一种高空油棕果采收作业设备

本发明涉及油棕果采收设备，具体为一种高空油棕果采收作业设备。

背景技术：

1、油棕是全球核心油料经济作物，由其果肉压榨制取的棕榈油是全球第二大食用植物油，广泛应用于食品加工、日化生产、生物能源等多个领域，在全球农产品贸易与粮油供应体系中占据重要地位，油棕果穗集中生长于树干顶端的叶腋处，适采期油棕树高度多在10米以下，树干直径通常在50厘米以内，单棵成年油棕树挂果量约为10-15串，单串果穗重量可达15-25公斤，由上千枚油棕果聚合而成，果柄粗壮且周边密布叶柄、枯叶与枝干，采收作业难度大、技术要求高。

2、当前油棕果高空采收主要存在三类主流作业方案，均存在显著的技术短板，难以适配现代规模化油棕种植的采收需求：

3、传统人工长杆钩刀采收是目前种植园应用最广泛的方式，依靠操作人员手持加长钩刀，通过地面举升或攀爬至树干中部进行果柄砍割作业。该方式劳动强度极大，采收人力成本占油棕种植全流程人工投入的半数以上，人工切割力度与角度不可控，刀刃极易划伤、撕裂油棕树干表皮，损伤树体韧皮部与输导组织，影响油棕树的长期长势与产果能力，果柄切断后，整串油棕果处于无约束状态直接高空坠落，一方面极易砸伤地面配合人员与周边设备，作业安全风险突出，另一方面果串坠落撞击地面后易出现果穗碎裂、果肉破损、果粒脱落等问题，大幅降低棕榈油原料的品质与出油率。

4、升降平台式采收车是机械化采收的主要方案之一，依靠车载升降机构将操作人员与切割工具送至高空作业位置，实现机械化举升采收。但油棕种植园多分布于丘陵、坡地等地形区域，林间存在大量沟壑、起伏地块与密植枝干，轮式或履带式采收车的通行空间严重受限，地形适配性极差，同时采收车在林间转弯、行进难度大，单次作业仅能覆盖单棵果树，转场效率低下，对于密植型油棕种植园基本无法通行作业，适用场景十分有限。

5、无人机搭载切割装置采收是近年出现的新型高空作业方案，无人机可实现高空无接触作业，无需地面通行路径，但现有的工业级无人机载重、续航能力均存在硬性限制，无法承载大体积、高扭矩的重型切割机构，难以切断粗壮的油棕果柄；单串油棕果重量可达15-25kg，无人机无法承接切割后的果串，果穗仍会高空坠落，无法解决坠物安全与果穗损伤问题，且无人机电池续航时长有限，长时间连续采收作业需要频繁更换电池，作业效率偏低，无法适配大面积油棕园的规模化采收需求。

6、除此之外，现有公开的部分油棕果采收刀具设备采用弹簧弹力作为切割动力源，输出的切割力矩十分有限，而油棕果果柄木质化程度高、直径粗壮，周边还缠绕有大量枯叶与细枝干，仅依靠弹簧弹力难以一次性切断果柄，往往需要人工反复调整位置、多次触发切割，不仅容易造成油棕树体损伤，还大幅延长了单果串的采收时长，同时现有爬树式切割设备的切割行程固定，刀具无法自适应不同直径的油棕树干，切割覆盖范围狭窄，同一高度的多层果串与周边叶柄难以一次性完成切割，综合采收效率偏低，设备的通用性与稳定性均有待提升。

7、针对现有采收设备劳动强度高、地形适配性差、切割力矩不足、作业安全性低、无法支撑连续规模化采收的缺陷，本发明提出一种高空油棕果采收作业设备来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种高空油棕果采收作业设备，解决了现有油棕果采收方式劳动强度高、作业安全性差、地形适配性不足，以及现有采摘设备切割力度不足、无法自适应树干尺寸、采收效率低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种高空油棕果采收作业设备，包括有对称设置的两组切刀架、分别安装于两组切刀架外侧的驱动组件、滑动设置于切刀架内腔的切刀机构以及支撑架与基座；

