阅读说明：本技术 便携式电动采茶机械装置 (Portable electric tea-picking mechanical device ) 是由 彭翔 陈欢 李嘉轩 钱强强 丁云剑 于 2019-09-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种便携式电动采茶机械装置。包括收纳箱、连接板、动力转向机构、扫叶轮和切割器；收纳箱前部开口,收纳箱后部设有放料口,连接板设有双出轴直流电机,的动力转向机构包括第一转向锥齿轮、圆柱齿轮、第二转向锥齿轮；切割器置于收纳箱前部,切割器包括环形刀带、刀带支架、导向轮和分叶板；双出轴直流电机两端的轴件上安装有扫叶轮,扫叶轮包括拨叉和六边形支架。本发明装置有效利用了机身空间,机身小,单次采摘面积小,方便使用者掌握采摘高度,提高了采摘效率并保证叶片的完整性,便于在野外长时间工作。(The invention discloses a portable electric tea picking mechanical device. Comprises a containing box, a connecting plate, a power steering mechanism, a sweeping impeller and a cutter; the front part of the containing box is provided with an opening, the rear part of the containing box is provided with a discharge hole, the connecting plate is provided with a double-output-shaft direct current motor, and the power steering mechanism comprises a first steering bevel gear, a cylindrical gear and a second steering bevel gear; the cutter is arranged at the front part of the containing box and comprises an annular knife belt, a knife belt bracket, a guide wheel and a leaf separating plate; the shaft parts at the two ends of the double-output-shaft direct current motor are provided with the sweeping impellers, and the sweeping impellers comprise shifting forks and hexagonal supports. The device effectively utilizes the space of the machine body, has small machine body and small single picking area, is convenient for a user to master the picking height, improves the picking efficiency, ensures the integrity of the blades and is convenient for long-time work in the field.)

便携式电动采茶机械装置

技术领域

本发明涉及了一种采茶机械，尤其是涉及了一种便携式电动采茶机械装置。

背景技术

茶叶采摘作为茶叶生产过程中重要的环节之一，其及时性严重关系到茶叶生产的质量和产量。目前我国茶叶的采摘依旧主要依赖于人工采摘，但随着劳动力不断的往城市转移且劳动力成本不断提高，采茶工人短缺、采茶成本高已成为茶叶产业普遍存在的问题，且日益严重。

我国传统茶园采摘均由人工作业，一般茶树移栽或种植时两行的中心距约为1.5m，相邻两行成年茶树冠层宽度一般在0.8m～1.2m，茶行之间根部间距约为1m，相邻两行茶树冠层间距离仅为0.3m～0.7m，茶叶采摘区域主要在茶树上方和两侧。所以我国大部分茶区的种植条件不符合机械设备作业的要求，因此大型采摘机械不能进入茶园进行采摘作业，小型自走式采摘机械也无法灵活作业。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，填补现有技术的空白，本发明所提供一种便携式电动采茶机械装置，能够进入茶园进行采摘作业，能够实现灵活作业，能在我国茶区地形复杂的丘陵、陡坡地带的茶园种植下依旧能够很好完成采茶作业。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括收纳箱、连接板、动力转向机构、扫叶轮和切割器；收纳箱前部开口，收纳箱后部设有放料口，两块连接板的一端均固定在收纳箱前部开口两侧的边框上，两侧的两块连接板的另一端之间设有双出轴直流电机，双出轴直流电机两端的输出端均同轴连接有轴件，一端的轴件活动穿出一侧的连接板后和刀带支架的一侧铰接，另一端的轴件活动穿出另一侧的连接板后经动力转向机构另一侧安装连接。

