[发明专利]一种果园修剪残枝聚拢装置及其设计方法

权利要求书

1.一种果园修剪残枝聚拢装置，其特征在于：包括液压马达(7)和聚拢组件，所述液压马达(7)通过螺钉安装在机架壳体(9)的顶部，所述机架壳体(9)的底部通过螺栓组件与滑道壳体(6)的顶部连接，所述滑道壳体(6)的底部设置有聚拢组件，所述液压马达(7)通过联轴器与所述驱动轴(8)连接，所述传动轴(8)穿过所述机架壳体(10)、所述滑道壳体(6)后与所述聚拢组件连接；所述聚拢组件包括旋转底盘(2)、旋转连杆(4)和弹齿(10)，所述旋转底盘(2)和旋转连杆(4)水平平行排布并通过多个立柱(3)连接支撑，所述旋转连杆(4)靠近所述滑道壳体(6)的一端与曲柄(5)的一端固定连接，所述曲柄(5)的另一端通过曲柄轴承(11)连接在所述滑道壳体(6)上，所述单个旋转连杆(4)的外端通过螺栓组件连接有多个弹齿(10)。

2.根据权利要求1所述的一种果园修剪残枝聚拢装置，其特征在于：所述立柱(3)的一端焊接在所述旋转底盘(2)上，所述立柱(3)的另一端通过轴套与所述旋转连杆(4)连接。

3.根据权利要求1所述的一种果园修剪残枝聚拢装置，其特征在于：所述旋转底盘(2)通过花键与所述驱动轴(8)连接，所述旋转底盘(2)的底部设置有底盘固定板(1)。

4.根据权利要求3所述的一种果园修剪残枝聚拢装置，其特征在于：所述底盘固定板(1)通过定位销和螺纹安装在所述驱动轴(8)的底部。

5.根据权利要求1所述的一种果园修剪残枝聚拢装置，其特征在于：所述弹齿(10)的外侧安装有防护杆(13)，所述弹齿(10)的底部设置为钩型。

6.根据权利要求1所述的一种果园修剪残枝聚拢装置，其特征在于：所述机架壳体(9)的内部与所述驱动轴(8)连接处设置有端面轴承(12)。

7.一种如权利要求1-6任意一项所述的果园修剪残枝聚拢装置的设计方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、数学模型的建立：对果园修剪残枝聚拢装置进行运动学分析并建立数学模型；

步骤二、静态运行轨迹的获得：对步骤一中的所述数学模型进行模拟仿真运动，将主要参数输入到人机对话窗口内，运行整个聚拢作业的静态运动轨迹；

步骤三、参数优化：对步骤二获得的所述静态运行轨迹分析聚拢作业的效果，同时结合专业知识和实际经验对聚拢装置的主要参数进行优化；

步骤四、求解滑道中心线的形状：逆向求解滑道中心线的空间形状及获得滑道中心线(14)。

8.根据权利要求7所述的一种果园修剪残枝聚拢装置的设计方法，其特征在于：果园修剪残枝聚拢装置运动学分析包括残枝聚拢阶段、弹齿与残枝分离阶段和弹齿与残枝分离阶段，P1为起始点，P1至P2为残枝聚拢阶段，α₁为残枝聚拢阶段为弹齿围绕O点转过的角度；P2至P3为弹齿与残枝分离阶段，α₂为其中残枝弹齿与残枝分离阶段为弹齿围绕O点转过的角度，P3至P1为回到初始状态阶段，α₃回到初始状态阶段中弹齿围绕O点转过的角度；β是弹齿围绕旋转连杆摆动的角度，其中β与α之间的位置关系如下表：

9.根据权利要求7所述的一种果园修剪残枝聚拢装置的设计方法，其特征在于：通过人机对话设计方法，对整个聚拢装置进行了结构参数优化。

10.根据权利要求7所述的一种果园修剪残枝聚拢装置的设计方法，其特征在于：根据模拟仿真运动和弹齿在空间的运动轨迹和变化角度的技术要求，逆向求解滑道中心线的空间形状，即依次对点N、点M、点K、点G、点H和点J逆向求解，最终获得点J的运动轨迹。

11.根据权利要求7所述的一种果园修剪残枝聚拢装置的设计方法，其特征在于：根据弹齿的运动要求和滑道中心线的空间形状逆向求解获得滑道中心线(14)。