專利名稱：鈣果脫果機的制作方法
技術領域：
本發明涉及果樹收獲機械，尤其涉及一種用于鈣果枝條脫果的機械。
背景技術：
鈣果是我國特有樹種，原生于北方邊遠山區、人口稀少的地區，是一種野生果樹資源。鈣果含有豐富的蛋白質礦物質元素、維生素和氨基酸。每百克鮮果鈣鐵含量分別達到80毫克和I. 5毫克，是蘋果的6倍，果實中含有17種氨基酸，總量高達338. 3 451. 7mg/100g, 特別是維生素C、B2和E的含量以及鉀、磷、鐵、鋅、硒和賴氨酸的含量均高于現有常見果樹品種。鈣果營養價值豐富，色澤多而艷麗，外觀商品性好，味感獨特，符合人們趨奇趨異的心理特點，具有很高的開發價值。鈣果是一種適應性極強的優良果樹，用途非常廣泛，不僅可以食用、藥用，還可以釀酒、制汁等加工之用。鈣果根系特別發達，對防治水土流失、護地固沙有重要作用。目前，在鈣果栽培方面已經積累了相當多的經驗，具備了大面積生產的技術基礎。然而，在鈣果的開發過程中，鈣果的采摘是較為棘手的問題之一。鈣果果實較小，人工培養的鈣果品種單個果實重量最大20g，最小2g。此外，鈣果成熟后質軟，非常容易破損，而且鈣果在單根果枝上結果密度非常大。由于上述原因，現在鈣果采摘主要是依靠人力，這樣不僅降低了鈣果的采摘效率，而且還在一定程度上影響了鈣果的深加工和降低種植鈣果的經濟效益。

發明內容
為克服現有技術存在的缺陷，本發明提供一種鈣果脫果機，本機器體積小巧，結構簡單，操作方便，成本低廉，可經濟有效地解決鈣果收獲問題。本發明的鈣果脫果機由機架、脫果機構、出料斗和傳動機構構成，所述的機架為上窄下寬的梯形框架，所述的脫果機構由固定在機架上方左右兩邊的支撐板、在兩支撐板中間設置的雙摘果輥部件、雙拉莖輥部件以及支撐板一側的操作手柄組成，在脫果機構的下方設置有出料斗，所述的傳動機構由支撐板兩側設置的傳動部件和出料斗下方的原動力部件組成。所述的支撐板是指支撐雙摘果輥部件、雙拉莖輥部件和操作手柄運轉、維持各部件間相對幾何關系的兩塊鋼板，在兩塊支撐板上對稱設置有浮動摘果輥的活動槽。所述的雙摘果棍部件由浮動摘果棍和定摘果棍組成，浮動摘果棍和定摘果棍均由摘果棍軸和左右兩側的摘果棍輪構成，摘果棍輪的直徑為140mm,在摘果棍輪上設置有兩根對稱分布的柔性細鋼絲摘果條，摘果條的直徑為I. 5mm，浮動摘果輥和定摘果輥摘果時兩摘果棍軸心距為150mm,且浮動摘果棍和定摘果棍的摘果條相位錯開90°角。所述的操作手柄是指連接在浮動摘果輥軸及其浮浮動摘果輥支撐臂上的控制手柄，手動操作手柄可調節浮動摘果輥和定摘果輥的軸心距。所述的雙拉莖輥部件由浮動拉莖輥、定拉莖輥和浮動支撐臂組成，浮動拉莖輥和定拉莖棍的直徑均為40mm,在兩棍圓柱面上均滾花出齒痕,定拉莖棍和浮動支撐臂固于支撐板上，浮動拉莖輥依靠浮動支撐臂支撐，浮動支撐臂保證浮動拉莖輥和定拉莖輥的軸心連線與水平面夾角在一定范圍內，浮動拉莖輥依靠其自身重力緊壓在定拉莖輥上。