所述的动力转向机构包括第一转向锥齿轮、圆柱齿轮、第二转向锥齿轮；轴件端部穿过连接板后和第一转向锥齿轮同轴固接，第一转向锥齿轮和第二转向锥齿轮啮合形成锥齿轮副，第二转向锥齿轮和圆柱齿轮同轴固接后两端铰接安装于刀带支架侧面设置的外凸框架上，外凸框架旁的刀带支架侧壁开设通槽，圆柱齿轮的齿穿过通槽后啮合连接到环形刀带的条形齿槽上形成齿条副；切割器置于收纳箱前部，切割器包括环形刀带、刀带支架、导向轮和分叶板；刀带支架安装在收纳箱前部，刀带支架底部和收纳箱底部衔接，刀带支架为环形框结构，刀带支架在朝向收纳箱前部的环形端面开设设有环形凹槽，环形凹槽中安装有环形刀带，环形刀带上开设有多个和动力转向机构配合连接的条形齿槽；刀带支架环形凹槽内圈周围的四角设有导向轮，导向轮接触连接环形刀带内表面，环形刀带通过被周围的导向轮带连接支撑装在环形凹槽中；刀带支架环形凹槽内圈底部的槽壁处固定安装有分叶板，分叶板为一块水平布置的呈V形结构的条状板，条状板V形结构的开口朝向后侧布置，条状板的前侧边缘加工成多个刀齿，多个刀齿沿条状板直线方向间隔均布，环形刀带水平布置在分叶板的条状板V形结构之中，条状板V形结构沿高度方向的中间，环形刀带的前侧边缘也加工成多个刀齿，多个刀齿沿环形刀带环形方向间隔均布。

所述的双出轴直流电机两端的轴件上安装有扫叶轮，扫叶轮包括拨叉和六边形支架，六边形支架同轴固接套装在双出轴直流电机两端的轴件上，六边形支架上安装有个六个拨叉，六个拨叉水平平行绕双出轴直流电机的旋转轴/轴件沿圆周周向间隔均布，拨叉的下边缘设有用于拨动茶叶的疏状齿结构，位于六边形支架下方前侧的拨叉的疏状齿结构底端刚好平齐贴近于分叶板的顶面。

本发明通过上述结构巧妙地实现了茶叶的扫叶和剪叶的同步同时连贯进行，实现了采茶的机械自动化操作。

所述的环形刀带的刀齿齿高小于分叶板的刀齿齿高，同时环形刀带的刀齿齿宽小于分叶板的刀齿齿间的间隙。

所述的环形刀带位于环形凹槽的中间，处于环形凹槽两侧壁之间的中间位置，具体是通过被周围的导向轮带连接支撑装在环形凹槽两侧壁之间的中间位置。

所述的收纳箱顶部设有用于手提的握把。

所述收纳箱用于收集来自切割器所剪切后通过扫叶轮辅助回扫进来的茶叶。

所述收纳箱设有的放料口用于将收纳箱内部的茶叶提取出来。

本发明采用同步带进行驱动切割则大大简化了其结构，不仅更加轻便，便于携带，而且运行平稳，振动幅度小，噪音小，可以显著提高其使用体验，除此以外，也可以降低成本，便于维修。

本发明的有益效果是：

1、本装置将双出轴电机置于扫叶轮内部，有效利用了机身空间；

2、本装置为一种便携式手持收割机，机身小，单次采摘面积小，方便使用者掌握采摘高度，并控制机体选择合适大小的叶片进行采摘，提高了采摘效率并保证叶片的完整性，且适于在一些丘陵地区的小块茶园内使用。

