一种林果振动采收幅频自适应激振器

本发明涉及摇振式林果采收设备领域，特别是涉及一种林果振动采收幅频自适应激振器。背景技术：1、传统的偏心块式惯性激振器多采用扇形偏心块，偏心块直接套装在旋转轴上，直接随旋转轴旋转，因此激振器的驱动电机转速越高，激振力就越大，此时激振器的振幅频率与振动幅度成正比，采用上述结构的激振器虽然也能够振摇下果实，但由于不同的林果品种果树对振幅的可抗力是不同的，通过提高驱动电机转速，加大振幅频率与振动幅度确实可以提高采净率，但是为了提高采净率，一味的加大振幅频率、振摇幅度，很可能会对果树造成伤害，导致果树下一季的结果率下降。因此，如何保证振动式采摘设备既能保证采净率，又能减小振动机械在工作时对果树造成的损伤，是现有振动式采摘设备亟待解决的技术问题。技术实现思路1、本发明解决现有技术的不足而提供一种可独立调节激振器的激振频率和激振力大小的林果振动采收幅频自适应激振器。2、为实现上述目的，本发明首先提出了一种林果振动采收幅频自适应激振器，包括外箱体、激振装置和振幅调节装置，所述激振装置包括转动装配在外箱体内的旋转轴、安装在旋转轴上的偏心结构以及驱动旋转轴旋转的动力机构，所述振幅调节装置包括直线移动机构以及设置在外箱体内、通过直线移动机构驱动沿旋转轴轴向移动的滑板，所述偏心结构包括沿旋转轴长度方向布设的偏心块，所述偏心块的两端分别通过一根连杆与旋转轴连接，所述连杆的两端分别与偏心块和旋转轴铰接，所述偏心块、旋转轴以及两端的连杆组成平面四杆机构，所述旋转轴在靠近滑板一侧上固定有以旋转轴为中心均匀排布的、多个沿轴向布设的导向键，所述旋转座套装在旋转轴上与导向键配合实现旋转座与旋转轴的键连接，所述滑板的一端与直线移动机构的活动端连接，另一端通过轴承与旋转座连接，使得旋转座可绕旋转轴旋转，滑板可推动旋转座在旋转轴上移动，所述旋转座上铰接有推杆，所述推杆的另一端铰接在偏心块上。3、采用上述结构，通过直线移动机构驱动滑板沿旋转轴轴向移动，使得旋转座在旋转轴上移动，从而推杆带动偏心块实现远离或靠近旋转轴的动作，从而实现调节偏心距的目的，通过调节旋转轴的转速和偏心块的偏心距，来平衡激振频率和振幅，采用本装置，在果园中对果树进行采收时，可以根据不同果树品种，不同果树树干直径，随时调节激振力的大小，以适应不同果树，在保证采净率的前提下，降低对果树的损伤。4、本实施方式中，所述偏心块面向旋转轴一侧中部开有与旋转轴大小相匹配的凹槽，所述偏心块的两端、在凹槽内固定有固定轴，固定轴与平行四边形机构的运动平面垂直，推杆与固定轴为转动装配，固定轴上、在推杆的两侧还分别转动装配有一根连杆，两根连杆的另一端分别布设在旋转轴的两侧，并且铰接在旋转轴远离偏心块的一端。本实施例中，通过偏心块上的凹槽，使得偏心块在推杆带动下，偏心块可以更靠近旋转轴，更进一步缩小偏心距，从而提高偏心距调节的范围。5、本实施方式中，旋转轴上、在与偏心块凹槽对应位置的横截面为方型，旋转轴此段为方型方便与与偏心块凹槽相匹配，也方便连杆与旋转轴的连接和布设。6、本实施方式中，所述外箱体包括平行布设的两块侧板和固定在两块侧板之间的四块盖板。7、本实施方式中，所述旋转轴包括相互平行布设的主动轴和被动轴，主动轴和被动轴之间设有间距，所述主动轴和被动轴的两端分别通过轴承固定在两块侧板上，所述动力机构包括第一伺服电机和齿轮机构，所述第一伺服电机固定在其中一块侧板上，并且第一伺服电机的输出端与主动轴同轴连接，所述齿轮机构包括主动齿轮和被动齿轮，所述主动齿轮固定在主动轴上，被动齿轮固定在被动轴上，所述主动齿轮与被动齿轮啮合，所述主动轴和被动轴上均安装有偏心结构。8、本实施方式中，所述直线移动机构为电动丝杆。9、本实施方式中，直线移动机构包括第二伺服电机、丝杠和螺母，所述第二伺服电机固定在另一块侧板上，所述丝杠设置在主动轴和被动轴之间，所述第二伺服电机的输出端与丝杆同轴连接，所述螺母螺纹安装在丝杠上，所述滑板上设有三个通孔，滑板中部的通孔内固定有螺母，滑板通过两端的通孔分别套装在主动轴和被动轴上，所述主动轴和被动轴上、在与滑板对应的位置滑动连接有旋转座，所述滑板两端通孔内固定有轴承，所述轴承的外圈与滑板固定连接，内孔固定在旋转座上。10、本实施方式中，所述丝杠为滚珠丝杠，所述螺母采用滚珠螺母。采用滚珠螺母可以提高调节偏心距过程中的平稳性和流畅性，不会出现卡顿；滚珠丝杠的型号为sfu02004-4，其导程较小，可以减小偏心距调节的跨度，保证激振力调节的连续性，不会出现太大波动，提高装置工作的稳定性。11、本实施方式中，外箱体上还设置有用于与果树树干连接的果树夹持装置。将本装置通过果树夹持装置固定在果树树干上后，开启本装置即可对果树进行振动采收，通过调节振幅调节装置以及激振装置，将振幅和振动频率调节到一个合适比例，从而保证采净率，降低降低对果树的损伤。