4、两组所述驱动组件的底端共同连接于支撑架顶面，所述支撑架底部固定安装有基座，所述基座表面开设有多个用于与外置爬树机器人连接的安装孔；

5、所述驱动组件用于驱动切刀机构沿弧形路径往复运动，以对油棕果柄及周边叶柄进行周向切割。

6、进一步，所述驱动组件包括：

7、驱动壳，所述驱动壳与切刀架外侧固定连接；

8、伺服电机，所述伺服电机固定安装于驱动壳内腔侧壁；

9、驱动轴，所述驱动轴的一端与伺服电机的的输出端相连接；

10、齿轮，所述齿轮安装在驱动轴的外侧。

11、进一步，所述切刀架靠近驱动壳的一侧开设有侧槽口，所述驱动轴的一端穿过侧槽口延伸至切刀架内腔，所述切刀架外侧安装有与驱动轴转动配合的轴承座。

12、进一步，所述切刀架的内腔底部开设有弧形槽，所述弧形槽的底部开设有底槽口，所述切刀架的两侧壁均开设有与弧形槽相连通的通槽口。

13、进一步，所述切刀机构包括：

14、弧形齿板，所述弧形齿板滑动设置于弧形槽内，且所述弧形齿板与齿轮相啮合；

15、连接柱，所述连接柱固定连接于弧形齿板下端中部；

16、底架，所述连接柱底端穿过底槽口并与底架固定连接。

17、进一步，所述底架上活动穿插设置有至少三组调节柱，所述调节柱呈钉形结构，所述调节柱与底架之间套装有弹簧，所述调节柱的一端贯穿底架并固定连接有刀座，所述刀座上通过螺栓可拆卸安装有切刀。

18、进一步，所述切刀沿远离底架的方向倾斜设置，所述刀座上开设有与切刀适配的安装槽，所述切刀嵌装于安装槽内并通过螺栓锁紧固定。

19、进一步，所述驱动壳与支撑架的连接处固定安装有角板，用于增强连接结构强度。

20、与现有技术相比，本发明提供了一种高空油棕果采收作业设备，具备以下有益效果：

21、1、本发明采用伺服电机驱动齿轮与弧形齿板啮合传动的动力方案，替代传统弹簧弹力驱动结构，输出的切割力矩大且稳定可控，能够一次性切断木质化的粗壮果柄与周边叶柄，无需人工反复干预切割，切刀沿弧形路径做高速往复切割运动，切割行程覆盖范围广，有效的提升了高空采收的切割效率与作业精度，避免了传统弹簧驱动刀具切割力度不足、切割范围有限的问题；

22、2、本发明通过弹簧与调节柱构成自适应浮动刀架结构，切刀可根据油棕树干的直径大小自动调整径向伸缩位置，在弹簧弹力的作用下，切刀刃口始终保持与树干表面的贴合压力，既能够保证切割时的刀刃切入深度，确保果柄切断效果，又能够避免刚性刀具与树干硬接触造成的树皮损伤与树体破坏，保护油棕树的长期产果能力，该浮动结构便于可适配不同直径的油棕树干，有效的提高了了设备的通用性。

1.一种高空油棕果采收作业设备，其特征在于，包括有对称设置的两组切刀架（1）、分别安装于两组切刀架（1）外侧的驱动组件（2）、滑动设置于切刀架（1）内腔的切刀机构（3）以及支撑架（4）与基座（5）；

2.根据权利要求1所述的一种高空油棕果采收作业设备，其特征在于，所述驱动组件（2）包括：

3.根据权利要求2所述的一种高空油棕果采收作业设备，其特征在于，所述切刀架（1）靠近驱动壳（21）的一侧开设有侧槽口（9），所述驱动轴（23）的一端穿过侧槽口（9）延伸至切刀架（1）内腔，所述切刀架（1）外侧安装有与驱动轴（23）转动配合的轴承座（8）。

4.根据权利要求3所述的一种高空油棕果采收作业设备，其特征在于，所述切刀架（1）的内腔底部开设有弧形槽（10），所述弧形槽（10）的底部开设有底槽口（11），所述切刀架（1）的两侧壁均开设有与弧形槽（10）相连通的通槽口（12）。

5.根据权利要求4所述的一种高空油棕果采收作业设备，其特征在于，所述切刀机构（3）包括：

6.根据权利要求5所述的一种高空油棕果采收作业设备，其特征在于，所述底架（33）上活动穿插设置有至少三组调节柱（34），所述调节柱（34）呈钉形结构，所述调节柱（34）与底架（33）之间套装有弹簧（35），所述调节柱（34）的一端贯穿底架（33）并固定连接有刀座（37），所述刀座（37）上通过螺栓（38）可拆卸安装有切刀（36）。

7.根据权利要求6所述的一种高空油棕果采收作业设备，其特征在于，所述切刀（36）沿远离底架（33）的方向倾斜设置，所述刀座（37）上开设有与切刀（36）适配的安装槽，所述切刀（36）嵌装于安装槽内并通过螺栓（38）锁紧固定。

8.根据权利要求1所述的一种高空油棕果采收作业设备，其特征在于，所述驱动壳（21）与支撑架（4）的连接处固定安装有角板（7），用于增强连接结构强度。