3、操作简单，不用进行专业培训，机体轻，便于在野外长时间工作；

4、节能环保。

附图说明

图1为本发明装置的总体结构图；

图2为环形刀带和分叶板的配合安装结构图；

图3为分叶板剪茶梢的原理示意图；

图4切割器剪切茶梢局部示意图；

图5为分叶板的结构图；

图6为本发明装置省去刀带支架的侧视立体图；

图7为本发明装置内部传动结构示意图；

图8为锥齿轮传动部位局部放大示意图；

图9为导向轮部位局部放大示意图。

图中：环形刀带(1)、分叶板(2)、拨叉(3)、六边形支架(4)、第一转向锥齿轮(5)、圆柱齿轮(6)、第二转向锥齿轮(7)、双出轴直流电机(8)、连接板(9)、轴件(10)、刀带支架(11)、扫叶轮(12)、导向轮(13)、切割器(14)、动力转向机构(15)、收纳箱(16)、放料口(17)、握把(18)。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，装置具体实施包括收纳箱16、连接板9、动力转向机构15、扫叶轮12和切割器14；收纳箱16前部开口，收纳箱16顶部设有用于手提的握把18，收纳箱16后部设有放料口17，两块连接板9的一端均固定在收纳箱16前部开口两侧的边框上，两侧的两块连接板9的另一端之间设有双出轴直流电机8，双出轴直流电机8两端均为输出端，双出轴直流电机8两端的输出端均同轴连接有轴件10，一端的轴件10活动穿出一侧的连接板9后和刀带支架11的一侧铰接，另一端的轴件10活动穿出另一侧的连接板9后经动力转向机构15另一侧安装连接。

具体实施中，双出轴直流电机8的外壳固连于一侧的连接板9上，且采茶机械前端的切割器14、扫叶轮12和刀带支架11通过连接板9固连于收纳箱16。

如图6和图7所示，动力转向机构15包括第一转向锥齿轮5、圆柱齿轮6、第二转向锥齿轮7；轴件10端部穿过连接板9后和第一转向锥齿轮5同轴固接，第一转向锥齿轮5和第二转向锥齿轮7啮合形成锥齿轮副，第二转向锥齿轮7和圆柱齿轮6同轴固接后两端铰接安装于刀带支架11侧面设置的外凸框架上，外凸框架旁内侧方的刀带支架11侧壁开设通槽，如图8所示，圆柱齿轮6的齿穿过通槽后啮合连接到环形刀带1的条形齿槽上形成齿条副；圆柱齿轮6安装于刀带支架11上，并通过两个转向锥齿轮5、7与双出轴直流电机8的另一侧输出端连接，实现动力转向传递。

采用了锥齿轮改变90度的传动方向，采用的电机自带减速器，扫叶轮与动力源采用直杆传替能量，减小了体积将电机安装在扫叶轮中间，采用两端输出，分别把能量传替给扫叶轮的两端(一端传送给锥齿轮；一端传送给扫叶轮支架)。

如图1和图2所示，切割器14置于收纳箱16前部，切割器14包括环形刀带1、刀带支架11、导向轮13和分叶板2；刀带支架11安装在收纳箱16前部，刀带支架11底部和收纳箱16底部衔接，刀带支架11为环形框结构，刀带支架11在朝向收纳箱16前部的环形端面开设设有环形凹槽，环形凹槽沿环形端面的环形方向同环形布置，环形凹槽中安装有环形刀带1，环形刀带1上开设有多个和动力转向机构15配合连接的条形齿槽。如图9所示，刀带支架11环形凹槽内圈周围的四角设有导向轮13，导向轮13接触连接环形刀带1内表面，环形刀带1通过被周围的导向轮13带连接支撑装在环形凹槽中；这样，环形刀带1通过圆柱齿轮6和导向轮13的辅助进行高速平稳的回转切割。

刀带支架11环形凹槽内圈底部的槽壁处固定安装有分叶板2，如图4和图5所示，分叶板2为一块水平布置的呈V形结构的条状板，V形结构水平布置，条状板沿左右方向布置，条状板V形结构的开口朝向后侧布置，条状板靠近刀带支架11开口的前侧边缘加工成多个刀齿，多个刀齿沿左右条状板直线方向间隔均布，环形刀带1水平布置在分叶板2的条状板V形结构之中，且位于条状板置，条状板V形结构沿高度方向的中间，环形刀带1靠近刀带支架11开口的前侧边缘也加工成多个刀齿，多个刀齿沿左右环形刀带1环形方向间隔均布。

