本技术公开一种自动针刺采胶设备，包括：行走轨道，通过固定架悬空固定于多颗树株之间；行走机构，设置于所述行走轨道上且能沿该行走轨道移动；位移机构，设置于行走机构上；采胶器，设置于位移机构上，并用于在树株上开设采胶孔；所述位移机构控制所述采胶器分别沿树株的竖向、周向或/和径向移动。优选地，所述位移机构包括关节旋转器和回转臂；所述关节旋转器包括旋转控制电机、由所述旋转控制电机控制转动的旋转台及固定所述旋转控制电机并能随行走机构移动的固定板；所述回转臂呈圆弧型并固定在所述旋转台上，该回转臂能够随旋转台转动以半环抱至树株的一侧，所述采胶器能够沿所述回转臂移动。优选地,所述回转臂上具有带齿环轨部；所述位移机构还包括有控制所述采胶器周向移动的回转传动机构，所述回转传动机构包括能够带动采胶器移动的回转台、将所述回转台连接到回转臂上的导向滚轮、与所述带齿环轨部啮合的导向齿轮、驱动导向齿轮并使回转台移动的回转电机。优选地,所述位移机构还包括有设置于回转传动机构上的深度控制机构，所述深度控制机构包括沿回转臂径向设置的径向滑轨、设置于所述径向滑轨上的径向滑块、设置于所述径向滑块上并带动采胶器径向移动的丝杆螺母、与所述丝杆螺母配合的丝杆、连接所述丝杆并控制其转动的深度控制电机。优选地,所述采胶器为针钻采胶器并设置于所述深度控制机构上，所述针钻采胶器包括用于树株钻孔的钻头、能快速拆装不同直径钻头的快速夹头、与所述快速夹头连接并使钻头转动的钻孔电机和支撑所述钻孔电机的针钻基座。优选地,所述采胶器为针扎采胶器，包括连接所述深度控制机构的针扎基座、用于树株扎孔的导柱、设置于导柱中部并带动其轴向移动的齿条部、设置在所述针扎基座上并与齿条部啮合的扇形齿轮、驱动扇形齿轮转动的针扎电机和套设在导柱上并能压缩蓄能的蓄能弹簧。优选地,所述位移机构还包括有控制所述采胶器竖向移动的升降机构，所述升降机构包括与行走机构连接的第一直线驱动模组、连接所述第一直线驱动模组并由其控制升降的连接板和固定在所述连接板上并控制关节旋转器升降的第二直线驱动模组；在所述第一直线驱动模组和第二直线驱动模组上分别设置有相互配合导向的竖向导轨和导轨滑座。优选地,在行走机构上设置有位置传感器，在各固定架上分别设置有位置触发器，所述位置传感器检测到所述位置触发器时，行走机构停留于对应的树株处。优选地,在位移机构上设置有树围检测器，所述树围检测器包括第一距离传感器、第二距离传感器和后台控制器，所述第一距离传感器和所述第二距离传感器对向布置并用于检测树株直径，所述后台控制器接收两距离传感器的检测数据、计算树围参数并控制采胶器的周向位移，以使树株周向上的相邻采胶孔的间距相同。优选地,在采胶器上设置有距离检测器，所述后台控制器接收该距离检测器的检测数据并通过深度控制机构控制采胶器径向移动，以控制采胶器开设采胶孔的深度。20世纪80年代农垦就进行针刺采胶结合电石刺激技术试验,海南省澄迈县红岗农场也进行了针刺采胶结合电石刺激试验；90年代针刺采胶也是各国的研究热潮，但由于此采胶方法不理想,后来全部改用胶刀割胶方法，本领域也不再认可针刺采胶；该方法弃用的原因是使用胶刀割胶法的橡胶树死皮停割率远远低于针刺采胶的橡胶树，针刺采胶对树皮的输导系统造成严重损伤,从而导致养分流通阻碍,局部树皮生理代谢异常,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动针刺采胶设备，其特征在于,包括：/n行走轨道(2)，通过固定架(3)悬空固定于多颗树株之间；/n行走机构(4)，设置于所述行走轨道(2)上且能沿该行走轨道(2)移动；/n位移机构，设置于行走机构(4)上；/n采胶器，设置于位移机构上，并用于在树株上开设采胶孔；/n所述位移机构控制所述采胶器分别沿树株的竖向、周向或/和径向移动。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动针刺采胶设备，其特征在于,包括：
行走轨道(2)，通过固定架(3)悬空固定于多颗树株之间；
行走机构(4)，设置于所述行走轨道(2)上且能沿该行走轨道(2)移动；
位移机构，设置于行走机构(4)上；
采胶器，设置于位移机构上，并用于在树株上开设采胶孔；
所述位移机构控制所述采胶器分别沿树株的竖向、周向或/和径向移动。


2.如权利要求1所述的自动针刺采胶设备，其特征在于，所述位移机构包括关节旋转器(8)和回转臂(9)；所述关节旋转器(8)包括旋转控制电机(801)、由所述旋转控制电机(801)控制转动的旋转台(804)及固定所述旋转控制电机(801)并能随行走机构(4)移动的固定板(802)；所述回转臂(9)呈圆弧型并固定在所述旋转台(804)上，该回转臂(9)能够随旋转台(804)转动以半环抱至树株的一侧，所述采胶器能够沿所述回转臂(9)移动。


3.如权利要求2所述的自动针刺采胶设备，其特征在于,所述回转臂(9)上具有带齿环轨部(902)；所述位移机构还包括有控制所述采胶器周向移动的回转传动机构(10)，所述回转传动机构(10)包括能够带动采胶器移动的回转台(1003)、将所述回转台(1003)连接到回转臂(9)上的导向滚轮(1006)、与所述带齿环轨部(902)啮合的导向齿轮(1004)、驱动导向齿轮(1004)并使回转台(1003)移动的回转电机(1001)。


4.如权利要求3所述的自动针刺采胶设备，其特征在于,所述位移机构还包括有设置于回转传动机构(10)上的深度控制机构(11)，所述深度控制机构(11)包括沿回转臂(9)径向设置的径向滑轨(1107)、设置于所述径向滑轨(1107)上的径向滑块(1104)、设置于所述径向滑块(1104)上并带动采胶器径向移动的丝杆螺母(1105)、与所述丝杆螺母(1105)配合的丝杆(1103)、连接所述丝杆(1103)并控制其转动的深度控制电机(1101)。


5.如权利要求4所述的自动针刺采胶设备，其特征在于,所述采胶器为针钻采胶器(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玲玲，陈娃容，肖苏伟，张以山，曹建华，吴思浩，金千里，
申请(专利权)人：中国热带农业科学院橡胶研究所，中国热带农业科学院，江苏驰骋精密部件有限公司，
类型：新型
国别省市：海南;46