本發明鈣果脫果機的工作原理為提高鈣果枝條脫凈率、保證果實質量及機器成本最低化，本發明采用單枝條單喂入脫果。作業過程主要分為三大部分，即提輥、喂枝和脫果。提輥是指提起操作手柄，加大動、定摘果輥之間軸心距，便于枝條喂入。提起過程中，浮動摘果輥任然保持被驅動狀態。喂枝是指操作者一手依舊保持提起浮動摘果輥的狀態不變，一手抓住鈣果枝條中部，從浮動摘果輥和定摘果輥之間讓出的間隙中將枝條根端喂入浮動拉莖輥和定拉莖輥絞合處，完成枝條的喂入過程。其中，雙拉莖輥部件的轉速為40r/min，當浮動拉莖輥和定拉莖輥咬住枝條根部后，放下浮動摘果輥并松開枝條。脫果是指前兩個作業過程完成后，隨著放下操作手柄，浮動摘果輥及其傳動機構在自身重力和枝條對其作用力下歸位，并在作業過程中始終保持浮動摘果輥和定摘果輥軸心距不變。枝條被雙拉莖輥部件拉入的同時，枝條上的果實被轉速為300r/min的浮動摘果輥和定摘果輥從枝條上摘離，落入出料斗。 出料斗為果實采摘后輸出裝置，其將果實導入收集裝置中，同時出料斗還起扶持枝條的作用，以防止枝條在采摘過程中受重力影響而彎曲，并導致采摘時枝條折斷和果實破碎。傳動部件依據各部件需求的速度，配比不同直徑的鏈輪，通過單根鏈傳動，將合適扭矩和轉速，輸送到機器需求的各個地方，解決各個部件需求的不同速度以及各部件間的運轉同步。原動力部件是指220V的交流減速電機，通過小鏈輪將動力傳輸給傳動部件。本發明的鈣果脫果機，其優點在于(I)本發明模擬人工采摘機理，采摘過程枝果分離效果好，脫盡率在98%以上，果實破碎率小于1%，效率高，單根枝條脫果時間為3到5秒，是人工采摘速度的20倍左右。(2)操作簡單，單人即可操作，一手可控制操縱手柄，一手可向機器里填入鈣果枝條。(3)機器輕小，利于搬運，結構簡單，易損部件摘果條可以方便拆卸更換。(4)功耗低，動力匹配容易，一般市電即可。(5)機器生產成本低，一般用戶都可以接受，易于推廣。


圖I為本發明鈣果脫果機的總體結構示意圖。圖2為本發明鈣果脫果機的摘果輥部件結構示意圖。圖3為本發明鈣果脫果機的拉莖輥部件結構示意圖。圖4為本發明鈣果脫果機的摘果原理圖。圖中1、機架，2、出料斗，3、支撐板，4、操作手柄，5、傳動部件，6、原動力部件，7、浮動摘果輥，8、定摘果輥，9、活動槽，10、浮動拉莖輥，11、定拉莖輥，12、浮動摘果輥支撐臂，13、摘果輥軸，14、摘果輥輪，15、摘果條，16、軸心距，17、齒痕，18、枝條，19、浮動支撐臂，20、提起操作手柄時的浮動摘果輥。實施方式
下面結合附圖對本發明的鈣果脫果機作進一步說明。如圖1-4所示，本發明的鈣果脫果機由機架I、出料斗2、支撐板3、操作手柄4、傳動部件5、原動力部件6、浮動摘果輥7、定摘果輥8、浮動拉莖輥10、定拉莖輥11、浮動摘果輥支撐臂12和浮動支撐臂19。機架I為上窄下寬的梯形框架，用于固定支撐脫果機器，并使機器處于一個合適的高度，方便工作人員的作業。出料斗2設置在脫果機構的下方，起著果實采摘后輸出和扶持枝條的作用，防止枝條在采摘過程中受重力影響彎曲時導致枝條的折斷和果實的破碎。支撐板3為固定在機架I上方左右兩邊的兩塊鋼板，支撐著脫果部件運轉、維持各部件間相對幾何關系，摘果輥部件、拉莖輥部件、操作手柄4和傳動箱等均安裝在其上面。操作手柄4連接在浮動摘果輥支撐臂12上，通過手動控制操作手柄4實現調節浮動摘果輥7和定摘果輥8的軸心距16。原動力部件6為220V的交流減速電機，通過小鏈輪將動力傳輸到傳動部件5，傳動部件5依據各部件需求的速度，配比不同直徑的鏈輪，通過單根鏈傳動，將合適扭矩和轉速，輸送到機器需求的各個地方。