环形刀带1的刀齿齿高小于分叶板2的刀齿齿高，使得环形刀带1能够装在位于分叶板2的条状板V形截面中间，同时环形刀带1的刀齿齿宽小于分叶板2的刀齿齿间的间隙，使得环形刀带1的刀齿移动中和分叶板2的刀齿存在错位间隙，能够用于切割茶梢。

环形刀带1位于环形凹槽的中间，处于环形凹槽两侧壁之间的中间位置，具体是通过被周围的导向轮13带连接支撑装在环形凹槽两侧壁之间的中间位置。

如图6所示，双出轴直流电机8两端的轴件10上安装有扫叶轮12，扫叶轮12包括拨叉3和六边形支架4，六边形支架4同轴固接套装在双出轴直流电机8两端的轴件10上，六边形支架4通过轴件10与双出轴直流电机8的一侧输出端连接，实现动力传递；六边形支架4上安装有个六个拨叉3，六个拨叉3水平平行绕双出轴直流电机8的旋转轴/轴件沿圆周周向间隔均布，拨叉3的下边缘设有用于拨动茶叶的疏状齿结构，位于六边形支架4下方前侧的拨叉3的疏状齿结构底端刚好平齐贴近于分叶板2的顶面。

具体的传动链为，如图7所示，将微型直流电机的外壳与9)支架固定在一起。通过电机带动锥齿轮，并进而带动同步带轮，最后通过同步带轮控制同步带割刀与其同步运动，从而使镶在同步带上的刀片与分页板上的刀片具有相对运动，从而实现切割茶叶的目的。

通过分析切割过程的，切割时作物的茎秆都有向前倾的趋势，装一个扫叶轮辅助切割器进行切割。扫叶轮的主要功能是引导待切割茶叶新梢并扶持茎秆、稳定切割、输送割下的新梢并清理切割台。扫叶轮的工作过程运动轨迹由机器前进运动和扫叶轮自身匀速回转运动所合成。工作过程中，从与茶树新梢接触开始，到扶持新梢并辅助切割，到最后完成输送作用结束。

收纳箱16用于收集来自切割器14所剪切后通过扫叶轮12辅助回扫进来的茶叶。收纳箱16设有的放料口17用于将收纳箱16内部的茶叶提取出来。

本发明的实施工作过程如下：

双出轴直流电机8工作，带动轴件10旋转，然后：

一方面，轴件10旋转的一端经第一转向锥齿轮5和第二转向锥齿轮7之间的锥齿轮副带动圆柱齿轮6旋转，再经由圆柱齿轮6和环形刀带1条形齿槽之间的形成齿条副带动环形刀带1在导向轮13导向支撑下沿环形凹槽单向循环运动。单向循环运动过程中，分叶板2V形结构中的环形刀带1相对于分叶板2水平移动，如图3所示，使得环形刀带1的刀齿相对于分叶板2的刀齿错位移动形成剪刀运动，将茶叶的茶梢剪断。具体实施中，由于茶叶生长培养时已经经过多次修剪，茶叶的茶梢位置基本均在同一水平处，因此通过环形刀带1和分叶板2的配合能将茶梢统一剪断。

另一方面，轴件10旋转的两端同轴带动六边形支架4绕旋转轴旋转，六边形支架4上的六个拨叉3依次循环往复的作朝向前侧的下落运动：拨叉3下落到分叶板2上方，拨叉3的疏状齿结构底端刚好平齐贴近于分叶板2的顶面，然后拨叉3往后方移动，拨叉3的疏状齿结构捋扫分叶板2附近的茶叶到分叶板2的刀齿间的间隙中，让环形刀带1的刀齿对茶叶的茶梢剪断，并且在剪断茶梢后将短暂停留在分叶板2和环形刀带1的刀齿面上的茶叶芽刮扫到收纳箱16中。

由此通过同一电机实现了扫叶轮12的拨叉3运动和环形刀带1的运动，扫叶和剪叶的同步同时连贯进行。