本發明涉及農業生產用機械，尤其是一種機電一體松脂自動采集裝置，適用于松樹林開采區松脂的采集。

背景技術：

松脂，主要是松樹或松類樹干分泌出的樹脂，也稱松香、松膏、松膠、松液。可以作為乳膠漆和膠合劑等材料作使用。松脂被加工后，具有揮發性的萜烯類物質稱為松節油，不揮發性的樹脂酸熔合物稱為松香。松節油是一種天然精油，是以蒎烯為主的多種萜烴類的混合物，有特有的化學活性，為涂料，合成樟腦，松油醇，合成香料，醫藥，合成樹脂，有機化工等方面化工原料。松香是重要的化工原料，廣泛應用于肥皂、造紙、油漆、橡膠等行業。它還可作為助焊劑。因此松脂具有較高的商業價值。

國內目前采集松脂的方法主要是割開松樹樹干表皮進行采集的下降式采法，用此法獲得的松脂質量較好。中國采脂用的主要樹種有馬尾松和云南松等，這兩類樹種分布在中國的海南、云南、四川、廣西、廣東等18個省及自治區，且覆蓋面積極為廣泛，可供開采的松脂量豐富，但每棵松樹需要人工每隔1—3天在原割口下方重新割開新的割口，消耗極大的人力物力。因此，人們需要一種結構精巧，工作平穩，操作簡單安全的、可代替人工上山勞作的松脂自動采集收集的裝置。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種機電一體松脂自動采集裝置，能夠代替人工自動進行松脂的采集工作，且運行平穩，操作簡單、安全。

為解決上述技術問題采用如下技術方案：一種機電一體松脂自動采集裝置，包括主機、工作機構、儲能機構、收集機構以及電子控制機構，具體結構和連接關系為：

所述主機通過主機定位孔用釘子固定在樹干工作表面，主機內置蓄電池、遙控裝置和傳動裝置，主機待機時自動通過內置傳動裝置收納工作機構和儲能機構。

所述工作機構由萬向頭基座、萬向頭、主桿、副桿和刀具組成，萬向頭與萬向頭基座相鉸接，主桿固定在萬向頭上并可隨自身軸線進行360度轉動，副桿通過副桿限位輪與主桿的限位槽相配合，實現副桿在主桿上的直線運動以及以副桿限位輪軸線為中心的擺動，刀具通過自身的刀具滾輪與副桿的限位槽相配合，實現刀具在副桿上的直線運動以及以刀具滾輪軸線為中心的小幅度擺動；刀具兩側安裝有感應器可實時測量工作刀片與工作面的垂直度并將數據傳輸到主機，由主機的控制面板校準工作刀片與工作面的垂直度，輔以刀具、副桿、主桿與萬向頭之間的配合關系，保證刀具在樹干表面運動軌跡穩定，割出較筆直的割線。

所述儲能機構由太陽能板和太陽能板定位軸組成，安裝于主機左右兩端，通過太陽能板定位軸與左右兩端的太陽能板定位孔配合而固定于主機內，工作時太陽能板收納槽內伸展出并旋轉到合適的角度為整個裝置進行供電。

所述收集機構由收集盒和收集盒定位板，收集盒依靠收集盒定位板安裝于主機上，啟動時收集盒會自動伸展出來并靠在樹干上，以收集在從割口中流出的松脂。

所述電子控制機構由控制面板、顯示屏和調節按鈕組成，所述控制面板根據刀具反饋的位置信息通過程序實時調整萬向頭、主桿、副桿和刀具的相對位置并遙控調節工作刀片的變動幅度，保證工作刀片可以垂直于樹干表面割出較筆直的割口；顯示屏固定在控制面板上，顯示裝置的運行狀態、電量基本數值，調節按鈕固定在控制面板上。

所述主機內部裝有傳動裝置，可伸出和收納工作機構、儲能機構，便于保護和維護上述兩個機構。

所述控制面板內置校準程序，實時接收刀具的感應器所發出的位置信息，并通過主機內置傳動裝置改變萬向頭、主桿、副桿、刀具的相對位置，使工作機構達到最佳工作狀態。

所述主機外焊有四個定位焊件，使主機能夠固定在工作臺表面。

所述調節按鈕固定在控制面板上。

所述副桿通過副桿轉向滾輪實現沿副桿軸線為中心360度轉動。

本發明的突出優點在于：

能夠自動在松樹樹干表面割出較筆直的割線，自動采集并收集松脂。

結構組成精巧，能夠極大的降低同等松脂采集量所需要的人力物力，用機器來代替目前國內采伐工人每天上山對每棵樹進行割取的繁瑣的工作。

能夠在降低勞動強度、節約人力物力的同時，一定程度上提高所采集松脂的質量，并能擴大開發范圍和面積，更好地利用松林資源，提高松脂的產量。

附圖說明

圖1是本發明所述的機電一體松脂自動采集裝置的整機立體圖。

圖2是本發明所述的機電一體松脂自動采集裝置的整機收納圖。

圖3是本發明所述的機電一體松脂自動采集裝置的主機俯視立體圖。

圖4是本發明所述的機電一體松脂自動采集裝置的主機仰視立體圖。

圖5是本發明所述的機電一體松脂自動采集裝置的萬向頭立體圖。

圖6是本發明所述的機電一體松脂自動采集裝置的萬向頭基座立體圖。

圖7是本發明所述的機電一體松脂自動采集裝置的主桿立體圖。

圖8是本發明所述的機電一體松脂自動采集裝置的副桿立體圖。

圖9是本發明所述的機電一體松脂自動采集裝置的刀具俯視圖

圖10是本發明所述的機電一體松脂自動采集裝置的收集機構立體圖。

圖11是本發明所述的機電一體松脂自動采集裝置的儲能機構立體圖。

圖中標記為：主機1、防塵蓋2、定位焊件3、主機定位孔4、儲能機構5、控制面板6、顯示屏7、調節按鈕8、收集機構9、刀具10、工作刀片11、刀具電機12、刀具滾輪13、感應器14、萬向頭15、主桿定位孔16、萬向頭定位孔17、萬向頭基座18、萬向頭定位軸19、萬向頭限位滾輪20、副桿21、刀片工作槽22、副桿轉向滾輪23、副桿限位滾輪24、收集盒定位板25、收集盒26、太陽能板27、太陽能板定位軸28、主桿29、主桿定位軸30、限位槽31、萬向頭定位口32、太陽能板收納槽33、太陽能板定位孔34、收集盒定位孔35。