浮動摘果輥7和定摘果輥8均由摘果輥軸13和左右兩側的摘果輥輪14構成，摘果輥輪14的直徑為140mm，在摘果輥輪14上設置有2根對稱分布、直徑為I. 5mm的柔性細鋼絲摘果條15，浮動摘果輥7和定摘果棍8摘果時兩摘果棍軸心距16為150mm,且浮動摘果棍7和定摘果棍8的摘果條15相位錯開90°角。浮動拉莖輥10和定拉莖輥11的直徑均為40mm，在兩輥圓柱面上均滾花出齒痕17，以便增大與枝條18間的摩擦系數，定拉莖輥11和浮動支撐臂19 一端固于支撐板3上，浮動拉莖輥10的軸端由浮動支撐臂19另一端支撐，浮動支撐臂19保證了浮動拉莖輥10和定拉莖輥11的軸心連線與水平面夾角在一定范圍內，浮動拉莖輥10依靠其自身重力緊壓在定拉莖輥11上。當無枝條喂入時，浮動拉莖輥10和定拉莖輥11的表面 緊貼，并以同等速度運轉；當有枝條喂入時，枝條對拉輥的正壓力迫使浮動支撐臂19旋轉，為枝條的喂入讓出空間。由于機構采用摩擦力自鎖原理，當枝條需求的摩擦力增大時，因機構的特殊幾何關系，浮動拉莖輥10對枝條相應產生的正壓力也急劇增加，從而增大了枝條的拉入摩擦力。傳動部件5通過自身機構將合適扭矩和轉速，輸送到機器需求的各個地方，解決各個部件需求的不同速度以及各部件間的運轉同步。本發明鈣果脫果機的摘果機理如下
如附圖4所示，通過提起操作手柄4，帶動浮動摘果輥支撐臂12和浮動摘果輥7沿活動槽9旋轉，使浮動摘果輥7與定摘果輥8的軸心距16加大，讓出較大的送料空間。此時，將鈣果枝條18的根端喂入到浮動拉莖輥10和定拉莖輥11之間，拉莖輥咬住枝條18后，枝條18莖桿撐起浮動拉莖輥10，使其隨浮動支撐臂19旋轉一定的角度以適應枝條的厚度，同時又因浮動拉莖輥10的自重和浮動拉莖臂19的幾何結構，形成對枝條18的正壓力隨枝條靜摩擦力而增大，形成自鎖，從而使枝條18以一定的速度不停地被拉入，然后丟開操作手柄4，浮動摘果輥7在重力作用下回位，并與定摘果輥8保持固定間隙，因機構自鎖原理，不再被彈回。兩摘果輥以300r/min的速度旋轉，不停地梳摘枝條18上的果實。兩摘果輥上的摘果條15富有彈性且直徑細小，當接觸到果實時，果實的滑、跳動促進了摘果條15向果柄根移動，隨著摘果條15的進一步位移，果實被摘下。處于兩摘果輥側面較少區域的果實，由于兩摘果輥運行時，摘果條相互錯開，互成90°，處于正在采摘位置的枝條18必然被迫使上下震動，部分果實直接被震掉。再因兩摘果輥間的間隙較小，剩余部分果實的果柄在震動過程中卡入摘果條15上方，被梳理下來，同時，兩拉莖輥不停地的拉入枝條18，配合著摘果輥的摘果過程。當枝條的直徑變化時，其對浮動拉莖輥的正壓力會迫使其與定摘果輥間的間隙增大到合適值。采摘過程中拉莖輥對枝條的牽引力由枝條實際所需的采摘力決定。當需求牽引力(即拉莖輥對枝條的靜摩擦力)增加或減小時，由于機構的特殊幾何關系，導致拉莖輥對枝條的正壓力也隨之呈比例變化。正是通過這種自反饋受力原理，較柔順和動態的完成了枝條的連續進給。該機構的設計解決了部分鈣果枝條的側枝影響。
為使其在采摘過程中不出現斷肢，提高脫凈率和保證果實質量，本發明用出料斗2承擔了枝條未脫部分的支撐體，將出料斗2平面平行于定摘果輥和定拉莖輥上母線決定的 平面，并與該平面保持一固定值，從而在整個采摘過程中枝條基本不受較大的彎曲，保證了摘果的連續性和質量。
權利要求
