[发明专利]一种多树采胶的位移控制系统

说明书

本发明涉及一种多树采胶的位移控制系统，属于机械采胶技术领域，包括:行走轨道固定于多颗树株之间；行走机构；位移机构，设置于行走机构上并与其同步移动；采胶器；树围检测器用以检测树株直径；位置传感器，被触发时且所述树围检测器能够检测树株直径；距离检测器与采胶器同步移动，所述距离检测器用于检测所述采胶器与树表的距离；后台控制器，接收所述树围检测器和所述距离检测器的检测数据并控制位移机构将所述采胶器移动至指定位置。采用悬空轨道式的结构，实现多颗橡胶树之间采胶的位移控制，消除地形的影响，并且能够实现一机多树的采胶管理；通过位移的精确控制降低采胶对橡胶树损伤，降低橡胶树中断产胶、质量下降、寿命降低等风险。

技术领域

本发明涉及一种多树采胶的位移控制系统，属于机械采胶技术领域。

背景技术

天然橡胶是从橡胶树上采集的天然胶乳，经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物，是国家重要战略物资；天然橡胶因其优良的回弹性、绝缘性、隔水性及可塑性等特性，日常生活中、交通运输、工业、农业、航工航天等领域都具有广泛用途。

现有的橡胶采集仍然是通过人工使用传统割胶刀（如公开号CN205213638U公开的装置）割胶采集，在橡胶树上切割出螺旋形的割胶线，利用胶杯收集割胶线流出的橡胶。但目前，天胶价格持续低迷，胶工收入低，导致胶工大量流失。同时由于割胶作业黑白颠倒，环境恶劣，技术要求高，劳动强度大，传统胶刀培训时间长、难学会，割不好等因素导致年青人更不愿割胶，加剧了胶工老龄化。另一方面人工割胶的方式容易对橡胶树造成较大的创伤，在其持续的割胶死皮处容易发生生理失调，即出现所谓的“褐皮病”，因而影响橡胶的寿命同时导致树株产胶中断。以上种种原因，形成了现今胶工严重缺乏的局面，导致至少60%的胶园被弃割。

近几年，行业内也在不断探索自动化割胶工具以解决目前采胶的困境，但由于割胶作业的特殊性，旧胶线割缠绕机器，机械切割碎屑污染胶水，无法阴刀割胶等等技术问题始终无法解决，这导致采胶机械化是世界性难题，过去40年关键技术研究一直未突破。诸如公开号CN110558198A、CN108243896A、CN210298832U等现有技术公开的方案，都无法解决上述问题，尤其是切割碎屑污染胶水这一技术难题，机械化的割胶刀始终难以满足采胶技术指标要求。

而申请人研发的手持往复式割胶设备（公开号CN208480406U、CN208480405U等）虽然解决上了上述技术问题，但始终是需要人工持握，依然无法解决胶工短缺、胶园弃割的问题。

现有技术的全自动采胶设备，诸如公开号CN110720374A、CN110696008A的割胶设备基本是以“一机一树”的对应关系构思的，以上构思看似解决了问题，但在实际中根本无法得到实现，原因在于：规范的胶园每亩橡胶树种植33株，民营胶园通常超规范种植可达每亩50~60株左右，一般胶园面积在百亩，最小的也有20亩，国内三大植胶区共有胶园面积1700万亩。通过以上数据可以发现，“一机一树”对设备需求量大到惊人，架设、维护成本远高于胶园收益，看似美好确无法解决问题。另一方面，“一机一树”的设备沉重，且割线位置固定，其持续的割胶死皮处依然容易发生生理失调，即出现所谓的“褐皮病”，影响橡胶的寿命同时导致树株产胶中断，这也是由方案本身性质所带来无法避免的技术问题。

目前，在割胶行业中，逐步转换观念，采用智能机器人的方案，诸如公开号CN110558196A、CN110122256A、CN109328973A公开的割胶机器人，运用了视觉伺服、多传感器一体的组合导航、无线充电等技术；通过履带、轨道位移等方案实现胶林间自主割胶，但除了智能机器人目前普遍存在的精度和控制等方面的原因外，胶园林地的地面环境复杂，为增加土地利用率通常配套种植林下经济作物，超规种植也会导致树木间距狭窄，同时地面还会设置排水沟、排水坡等，林下地形复杂，给予机器人行走空间狭窄，机器人难以在胶园中实现自由行走，而地面轨道式的设计，同样存在以上问题导致轨道铺设难度大，落叶等容易卡轨，难易维护。