一种智能割胶装置及其竖向割胶方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种智能割胶装置及其竖向割胶方法，所述机架上设有智能控制器，所述刀具滑轨包括上运动架和下运动架，所述上运动架和所述下运动架之间设有刀具固定杆和螺柱，所述刀具固定杆滑动连接有刀具运动架，所述刀具运动架与所述螺柱转动连接，所述螺柱一端与竖向电机的输出轴连接，所述刀具固定杆的一端设有运动齿轮，且穿过所述运动齿轮与周向电机的输出轴连接，所述刀具运动架包括刀具控制电机和刺激液储存箱，所述刀具控制电机连接有连杆，所述连杆与割胶刀连接。本发明专利技术不仅提高了橡胶的采集效率，而且成本相比于人工作业更低，适合在大面积胶林部署，能够实现胶林的自动化、智能化改造。智能化改造。智能化改造。

【技术实现步骤摘要】
一种智能割胶装置及其竖向割胶方法


[0001]本专利技术涉及农业机械设备
，尤其是涉及一种智能割胶装置及其竖向割胶方法。

技术介绍

[0002]天然橡胶作为重要的工业原材料，仍采用以人工采集为主的收获方式，自动化割胶装备市面上仍旧很少，增加了橡胶采集的人工成本。设计一种具有智能化的割胶装置已经成为我国橡胶业的迫切需求。
[0003]目前人工割胶技术主要是斜向切口，即从左上方向右下方作约四十五度方向切口，这种斜向割胶方式符合人体运动方向，便于发力；同时可以切割到更多的乳管，采集更多的橡胶。如果采用竖向割胶的方式，容易造成不好下刀、橡胶流速过快没有缓冲等问题，但在自动化割胶设备时代，先进的生产力弥补了人工操作割胶效率的问题，自动化的采集装置也弥补了橡胶流速过快没有缓冲的问题。同时，竖向割刀有着橡胶采集效率高，产量大、易于操作等特点。这些使得竖向割刀的割胶方法成为可能。