12、综上所述，本发明针对现有惯性激振器无法独立调节激振频率和激振力大小的问题，通过设置振幅调节装置，利用直线移动机构驱动滑板沿旋转轴轴向移动，使得旋转座在旋转轴上移动，推杆带动偏心块实现远离或靠近旋转轴的动作，从而实现调节偏心距的目的，通过调节旋转轴的转速和偏心块的偏心距，来平衡激振频率和振幅，采用本装置，在果园中对果树进行采收时，可以随时调整频率和振幅，这样可以根据不同果树品种，不同果树树干直径，调节激振力的大小，以适应不同果树，从而在保证采净率的前提下，降低对果树的损伤。技术特征：1.一种林果振动采收幅频自适应激振器，其特征在于：包括外箱体(3)、激振装置(1)和振幅调节装置(2)，所述激振装置(1)包括转动装配在外箱体(3)内的旋转轴(12)、安装在旋转轴(12)上的偏心结构以及驱动旋转轴(12)旋转的动力机构，所述振幅调节装置(2)包括直线移动机构以及设置在外箱体(3)内、通过直线移动机构驱动沿旋转轴(12)轴向移动的滑板(24)，所述偏心结构包括沿旋转轴(12)长度方向布设的偏心块(14)，所述偏心块(14)的两端分别通过一根连杆(15)与旋转轴(12)连接，所述连杆(15)的两端分别与偏心块(14)和旋转轴(12)铰接，所述偏心块(14)、旋转轴(12)以及两端的连杆(15)组成平面四杆机构，所述旋转座套装在旋转轴(12)上与旋转轴(12)通过导向键连接，所述滑板(24)的一端与直线移动机构的活动端连接，另一端通过轴承(25)与旋转座连接，所述旋转座上铰接有推杆(16)，所述推杆(16)的另一端铰接在偏心块(14)上。2.根据权利要求1所述的林果振动采收幅频自适应激振器，其特征在于：所述偏心块(14)面向旋转轴(12)一侧中部开有与旋转轴(12)大小相匹配的凹槽，所述偏心块(14)的两端、在凹槽内固定有固定轴(17)，固定轴(17)与平行四边形机构的运动平面垂直，推杆(16)与固定轴(17)为转动装配，固定轴(17)上、在推杆(16)的两侧还分别转动装配有一根连杆(15)，两根连杆(15)的另一端分别布设在旋转轴(12)的两侧，并且铰接在旋转轴(12)远离偏心块(14)的一端。3.根据权利要求2所述的林果振动采收幅频自适应激振器，其特征在于：旋转轴(12)上、在与偏心块(14)凹槽对应位置的横截面为方型。4.根据权利要求1所述的林果振动采收幅频自适应激振器，其特征在于：所述外箱体(3)包括平行布设的两块侧板(31)和固定在两块侧板(31)之间的四块盖板(32)。5.根据权利要求1所述的林果振动采收幅频自适应激振器，其特征在于：所述旋转轴(12)包括相互平行布设的主动轴和被动轴，主动轴和被动轴之间设有间距，所述主动轴和被动轴的两端分别通过轴承(25)固定在两块侧板(31)上，所述动力机构包括第一伺服电机(11)和齿轮机构(13)，所述第一伺服电机(11)固定在其中一块侧板(31)上，并且第一伺服电机(11)的输出端与主动轴同轴连接，所述齿轮机构(13)包括主动齿轮和被动齿轮，所述主动齿轮固定在主动轴上，被动齿轮固定在被动轴上，所述主动齿轮与被动齿轮啮合，所述主动轴和被动轴上均安装有偏心结构。6.根据权利要求5所述的林果振动采收幅频自适应激振器，其特征在于：所述直线移动机构为电动丝杆。7.根据权利要求6所述的林果振动采收幅频自适应激振器，其特征在于：直线移动机构包括第二伺服电机(21)、丝杠(22)和螺母(23)，所述第二伺服电机(21)固定在另一块侧板(31)上，所述丝杠(22)设置在主动轴和被动轴之间，所述第二伺服电机(21)的输出端与丝杆同轴连接，所述螺母(23)螺纹安装在丝杠(22)上，所述滑板(24)上设有三个通孔，滑板(24)中部的通孔内固定有螺母(23)，滑板(24)通过两端的通孔分别套装在主动轴和被动轴上，所述主动轴和被动轴上、在与滑板(24)对应的位置滑动连接有旋转座，所述滑板(24)两端通孔内固定有轴承(25)，所述轴承(25)的外圈与滑板(24)固定连接，内孔与旋转座固定连接。8.根据权利要求7所述的林果振动采收幅频自适应激振器，其特征在于：所述丝杠(22)为滚珠丝杠(22)，所述螺母(23)采用滚珠螺母(23)。9.根据权利要求1所述的林果振动采收幅频自适应激振器，其特征在于：外箱体(3)上还设置有用于与果树树干连接的果树夹持装置(4)。技术总结一种林果振动采收幅频自适应激振器，包括外箱体、激振装置和振幅调节装置，所述激振装置包括转动装配在外箱体内的旋转轴、安装在旋转轴上的偏心结构以及驱动旋转轴旋转的动力机构，所述振幅调节装置包括直线移动机构以及设置在外箱体内、通过直线移动机构驱动沿旋转轴轴向移动的滑板。本发明可独立调节激振器的激振频率和激振力大小，从而适应不同果树、降低对果树的损伤的目的。技术研发人员：李成松,罗炬明,焦灏博,汤爱沸受保护的技术使用者：西南大学技术研发日：技术公布日：2024/3/31