[实用新型]一种基于并联作动器的主被动自适应割胶装置

说明书

本实用新型涉及一种基于并联作动器的主被动自适应割胶装置。本实用新型主要由3自由度并联作动器、滑轮组平衡机构、磁感应装置、丝杠副、螺旋导轨机构组成。所述3自由度并联作动器包括弧型支架，气缸，虎克铰和三角形固定板。所述滑轮组平衡机构包括绳索固定器、钢绳、定滑轮、砝码、套筒。所述磁感应装置由3个磁感应片和3个磁感应开关组成。所述丝杠副安装在螺旋导轨机构和弧形支架之间，用于驱动所述螺旋线成型导向板上下移动。本实用新型具备智能化、自适应和高重复定位精度的特点，对橡胶树的自动割胶，减少橡胶树割胶成本，改善胶工的作业条件起到了积极作用。

技术领域

本实用新型属于农业或林业机械领域，涉及一种基于并联作动器的主被动自适应割胶装置。

背景技术

橡胶作为工业设备和生活用品的制造原料，在工业生产、医疗卫生和日常生活中起着举足轻重的作用，是世界经济车轮前进动力之一，也是许多国家的重要经济支柱。

天然橡胶常温下弹性好、塑性佳、具备极好的机械强度；滞后损失小、多次变形生热低、耐屈挠性好。因其是非极性材料，电绝缘性能良好，所以用途广泛。

随着工业不断发展，对天然橡胶的需求量不断增加，但橡胶采集工作量大、难度大、安全性差、效率低，一直以来都是限制其发展的瓶颈。目前，我国大部分胶园还是采用人工手持割胶刀进行割胶，虽然近年出现了电动割胶刀，但仍未改变割胶劳动强度大、效率低、安全性差的特点。

近年来，随着天然橡胶价格不断下滑，割胶工流失和老龄化问题日益严重，割胶成本急剧增加，天然橡胶产业受到严峻挑战，大片胶林弃割，甚至改种，给橡胶产业造成巨大冲击。因此，当前仍以劳动密集型为主的橡胶园生产管理与作业方式己不能适应新形势需求，传统割胶成为橡胶生产的瓶颈，远远满足不了我国橡胶种植业的发展，胶园生产作业与管理的机械化、智能化将是未来发展的必然趋势。

割胶是一项技术性要求较高的操作，目前，世界各国多采用人工手持割胶工具进行割胶，传统割胶工具有拉刀和推刀。割胶时要求割线平滑、深度均匀、伤树少、耗皮少，割胶刀的好坏和割胶工熟练程度均会影响割胶效果。割线是指树干上沿固定方向和形式切割树皮以获取胶乳的地方，每棵树割线数目不宜超过2条。

割胶有阳刀和阴刀之分，阳刀为排胶面在割线下方，阴刀为排胶面在割线上方。许多国家对割线长度和割胶频率进行了研究，未来，短割线和低频割胶将是研究重点。割线长度由长割线到短割线依次为S-S／2-S／3-S／4-S／8-5cm，（S：全螺旋线），割胶频率由高到低为d／1-d／2-d／3-d／4-d／5-d／10-d／12-14（d：天）。

橡胶树有芽接树和实生树两种，芽接树树干呈圆柱形，开割高度约为130-150cm。实生树树干呈圆锥形，第一割面离地高度约为50-80cm。割胶的两个指标为割胶深度和耗皮量。割胶深度是从树皮表面沿指向树心方向切割的深度，芽接树割胶深度离木质部1.2-1.8mm；实生树（包括低芽接树）割胶深度离木质部1.6-2.0mm。耗皮量又称切削厚度，是指相邻两个加工面之间的垂直距离，d/2-d/3割制情况下，阳线每刀耗皮1.4mm左右，阴刀每刀耗皮量1.8mm左右；d/4割制情况下，阳刀每刀耗皮量1.6mm左右，阴刀每刀耗皮量2.0mm左右。

无论人工割胶，还是自动化割胶，割胶深度和耗皮量都是必须要满足的两个重要指标，为了达到该指标，在割胶时，保证每次割胶螺旋线的重合度非常关键。然而，天然橡胶树的树桩外形类似椭圆状，树皮表面凹凸不平，为了保证高重合度，就需要保证制备的割胶装置具有智能化、自适应，高重复定位功能，因此在设计自动割胶装置的时候，必须要考虑这几个要素。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术存在的3个主要问题（智能化、自适应、高重复定位），提供一种基于并联作动器的主被动自适应割胶装置。

本实用新型的技术方案为：

本实用新型主要由3自由度并联作动器、滑轮组平衡机构、磁感应装置、丝杠副、螺旋导轨机构组成。