技术实现思路

[0004]鉴于以上问题，本专利技术提供了一种智能割胶装置及其竖向割胶方法，不仅提高了橡胶的采集效率，而且成本相比于人工作业更低，适合在大面积胶林部署，能够实现胶林的自动化、智能化改造。
[0005]为了实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供的技术方案如下：一种智能割胶装置，包括机架和安装于机架上的刀具滑轨，所述机架上设有智能控制器，所述刀具滑轨包括上运动架和下运动架，所述上运动架和所述下运动架之间设有刀具固定杆和螺柱，所述刀具固定杆滑动连接有刀具运动架，所述刀具运动架与所述螺柱转动连接，所述螺柱一端与竖向电机的输出轴连接，所述刀具固定杆的一端设有运动齿轮，且穿过所述运动齿轮与周向电机的输出轴连接，所述刀具运动架包括刀具控制电机和刺激液储存箱，所述刀具控制电机连接有连杆，所述连杆与割胶刀连接，所述割胶刀的一侧设有喷头，所述喷头与所述刺激液储存箱连接。
[0006]作为优选，所述机架包括齿轮上机架和滑轨下机架，所述滑轨下机架与所述齿轮上机架之间设有至少两根固定杆，所述齿轮上机架与所述运动齿轮齿合连接，所述滑轨下机架与所述下运动架滑动连接。
[0007]作为优选，所述齿轮上机架设有限位螺丝，所述限位螺丝之间设有弹性绑带。
[0008]作为优选，所述智能控制器包括中央微处理器、通讯模块、位移传感器模块、角度传感器模块、执行模块、人机交互模块和电源模块，所述位移传感器模块、角度传感器模块、通信模块、电源模块、执行模块和人机交互模块分别与所述中央微处理器相连，所述位移传感器模块和所述角度传感器模块用于采集橡胶产量、割胶机位置信息、割胶刀与割胶树的相对位置信息，所述通信模块将割胶机工作信息通过无线通信方式发送至边缘智能网关，
并接收下发的智能调控指令；所述电源模块为感知装置提供采集环境数据所需的电能；所述人机交互界面提供人机交互的接口。
[0009]作为优选，所述中央微处理器负责协调各模块工作流程，处理所述位移传感器模块和所述角度传感器模块检测到的信息并生成割胶指令给所述执行模块以及通过所述通信模块与云端收发信息，所述中央微处理器包括但不限于Arduino单片机。
[0010]作为优选，所述通讯模块负责将智能割胶装置的工作状态上传至云端，在大数据页面展示，同时接受下发的智能调控指令，所述通讯模块为Lora通讯模块、WiFi通讯模块或NB
‑
iot模块中的任意一种。
[0011]作为优选，所述电源模块包括太阳能板、充放电管理单元和可充电锂电池，所述太阳能板和所述可充电锂电池分别与所述充放电管理单元连接。
[0012]作为优选，所述位移传感器模块和所述角度传感器模块负责监控割胶装置的工作状态以及监测刀具运动架的位移和割胶刀的进刀深度。
[0013]作为优选，所述执行模块与竖向电机、周向电机和刀具控制电机相连，根据所述中央微处理器生成的割胶指令，控制周向电机的运动位移，竖向电机的运动位移和刀具控制电机的进刀深度。
[0014]为了实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供了一种竖向割胶方法，所述方法包括：U1.将智能割胶机安装与橡胶树上，利用弹性绑带将智能割胶机固定，初始化割线d1；U2.启动智能割胶机，智能割胶机初始化，调整滑轨和刀座运动架于设定初始位置，调整刀具切割深度，收起割胶刀；U3.开始割胶，周向电机开始工作，运动到人工割线d1的位置，同时喷头喷出刺激液，刺激出胶，弹出割胶刀，竖向电机开始工作，带动割胶刀开始割胶；U4.当刀具运动距离到L1后，收回刀具，喷头关闭，周向电机启动运动距离d0到达距离d
n
，d
n
=（2n
‑
1）d0，d0为刀具的宽度和割线间的距离，等待下一次割胶；U5.开启下一次割胶，重复步骤U3至U4，L
n
=L1‑
(n
‑
1)d0且L0=0，直到当L0=0时，该橡胶树割胶完成时，人工更换智能割胶机器位置或更换橡胶树。
[0015]本专利技术具有以下积极效果：1.本专利技术竖向割刀产生的割刀轨迹竖直向下，橡胶下流的速度相比于斜向割胶更快，在机器割胶所间隔的割胶周期更短，下刀速度更快，同时，竖向割胶切割的橡胶乳管也更多，同单位的橡胶树可以产出更多的橡胶。
[0016]2.本专利技术集成了割胶刀、定位器、刺激液喷头等割胶用具，能够实现一体化割胶，省去了繁琐的人工作业；同时割胶机的效率更高，成本相比于人工作业更低，适合在大面积胶林部署，能够实现胶林的自动化、智能化改造。
[0017]3.本专利技术竖向割胶时只需要控制割胶刀进行竖向运动，仅需单个电机和相对简单的算法就可完成；而斜向割刀不仅要用到多个电机配合工作，还需要精确的算法控制刀具位置和横向、竖向位置的配合，复杂度成倍提升，不利于操作。
附图说明
[0018]图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术的刀具运动架结构示意图；图3为本专利技术的智能控制器结构示意图；图4为本专利技术的竖向割胶方法流程示意图；图5为本专利技术的橡胶树竖向割胶示意图。
[0019]图中标号说明：1—机架，11—齿轮上机架，12—弹性绑带，13—限位螺丝，14—固定杆，15—滑轨下机架，2—刀具滑轨，21—刀具固定杆，22—上运动架，23—下运动架，24—周向电机，25—竖向电机，26—运动齿轮，27—螺柱，3—刀具运动架，31—割胶刀，32—连杆，33—喷头，34—刺激液储存箱，35—刀具控制电机，4—智能控制器，41—通讯模块，42—位移传感器模块，43—角度传感器模块，44—中央微处理器，45—执行模块。
具体实施方式
[0020]以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
[0021]实施例1：如图1或图2所示，一种智能割胶装置，包括机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能割胶装置，包括机架（1）和安装于机架（1）上的刀具滑轨（2），其特征在于：所述机架（1）上设有智能控制器（4），所述刀具滑轨（2）包括上运动架（22）和下运动架（23），所述上运动架（22）和所述下运动架（23）之间设有刀具固定杆（21）和螺柱（27），所述刀具固定杆（21）滑动连接有刀具运动架（3），所述刀具运动架（3）与所述螺柱（27）转动连接，所述螺柱（27）一端与竖向电机（25）的输出轴连接，所述刀具固定杆（21）的一端设有运动齿轮（26），且穿过所述运动齿轮（26）与周向电机（24）的输出轴连接，所述刀具运动架（3）包括刀具控制电机（35）和刺激液储存箱（34），所述刀具控制电机（35）连接有连杆（32），所述连杆（32）与割胶刀（31）连接，所述割胶刀（31）的一侧设有喷头（33），所述喷头（33）与所述刺激液储存箱（34）连接。2.根据权利要求1所述的智能割胶装置，其特征在于：所述机架（1）包括齿轮上机架（11）和滑轨下机架（15），所述滑轨下机架（15）与所述齿轮上机架（11）之间设有至少两根固定杆（14），所述齿轮上机架（11）与所述运动齿轮（26）齿合连接，所述滑轨下机架（15）与所述下运动架（23）滑动连接。3.根据权利要求2所述的智能割胶装置，其特征在于：所述齿轮上机架（11）设有限位螺丝（13），所述限位螺丝（13）之间设有弹性绑带（12）。4.根据权利要求1所述的智能割胶装置，其特征在于：所述智能控制器（4）包括中央微处理器（44）、通讯模块（41）、位移传感器模块（42）、角度传感器模块（43）、执行模块（45）、人机交互模块和电源模块，所述位移传感器模块（42）、角度传感器模块（43）、通信模块（41）、电源模块、执行模块（45）和人机交互模块分别与所述中央微处理器（44）相连，所述位移传感器模块（42）和所述角度传感器模块（43）用于采集橡胶产量、割胶机位置信息、割胶刀与割胶树的相对位置信息，所述通信模块（41）将割胶机工作信息通过无线通信方式发送至边缘智能网关，并接收下发的智能调控指令；所述电源模块为感知装置提供采集环境数据所需的电能；所述人机交互界面提供人机交互的接口。5.根据权利要求4所述的智能割胶装置，其特征在于：所述中央微处理器（44）负责协调各模块工作流程，处理所述位移传感器模块（42）和所述角度传感器模块（...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨林，庞彤，邓岩，王露阳，邓灿，曾大鑫，丁幼春，董万静，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：