钙果脱果机

摘要

本发明公开了一种钙果脱果机，由机架、脱果机构、出料斗和传动机构构成，脱果机构由固定在机架上方左右两边的支撑板、在两支撑板中间设置的浮动摘果辊、定摘果辊、浮动拉茎辊、定拉茎辊以及支撑板一侧的操作手柄等组成，在脱果机构的下方设置有出料斗，传动机构由支撑板两侧设置的传动部件和出料斗下方的原动力部件组成。本发明模拟人工采摘机理，操作简单，单人即可操作，一手可控制操纵手柄，一手可向机器里填入钙果枝条。采摘过程枝果分离效果好，脱尽率在98%以上，果实破碎率小于1%，脱果效率是人工采摘速度的20倍左右。机器轻小，利于搬运，结构简单，功耗低，机器生产成本低，易于推广。

说明书

技术领域   

本发明涉及果树收获机械，尤其涉及一种用于钙果枝条脱果的机械。

背景技术    

钙果是我国特有树种，原生于北方边远山区、人口稀少的地区，是一种野生果树资源。钙果含有丰富的蛋白质矿物质元素、维生素和氨基酸。每百克鲜果钙铁含量分别达到80毫克和1.5毫克，是苹果的6倍，果实中含有17种氨基酸，总量高达338.3～451.7mg/100g，特别是维生素C、B2和E的含量以及钾、磷、铁、锌、硒和赖氨酸的含量均高于现有常见果树品种。钙果营养价值丰富，色泽多而艳丽，外观商品性好，味感独特，符合人们趋奇趋异的心理特点，具有很高的开发价值。钙果是一种适应性极强的优良果树，用途非常广泛，不仅可以食用、药用，还可以酿酒、制汁等加工之用。钙果根系特别发达，对防治水土流失、护地固沙有重要作用。目前，在钙果栽培方面已经积累了相当多的经验，具备了大面积生产的技术基础。然而，在钙果的开发过程中，钙果的采摘是较为棘手的问题之一。钙果果实较小，人工培养的钙果品种单个果实重量最大20g，最小2g。此外，钙果成熟后质软，非常容易破损，而且钙果在单根果枝上结果密度非常大。由于上述原因，现在钙果采摘主要是依靠人力，这样不仅降低了钙果的采摘效率，而且还在一定程度上影响了钙果的深加工和降低种植钙果的经济效益。

发明内容    

为克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种钙果脱果机，本机器体积小巧，结构简单，操作方便，成本低廉，可经济有效地解决钙果收获问题。

本发明的钙果脱果机由机架、脱果机构、出料斗和传动机构构成，所述的机架为上窄下宽的梯形框架，所述的脱果机构由固定在机架上方左右两边的支撑板、在两支撑板中间设置的双摘果辊部件、双拉茎辊部件以及支撑板一侧的操作手柄组成，在脱果机构的下方设置有出料斗，所述的传动机构由支撑板两侧设置的传动部件和出料斗下方的原动力部件组成。 

所述的支撑板是指支撑双摘果辊部件、双拉茎辊部件和操作手柄运转、维持各部件间相对几何关系的两块钢板，在两块支撑板上对称设置有浮动摘果辊的活动槽。

所述的双摘果辊部件由浮动摘果辊和定摘果辊组成，浮动摘果辊和定摘果辊均由摘果辊轴和左右两侧的摘果辊轮构成，摘果辊轮的直径为140mm，在摘果辊轮上设置有两根对称分布的柔性细钢丝摘果条，摘果条的直径为1.5mm，浮动摘果辊和定摘果辊摘果时两摘果辊轴心距为150mm，且浮动摘果辊和定摘果辊的摘果条相位错开90°角。

所述的操作手柄是指连接在浮动摘果辊轴及其浮浮动摘果辊支撑臂上的控制手柄，手动操作手柄可调节浮动摘果辊和定摘果辊的轴心距。

所述的双拉茎辊部件由浮动拉茎辊、定拉茎辊和浮动支撑臂组成，浮动拉茎辊和定拉茎辊的直径均为40mm，在两辊圆柱面上均滚花出齿痕，定拉茎辊和浮动支撑臂固于支撑板上，浮动拉茎辊依靠浮动支撑臂支撑，浮动支撑臂保证浮动拉茎辊和定拉茎辊的轴心连线与水平面夹角在一定范围内，浮动拉茎辊依靠其自身重力紧压在定拉茎辊上。

