一种落地林果柔性张持动态分离捡拾装置及方法与流程

技术特征：
1.一种落地林果柔性张持动态分离捡拾装置，其特征在于，包括：机架；拾取机构，安装在所述机架上，用于捡拾落地林果并进行初次分选，实现柔性张持捡拾落地林果；齿式排果机构，安装在所述拾取机构上，所述拾取机构环绕所述齿式排果机构运动，并通过所述齿式排果机构将所述拾取机构内的林果自动排出，实现落地林果的动态分离；中间集果机构，对应于所述齿式排果机构设置在所述机架上，用于收集所述齿式排果机构排出的林果，并提供林果分选空间；风机，安装在所述机架上，风机的出风口与所述中间集果机构的进风口连接，以为所述林果分选空间提供稳定持续的气流；林果分离机构，与所述中间集果机构连接，用于二次分选林果混合物；传动机构，安装在所述机架上，并分别与所述拾取机构、风机及所述林果分离机构连接；以及控制装置，安装在所述机架上，与所述传动机构连接，用于控制并实时调整所述传动机构的工作速度。2.如权利要求1所述的落地林果柔性张持动态分离捡拾装置，其特征在于，所述拾取机构包括：拾取链，张紧在拾取链轮上，所述拾取链轮通过拾取轴安装在所述机架上；以及捡拾轮，均匀间隔安装在所述拾取链上，所述捡拾轮包括弹性夹持条、凸捡拾条、凹捡拾条和锁紧盘，所述凸捡拾条和凹捡拾条的两端安装在所述锁紧盘上，所述弹性夹持条安装在所述凸捡拾条的外表面上。3.如权利要求2所述的落地林果柔性张持动态分离捡拾装置，其特征在于，所述锁紧盘的内侧开有与所述凹捡拾条和凸捡拾条适配的凹槽，以避免所述凹捡拾条及凸捡拾条滑动和松懈。4.如权利要求2所述的落地林果柔性张持动态分离捡拾装置，其特征在于，所述齿式排果机构包括对称并列安装在所述拾取轴上的齿条板，所述齿条板与所述捡拾轮相交，所述齿条板上的凸齿挤压所述凸捡拾条及凹捡拾条，使所述凸捡拾条与凹捡拾条之间的间隙增大，以实现林果的动态分离。5.如权利要求2所述的落地林果柔性张持动态分离捡拾装置，其特征在于，所述凹捡拾条安装在所述凸捡拾条之间，并位于所述凸捡拾条的下方，所述凹捡拾条与凸捡拾条的最大间隙小于落地林果的尺寸；同一所述凹捡拾条上，所述弹性夹持条之间的距离远小于落地林果的尺寸。6.如权利要求1、2、3、4或5所述的落地林果柔性张持动态分离捡拾装置，其特征在于，所述中间集果机构包括：集果机构，包括互相连接形成第一容置空间的集果前板、集果后板、集果左侧板和集果右侧板，所述第一容置空间的顶端为集果入口，所述第一容置空间的底端为集果出口；以及中间机构，包括互相连接形成第二容置空间的前板、后板、左侧板、顶板和底板，所述顶板设置有长条口，与所述集果出口连接；所述左侧板设置有与所述风机的出风口连接的进风口，所述第二容置空间与所述左侧板相对的一侧为出风口。
7.如权利要求1、2、3、4或5所述的落地林果柔性张持动态分离捡拾装置，其特征在于，所述林果分离机构包括：林果分离箱，包括分离箱体、分离板和挡板，所述分离箱体的左侧与所述中间机构的出风口连接；所述分离板和挡板分别安装在所述分离箱体内，并将所述分离箱体划分为分离室、第一沉降室和第二沉降室，所述第一沉降室的底端设置有杂质排出口，所述分离室的一侧设置有林果排出口，所述第一沉降室设置在所述分离室的另一侧；以及拨轮分选机构，包括拨轮轴和拨轮块，所述拨轮轴安装在所述机架上，所述拨轮块周向均匀阵列分布在所述拨轮轴上形成拨轮组，所述拨轮组以轴向均匀阵列安装在所述拨轮轴上。8.如权利要求7所述的落地林果柔性张持动态分离捡拾装置，其特征在于，所述分离板上均匀间隔设置有长条孔，所述长条孔与所述拨轮分选机构的拨轮组一一对应，以将杂质分选到所述第二沉降室中。9.如权利要求1、2、3、4或5所述的落地林果柔性张持动态分离捡拾装置，其特征在于，所述中间集果机构、林果分离机构及所述风机的连接表面分别设置有密封条，以增强密封性并降低气压损失。10.一种落地林果柔性张持动态分离捡拾方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤s100、根据捡拾落地林果的对象，调节捡拾轮中的凹捡拾条及凸捡拾条之间的距离，便于捡拾不同种类的果实；其中，凹捡拾条位于凸捡拾条的中间位置，其中捡拾轮中的凸捡拾条之间、凹捡拾条与凸捡拾条之间的距离l