具體實施方式

如圖1至圖7所示，本發明所述的機電一體松脂自動采集裝置，包括主機1、工作機構、儲能機構5、收集機構9以及電子控制機構。具體結構和連接關系為：

如圖1、圖3、圖5、圖6、圖7、圖8和圖9所示，所述工作機構由萬向頭基座18、萬向頭15、主桿29、副桿21以及刀具10組成；萬向頭基座18固定于萬向頭定位口32，萬向頭15與萬向頭定位軸19鉸接，通過萬向頭限位滾輪20繞萬向頭定位軸19中心軸線左右180度擺動；主桿29通過主桿定位軸30安裝于主桿定位孔16繞定位孔中心軸線360度轉動；副桿21通過副桿限位輪24安裝于主桿的限位槽31，使副桿21沿限位槽31做直線滑動，副桿21通過副桿轉向滾輪23繞轉向滾輪中心軸線360度轉動，同時副桿21可通過副桿限位滾輪24繞限位輪中心軸線做360度轉動；刀具10由工作刀片11、刀具電機12、刀具滾輪13以及感應器14組成，刀具10通過刀具滾輪13安裝于副桿的限位槽31，使刀具10沿限位槽31做直線運動，刀具10通過刀具滾輪13繞滾輪中心軸線小幅度擺動，感應器14可實時測量工作刀片的位置與和工作面的垂直度并將數據傳輸至控制面板6，控制面板6通過程序實時調節刀具10的垂直度，并遙控調整萬向頭18、主桿29、副桿21和刀具10之間的相對位置，使工作刀片11的運動軌跡保持筆直。

如圖1、圖2、圖3和圖11所示，儲能機構5由太陽能板27、太陽能板定位軸28組成，太陽能板27通過太陽能板定位軸28安裝在嵌在主機的太陽能板定位孔34內；工作時儲能機構收納于主機1內，并由太陽能板收納槽33向外伸展，旋轉到合適位置開始發電，將電能儲存到主機1內置的蓄電池中，供整個裝置使用。

如圖1、圖2、圖4和圖10所示，收集機構9包括收集盒26和收集盒定位板25，收集盒定位板25安裝在收集盒定位孔35上，工作時收集盒26靠在樹干表面收集采集到的樹脂。

如圖2和圖3所示，電子控制機構包括控制面板6、顯示屏7、調節按鈕8；控制面板6安裝在主機1上，顯示屏7和調節按鈕8固定在控制面板6上，顯示屏7顯示裝置工作時的基本數據，調節按鈕8供人工進行調節和維護。

工作原理及過程：

裝置的準備過程如下：裝置未啟動時，主機1需用鐵釘穿過定位焊件3上的主機定位孔4固定于工作面下端；裝置啟動時，儲能機構5、收集機構9同時由主機1向外伸展，儲能機構5由太陽能板收納槽33向外伸出太陽能板27，旋轉到合適角度開始發電并為整個裝置供電；收集機構9中的收集盒26與主機1脫離，靠在裝置下部的樹干表面收集采集到的松脂；主機1上部的防塵蓋2打開，便于工作機構伸出。

裝置的工作過程如下：防塵蓋2打開后，工作機構由萬向頭定位口32伸出，萬向頭基座18固定于主機1的萬向頭定位口32，萬向頭15與萬向頭定位軸19鉸接，通過萬向頭限位滾輪20繞萬向頭定位軸19中心軸線左右180度擺動；主桿29通過主桿30安裝于主桿定位孔16繞定位孔中心軸線360度轉動；副桿21通過副桿限位輪24安裝于主桿的限位槽31，使副桿21沿限位槽31做直線運動，副桿21通過副桿轉向滾輪23繞轉向滾輪中心軸線360度轉動，同時副桿21可通過副桿限位滾輪24繞限位輪中心軸線做360度轉動；刀具10通過刀具滾輪13安裝于副桿的限位槽31，使刀具10沿限位槽31做直線運動，刀具10通過刀具滾輪13繞滾輪中心軸線小幅度擺動，感應器14可實時測量工作刀片的位置與和工作面的垂直度并將數據傳輸至控制面板6，控制面板6通過程序實時調節刀具10相對于工作表面的垂直度；通過控制面板6內程序控制萬向頭15、主桿29、副桿21、副桿限位滾輪24、刀具10、刀具滾輪13之間的相對位置，使刀具10在工作樹干表面以主機1豎直中心線為軸左右各割開一條較筆直的割口，割口與主機1豎直中心線上方夾45角。按上述工作過程由工作機構最高工作距離逐步向下割取，每隔24小時工作機構自動在原割口下方一毫米處割開新的割口采集松脂，采集到的松脂流入靠在樹干表面的收集盒26中進行收集。本裝置適用的松樹直徑范圍為200mm——300mm，設定最大工作垂直范圍150mm，即工作時長150天。