本发明钙果脱果机的工作原理：为提高钙果枝条脱净率、保证果实质量及机器成本最低化，本发明采用单枝条单喂入脱果。作业过程主要分为三大部分,即:提辊、喂枝和脱果。

提辊是指提起操作手柄，加大动、定摘果辊之间轴心距，便于枝条喂入。提起过程中，浮动摘果辊任然保持被驱动状态。

喂枝是指操作者一手依旧保持提起浮动摘果辊的状态不变，一手抓住钙果枝条中部，从浮动摘果辊和定摘果辊之间让出的间隙中将枝条根端喂入浮动拉茎辊和定拉茎辊绞合处，完成枝条的喂入过程。其中，双拉茎辊部件的转速为40r/min，当浮动拉茎辊和定拉茎辊咬住枝条根部后，放下浮动摘果辊并松开枝条。

脱果是指前两个作业过程完成后，随着放下操作手柄，浮动摘果辊及其传动机构在自身重力和枝条对其作用力下归位，并在作业过程中始终保持浮动摘果辊和定摘果辊轴心距不变。枝条被双拉茎辊部件拉入的同时，枝条上的果实被转速为300r/min的浮动摘果辊和定摘果辊从枝条上摘离，落入出料斗。

出料斗为果实采摘后输出装置，其将果实导入收集装置中，同时出料斗还起扶持枝条的作用，以防止枝条在采摘过程中受重力影响而弯曲，并导致采摘时枝条折断和果实破碎。传动部件依据各部件需求的速度，配比不同直径的链轮，通过单根链传动，将合适扭矩和转速，输送到机器需求的各个地方，解决各个部件需求的不同速度以及各部件间的运转同步。原动力部件是指220V的交流减速电机，通过小链轮将动力传输给传动部件。

本发明的钙果脱果机，其优点在于：（1）本发明模拟人工采摘机理，采摘过程枝果分离效果好，脱尽率在98%以上，果实破碎率小于1%，效率高，单根枝条脱果时间为3到5秒，是人工采摘速度的20倍左右。（2）操作简单，单人即可操作，一手可控制操纵手柄，一手可向机器里填入钙果枝条。（3）机器轻小，利于搬运，结构简单，易损部件摘果条可以方便拆卸更换。（4）功耗低，动力匹配容易，一般市电即可。（5）机器生产成本低，一般用户都可以接受，易于推广。

附图说明    

图1为本发明钙果脱果机的总体结构示意图。

图2为本发明钙果脱果机的摘果辊部件结构示意图。

图3为本发明钙果脱果机的拉茎辊部件结构示意图。

图4为本发明钙果脱果机的摘果原理图。

图中：1、机架，2、出料斗，3、支撑板，4、操作手柄， 5、传动部件， 6、原动力部件，7、浮动摘果辊，8、定摘果辊，9、活动槽，10、浮动拉茎辊，11、定拉茎辊，12、浮动摘果辊支撑臂，13、摘果辊轴，14、摘果辊轮，15、摘果条，16、轴心距，17、齿痕，18、枝条，19、浮动支撑臂，20、提起操作手柄时的浮动摘果辊。