max
＝k
min
(r1，r2)，k为经验系数，取0.25～0.50，r1为林果纵径，r2为林果横径；其中捡拾轮中的凸捡拾条旋转曲面的方程为a1、b1、c1分别为凸捡拾条旋转曲面的长半轴、中半轴和短半轴；凹捡拾条旋转曲面的方程为：a2、b2、c2分别为凹捡拾条旋转曲面的长半轴、中半轴和短半轴；a1＝a2，b1‑
b2＜l
max
，c1‑
c2＜l
max
；步骤s200、通过控制装置调节传动机构的风机电机、拨轮分选电机、拾取电机到预设值，并调试待所述传动机构运行平稳；步骤s300、所述捡拾轮以顺时针方向运动，在弹性夹持条和所述凹捡拾条及凸捡拾条柔性张持的共同作用下，将地面上的落地林果通过夹持、挤压到所述捡拾轮中，实现捡拾果实，并进行初步分选；步骤s400、所述捡拾轮运动到齿式排果机构上，所述凹捡拾条及凸捡拾条之间的间距在所述齿式排果机构的作用下变大，从而落地林果从所述凹捡拾条和凸捡拾条之间的间隔排出，自动完成林果自动动态分离；其中，齿式排果机构的齿式与捡拾轮相交的宽度b
max
＝e
max
(r1，r2)，e为经验系数，取2～4；齿式排果机构的齿与捡拾轮相交的高度为：θ为齿式的倾角；捡拾轮中的凸捡拾条之间、凹捡拾条与凸捡拾条之间的距离l
max
＝齿式排果机构的齿与捡拾轮相交的
宽度b
max
；步骤s500、林果自由从上往下落到中间集果机构中，林果在风机的风力作用下，重杂质落到第一沉降室中，在气流和倾斜滚动的共同作用下从所述第一沉降室的出口排出；而轻混合物被吹到分离室中，其中，沉降室的倾斜角度满足：tanθ＞f，其中θ为沉降室的倾斜角度；f为重杂质与沉降室底面材料的摩擦系数；风机产生的气流速度满足：max(v
e
,v
f
)＜v
a
＜v
g
，v
e
为轻杂质的悬浮速度，v
f
为林果的悬浮速度，v
a
为风机产生的气流速度，v
f
为重杂质的悬浮速度；以及步骤s600、在所述风机的风力和拨轮分选的共同作用下，轻杂质被分选到第二沉降室中，在倾斜滚动和拨轮分选机构拨动的共同作用下，从所述第二沉降室的出口排出，林果在挡板和风力不足的作用下，落到所述分离室的底面，在气流和倾斜滚动的共同作用下从所述分离室的出口排出，完成落地林果捡拾过程，其中，分离室的倾斜角度满足：tanθ1＞f1，其中θ1为沉降室的倾斜角度；f1为重杂质与沉降室底面材料的摩擦系数。

技术总结
一种落地林果柔性张持动态分离捡拾装置及方法，该装置包括：机架；拾取机构，安装在机架上，捡拾落地林果并进行初次分选；齿式排果机构，安装在拾取机构上，拾取机构环绕该齿式排果机构运动，齿式排果机构将拾取机构内的林果自动排出；中间集果机构，对应于齿式排果机构设置在机架上，收集排出的林果并提供林果分选空间；风机，其出风口与该中间集果机构的进风口连接；林果分离机构，与该中间集果机构连接，用于二次分选林果混合物；传动机构，安装在该机架上，并分别与该拾取机构、风机及该林果分离机构连接；以及控制装置，与该传动机构连接，控制并实时调整传动机构的工作速度。本发明还提供了落地林果柔性张持动态分离捡拾方法。法。法。


技术研发人员：白圣贺 苑严伟 刘立晶 牛康 周利明 赵博 熊师 白慧娟 郑元坤 张巍朋 陈凯康
受保护的技术使用者：中国农业机械化科学研究院
技术研发日：2021.08.02
技术公布日：2021/10/15