1.一種鈣果脫果機由機架(I)、脫果機構、出料斗(2)和傳動機構構成，其特征在于，所述的機架(I)為上窄下寬的梯形框架，所述的脫果機構由固定在機架(I)上方左右兩邊的支撐板(3)、在兩支撐板(3)中間設置的雙摘果輥部件、雙拉莖輥部件以及支撐板(3) —側的操作手柄(4)組成，在脫果機構的下方設置有出料斗(2)，所述的傳動機構由支撐板(3)兩側設置的傳動部件(5)和出料斗(2)下方的原動力部件(6)組成。
2.根據權利要求I所述的鈣果脫果機，其特征是所述的支撐板(3)是指支撐雙摘果輥部件、雙拉莖輥部件和操作手柄(4)運轉、維持各部件間相對幾何關系的兩塊鋼板，在兩塊支撐板(3)上對稱設置有浮動摘果輥(7)的活動槽(9)。
3.根據權利要求I所述的鈣果脫果機，其特征是所述的雙摘果輥部件由浮動摘果輥(7 )和定摘果輥(8 )組成，浮動摘果輥(7 )和和定摘果輥(8 )均由摘果輥軸(13 )和左右兩側的摘果輥輪(14)構成，在摘果輥輪(14)上設置有兩根對稱分布的柔性細鋼絲摘果條(15)，浮動摘果輥(7 )和定摘果輥(8 )摘果時兩摘果輥軸心距(16 )為150mm，且浮動摘果輥(7 )和和定摘果棍(8)的摘果條(15)相位錯開90°角。
4.根據權利要求I所述的鈣果脫果機，其特征是所述的雙拉莖輥部件由浮動拉莖輥(10)、定拉莖輥(11)和浮動支撐臂(19)組成，在浮動拉莖輥(10)和定拉莖輥(11)圓柱面上均滾花出齒痕(17)，定拉莖輥(11)和浮動支撐臂(19)固于支撐板(3)上，浮動拉莖輥(10)依靠浮動支撐臂(19)支撐，浮動支撐臂(19)保證浮動拉莖輥(10)和定拉莖輥(11)的軸心連線與水平面夾角在一定范圍內，浮動拉莖輥(10)依靠其自身重力緊壓在定拉莖輥(11)上。
5.根據權利要求I所述的鈣果脫果機，其特征是所述的操作手柄(4)是指連接在動摘果輥軸(13)及其浮動摘果輥支撐臂(12)上的控制手柄，手動操作手柄(4)可調節浮動摘果棍(7)和定摘果棍(8)的軸心距(16)。
6.根據權利要求3所述的鈣果脫果機，其特征是所述的摘果輥輪(14)的直徑為140mm。
7.根據權利要求3所述的鈣果脫果機，其特征是所述的摘果條(15)的直徑為I.5mm。
8.根據權利要求4所述的鈣果脫果機，其特征是所述的浮動拉莖輥(10)和定拉莖輥(11)的直徑均為40mm。
全文摘要
本發明公開了一種鈣果脫果機，由機架、脫果機構、出料斗和傳動機構構成，脫果機構由固定在機架上方左右兩邊的支撐板、在兩支撐板中間設置的浮動摘果輥、定摘果輥、浮動拉莖輥、定拉莖輥以及支撐板一側的操作手柄等組成，在脫果機構的下方設置有出料斗，傳動機構由支撐板兩側設置的傳動部件和出料斗下方的原動力部件組成。本發明模擬人工采摘機理，操作簡單，單人即可操作，一手可控制操縱手柄，一手可向機器里填入鈣果枝條。采摘過程枝果分離效果好，脫盡率在98%以上，果實破碎率小于1%，脫果效率是人工采摘速度的20倍左右。機器輕小，利于搬運，結構簡單，功耗低，機器生產成本低，易于推廣。
文檔編號A01D46/24GK102823380SQ201210290010
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月15日 優先權日2012年8月15日
發明者賀俊林, 杜俊杰, 閔俊杰, 王鵬飛, 張永華 申請人:山西農業大學