实施方式   

下面结合附图对本发明的钙果脱果机作进一步说明。

如图1-4所示，本发明的钙果脱果机由机架1、出料斗2、支撑板3、操作手柄4、传动部件5、原动力部件6、浮动摘果辊7、定摘果辊8、浮动拉茎辊10、定拉茎辊11、浮动摘果辊支撑臂12和浮动支撑臂19。机架1为上窄下宽的梯形框架，用于固定支撑脱果机器，并使机器处于一个合适的高度，方便工作人员的作业。出料斗2设置在脱果机构的下方，起着果实采摘后输出和扶持枝条的作用，防止枝条在采摘过程中受重力影响弯曲时导致枝条的折断和果实的破碎。支撑板3为固定在机架1上方左右两边的两块钢板，支撑着脱果部件运转、维持各部件间相对几何关系，摘果辊部件、拉茎辊部件、操作手柄4和传动箱等均安装在其上面。操作手柄4连接在浮动摘果辊支撑臂12上，通过手动控制操作手柄4实现调节浮动摘果辊7和定摘果辊8的轴心距16。原动力部件6为220V的交流减速电机，通过小链轮将动力传输到传动部件5，传动部件5依据各部件需求的速度，配比不同直径的链轮，通过单根链传动，将合适扭矩和转速，输送到机器需求的各个地方。浮动摘果辊7和定摘果辊8均由摘果辊轴13和左右两侧的摘果辊轮14构成，摘果辊轮14的直径为140mm，在摘果辊轮14上设置有2根对称分布、直径为1.5mm的柔性细钢丝摘果条15，浮动摘果辊7和定摘果辊8摘果时两摘果辊轴心距16为150mm，且浮动摘果辊7和定摘果辊8的摘果条15相位错开90°角。浮动拉茎辊10和定拉茎辊11的直径均为40mm，在两辊圆柱面上均滚花出齿痕17，以便增大与枝条18间的摩擦系数，定拉茎辊11和浮动支撑臂19一端固于支撑板3上，浮动拉茎辊10的轴端由浮动支撑臂19另一端支撑，浮动支撑臂19保证了浮动拉茎辊10和定拉茎辊11的轴心连线与水平面夹角在一定范围内，浮动拉茎辊10依靠其自身重力紧压在定拉茎辊11上。当无枝条喂入时，浮动拉茎辊10和定拉茎辊11的表面紧贴，并以同等速度运转；当有枝条喂入时，枝条对拉辊的正压力迫使浮动支撑臂19旋转，为枝条的喂入让出空间。由于机构采用摩擦力自锁原理，当枝条需求的摩擦力增大时，因机构的特殊几何关系，浮动拉茎辊10对枝条相应产生的正压力也急剧增加，从而增大了枝条的拉入摩擦力。传动部件5通过自身机构将合适扭矩和转速，输送到机器需求的各个地方，解决各个部件需求的不同速度以及各部件间的运转同步。

本发明钙果脱果机的摘果机理如下：

如附图4所示，通过提起操作手柄4，带动浮动摘果辊支撑臂12和浮动摘果辊7沿活动槽9旋转，使浮动摘果辊7与定摘果辊8的轴心距16加大，让出较大的送料空间。此时，将钙果枝条18的根端喂入到浮动拉茎辊10和定拉茎辊11之间，拉茎辊咬住枝条18后，枝条18茎杆撑起浮动拉茎辊10，使其随浮动支撑臂19旋转一定的角度以适应枝条的厚度，同时又因浮动拉茎辊10的自重和浮动拉茎臂19的几何结构，形成对枝条18的正压力随枝条静摩擦力而增大，形成自锁，从而使枝条18以一定的速度不停地被拉入，然后丢开操作手柄4，浮动摘果辊7在重力作用下回位，并与定摘果辊8保持固定间隙，因机构自锁原理，不再被弹回。两摘果辊以300r/min的速度旋转，不停地梳摘枝条18上的果实。两摘果辊上的摘果条15富有弹性且直径细小，当接触到果实时，果实的滑、跳动促进了摘果条15向果柄根移动，随着摘果条15的进一步位移，果实被摘下。处于两摘果辊侧面较少区域的果实，由于两摘果辊运行时，摘果条相互错开，互成90°，处于正在采摘位置的枝条18必然被迫使上下震动，部分果实直接被震掉。再因两摘果辊间的间隙较小，剩余部分果实的果柄在震动过程中卡入摘果条15上方，被梳理下来，同时，两拉茎辊不停地的拉入枝条18，配合着摘果辊的摘果过程。当枝条的直径变化时，其对浮动拉茎辊的正压力会迫使其与定摘果辊间的间隙增大到合适值。采摘过程中拉茎辊对枝条的牵引力由枝条实际所需的采摘力决定。当需求牵引力（即拉茎辊对枝条的静摩擦力）增加或减小时，由于机构的特殊几何关系，导致拉茎辊对枝条的正压力也随之呈比例变化。正是通过这种自反馈受力原理，较柔顺和动态的完成了枝条的连续进给。该机构的设计解决了部分钙果枝条的侧枝影响。

为使其在采摘过程中不出现断肢，提高脱净率和保证果实质量，本发明用出料斗2承担了枝条未脱部分的支撑体，将出料斗2平面平行于定摘果辊和定拉茎辊上母线决定的平面，并与该平面保持一固定值，从而在整个采摘过程中枝条基本不受较大的弯曲，保证了摘果的连续性和质量。